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CAPITULO IV: TRANSPORTE DE LNG

9.- Generalidades sobre los peligros de los gases licuados.

Todos los gases licuados se transportan a temperaturas iguales o levemente inferiores a

sus puntos de ebullición entre -161ºC y 0ºC; además la gran mayoría de estos gases son altamente

inflamables. Debido a estas condiciones de transporte, los gases licuados presentan grandes

riegos para quienes se involucran en el transporte y manejo de estas cargas.

9.1.- Peligros relacionados con la presión.

Uno de los peligros que presenta el transporte de gases licuados son los excesos de

presión que se producen, debido a la ebullición de los gases de carga.

En el caso del transporte de gas natural en naves totalmente refrigeradas, la presión de la

carga puede llegar a exceder la presión de diseño de los estanques de contención, si esta no es

controlada puede llegar a dañar la estructura de los tanques de contención produciendo derrames

durante el transporte. También puede suceder que se produzca una presión negativa en el interior

de los tanques, esta presión negativa puede lograr dañar la estructura de diseño de los tanques

totalmente refrigerados debido a que estos no se han construidos para soportar el vacío.

Cuando se transporta una carga totalmente refrigerada como el GNL, es necesario tener

extra precaución de que la carga no quede atrapada en el interior de las tuberías que se encuentran

en la cubierta, entre dos válvulas; debido a que los rayos solares aumentan la temperatura y por

ende ejercen una alta presión al interior dañando juntas y válvulas.

Cuando existan fugas hacia espacios de bodega o Void Space, la presión puede aumentar

considerablemente afectando la seguridad del sistema, para ello estos espacios cuentan con

dispositivos para aliviar la sobre presión.

9.2.- Asfixia.

La composición del aire que respiramos esta dada de la siguiente manera:

78% de Nitrógeno

21% de Oxígeno

0,93% de Argón

0,03%de Anhídrido carbónico

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El cuerpo humano requiere un 20,8% de oxígeno en el aire para una respiración normal.

Aniveles inferiores de 19,5% de oxígeno en el aire, existe un rápido deterioro de la actividad y

capacidad de razonamiento del individuo; este deterioro se considera altamente relevante ya que

generalmente la víctima no reconoce el peligro y no es capaz de actuar de manera correcta ante

situaciones de peligro. Cuando el cuerpo se encuentra en un ambiente con un nivel de oxígeno

menor de 16%, se produce un ataque de inconsciencia realmente rápido, si la víctima no es

retirada de forma inmediata del lugar se puede ver afectada por un para respiratorio. A niveles

inferiores, el tiempo de exposición puede llegar a causar daño cerebral permanente o muerte en

caso que el tiempo de exposición sea muy prolongado.

Se consideran asfixiantes, aquellos gases que desplazan el oxígeno del cuerpo, actuando

sobre el mecanismo del aparato respiratorio, o sobre el sistema nervioso o linfático, impidiendo el

normal aporte de oxígeno a la sangre y su correspondiente distribución a los principales órganos.

Tabla 1.- Principales Gases y sus correspondientes datos de salud.

Sustancia Asfixiante Narcótico Tóxico

GNL X - -

GLP X - -

Metano X - -

Etano X - -

Propano X - -

Propileno X X -

Butadieno X X -

Butano X - -

Amoniaco X - XFuente: “Liquefied Gas Handling Principles on Ships and in Terminals”, MacGuire an White,

Tercera Edición año 2000.

Cuando nos enfrentamos e un ambiente que contiene gases asfixiantes, existe el riesgo de

que se produzca una hipoxemia; este término se define como la disminución anormal de la

presión parcial de oxígeno en la sangre arterial. Este efecto, produce un bajo rendimiento mental,

alteraciones de la personalidad, trastornos de la conciencia y disminuye la concentración de

oxígeno en la sangre.

9.3.- Toxicidad.

El concepto de toxicidad se define como la capacidad de una sustancia de causar efectos

adversos para la salud. Generalmente las sustancias tóxicas causan efectos negativos en el tejido

humano, deterioro en el sistema nervioso e incluso muerte cuando la sustancia es ingerida,

inhalada o absorbida por la piel.

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Existe un sistema llamado ACGIH (Association Conference Government Industry

Higienyc) que establece tres categorías de TLV (Threshold Limit Value-Valor Límite Umbral)

que se utilizan para describir las concentraciones de sustancias tóxicas en el aire a las cuales el

personal puede estar expuesto durante su vida de trabajo sin poner en riesgo la salud de los

individuos.

TLV-TWA: Este término corresponde a la abreviación de “Threshold Limit Value-Time

Weighted Average” o “Valor Límite Umbral-Media Ponderada en el Tiempo”; y se

refiere a la concentración promedio en tiempo de exposición, para un día laborable de 8

horas y una semana de 40 horas laborales, a las que casi cualquier trabajador puede ser

expuesto día tras día, sin que la sustancia que se encuentre en el aire afecte la salud del

trabajador.

TLV-STEL: También conocido como “Threshold Limit Value-Short Term Exposure

Limit” o “Valor Límite Umbral-Límite de Exposición a Corto Plazo”, este término se

refiere a un promedio ponderado de exposición de 15 minutos que no debe ser excedido

en ningún momento durante un día laborable, incluso si el tiempo promedio se encuentra

dentro del TLV (Valor Límite).

TLV-C: Abreviatura conocida como “Threshold Limit Value-Ceiling” o “Límite

Superior”, se refiere a una concentración ambiental que no debe ser excedida ni siquiera

por un instante.

Usualmente los TLV se entregan en ppm (partes de vapor por millón de partes de aire

contaminado en volumen), aunque algunas veces se entregan en mg/m3 (miligramos de sustancias

por metro cúbico de aire). Algunas veces se menciona sólo el TLV sin especificaciones de TWA,

STEL, C; cuando esto sucede se considera que los datos entregados corresponden al TLV-TWA.

Sin embargo se recomienda reducir las concentraciones de sustancias contaminantes al mínimo

posible.

Tabla 2.- TLV de algunos sustancias transportados en buques gaseros.

Sustancia TLV

Metano 1000ppm

Propano 1000ppm

Butano 600ppm

Amoníaco 50ppm

Cloro 1ppmDatos obtenidos desde el Manual del curso modelo “OMI 1.01 Formación Avanzada para

Buques Tanque Gaseros, Humboldt Marine Training, Valparaíso-Chile.

9.4.- Peligro de incendio

Se denomina fuego a la reacción química que se produce entre una sustancia combustible,

oxígeno y calor; en esta reacción se generan llamas, calor y gases. El fuego represen

manifestación visual de la combustión. Para que se produzca esta reacción son necesarios los

siguientes componentes básicos:

Un proceso de combustión necesita una fuente de combustibles en estado gaseoso o

vapor, a la ves estos vapores deben mezclarse con oxígeno (aire) en una proporción determinada

para que este arda, para ello la mezcla de oxígeno y combustible se debe encontrar dentro del

rango inflamable de la sustancia propiamente tal. Por último es necesar

suficiente para alcanzar la temperatura precisa para que se inicie y mantenga la combustión.

9.5.- Inflamabilidad

Inflamabilidad, es la medida de la facilidad que presenta un gas, líquido o sólido

encenderse y de la rapidez con que, una vez encendido, se diseminarán sus llamas. Cuanto más

rápida sea la ignición, más inflamable será el material. Los líquidos inflamables no lo son por si

mismos, sino que lo son debido a los vapores que desprenden

Límite Inferior de Explosividad:

(Lower Explosive Limit), corresponde al porcentaje mínimo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Límite Superior de Explosividad:

Explosive Limit), corresponde al porcentaje máximo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

68

Peligro de incendio.

Se denomina fuego a la reacción química que se produce entre una sustancia combustible,

oxígeno y calor; en esta reacción se generan llamas, calor y gases. El fuego represen

manifestación visual de la combustión. Para que se produzca esta reacción son necesarios los

siguientes componentes básicos:

Fig. 9.1.- Componentes del Fuego.

Un proceso de combustión necesita una fuente de combustibles en estado gaseoso o

r, a la ves estos vapores deben mezclarse con oxígeno (aire) en una proporción determinada

para que este arda, para ello la mezcla de oxígeno y combustible se debe encontrar dentro del

rango inflamable de la sustancia propiamente tal. Por último es necesar

suficiente para alcanzar la temperatura precisa para que se inicie y mantenga la combustión.

Inflamabilidad.

Inflamabilidad, es la medida de la facilidad que presenta un gas, líquido o sólido

encenderse y de la rapidez con que, una vez encendido, se diseminarán sus llamas. Cuanto más

rápida sea la ignición, más inflamable será el material. Los líquidos inflamables no lo son por si

mismos, sino que lo son debido a los vapores que desprenden

Límite Inferior de Explosividad: Conocido también por su abreviación LIE o LEL

(Lower Explosive Limit), corresponde al porcentaje mínimo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Superior de Explosividad: Conocido por su abreviación LSE o UEL (Upper

Explosive Limit), corresponde al porcentaje máximo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Combustible

Oxígeno

Reacción en Cadena

Temperatura de Ignición

Se denomina fuego a la reacción química que se produce entre una sustancia combustible,

oxígeno y calor; en esta reacción se generan llamas, calor y gases. El fuego representa la

manifestación visual de la combustión. Para que se produzca esta reacción son necesarios los

Componentes del Fuego.

Un proceso de combustión necesita una fuente de combustibles en estado gaseoso o

r, a la ves estos vapores deben mezclarse con oxígeno (aire) en una proporción determinada

para que este arda, para ello la mezcla de oxígeno y combustible se debe encontrar dentro del

rango inflamable de la sustancia propiamente tal. Por último es necesaria una fuente de calor

suficiente para alcanzar la temperatura precisa para que se inicie y mantenga la combustión.

Inflamabilidad, es la medida de la facilidad que presenta un gas, líquido o sólido para

encenderse y de la rapidez con que, una vez encendido, se diseminarán sus llamas. Cuanto más

rápida sea la ignición, más inflamable será el material. Los líquidos inflamables no lo son por si

mismos, sino que lo son debido a los vapores que desprenden.

Conocido también por su abreviación LIE o LEL

(Lower Explosive Limit), corresponde al porcentaje mínimo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Conocido por su abreviación LSE o UEL (Upper

Explosive Limit), corresponde al porcentaje máximo, en volumen, de un gas, que

mezclado con aire a temperatura y presión normales, forma una mezcla inflamable.

Temperatura de Ignición

Se denomina fuego a la reacción química que se produce entre una sustancia combustible,

ta la

manifestación visual de la combustión. Para que se produzca esta reacción son necesarios los

Un proceso de combustión necesita una fuente de combustibles en estado gaseoso o

r, a la ves estos vapores deben mezclarse con oxígeno (aire) en una proporción determinada

para que este arda, para ello la mezcla de oxígeno y combustible se debe encontrar dentro del

ia una fuente de calor

para

encenderse y de la rapidez con que, una vez encendido, se diseminarán sus llamas. Cuanto más

rápida sea la ignición, más inflamable será el material. Los líquidos inflamables no lo son por si

Conocido también por su abreviación LIE o LEL

(Lower Explosive Limit), corresponde al porcentaje mínimo, en volumen, de un gas, que

Conocido por su abreviación LSE o UEL (Upper

Explosive Limit), corresponde al porcentaje máximo, en volumen, de un gas, que

Existen dos propiedades físicas de los materiales que indican su inflamabilidad: el punto

de inflamación y la volatilidad (determinada por el punto de ebullición).

a.- Punto de Inflamación (Flash

temperatura a la cual un líquido (o sólido volátil) desprende vapor, en cantidades suficientemente

significativas, para formar una mezcla que puede encenderse en contacto con una fuente de ca

(chispa). Los gases inflamables no tienen punto de inflamación puesto que ya se encuentran en

fase de vapor.

b.- Volatilidad: La volatilidad es un indicativo de la facilidad con que un líquido o sólido pasa al

estado de vapor. Se mide mediante su punt

vapor del material es igual a la presión atmosférica).

c.- Temperatura de auto

combustión de forma espontánea y sostenida, en ausencia de

Estos conceptos básicos toman especial importancia cuando las cargas que se transportan

tienen índices elevados de volatilidad, por ejemplo, el metano es un hidrocarburo (CH

punto de ebullición tiene un valor de

desprender vapores que en conjunto con una mezcla de aire y una fuente de calor pueden generar

una explosión.

0

Fuera de rango (Low)

LEL 5%

69

Fig. 9.2. Rango de Inflamabilidad del Metano.

Fuente: Hoja de Seguridad (MSDS).

Existen dos propiedades físicas de los materiales que indican su inflamabilidad: el punto

de inflamación y la volatilidad (determinada por el punto de ebullición).

Punto de Inflamación (Flash point): el punto de inflamación de un material o sustancia es la

temperatura a la cual un líquido (o sólido volátil) desprende vapor, en cantidades suficientemente

significativas, para formar una mezcla que puede encenderse en contacto con una fuente de ca

(chispa). Los gases inflamables no tienen punto de inflamación puesto que ya se encuentran en

La volatilidad es un indicativo de la facilidad con que un líquido o sólido pasa al

estado de vapor. Se mide mediante su punto de ebullición (temperatura a la cual la presión de

vapor del material es igual a la presión atmosférica).

Temperatura de auto-ignición: Es la temperatura mínima para que un producto entre en

combustión de forma espontánea y sostenida, en ausencia de

Estos conceptos básicos toman especial importancia cuando las cargas que se transportan

tienen índices elevados de volatilidad, por ejemplo, el metano es un hidrocarburo (CH

punto de ebullición tiene un valor de -161 ºC, o sea, a esa temperatura el metano comienza a

desprender vapores que en conjunto con una mezcla de aire y una fuente de calor pueden generar

20 40 60

% volúmen de metano en la atmósfera

Rango de Inflamabilidad del Metano

Fuera de rango (Low) Rango de inflamabilidad

UEL 15%

amabilidad del Metano.

Fuente: Hoja de Seguridad (MSDS).

Existen dos propiedades físicas de los materiales que indican su inflamabilidad: el punto

de inflamación y la volatilidad (determinada por el punto de ebullición).

): el punto de inflamación de un material o sustancia es la

temperatura a la cual un líquido (o sólido volátil) desprende vapor, en cantidades suficientemente

significativas, para formar una mezcla que puede encenderse en contacto con una fuente de ca

(chispa). Los gases inflamables no tienen punto de inflamación puesto que ya se encuentran en

La volatilidad es un indicativo de la facilidad con que un líquido o sólido pasa al

o de ebullición (temperatura a la cual la presión de

Es la temperatura mínima para que un producto entre en

combustión de forma espontánea y sostenida, en ausencia de fuentes de ignición.

Estos conceptos básicos toman especial importancia cuando las cargas que se transportan

tienen índices elevados de volatilidad, por ejemplo, el metano es un hidrocarburo (CH4) cuyo

a, a esa temperatura el metano comienza a

desprender vapores que en conjunto con una mezcla de aire y una fuente de calor pueden generar

80 100

% volúmen de metano en la atmósfera

Rango de Inflamabilidad del Metano

Rango de inflamabilidad Fuera de rango (High)

Existen dos propiedades físicas de los materiales que indican su inflamabilidad: el punto

): el punto de inflamación de un material o sustancia es la

temperatura a la cual un líquido (o sólido volátil) desprende vapor, en cantidades suficientemente

significativas, para formar una mezcla que puede encenderse en contacto con una fuente de calor

(chispa). Los gases inflamables no tienen punto de inflamación puesto que ya se encuentran en

La volatilidad es un indicativo de la facilidad con que un líquido o sólido pasa al

o de ebullición (temperatura a la cual la presión de

Es la temperatura mínima para que un producto entre en

Estos conceptos básicos toman especial importancia cuando las cargas que se transportan

) cuyo

a, a esa temperatura el metano comienza a

desprender vapores que en conjunto con una mezcla de aire y una fuente de calor pueden generar

70

9.6.- Quemaduras Frías.

Uno de los principales riesgos del transporte de gases licuados, son las bajas temperaturas

en que estos se encuentran. Cuando la piel entra en contacto con materiales o sustancias que se

encuentran a bajas temperaturas, existe un daño similar al contacto con materiales calientes.

En barcos totalmente presurizados, que transportan gases licuados a bajas temperaturas

(ejemplo, propano a -43ºC) se debe utilizar siempre una ropa protectora, en el caso que los

individuos se encuentren en las cercanías de las tuberías presurizadas, ya que una fuga de una

carga presurizada pasa rápidamente a temperaturas de totalmente refrigerada, causando severas

quemaduras frías.

Tabla 3.- Cargas transportadas en buques gaseros que producen quemaduras.

Sustancia Quemadura Fría Quemadura Química Irritante

GNL X - -

GLP X - -

Metano X - -

Etano X - -

Propano X - -

Amoniaco X X X

Nitrógeno X - -Fuente: Curso modelo “OMI 1.06 Formación Avanzada para Buques Tanque Gaseros”;

Humboldt Marine Training, Valparaíso-Chile.

Como se aprecia en la tabla 3, existen algunas sustancias que al tener contacto con la piel

producen varios tipos de lesiones, como el caso del cloro. El cloro se transporta en buques

gaseros, en su estado líquido y como se aprecia es altamente peligroso, al igual que el amoniaco.

9.7.- Tratamiento de Primeros Auxilios.

Los primeros auxilios se definen como las técnicas y procedimientos de carácter

inmediato y no profesional que recibe una victima de algún tipo de accidente o enfermedad

repentina. En el ambiente marino mercante, los procedimientos de primeros auxilios vienen

especificados en los antecedentes de seguridad de la cargas que se transportan, y es

completamente necesario que todo la tripulación a bordo este totalmente familiarizada con estos

antecedentes.

En general, cuando se transportan gases licuados existen al menos dos riesgos a los que se

encuentra sometida la tripulación, ellos son las quemaduras por frío y asfixia.

71

9.7.1.- Quemaduras por Frío.

a.- Síntomas:

Dolor intenso en el área afectada.

Agitación.

Confusión.

Shock.

Posible desmayo.

b.- Tratamiento:

En primer lugar se debe aplicar calor levemente en la zona afectada, ya sea con la propia

mano o con material de lana.

Luego es preciso colocar el área afectada en agua fría e ir calentando hasta 42ºC máximo.

Se debe estimular a la víctima a ejercitar la parte afectada.

No se deben cortar ni abrir las ampollas generadas por la quemadura.

En caso que la ropa de la víctima este adherida al área afectada, esta no debe ser

removida.

Por último se debe cubrir el área afectada con vendas estériles, para que no se produzca

algún tipo de infección que puede agravar la condición de la víctima.

9.7.2.-Asfixia.

Como ya se ha mencionado la gran mayoría de los gases licuados que se transportan en

buques gaseros, producen asfixia. En caso de que esto suceda, es necesario tener en cuenta como

identificar una victima de asfixia, y cuales son los principales procedimientos a seguir en caso de

que ello ocurra.

a.- Síntomas:

Incremento en la frecuencia de respiración.

Piel azulada (cianosis).

Respiración estertorosa (ronquidos).

Pérdida de la conciencia.

Parálisis del centro respiratorio.

b.- Tratamiento:

Retirar a la victima del lugar.

72

En caso de que sea necesario, aplicar respiración artificial.

Aflojar soltar las vestimentas.

Aplicar oxígeno en caso de que el individuo se encuentre cianótico.

Mantener en reposo.

Todos estos procedimientos, son vitales cuando un trabajador sufre algún tipo de

accidente; ya sea Asfixia o Quemaduras producidas por gases licuados. Una rápida y adecuada

acción, evitara que el estado de la víctima empeore.

9.8.- Ficha de Datos de Seguridad (FDS).

La hoja de seguridad de una sustancia o FDS es un resumen, cuyo contenido hace

referencia a las propiedades de peligrosidad y a las consideraciones de seguridad que se deben

tener en cuenta para trabajar con una sustancia química particular. Por ello se considera que la

hoja de seguridad de un material, es una importante fuente de información para prevenir riesgos

laborales, accidentes y posibles enfermedades. La información que se entrega en estas hojas debe

incluir lo siguiente:

a.- Sección I. Identificación del producto e información del fabricante.

b.- Sección II. Composición e información sobre los ingredientes que lo

componen.

c.- Sección III. Identificación de los riesgos y efectos por exposición.

Es esta sección se enfatiza sobre los riesgos potenciales en la salud humana y los síntomas

causados por la exposición al producto.

d. Sección IV. Primeros auxilios.

Se detallan instrucciones a seguir en caso de que la exposición accidental requiera de

tratamiento inmediato.

e.- Sección V. Medidas contra el fuego.

En esta sección se provee una quía básica en caso de fuego, además, se describen otras

propiedades útiles para evitarlo y combatirlo, incluyendo el agente extintor apropiado.

f.- Sección VI. Medidas en caso de derrame o fuga.

Se describen las Acciones a tomar para minimizar los efectos adversos en caso de derrame

o fuga material.

73

g.- Sección VII. Manipulación y almacenamiento.

En esta sección se entrega información sobre las prácticas adecuadas para el manejo y

almacenamiento de forma segura.

h.- Sección VIII. Controles a la exposición y equipo de protección personal.

Provee información práctica y equipo de protección, útiles para minimizar la exposición

del trabajador. Cuando exista, se incluirán los siguientes datos de control a la exposición,

TLV,TWA y STEL.

i.- Sección IX. Propiedades físicas y químicas.

Provee de información adicional que puede ser de ayuda en la caracterización del material

y en el diseño de buenas prácticas de trabajo.

j.- Sección X. Estabilidad y Reactividad.

Describe las condiciones que deben evitarse y la incompatibilidad con otros materiales

que puedan causar una reacción que cambie la estabilidad propia de la sustancia.

k.- Sección XI. Información sobre toxicología.

Esta sección muestra los estudios de toxicidad del producto o de los ingredientes activos

del producto, cuyas dosis causen efectos adversos a la salud humana.

l.- Sección XII. Información sobre los efectos sobre la ecología.

En caso de existir incluye información sobre los efectos que el material puede tener en

plantas o animales o en el entorno a que ha sido destinado.

m.- Sección XIII. Consideraciones sobre la disposición final del producto.

Provee información útil para determinar las medidas de disposición apropiadas

(procedimientos para disposición de desechos).

n.- Sección XIV. Información sobre el transporte.

Provee información básica para el transporte dentro del marco de la clasificación de

mercancías peligrosas.

o.- Sección XV. Información regulatoria (opcional).

Se incluye información adicional en las regulaciones que afectan al producto (dependerá

del país).

p.- Sección XVI. Otra información (opcional).

Esta sección se utiliza para proveer información adicional, por ejemplo fechas de

elaboración y revisión de la MSDS (Material Safety Data Sheet), clasificación NFPA (National

74

Fire Protection Association) o WHMIS (Workplace Hazardous Materials Information System),

etc.

A continuación se presenta una FDS correspondiente al metano, principal constituyente

del gas natural licuado transportados en buques tanque. En ella se distinguen todos los puntos

señalados anteriormente, sin excepciones.

75

Fig. 9.3.- FDS-Metano.

Fuente: AGA (American Gas Asociation).

76

Este documento indica las particularidades y propiedades de una determinada sustancia

para un adecuado uso. En ella se entregan las instrucciones detalladas tanto para el manejo de una

carga como para la seguridad en las operaciones laborales que se realizan. Una FDS está pensada

para indicar los procedimientos ordenadamente y para trabajar con una sustancia de forma

segura. El formato de estas fichas puede variar dependiendo de su fabricante o según las

legislaciones de diferentes países.

Con respecto al transporte de sustancias a través de embarcaciones, es responsabilidad del

embarcador proveer la información necesaria, que debe ser entregada en forma de formulario con

información de la carga o con la respectiva hoja de datos o FDS y es deber de las tripulaciones

informarse al respecto y cumplir todas y cada una de las disposiciones sobre el manejo de los

distintos productos que se transportan, sus potenciales peligros y medidas de seguridad a emplear.

9.9.- Precauciones generales a bordo.

En la mayoría de los buques tanque (petroleros, quimiqueros y gaseros) existe la

posibilidad, o el alto riesgo de que se produzcan incendios o explosiones. Para que esto no ocurra

es necesario evitar que exista alguna fuente de ignición o una atmósfera inflamable en algún lugar

de la nave.

Siempre se espera que exista presencia de gases especialmente en los compartimientos de

carga, sala de bombas, ya algunas veces en la cubierta de tanques, por lo tanto es imprescindible

eliminar todas las fuentes de ignición en estos espacios. El caso opuesto ocurre en la sala de

máquinas, cocinas y otros sectores de habitabilidad; en esta zona del buque las fuentes de

ignición no se pueden eliminar, por lo tanto se procura que no ingrese ningún tipo de gas

inflamable a estas zonas. Para ello es necesario tomar en cuenta las siguientes precauciones.

9.9.1.- Fumar.

a.- Fumar en forma controlada: En una nave que transporta sustancias explosivas o altamente

inflamables, como el caso de los gases licuados se permite fumar pero solo en condiciones

controladas. Las salas de fumadores son previamente acordadas por el capitán de la nave y el

representante del terminal antes de dar inicio las operaciones de trabajo (carga/descarga), por

medio de un documento escrito.

b.- Fumar en Terminales: Pretender que una prohibición de fumar se cumpla cuando un buques

se encuentra en la terminal o amarrada es poco realista y puede generar que algunos traten de

fumar a escondidas, esto puede generar graves accidentes. Para ello existen lugares habilitados y

controlados.

77

c.- Fumar en navegación: Durante la navegación es el capitán quien autoriza los momentos y

lugares en donde se puede fumar.

d.- Condiciones para las salas de fumadores: Estas se ubican a popa de los estanques de carga,

no poseen puertas o aberturas directas hacia cubiertas abiertas. Se debe tomar en cuenta y

controlar constantemente la atmósfera, para evitar que existan concentraciones de gas en estas

áreas.

e.- Fósforos y encendedores: El uso de fósforos o encendedores se limita solo a las áreas de

fumadores. En ningún momento estos objetos deben transportarse fuera de estos alojamientos ya

que son una probable fuente de ignición que en conjunto con una atmósfera inflamable pude

ocasionar un incendio u explosión.

9.9.2.- Lámparas portátiles y equipo eléctrico.

Todos los equipos eléctricos y lámparas portátiles utilizadas a bordo deben estar

aprobados por una autoridad competente antes de ser utilizados, con el objeto de que sean

perfectamente seguros y que en caso de algún imprevisto no generen ningún tipo de fuente de

ignición. Estos equipos deben ser examinados cuidadosamente por posibles defectos, asegurarse

que el aislamiento no este dañado y que sus cables se encuentren correctamente empalmados. Por

último es necesario prevenir los daños mecánicos a cables eléctricos.

9.9.3.- Equipos que funcionan con baterías.

El uso de linternas portátiles o equipos con baterías, deben encontrase aprobadas

por un autoridad competente para su uso en atmósferas inflamables. Con respecto a los equipos

UHF-VHF, deberán ser del tipo intrínsecamente seguro.

Algunos de los equipos que no se deben utilizar en atmósferas inflamables son las radios

portátiles, cámaras fotográficas o de video, teléfonos celulares, entre otros.

En el caso de los teléfonos celulares, cuando estos se encuentran encendidos generan un

riesgo mediante la reacción espontanea de responder una llamada; por ello se prohíbe su uso en

cubierta.

9.9.4.- Equipo de radio.

El principal riesgo son las transmisiones emitidas por los equipos de radio, esto se debe a

que las transmisiones son capaces de formar arcos sobre la superficie de los aislantes de antena

cuando estos poseen una capa de sal (producto de la briza marina), polvo o agua. Por estos

78

motivos se debe conectar atierra todos estos accesorios y tratar con grasa grafitada las

articulaciones de las botavaras para mantener la continuidad eléctrica.

9.9.5.- Equipo de radar.

La radiación de ondas producida por un radar no presenta riesgos de ignición si este se

encuentra correctamente ubicado. Sin embargo, la operación del radar en terminales y

reparaciones de estos equipos; se deben coordinar entre el buque y la terminal; de manera que no

exista ningún tipo de atmósfera inflamable que afecte la seguridad del buque.

9.9.6.- Equipo de comunicación satelital.

Generalmente los equipos de comunicación satelital operan a 1,6Ghz y los niveles de

energía que generan no se consideran como riesgo de ignición. Aunque se recomienda que

durante faenas de carga o descarga de productos inflamables, el buque y la terminal deben

consultar antes de utilizar estos equipos.

9.9.7.- Trabajos en caliente y de soldadura.

Se denomina trabajo en caliente a todo trabajo que pueda o produzca una llama o chispas;

independiente de la zona del buque en la cual se realice. En general las principales máquinas que

se utilizan para este tipo de trabajos son:

Máquinas o aparatos de acetileno o de soldar.

Máquinas soldadoras

En general todas aquellas máquinas que generan fuego o chispa.

Cuando se necesite realicen trabajos en caliente se deben tener en consideración las

siguientes especificaciones:

El porcentaje de vapores inflamables en el ambiente debe tener un valor de 0%.

No debe existir presencia de gases tóxicos o inflamables en zonas adyacentes.

La presencia de óxido impregnado de producto químico dentro de los compartimientos en

los que se realice el trabajo debe ser completamente nulo.

79

No debe existir ningún tipo de material inflamable o que pueda incendiarse en la zona de

trabajo.

Deben existir una cantidad suficiente de extintores y mangueras en caso de que se

necesiten.

Con respecto a espacios o compartimientos adyacentes, estos se deben encontrar

completamente desgasificados y no se debe ingresar gases desde otros compartimientos.

En estos espacios adyacentes, se debe verificar que no existan materiales capaces de

incendiarse o quemarse, ya que cuando se trabaja en caliente el calor es capaz de

transferirse a través de los mamparos adyacentes.

Por último, se sabe que las cañerías y serpentines de calefacción pueden contener gases

peligrosos aunque el buque se haya declarado desgasificado; por ello no se efectúa ningún

tipo de trabajo en caliente si el primer oficial no lo ha autorizado.

En lo que respecta a trabajos específicos en caliente como el caso de soldaduras y oxicorte,

además de las consideraciones enumeradas anteriormente se debe:

En caso de que la pieza con la que se trabaje sea transportable, se recomienda llevarla a

un lugar seguro para efectuar el trabajo.

Se debe comprobar el perfecto estado del funcionamiento de la maquinaria ha utilizar en

los trabajos. Además es necesario determinar el sitio más apropiado para la instalación de

la soldadura o del corte, de esta manera se esta preparado para interrumpir el trabajo en

caso de que existan gases en la atmósfera.

Con respecto al equipo de extinción de incendios, estos deben estar siempre a mano

durante la realización de los trabajos. Además durante este tipo de trabajos debe existir un

hombre que no pertenezca al grupo de trabajo; este permanecerá en los alrededores a

cargo del equipo de seguridad que en caso de alguna emergencia, este individuo proveerá

de asistencia al grupo de trabajo.

Cuando se necesite realizar trabajos de corte o soldadura en las líneas de carga, estas

deben ser desmontadas y transportadas a un lugar seguro y libre de gases en donde se

realizarán los trabajos requeridos.

En caso de que se deban realizar trabajos de soldadura y corte en estanques de carga, es

preciso que no exista ningún tipo de sustancia inflamable en plataformas o cualquier

superficie tanto horizontal como vertical, considerando una distancia de seguridad de al

menos 6 metros.

80

Cuando se realicen trabajos de soldadura o corte en la zona de alojamiento de la

tripulación, se deberá limpiar la pintura por lo menos 10 cm por cada lado del área de

trabajo, además se deberá proveer de una adecuada ventilación para la evacuación segura

del humo producido durante el trabajo. Finalmente se debe verificar que en los

compartimientos adyacentes al área de trabajo, no exista ningún tipo de material

inflamable o combustible; en caso de que existan deben ser apartadas del mamparo de

divide la zona de trabajo de la adyacente.

Por último, se considerará que un trabajo de soldadura o corte ha finalizado solo si se han

retirado todos los elementos, máquinas ejecutantes y residuos producidos de la zona de

reparación o de trabajo.

81

10.- Sistemas de Manejo de carga.

Como se ha mencionado, el transporte de gases licuados se realiza a temperaturas

levemente inferiores a los puntos de ebullición de los propios gases. Por ello, en la construcción

de los sistemas de carga, existen variadas formas de aislar la carga de las condiciones ambientales

(temperatura y presión) sin embargo, debido a los bajos puntos de ebullición de los gases

licuados, la carga algunas veces emite gases de ebullición que deben ser controlados, licuados he

ingresados nuevamente a los tanques de contención. Generalmente, en el transporte de LNG, los

gases de ebullición o boil-off son utilizados como combustible en la máquina principal y algunas

veces expulsados hacia el exterior a través de los palos de venteo.

Los principales sistemas de manejo de carga existentes a bordo de un buque gasero, se

enumeran a continuación:

Sistema de Relicuación - Ciclos de relicuefacción.

Sistema de Carga/Descarga – Bombas.

Sistema de Alivio de presión y protección.

Sistema de Nitrógeno.

Sistema de Propulsión.

Sistemas Auxiliares e Instrumentación (requerimientos básicos).

10.1. – Sistemas de Relicuación – Ciclos de relicuefacción.

Básicamente existen dos tipos de buques tanques destinados al transporte de gases

licuados que emplean sistemas de relicuado. Estos tipos son conocidos con el nombre de “buques

semi-refrigerados” y “buques totalmente refrigerados”. Los primeros, combinan el sistema de

presurización con el de refrigeración. Así por ejemplo, en un buque que transporta LPG, para que

la carga se mantenga en estado líquido es necesario someterlo a elevadas presiones; estas

elevadas presiones repercuten en la constitución y disposición de los elementos de carga. Es

evidente que a medida que desciende la presión debe descender la temperatura para seguir

manteniendo el estado líquido, luego si se quiere transportar un producto a presiones intermedias

(3 a 7 Kg/cm2) se hace necesario su refrigeración bien por un sistema directo, o bien por uno

indirecto. Este tipo de buques transportan productos comunes tipo LPG (Propano, Butano,

Butadieno y Propileno), así como productos tales como Amoníaco y Cloruro de Vinilo.

82

Los segundos, los “buques totalmente refrigerados”, generalmente tienen proyectados y

construidos sus tanques para una presión máxima de 0.25 kg/cm2 (1,033 + 0,25 = 1,283 kg/cm3),

transportando el producto a la temperatura de vaporización (saturación) correspondiente a la

presión atmosférica. El tipo más común de “buque totalmente refrigerado” es el LPG/Amoniaco,

con una temperatura de proyecto de -51ºC.

Particularmente, los buques destinados al transporte de gas natural licuado (LNG) son

proyectados para transportar en estado líquido su carga a una temperatura de -163ºC (supuesta

una presión igual a la presión atmosférica). En este caso el gas liberado por vaporización es

normalmente empleado como combustible a bordo, ya que la energía que se debe suministrar a

una planta de relicuefacción resulta muy elevada. Así pues, se sustituye la aportación de frío por

la evitación de entrada de calor mediante un aislamiento muy eficiente de los tanques de carga.

No obstante, algunos LNG destinados también al transporte de LPG o Etileno, pueden llevar para

éstas cargas una planta de relicuefacción.

Los cuatro sistemas de relicuefacción más empleados a bordo de tanques destinados al

transporte de gases licuados son descritos a continuación. El principio de trabajo es muy sencillo,

la vaporización de parte de la carga debido a la absorción calorífica a través del aislamiento y

paredes del tanque del aire, agua de mar o efecto solar, debe ser eliminada para lograr retornar el

gas a su estado líquido. El calor latente ganado por la carga para su vaporización e incluso hasta

un cierto grado de recalentamiento, ha de ser devuelto al medio exterior que en este caso es el

agua de mar que circula por el condensador.

Una planta de de relicuación debe ser capaz de cumplir con los siguientes requerimientos:

Enfriar los tanques de contención y sistemas de tuberías antes de cargar.

Relicuar los vapores que se generan durante la operación de carga e introducirlos

nuevamente a los tanques de contención.

Mantener la carga a la temperatura y presión requerida por los límites de diseño del

sistema, todo ello durante el transporte.

Existen 4 tipos de ciclos de relicuado utilizados en la actualidad, en conjunto tienen el

mismo objetivo: “condensar los vapores o boil-off generados en los tanques de carga y retornar

estos gases en estado líquido a los tanques”. El calor extraído se conoce como calor latente de

vaporización de la carga y cualquier calor adicional que los gases de ebullición hayan absorbido.

Este calor añadido a la carga por medio del aislamiento, aire, mar o sol; es removido por la planta

de relicuado y enviado hacia el mar. Entre los diversos sistemas de relicuefacción, se tiene:

Sistema directo con un estado.

Sistema directo con dos estados.

Sistema directo tipo cascada.

Sistema indirecto.

83

10.1.1.- Sistema directo con un estado.

Se entiende por un “sistema directo de un estado o etapa”, como un sistema donde el

fluido que evoluciona es sometido a “un solo proceso de compresión”.

Fig. 10.1. – Ciclo directo de un estado.

Fig. 10.2. – Diagrama de Mollier (esquemático) de un ciclo directo de relicuación, de un

estado.

Tanque de carga

Separador de líquidos

Collecting Vessel

Compresor (1º estado)

Condensador

Válvula de expansión

Vapores (boil-off)

1

2 3

45

Entalpía (H)

Presión(absoluta)

5

4 3

21

84

Los vapores (1), fig. 10.1, son aspirados por un compresor previo paso por un separador

de vapor-líquido (2) consistente en un intercambiador de calor que asegura la aspiración en la

fase gaseosa enunciada, evitando anomalías de funcionamiento en propio compresor. La función

del compresor (3) es elevar la presión del gas hasta un valor que permita la condensación, en este

caso la condensación se realiza mediante un enfriamiento con agua de mar. La elevación de la

presión produce un alza en la temperatura hasta un grado de “vapor recalentado”, condición con

la que ingresa al condensador. El agua de mar que circula por el condensador debe primeramente

bajar la temperatura y después sustraer el calor latente de vaporización a la carga. El paso por el

condensador produce el subenfriamiento, el líquido subenfriado (4), es enviado a un recipiente de

almacén (collecting vessel) desde donde, y a través de una válvula de expansión controlada por

un interruptor de nivel, es enviado con suficiente presión (5) de nuevo a los tanques. El conjunto

(válvula de expansión y recipiente) suministra una columna hidráulica (sello) que evita posibles

retornos de presión desde los tanques de carga hacia el condensador y compresor. Este sistema

descrito, puede ser empleado en buques semi-refrigerados que transportan cargas con elevados

puntos de ebullición.

10.1.2. – Sistema directo con dos estados.

El principio de funcionamiento en este sistema se basa en que el fluido en cuestión

atraviesa “dos estados de compresión”. Véase la siguiente figura:

Fig. 10.3. – Ciclo directo con dos estados (esquema).

Tanque de carga

Separador delíquidos

Compresor(1º estado)

Compresor(2º estado)

Condensador

Collecting vessel

Intercooler(enfriador)

Válvula deExpansión

Válvula deExpansión1

2

3 4 5

6

7

8

85

A través de un separador de líquido – vapor , los vapores son aspirados (2) por el

compresor de baja presión, los gases formados en el tanque y descargados a una presión

intermedia (3) a un intercooler (intercambiador) que como se sabe tiene la misión de reducir la

temperatura de los vapores (ver evolución 3 – 4 en el diagrama de Mollier de la fig. 10.4). El

compresor de alta presión aspira los vapores (4) y eleva su presión hasta la de condensación (5).

El fluido en estado líquido se dirige al enfriador intermedio o intercambiador regulado por la

acción conjunta de un regulador de nivel en el collecting vessel y la válvula de expansión (8),

parte del fluido es inyectado directamente en el intercambiador, de tal manera que su

vaporización provoque una disminución en la temperatura de los vapores procedentes del

compresor de baja presión (1º estado). Asimismo, el paso del fluido por un serpentín camino al

tanque de carga provocará un subenfriamiento del fluido (ver fig. 10.4 evolución 6 – 7). Una vez

que el fluido es expansionado y regulado en la válvula de expansión (8) desde donde ingresará

nuevamente al tanque de carga. El campo de aplicación se extiende a los dos tipos de buques

clasificados como “semi-refrigerados” y “totalmente refrigerados”.

Fig. 10.4. – Diagrama de Mollier (esquemático) de un ciclo simple de relicuación, con dos

estados.

10.1.3. – Sistema directo tipo Cascada.

Este sistema se utiliza particularmente en el mantenimiento de temperaturas que oscilan

entre los -80ºC y los -100ºC. Supongamos un circuito de baja temperatura por el cual circula un

gas tipo LPG y otro denominado circuito de alta temperatura por el que circula un fluido

frigorífero R-22 y que en ambos ciclos la compresión que se realiza es de una única etapa. Véase

la siguiente figura:

12

34

57 6

8

PresiónAbsoluta

Entalpía (H)

86

Fig. 10.5. – Sistema directo tipo cascada, con una carga de LPG y utilizando R22 como

refrigerante.

Fig. 10.6. – Diagrama de Mollier (esquemático), sobre un Sistema Directo de Cascada con

R22 como refrigerante.

Tanque de carga(LPG)

SeparadorLíq. - vapor

Compresorde vapores

de carga

Condensador de carga

SeparadorLíq. – vapordel circuito

R22

Compresorde R22

Condensador de R22

CollectingVessel R22

Válvula de expansión

Válvula de expansión

Vapores de carga

Líquido de carga

1

2

3

4

5

6

8

10

Entalpía (H)

PresiónAbsoluta

Entalpía (H)

PresiónAbsoluta

Ciclo de baja temperatura-Carga(LPG)

Ciclo de alta temperatura - R22

12

34

5 6

7

9

7

89

10

87

El ciclo de R22, compresor – condensador – válvula de laminación – evaporador (éste a

su vez condensador del ciclo de LPG) que se halla en cascada con el ciclo de licuefacción.

Este sistema puede ser empleado en buques totalmente refrigerados, presentando la gran

ventaja de no estar afectada su capacidad de forma directa por los valores de temperatura en el

agua de mar. Debido a las características del R22 y su funcionamiento a presiones ligeramente

superiores a la atmosférica durante la vaporización, la temperatura a la que puede tratarse la carga

ronda los -35ºC.

Se han presentado hasta aquí los sistemas directos de relicuefacción de la carga mediante

el empleo de instalaciones de refrigeración donde el fluido que evoluciona es el fluido que

constituye la propia carga. Todos ellos, tienen en común la recuperación de los vapores de la

carga producidos por las fugas caloríficas a través del sistema térmicamente aislado de tanques y

el mantenimiento de una temperatura idéntica a la de transporte.

10.1.4. – Sistema Indirecto.

El sistema de relicuefacción indirecto persigue los mismos objetivos que el sistema

anterior, pero lo efectúa de dos maneras:

a.- En el primer Sistema Indirecto (A), los vapores de la carga son enviados a una cámara de baja

temperatura (intercambiador) enfriada mediante el evaporador de una instalación frigorífica,

siendo así condensados. El retorno de la carga en estado líquido al tanque se hace posible

mediante unidades de bombeo al efecto. Este sistema se utiliza para cargas que por razones

químicas y/o físicas no pueden ser sometidas a procesos de compresión.

Fig. 10.7. – Esquema de Sistema Indirecto (A).

Tanque de Carga

Intercambiador(condensador)

Gas refrigerante FríoBomba de retornoCondensador

88

b.- El segundo tipo de sistema indirecto (B), difiere del anterior en dos aspectos fundamentales,

el primero de ellos es la inexistente manipulación de la carga fuera del tanque en la que se haya

contenida, los vapores son tratados en el propio tanque de carga; y el segundo, la presencia en el

propio tanque de un serpentín evaporador ajeno a la carga. La unidad de refrigeración

convencional instalada proporciona un fluido refrigerante a una presión tal que pueda vaporizarse

absorbiendo calor de la atmósfera del tanque de carga donde se hallan los vapores de la misma.

Esta absorción de calor, produce como se ha mencionado una vaporización del fluido refrigerante

y una condensación de los vapores de la carga.

Fig. 10.8. – Esquema de Sistema Indirecto (B).

El fluido refrigerante que circula por el intercambiador de la fig. 10.8, o el serpentín de la

fig. 10.7, generalmente es un fluido de muy baja temperatura (hidrógeno, helio, propano, u otro)

que proviene de un ciclo en cascada.

La carga constituida por metano (principal componente del gas natural) es la única cuyo

vapor o gas de evaporación puede utilizarse en los espacios de máquinas propulsoras principales

y en las cámaras de calderas, y en dichos espacios o cámaras sólo podrá utilizarse en calderas,

generadores de gas inerte y motores de combustión. Sin embargo, no se excluye la posibilidad de

utilización de otros vapores de carga (boil-off) distintos a los descritos, en otros emplazamientos

y para otros servicios, tales como relicuación de la carga y generación de gas inerte, con la

condición de que tales servicios y emplazamientos sean especialmente examinados por la

administración de la nave.

Tanque de carga

Compresor

Condensador

Evaporador

Fluido Refrigerante

Válvula - Laminación

89

10.2. – Sistema de carga.

Durante largos años, los sistemas de carga de un buque gasero han sido considerandos

como uno de los sistemas más completos y eficientes, donde todas sus partes son compatibles y

complementarias unas con otras.

Cuando se introducen cargas a los tanques de contención por medio de tuberías, es

necesario generar un caudal predeterminado, para que la carga fluya adecuadamente y de forma

eficiente a través de las tuberías de carga.

Generalmente en el transporte de gases licuados totalmente refrigerados (LNG) se

utilizan bombas del tipo centrífugo, estas bombas son capaces de operar de manera separada o en

serie, sin embargo presentan problemas en el lado de la succión, por ello es indispensable

relacionar correctamente la capacidad de succión de la bomba con las características de succión

del sistema donde se encuentre funcionando.

Las bombas de mayor uso en transporte de gases son:

Bombas Sumergidas (Submerged), para buques que transportan LNG.

Bombas de Pozo Profundo (Deep well), para buques que transportan otros gases licuados.

Además de las bombas señaladas, también se utilizan bombas de refuerzo, con el objetivo

de mantener un caudal constante y eficiente, estas bombas se encuentran montadas en cubierta.

10.2.1. – Bomba Sumergida.

Este tipo de bomba es utilizada en el transporte de LNG y en el transporte de grandes

cargas de LPG totalmente refrigerados. Esta bomba se caracteriza por estar montada en el fondo

del tanque de carga en conjunto con su respectivo motor eléctrico. La energía que se suministra al

motor de la bomba se realiza por medio de cables de cobre o acero inoxidable forrados, que pasan

a través de sellos herméticos al gas, en el domo del tanque (parte superior del tanque) y terminan

en una caja de distribución a prueba de flamas. Otra de las cualidades de las bombas sumergidas,

es que sus motores se enfrían y lubrican por la misma carga con la que trabajan, por ello se

vuelven susceptibles a daños por pérdida de proporción de flujo.

Fig. 10.9.

Fig. 10.10. – Disposición

Bomba sumergida

Salida

90

Fig. 10.9. – Ejemplos de bombas sumergidas accionadas por electricidad.

Disposición de una bomba sumergida en buque gasero totalmente refrigerado

para transporte de LNG (Independiente Tipo B).

Fondo del tanque Fondo del tanque

Bomba

Motor eléctrico

SalidaSalida

Tubo de descarga

Ejemplos de bombas sumergidas accionadas por electricidad.

de una bomba sumergida en buque gasero totalmente refrigerado

para transporte de LNG (Independiente Tipo B).

Tanque de carga (acero-níquel al 9%)

Fondo del tanque

Válvula

de una bomba sumergida en buque gasero totalmente refrigerado

91

10.2.2. – Bombas de pozo profundo (Deep Well).

Este tipo de bombas son utilizadas preferentemente en el transporte de LPG. Esta bomba

es operada eléctrica e hidráulicamente por medio de un motor que se encuentra montado fuera del

tanque de carga. El eje motor es guiado por cojinetes de carbón dentro del tubo de descarga, al

igual que en la bomba sumergida la lubricación y enfriamiento se produce gracias a la acción de

la propia carga que fluye a través del tubo de descarga. A la vez, el eje motor cuenta con un

grupo de ejes que en su extremo superior posee un sello del tipo CRANE lubricado con acople

para unirse al eje del motor eléctrico. Por razones de seguridad estas bombas cuentan con un

estanque acusador de ruptura de sello para prevenir daños como por ejemplo el excesivo

desalineamiento.

Fig. 10.11.- Bomba de pozo profundo, para transporte LPG.

10.2.3.- Bombas de Refuerzo.

Conocidas como bombas elevadoras de presión o Booster, estas bombas son del tipo

centrífugo al igual que las anteriores y se pueden encontrar montadas de manera vertical u

horizontal. Las primeras se instalan en cubierta en la línea de descarga adecuada y se impulsan

por un motor eléctrico de seguridad aumentada, las segundas se instalan sobre cubierta o en la

sala de compresores de carga, impulsando la carga a través de un mamparo hermético con la

ayuda de un motor eléctrico que se encuentra instalado en la sala de motores eléctricos.

Salida

Eje

Bomba de dos etapas o estados

Zona de succión

Zona del motor eléctrico

Fondo del tanque

92

Fig. 10.12. – Bomba Centrífuga de refuerzo (Booster).

De forma general, cuando se realizan operaciones con este tipo de bombas, en especial

bombas sumergidas, se debe tener especial consideración con los siguientes puntos:

a) Antes de que las bombas comiencen a funcionar, se debe asegurar que las bombas puedan

girar libremente, esto se puede realizar manualmente.

b) Las bombas deben ser accionadas con las válvulas de escape cerradas, para reducir la

demanda o consumo eléctrico y evitar el golpe de ariete producido por la presión en las

tuberías.

c) Se debe chequear el estado de los aislamientos de los cables eléctricos propios de la

bomba, antes de que esta se coloque en funcionamiento.

d) El revestimiento de los cables de acero propios del los circuitos de la bomba, deben ser

chequeados para prevenir defectos externos; estos no se deben encontrar doblados o

retorcidos.

e) Por último se debe tener extra cuidado, para asegurar que los switches de parada/partida

se encuentren mantenidos apropiadamente.

10.3. - Sistema de alivio de presión y protección.

10.3.1. – Válvulas de carga.

De acuerdo con los requisitos OMI, un buque gasero debe estar provisto de válvulas

aisladoras. Para los tanques independientes tipo A y B, con MARVS (Maximun Allowable Relief

Valve Setting o Máximo Ajuste Permisible de la Válvula de Alivio) menor de 0,7 bar, los

códigos OMI permiten válvulas de cierre para conexiones de líquido y vapor que se puedan

activar remotamente pero que también deben poder ser operadas manualmente.

Descarga

Succión de la carga

Eje de conexión con motor eléctrico

Caja de velocidades

93

En variados lugares de las naves que transportan gases licuados, existen válvulas

neumáticas o botones de contacto eléctricos que, al ser operados, cierran las válvulas de

activación remotas y paran las bombas y compresores de carga desde donde sea necesario; esta

operación se conoce con el nombre de SHUT DOWN o PARADA DE CORTE RAPIDO,

generalmente estas válvulas neumáticas se encuentran en el frente del puente, pasarelas, sala de

compresores, sala de control de carga y estaciones de control de emergencias.

Cuando existe una falla de poder del tipo eléctrico, se requiere que actúe la

EMERGENCY SHUT DOWN (ESD) O PARADA DE EMERGENCIA, esta debe ser totalmente

automática y en especial cuando se pierda:

a) La energía eléctrica o de control.

b) La energía del activador de válvulas.

c) Por incendio en los domos del tanque.

d) Por incendio en el múltiple de descarga (manifold).

A la vez, se requiere que las válvulas individuales de llenado de tanques de carga, se

cierren automáticamente al activarse un sensor de alto nivel situado en el tanque. La posibilidad

de generación de golpes de ariete cuando se activa el sistema ESD durante las operaciones de

carga, es una consideración vital. La situación varía de un terminal a otro y es una función de la

velocidad de carga, de la longitud de la tubería en el terminal, del grado de cierre de la válvula y

de la característica de la válvula misma. Este fenómeno es realmente complejo y sus efectos

pueden ser altamente peligrosos si no se toma en cuenta en el diseño de las estructuras y soportes

de los circuitos de tuberías y también puede causar rupturas severas en mangueras-flexibles.

94

Fig. 10.13. – Disposición de tuberías y válvulas en un tanque de carga que contiene LNG.

Los tipos de válvula aisladora que se encuentran normalmente en los buques gaseros, son

los de bola, globo, de compuerta o de mariposa. Estas válvulas se adaptan usualmente son

activadores neumáticos y ocasionalmente hidráulicos. Las válvulas de bola para el servicio de

LNG están provistas de ciertos medios de alivio de presión interna, generalmente, se perfora un

agujero entre la cavidad de la bola y el lado corriente debajo de la válvula.

Fig. 10.14. – Válvula de compuerta.

Tubos para muestras

Línea de vapor

Línea de Carga

DescargaLínea de agotamientoo barrido

Motor eléctrico

Bombasumergida de descarga

Válvula de seguridad (línea de ventilación)

TANQUE DE CARGA

95

10.3.2. – Válvulas de alivio.

De acuerdo a las exigencias de la OMI, se requieren de al menos dos válvulas de alivio de

presión de igual capacidad adaptadas a cualquier tanque de carga con capacidad superior a los

20m3. Para tanques de carga independientes esféricos tipo B, se necesitan válvulas de alivio

operadas por una válvula piloto, mientras que en los tanques del tipo C las válvulas de alivio

operan con resortes de compensación.

Fig. 10.15. – Manejo de los vapores de ebullición en buques que transportan LNG.

En el caso del LNG, los vapores de vaporización generalmente alimentan directamente a

las calderas del barco o a la planta de propulsión a diesel a través de un compresor y un

calentador, para ser usado como combustible principal de propulsión o, en algún caso, se puede

relicuar y regresar como condensado a los tanques de carga, siempre y cuando la nave se

encuentre adoptada con un sistema de refrigeración para el licuado de gas natural (generalmente

estas plantas de relicuado no existen en este tipo de naves).

En un buque gasero las líneas o tuberías de líquido y vapor de carga (LNG, LPG, otros),

se encuentran situadas a lo largo de la nave. Para buques semi-refrigerados y refrigerados además

de estas líneas se implementa otro circuito que es el de relicuación, el cual se encuentra

compuesto por una línea principal de vapores, que se encarga de sacar el vapor que se genera en

los estanques y enviarlos a la planta de relicuado, para retornarlos en forma de líquido a los

estanques.

Tanques de carga

Compresor

Nitrógeno

Intercambiador de calor

Tanque acumulador

Mástil deVenteoVentilador

Zona de Carga

Sala de Máquinas

96

10.4. – Sistema de Gas Inerte y Nitrógeno.

El gas inerte se utiliza en los buques tanque gaseros para inertizar los espacios vacíos y

los tanque de carga de purgado. Esta operación de inertizado se realiza reduciendo los niveles de

oxígeno en los tanques de carga y en los espacios de bodega (Void Space) evitando que se

formen mezclas inflamables.

La inertización es requisito preliminar para la ventilación de tanques de carga y su

posterior inspección o ingreso a dique. A la vez, el gas inerte o nitrógeno es utilizado cuando un

tanque pasa de la condición GAS FREE a una condición de carga. Referente a los niveles de

inertizado, los niveles de oxígeno deberán ser menores al 5 % del volumen total, sin embargo esta

cifra puede ser inferior ya que generalmente las terminales de carga establecen los porcentajes

mínimos. Previo a la ventilación de un tanque de carga, el proceso de inertizado deberá lograr un

contenido de hidrocarburos (CH4 – metano) inferior al 2%. De esta manera se garantiza que no se

formarán ningún tipo de mezcla inflamable en el ambiente durante la ventilación del tanque.

Además del oxígeno, otro factor importante en la composición de un gas inerte es su

sequedad. Cualquier nivel de humedad presente en el gas inerte puede condensarse sobre la carga

fría contenida en los tanques formando hidratos y corrosión en la estructura, ya sea de los

sistemas de contención o en los sistemas de carga. Por lo tanto es necesario impedir la formación

de hidratos en el producto (LNG) y la corrosión ocasionada por dicha condensación, esto se

realiza eliminando cualquier residuo de humedad presente en el gas inerte.

Las embarcaciones de GNL generalmente están provistas con facilidades de

almacenamiento para nitrógeno líquido. Sin embargo, la cantidad de nitrógeno es rara vez

suficiente para las operaciones de purgado de tanques y para inertizar los espacios entre barreras.

Cuando se requiere inertizar o purgar un buque que transporta GNL, el nitrógeno o el gas inerte

son suministrados generalmente desde tierra.

10.4.1. – Nitrógeno producido a bordo.

El sistema más utilizado es la obtención directa de nitrógeno desde el aire. Este sistema

trabaja separando el aire de sus componentes pasando aire comprimido sobre unas membranas

vacías de fibra. Las membranas divide el aire en dos corrientes, una es esencialmente nitrógeno y

la otra contiene oxígeno, dióxido de carbono y algunos gases. Este sistema es capaz de producir

nitrógeno de 95 hasta 97 por ciento de pureza. La capacidad de este sistema depende del número

de membranas adaptadas, la presión y temperatura que posea el aire que ingresa a ellas, la calidad

del nitrógeno también es un factor que afecta el tamaño y capacidad de este sistema.

97

Fig. 10.16. – Sistema de Membrana para la producción de nitrógeno a bordo.

10.4.2. – Nitrógeno puro desde tierra.

Usualmente la calidad del gas inerte producido a bordo es inadecuada, por ejemplo la

calidad del nitrógeno producido a bordo nunca alcanza el 100%. A la vez, teniendo en cuenta los

componentes del gas inerte, este puede crear restricciones en su uso si los tanques de carga han

sido previamente desgasificados para su posterior inspección. Bajo estas circunstancias, y

previamente a las operaciones de carga, es normal que los capitanes de las embarcaciones

realicen las preparaciones de carga e inertizado con nitrógeno puro desde tierra. Generalmente

este nitrógeno es ingresado a la nave gracias a un buque cisterna propio de la terminal de carga en

donde se encuentran realizando las faenas.

10.5. – Sistema de Propulsión.

En el transporte de gas natural por gasoducto frente al de GNL o LNG por vía marítima

existe un punto de indiferencia que se encuentra aproximadamente en 3.500/4.000 Km de

distancia entre el país productor y el consumidor. Es decir, para distancias mayores será más

rentable el transporte por vía marítima y, para menores, por gasoducto.

Sin embargo, la forma de transporte por vía marítima tiene sus inconvenientes. Uno de los

principales problemas son las extensas distancias que separan a los países productores de los

consumidores; esto requiere que los tiempos de navegación sean relativamente cortos ya que los

buques que transportan GNL no poseen planta de relicuado por lo tanto los vapores que se

desprenden durante el viaje no son devueltos a los tanques de carga. Estos reduce el volumen de

la carga inicial.

Compresor de aire

Filtros

Membranas

Nitrógeno

Oxígeno y otros gases

Por ello, las turbinas de

han demostrado eficiencia y durabilidad a lo largo del tiempo, alcanzando velocidades superiores

a diferencia de los motores convencionales utilizados en buques tanque. La caldera generadora

vapor puede alimentarse con fuel

Sin embargo, los buques de nueva generación se están construyendo con otro tipo de

impulsores. Como ya se mencionó existen aquellos buques que utilizan turbinas alimentadas

directamente por fuel

termoeléctricas de ciclo combinado. Pero también existen buques propulsados por motores diesel

de dos tiempos o bien motores diesel duales, que utilizan como combustible una mezcla de

diesel-oil y gas de boil

Fig. 10.18.

Fuente: “Gas Ships,

Tanques carga (LNG)

BOG (Boil Off Gas-Vapores de carga)

Generador Diesel

98

Por ello, las turbinas de vapor son el sistema de propulsión más utilizado. Estas máquinas

han demostrado eficiencia y durabilidad a lo largo del tiempo, alcanzando velocidades superiores

a diferencia de los motores convencionales utilizados en buques tanque. La caldera generadora

vapor puede alimentarse con fuel-oil o boil-off, tal como se muestra en la figura 10.17.

Fig. 10.17. – Propulsión por turbina de vapor.

embargo, los buques de nueva generación se están construyendo con otro tipo de

impulsores. Como ya se mencionó existen aquellos buques que utilizan turbinas alimentadas

directamente por fuel-oil o gas de boil-off, similares a las turbinas en aviones o cent

termoeléctricas de ciclo combinado. Pero también existen buques propulsados por motores diesel

de dos tiempos o bien motores diesel duales, que utilizan como combustible una mezcla de

oil y gas de boil-off (véase la fig 10.18).

Fig. 10.18. – Propulsión con motor diesel dual (mezcla de gasoil y boil

Fuente: “Gas Ships, Trends & Technology” página 32; Suplemento de “The Naval Architect”.

Tanques carga (LNG)Compresor

Gas

Aceite (lubricación)

Combustible

Turbo Generador

Generador DieselTurbina

Reductor

Condensador

vapor son el sistema de propulsión más utilizado. Estas máquinas

han demostrado eficiencia y durabilidad a lo largo del tiempo, alcanzando velocidades superiores

a diferencia de los motores convencionales utilizados en buques tanque. La caldera generadora

off, tal como se muestra en la figura 10.17.

Propulsión por turbina de vapor.

embargo, los buques de nueva generación se están construyendo con otro tipo de

impulsores. Como ya se mencionó existen aquellos buques que utilizan turbinas alimentadas

off, similares a las turbinas en aviones o centrales

termoeléctricas de ciclo combinado. Pero también existen buques propulsados por motores diesel

de dos tiempos o bien motores diesel duales, que utilizan como combustible una mezcla de

Propulsión con motor diesel dual (mezcla de gasoil y boil – off).

Trends & Technology” página 32; Suplemento de “The Naval Architect”.

Control visual de eje de propulsión

Fuel oil

FuelGas

vapor son el sistema de propulsión más utilizado. Estas máquinas

han demostrado eficiencia y durabilidad a lo largo del tiempo, alcanzando velocidades superiores

a diferencia de los motores convencionales utilizados en buques tanque. La caldera generadora de

embargo, los buques de nueva generación se están construyendo con otro tipo de

impulsores. Como ya se mencionó existen aquellos buques que utilizan turbinas alimentadas

rales

termoeléctricas de ciclo combinado. Pero también existen buques propulsados por motores diesel

de dos tiempos o bien motores diesel duales, que utilizan como combustible una mezcla de

Trends & Technology” página 32; Suplemento de “The Naval Architect”.

Control visual

FuelGas

99

10.6. – Sistemas Auxiliares e Instrumentación (requerimientos básicos).

10.6.1. – Sistemas para detección de gas.

Los códigos OMI requieren que todo buque gasero posea un sistema fijo para la detección

de gas y alarmas visuales en los puentes de navegación, en el cuarto de control de carga y en el

lugar donde se encuentre la lectura de detector de gas. Se deberán disponer cabezas detectoras en

los siguientes puntos:

a) Cuarto del compresor de carga.

b) Cuartos de motor eléctrico.

c) Cuartos de control de carga, a menos que se encuentren clasificados como seguros contra

gas.

d) Espacios cerrados, tales como bodegas y espacios entre barreras, excepto los espacios de

bodega que contengan tanques independientes del tipo C.

e) Esclusas de aire.

f) Venteos en la cubierta y gas a los ductos de suministro E.R (Emergency Release; solo en

buques que transportan LNG).

Las cabezas detectoras deberán situarse con debida atención a la densidad de los vapores

que se transportan, o sea, vapores más pesados que el aire a bajo nivel y vapores más ligeros que

el aire (como el metano), a alto nivel. Las unidades de sensores del sistema de detección se

localizan normalmente en la sala de control de carga, o en el puente de mando. Se debe disponer

con facilidad de una mezcla certificada de gas para propósitos de calibración y permanente

entubada si es posible.

El muestreo y análisis de cada cabeza detectora se hace de forma continua y en secuencia;

los códigos requieren intervalos de muestreo que no excedan generalmente los 30 minutos. Las

alarmas deben activarse cuando la concentración de vapor llegue al 30% de “LFL” (Lower

Flammability Level) o “LEL” (Lower Explosive Limit). Además de los sistemas fijos de

detección de gas, todo buque gasero debe contar con al menos dos juegos portátiles de equipo

detector de gas, junto con los medios para medir los niveles de oxígeno en atmósferas inertes.

10.6.2. – Sistemas para la medición de la carga.

La gran mayoría de los buques que transportan LNG, se encuentran dotados con equipos

de medición de carga, estos comprenden un paquete aprobado de equipo para medición de la

carga, apoyado frecuentemente por facilidades para el registro de datos y cálculo.

100

Las razones por la que se ha desarrollado estos equipos, se origina por la necesidad de

confiar en la medición exacta y segura de la carga que se transporta y con el objeto de determinar

la cantidad de producto transferido del vendedor al comprador.

Este sistema comprende básicamente:

i. Medidores de nivel; ya sean flotadores, ultrasónicos o de capacidad, todos con lectura

remota.

ii. Sensores de temperatura; frecuentemente del tipo de resistencia de platino.

iii. Medidores o sensores de presión.

Fig. 10.19. – Disposición de los instrumentos de medición en un tanque de carga.

Las lecturas típicas de un equipo de medición de LNG, son las siguientes:

a) Nivel: 10mm a la temperatura especificada para la parte superior y el fondo del tanque;

por ejemplo, 70m de altura del tanque, 50mm en la escala media.

b) Temperatura: 0,3ºC en la escala de -150ºC a -170ºC; 1,0ºC en la escala +50ºC a 200ºC.

c) Presión: 0,004 bar; se aplicarán dentro del MARVS del tanque de carga.

Línea de vapor

Línea de Agotamiento

Línea de carga

Sensor de PresiónSensores de

Temperatura

Válvula de seguridad (línea de ventilación)

Bomba sumergida de descarga

TANQUE DE CARGA

Indicadores deAlto nivel

Descarga

Indicador de nivelde líquido

101

La mayoría de los transportes de gas sofisticados transmiten las lecturas desde los

instrumentos de cargas hasta un sistema computacional en línea, el cual permite el acceso

inmediato del barco a las cantidades de carga y condiciones del tanque en cualquier etapa del

proceso de carga o descarga. Para que este sistema funcione, se requiere de un método de

determinación de densidad a bordo de la nave, estos datos determinados no se deben confundir

con los valores de densidad anotados en el Certificado de Calidad o el Talón de Embarque usado

para la medición de la carga.

10.6.3. – Instrumentación (requerimientos básicos).

En el transporte de LNG, se requieren instrumentos básicos capaces de entregar medidas

de temperatura, presión y nivel de la carga que se transporta; además se utilizan instrumentos

capaces de detectar los niveles de gas en la atmósfera. Todos estos elementos tienen como

objetivo asegurar la integridad del buque y sus tripulantes; a la vez estos instrumentos deben

seleccionarse adecuadamente y mantenerse de manera eficiente; tomando especial precaución a la

calibración, si así se requiere.

a.- Nivel de líquido.

La clasificación OMI para los sistemas de medición de nivel son los siguientes:

- Sistemas indirectos (de peso o medidores de flujo).

- Dispositivos cerrados que no penetran el tanque de carga (aparatos ultrasónicos o

fuentes de radioisótopos).

- Dispositivos cerrados que penetran el tanque de carga (escalas de flotador,

indicadores de tubo de burbuja, entre otros).

- Dispositivos restringidos que penetran el tanque de carga y liberan pequeños

volúmenes de líquido o vapor cuando se encuentran funcionando (indicadores de

tubo, fijos o deslizantes).

Todo tanque de carga debe contar con al menos un medidor de nivel, de acuerdo con los

códigos OMI y reglas de las Sociedades Clasificadoras; Y se requieren de sistemas específicos de

calibración para determinadas cargas de acuerdo con lo que se define en el capítulo XII del

código OMI.

a.1. - Escalas de flotador.

Generalmente la escala de flotador es uno de los instrumentos más utilizados en gran parte

de los buques tanque; y consiste en un flotador unido por una cinta a un dispositivo indicador que

se puede modificar para obtener una lectura local o remota. El flotador debe levantarse del nivel

102

del líquido cuando no se use, si se deja por debajo, la variación del nivel de la carga puede

ocasionar daños en el aparato tensor de la cinta.

a.2. - Medidores ultrasónicos.

Estos medidores trabajan con el mismo principio que un ecosonda, en el cual las ondas de

sonido se transmiten desde la parte superior del tanque; el tiempo que se toma en ser reflectada

dicha onda es medida por el medidor ultrasónico, el cual interpreta dichos datos y entrega

lecturas sobre el nivel de carga en el tanque. El generador o receptor de onda puede montarse ya

sea en el domo o en el fondo del tanque, dependiendo respectivamente si se va a indicar el aforo

o la profundidad. Generalmente se monta el equipo en el domo del tanque.

Todos estos aparatos están clasificados como “Aparatos Cerrados”, ya que no se libera

líquido o vapor de carga durante la medición.

a.3. – Tubos de deslizamiento.

Estos son del tipo restringido ya que durante la medición se libera una pequeña cantidad

de carga. Los requisitos OMI limitan el diámetro del orificio a través del cual se puede liberar la

carga a 1,5mm de diámetro, a menos que se proporcione una válvula de flujo excesivo.

El aparato opera sobre la base de un tubo deslizante que penetra la parte superior del

tanque. Este tubo se sujeta con una prensa estopa en la penetración del tanque de carga y se puede

elevar o descender dentro del tanque. El vapor o líquido que se emite por el orificio mencionado

indica la posición de la interface líquido/vapor.

b.- Monitoreo de presión y temperatura.

Se exige por lo menos dos dispositivos que indiquen la temperatura de la carga, unon

colocado en el fondo del tanque y otro en la parte superior por debajo del nivel más alto

permisible de la carga. Cuando la carga se transporta a temperaturas inferiores a los -55ºC, los

códigos OMI requieren dispositivos indicadores de temperatura en el interior del aislamiento del

tanque o sobre la estructura del casca adyacente al tanque de carga, estos indicadores de

temperatura deben encontrarse regulados o ajustados de manera que puedan proporcionar una

aviso adecuado antes de que la temperatura llegue a niveles que puedan poner en riesgo la

integridad del casco.

Con respecto a la presión, los códigos OMI requieren un monitoreo en todo el sistema de

carga, incluyendo tanques de carga, líneas de descarga de las bombas, curvas de paso de líquido y

vapor, entre otros. Además, se añaden interruptores de presión a varios componentes para

proteger al personal y al equipo, cuando se operan las alarmas o sistemas de parada.

103

11.- Instrumentación y Seguridad.

Los buques que transportan gases licuados, se diseñan de tal manera, que durante la

navegación normal el personal no se encuentra expuesto a los riesgos que provienen de las cargas

que se transportan, siempre considerando que se ha realizado una adecuada mantención de los

equipos de protección y sistemas de operación de la nave.

Sin embargo existen ocasiones especiales en que el personal embarcado se encuentra

expuesto a las cargas ya sea por fugas accidentales, procedimientos incorrectos o inspecciones de

emergencia y también las correspondientes labores de mantención. Todas estas circunstancias

ponen en riesgo la seguridad y salud personal de los individuos a bordo. Por ello la seguridad

debe encontrarse orientada siempre hacia:

a) Eliminar el riesgo.

b) Controlar el riesgo.

c) Confiar en la protección personal.

Estos aspectos se encuentran enumerados en orden de preferencia o importancia, sin

embargo los tres como conjunto son vitales a la hora de mantener la seguridad. Otro punto

importante, que no se encuentra en la lista anterior, es el adecuado y eficiente entrenamiento que

deben recibir quienes navegan y operan a bordo de estas naves; también se debe considerar que

es necesario muchas veces efectuar supervisiones de todas las labores en que pueda existir algún

grado de riesgo.

Los principales riesgos a los que se encuentran expuestos los operadores de buques

gaseros son asfixia, toxicidad, baja temperatura e inflamabilidad. Bajo estos peligros, se basan

gran parte de los sistemas de seguridad, contra incendios, instrumentos para mediciones de

seguridad y equipos de protección personal. Por todo esto la seguridad a bordo se maneja gracias

a los siguientes parámetros:

I. Evaluación de la atmósfera del tanque.

II. Prevención del fuego y equipos.

III. Prevención de la contaminación.

104

11.1. – Evaluación de la atmósfera del tanque.

11.1.1. – Indicadores de oxígeno.

Los analizadores de oxígeno se utilizan para determinar si una atmósfera, en este caso de

un tanque de carga, puede ser considerada completamente inertizada o segura para el ingreso de

personal. Los siguientes son los tipos más comunes de analizadores de oxígeno:

a. Sensores Paramagnéticos.

b. Sensores Polarográficos.

Todos los analizadores, independientemente de su tipo, se deben utilizar estrictamente

conforme a las instrucciones del fabricante. De este modo los analizadores pueden considerarse

como confiables. En particular los sensores de oxígeno paramagnéticos se utilizan para evaluar

las propiedades magnéticas de las mezclas de gases. A diferencia de casi todos los demás gases,

las moléculas de oxígeno presentan una susceptibilidad positiva relativamente fuerte y son, por

tanto, paramagnéticos. Puesto que casi todos los demás gases presentan una baja susceptibilidad

diamagnética, la susceptibilidad magnética de una mezcla de gases depende estrechamente de su

contenido de oxígeno.

Los instrumentos Polarográficos y paramagnéticos son mucho más sensibles y deben

contar con baterías totalmente recargables, a la vez pueden estar diseñados con escalas duales,

triples o digitales, cada una de ellas posee una función separada; por ejemplo:

i. Deficiencia de oxígeno: escala de 0 a 25% de oxígeno por volumen.

ii. Oxígeno en gas combustible: escala 0 a 8% de oxígeno por volumen.

iii. Oxígeno en nitrógeno: escala 0 a 1% de oxígeno por volumen.

Fig. 11.1. – Esquema de un indicador de oxígeno (sin función de alarma).

Oxígeno

Membrana de teflón

Amperímetro

Celda química

Electrodo de zinc

Electrodo de oro

Solución de cloruro de potasio

105

En el indicador de oxígeno que se muestra en la fig. 11.1, el oxígeno se difunde a través

de la membrana de teflón hacia una solución de cloruro de potasio activando la celda química.

Cuando se cierra el interruptor, la corriente fluye alrededor del circuito y desvía la aguja del

amperímetro. Mientras más oxígeno sea absorbido por la solución, mayor será la corriente y la

desviación de la aguja indicará el porcentaje de oxígeno contenido en la atmósfera que se

requiera.

Fig. 11.2. – Esquema de una pila polarográfica.

La fig. 11.2, muestra un diagrama esquemático de la pila polarográfica. En este elemento

la corriente es controlada por la reducción de electroquímica del oxígeno en el electrodo

negativo (membrana permeable). La vida de esta pila se estima en cerca de seis meses

considerando una operación continua en el aire.

Todos estos instrumentos, deben calibrarse regularmente con aire fresco (21% de

oxígeno) y nitrógeno (0% de oxígeno). Para ello es necesario mantener a bordo los elementos

mínimos necesarios para realizar las calibraciones como es el caso de nitrógeno de alta pureza

para los analizadores de oxígeno. Es importante considerar efectos de presión y temperatura en

estos instrumentos, ya que pueden causar desviaciones en la medición.

Electricidad

Ánodo

Cátodo

Oxígeno

Termistor

106

11.1.2. – Indicadores de gas combustible.

Habitualmente se conocen como “Indicador de Gas Combustible con Filamento

Catalítico” (CFCG), y de manera general es un filamento metálico catalítico calentado por una

corriente eléctrica.

Fig. 11.3. – Diagrama de circuito de un indicador de gas combustible con filamento

catalítico.

La fig. 11.3, representa un diagrama simplificado del circuito eléctrico de un indicador

CFCG. Para que el indicador este listo para su uso, se debe balancear el puente con el filamento

hasta la temperatura operativa correcta en contacto con aire fresco, de manera que el medidor

indique cero. El aumento de resistencia de un filamento sensor provocada por la combustión de

una mezcla de muestra hace que el puente pierda el equilibrio y que el medidor se desvíe en

forma proporcional a la concentración de gas de hidrocarburo. La desviación se muestra en una

escala calibrada que comúnmente va de 0 a 100% del LIE (Limite Inferior de Explosividad). En

algunos instrumentos que son de doble alcance, una segunda escala indica de 0 a 10% del LIE.

Para mantener lecturas consistentes, el voltaje en el puente se debe mantener constante y a tal

efecto se proporciona un control.

El otro brazo del puente consiste en un segundo filamento (filamento compensador)

idéntico al filamento sensor y los dos son montados uno cerca del otro en el instrumento. El

segundo filamento permanece constantemente en contacto con el aire puro y el diseño del

instrumento brinda una compensación automática por el efecto de los cambios de temperatura

ambiental en la lectura del instrumento.

Interruptor Encendido/Apagado

Baterías

Control de voltaje

Filamento compensador Filamento sensor

Medidor

Control de cero

107

Los gases de muestra que están dentro del grado de inflamable, producirán una lectura

baja o cero en el medidor. Sin embargo, al llevarse la muestra inicialmente al medidor, la lectura

mostrará una fuerte deviación momentánea de la aguja del medidor antes de regresar a su lectura

baja estable o de cero. Siempre se debe vigilar esta momentánea desviación inicial ya que

advierte que la siguiente lectura estable será engañosa y que el gas que se encuentra muestreando

está por sobre el límite inferior de explosividad.

11.1.3. – Monitores de puntos múltiples de gas inflamable.

Los indicadores catalíticos y de conductividad térmica para gas inflamable se utilizan

ampliamente ya que son portátiles y se usan con un aspirador manual del tipo bulbo, son

intrínsecamente seguros para probar tanques de carga individuales, y otros espacios cerrados

durante las operaciones de desgasificación y antes de que el personal ingrese a dichos espacios.

El indicador catalítico de gas combustible se utiliza en forma de puntos múltiples para un

continuo monitoreo de espacios llenos de aire o ventilados por aire, tales como las salas de

compresores, salas de motores, espacios de bodega (Void Space) o bodegas de carga. En la forma

de puntos múltiples, se instala el indicador en el puente, en las salas de control de carga y las

muestras que se extraen en secuencia desde los puntos de muestreo en los diversos espacios que

se encuentran monitoreando. Las indicaciones se pueden registrar automáticamente, pero, en

cualquier caso, se proporcionan alarmas individuales cuando se detecta un bajo porcentaje del

límite inferior de explosividad.

Fig. 11.4. – Esquema general de un analizador de gas infrarrojo.

Entrada de gas

Salida de gas

Celda de comparación

Celda de muestra

Emisores de luzinfrarroja

Motor Sello interno del detector

Membrana sensitiva

Detector

Amplificador

Grabador

108

Los medidores infrarrojos se sitúan generalmente en aquellos espacios en que se deba

inertizar con nitrógeno. En la fig. 11.4, se ilustra un típico analizador de gas infrarrojo; en el dos

filamentos similares de nicromio proporcionan radiación infrarroja a dos canales separados, uno

a través de la pila de muestra y otro a través de una pila de referencia libre de hidrocarburo. Los

dos canales son bloqueados alternativamente por un interruptor rotatorio de rayo semi-circular,

impulsado por un motor eléctrico. La radiación transmitida desde ambos canales pasa a una pila

detectora, y el gas contenido en esta, es calentado por la radiación recibida y su consecuente

aumento de presión es detectado por una membrana sensible del micrófono de un condensador.

Como resultado de la interrupción rotatoria alterna de los dos rayos y el efecto de

absorción de cualquier hidrocarburo en la pila de muestra, la salida del micrófono es una señal de

corriente alterna relacionada directamente al contenido de hidrocarburo de la muestra. Esta señal

es amplificada y registrada y activa la alarma correspondiente al punto que se está muestreando

en secuencia, siempre que se detecten gases de hidrocarburos.

11.1.4. – Detectores de toxicidad.

Aunque el LNG no es un producto tóxico, es necesario contar con este tipo de

instrumentos a bordo. Los detectores de gas tóxico funcionan de acuerdo al principio de

absorción de gas tóxico en un tubo químico, lo que resulta en un cambio de coloración.

Fig. 11.5. – Indicador de gas tóxico.

En la fig. 11.5, se enseña un clásico ejemplo de un detector de gas tóxico: antes de utilizar

este tipo de detector se rompen los extremos de un tubo de vidrio sellado. Este se inserta en el

fuelle y se aspira una muestra a través de este. La reacción entre los gases que se muestrean y los

productos químicos contenidos en el tubo, origina un cambio de calor. Como los tubos pueden

tener una vida específica, estos llevan una marca en donde se indica la fecha de vencimiento y a

la vez cuentan con un completo folleto de instrucciones que detalla cualquier gas diferente cuya

presencia pueda afectar negativamente los datos que se obtienen durante un muestreo.

Bomba de vacio manual

Tubo detectorBoquilla detectora de gas

109

11.2. – Prevención del fuego y equipos.

Los incendios se clasifican por lo general en cuatro categorías A, B, C y D. Hay dos

normas por las que se definen actualmente las clases de incendios según la naturaleza del material

en combustión.

Tabla 1. – Clasificación de incendios.

Organización Internacional de

Normalización

(Norma 3941 de la ISO)

Asociación Nacional de Prevención

De Incendios

(NFPA 10)

Clase A: incendios que afectan a materiales

sólidos, por lo general de naturaleza orgánica, en

los que la combustión se produce normalmente de

rescoldos.

Clase A: incendios de materiales combustibles

ordinarios tales como madera, tela, papel, caucho y

numerosos plásticos.

Clase B: incendios que afecten a líquidos o sólidos

licuables.

Clase B: incendios de líquidos inflamables,

aceites. Grasas, alquitranes, pinturas a base de

aceite, lacas y gases inflamables.

Clase C: incendios que afectan a gases. Clase C: incendios que afecten a equipos eléctrico

por el que se esta pasando corriente cuando es

importante que el agente extintor no sea conductor

de la electricidad (cuando no pase corriente por el

equipo eléctrico podrán utilizarse sin riesgo

extintores para incendios de las clases A o B).

Clase D: incendios que afecten a metales. Clase D: incendios de metales combustibles, tales

como magnesio, titanio, circonio, sodio, litio y

potasio.

A cada uno de los tipos de incendios enumerados anteriormente, le corresponde un agente

extintor diferente.

Tabla 2. – Agente extintor según tipo de fuego.

Tipo de Fuego Agente Extintor

Clase A Agua presurizada, espuma, polvo químico seco

Clase B Espuma, dióxido de carbono, polvo químico seco

Clase D Dióxido de carbono, polvo químico seco

Clase C Polvo químico especial

110

Para la lucha contra incendios se deben tener en cuenta tres conceptos básicos:

i. Prevención de difusión del fuego.

ii. Extinción del fuego.

iii. Protección de las partidas de incendio.

11.2.1. – Prevención de la difusión del fuego.

Cuando se genera un incendio este puede propagarse por:

a) Conducción: se produce cuando el calor se traspasa desde un cuerpo caliente a otro frío

por contacto directo. Por ejemplo; un mamparo en contacto con fuego por un lado

conducirá rápidamente el calor, encendiendo la pintura y los materiales en contacto con el

otro lado del mamparo.

b) Convección: consiste en la propagación del calor mediante el movimiento que se produce

en las masas de gas y en los líquidos calientes que pierden densidad y ascienden

provocando desplazamientos.

c) Radiación: es la propagación del calor mediante rayos u ondas similares a las que se

propaga la luz y se transmite tanto en el aire como en el vacio.

Tomando en consideración estos tres efectos que se generan cuando se combate un

incendio, se deben considerar los siguientes cursos de acción con el motivo de prevenir la

difusión del fuego o evitar que el incendio se propague hacia otras zonas de la nave.

Tabla 3. – Medidas o cursos de acción para evitar la propagación de un incendio.

Rodear el fuego con cortinas de agua Esta técnica es útil en los espacios grandes o

abiertos al medio ambiente.

Enfriamiento de las superficies adyacentes a la

fuente de fuego

Mamparos, cubiertas y todo tipo de estructura que

pueda sufrir los efectos de conducción generados

por el fuego.

Evacuación de los materiales combustibles Todo material combustible debe ser trasladado de

la fuente de calor, ya sea si se encuentran en el área

afectada o en otras zonas adyacentes.

111

11.2.2. – Extinción del fuego.

Anteriormente se explicó que el fuego (reacción química) se puede producir solo si existe

una combinación adecuada de oxígeno, calor y combustible, por lo tanto si eliminamos alguno de

estos factores lograremos la extinción del incendio tal como se indica a continuación:

Tabla 4. – Medidas utilizadas para la extinción del fuego.

1.- Eliminando la fuente de calor Esto se logra enfriando la sustancia que sufre la

combustión bajo su punto de inflamación.

2.- Reducción del oxígeno Se reduce los niveles de oxigeno en el aire por

sofocación, de esta forma se evita que la

combustión prosiga.

3.- Separación de combustible Se puede lograr cortando el suministro de gas o

líquido en su fuente o removiendo los combustibles

del área afectada por el siniestro.

4.- Interrupción de la combustión Esto se logra mediante el uso de polvo químico

seco o fluidos vaporizantes como el HALON.

A bordo de cada buque y en terminales de gas, se debe contar con las respectivas

instrucciones que se deben tomar en caso de incendio, estas se deben encontrar en lugares

prominentes, se debe tomar especial atención a estas instrucciones, y cada miembro de la

dotación del barco debe tener claras cuales son las acciones que se deben tomar en caso de

incendio a bordo. Con el objetivo de ejemplificar dichas acciones, a continuación se entrega una

guía con los principales procedimientos que se efectúan durante un incendio a bordo.

a. Localizar con rapidez el incendio y dar la alarma.

b. Evaluar lo que se está quemando, su grado, y si parte del personal se encuentra aislado o

atrapado por el incendio.

c. Poner en efecto el plan de emergencia adecuado.

d. Tomar los pasos inmediatos para detener la diseminación del fuego, tal como se menciona

en los 1, 2 y 3 de la tabla anterior (Tabla 4).

e. Apagar las llamas con el tipo adecuado de agente extinguidor o si esto no es posible,

continuar controlando la diseminación del fuego como se indica en el punto 4 de la tabla

anterior (Tabla 4).

112

Existen varios métodos bien establecidos y probados para tratar los incendios de gas

líquido, pero para que sean efectivos, debe emplearse el agente o la combinación de agentes

adecuados.

Los extintores se clasifican conforme al tipo de agente extintor que contienen.

Actualmente los diversos tipos de extintores y el uso que se recomienda para cada uno de ellos

son los siguientes:

Tabla 5. – Clasificación de agentes extintores.

Agente Extintor Recomendado para uso en incendios

que afecten a:

Agua Madera, papel, tejidos y materiales análogos.

Espuma Madera, papel, tejidos y líquidos inflamables.

Polvo seco/producto químico seco

(normales)

Líquidos inflamables, equipo eléctrico y gases

inflamables.

Polvo seco/producto químico

(fines múltiples o generales)

Madera, papel, tejidos, líquidos inflamables,

equipo eléctrico y gases inflamables.

Polvo seco/producto químico seco

(para materiales)

Metales combustibles.

Anhídrido carbónico Líquidos inflamables, equipos eléctricos y gases

inflamables.

Hidrocarburos halogenados

(HALONES)

Líquidos inflamables, equipo eléctrico y gases

inflamables.

a. Agua: nunca se debe aplicar agua a una fuente ardiente o charco de gas licuado, ya que

esta proporcionará una fuente de calor para una vaporización más rápida del líquido,

aumentando por tanto el grado de la combustión. Sin embargo el agua es uno de los

principales agentes utilizados para combatir un incendio de de gas licuado; pero su uso se

limita principalmente como agente enfriador para las superficies expuestas a la radiación

o al golpe directo del fuego. Se puede utilizar en forma de rocío o para desviar alguna

nube de vapor no encendida lejos de las fuentes de ignición. Los sistemas fijos de

inundación de agua son habituales para superficies como estructuras de la nave, tanques

de cubierta y tuberías, tanques de almacenamiento en tierra y muelles, todos ellos se

pueden encontrar en las cercanías de fuente potenciales de incendio de gas licuado. Este

sistema de inundación se encuentra diseñado para proporcionar una capa de agua sobre

todas las superficies expuestas que requieren protección, de esta manera se aprovecha

todo el potencial entregado por el calor sensible y latente del agua. Siempre que se pueda

mantener una capa de agua de un determinado espesor, la temperatura de la superficie no

puede exceder los 100ºC; por ello, los grados de aplicación varían con la distancia de la

113

estructura que se va a proteger, del nivel de temperatura y propagación que ha alcanzado

el incendio; el rango debe ser de 2 a 10 o más litros de agua por metro cuadrado de

superficie protegida.

b. Polvo químico seco: los polvos químicos secos son efectivos para tratar derrames

encendidos sobre cubierta o en las bandejas de goteo del múltiple (maniflod), también se

emplean para extinguir llamas en forma de antorcha de una brida de tubería o fractura,

también se han utilizado efectivamente para la extinción de fuegos en las salidas de

válvulas de alivio en la cabeza de los mástil o palos de venteo.

Los polvos químicos secos atacan la llama por la absorción de radicales libres en proceso

de combustión, pero un efecto enfriador insignificante. Por lo tanto debe tenerse

precaución con la reignición proveniente de superficies calientes adyacentes, enfriando

cualquier zona caliente obviamente con agua antes de extinguir la llama con polvo

químico seco.

Los polvos químicos secos como el bicarbonato de sodio, bicarbonato de potasio y el

bicarbonato de potasio de urea, son empleados generalmente para la extinción rápida de

fuegos de LNG y LPG. Los códigos IMO requieren que los gaseros se encuentren

debidamente adaptados con sistemas fijos de polvo químico seco capaces de descargar el

producto adecuado a cualquier parte de la zona de carga por medio de monitores fijos y/o

mangueras de mano.

c. Espuma: la espuma aplicada adecuadamente a la superficie de un charco de líquido en

combustión confinado en un área limitada, esta espuma suprime en gran parte la radiación

de llama hacia el líquido inflamable que se encuentra debajo, reduciendo de esta manera

el grado de vaporización y consecuentemente la altura y radiación del fuego del charco.

La espuma aplicada a charcos de LNG no encendidos puede ayudar a reducir las

distancias de dispersión horizontal ya que el calor contenido en la espuma aumenta la

flotabilidad del vapor. La espuma, al descomponerse en el interior del líquido puede llegar

incluso a vaporizarse; sin embargo, si la espuma es lo suficientemente estable, se puede

congelar en la interface reduciendo así el grado de vaporización. No obstante la espuma

no extinguirá un fuego de gas licuado, y aún cuando es efectiva para los propósitos antes

mencionados, requiere ser aplicada en bastante profundidad.

En resumen, para los gases licuados la espuma es sólo adecuada para su uso en áreas

limitadas y no se proporcionan instalaciones de espuma en los buques gaseros para

combatir fuegos de gas licuado.

114

d. Gas inerte: el gas inerte a bordo obtenido ya sea por generadores de combustión o gas de

nitrógeno, se utiliza principalmente para la inertización de los espacios entre barreras o

para los espacios protectores de carga inertizada. Sin embargo debido al bajo grado en que

se puede entregar el gas, no se utiliza normalmente para la inertización de espacios que se

encuentran afectados por un incendio; por ello, se utiliza CO2 o HALON de alta presión

embotellado, posterior al cierre de los sistemas de ventilación mecánica del espacio.

Los sistemas de inyección de CO2 , a pesar de ser rápidamente efectivos para la extinción

de incendios en espacios cerrados, presentan dos inconvenientes. El primero tiene relación con

los bajos niveles de oxígeno que genera en el ambiente o área del fuego, ya que su acción de

extinción se logra gracias al desplazamiento del oxígeno en el espacio, a un nivel que el fuego no

sea capaz de mantener la combustión; este hecho solicita que todo el personal evacue

completamente el lugar antes de iniciar la inyección. En segundo lugar, la necesaria rápida

inyección de CO2 produce carga electroestática que puede ser un riego de ignición si se inyecta

CO2 en grandes cantidades. El CO2 o el nitrógeno inyectados hacia elevadores de salida de

ventilación de válvula de alivio de seguridad, se puede usar como una alternativa para el uso

externo de una pantalla de polvo químico seco como un medio efectivo para apagar fuegos de

vapor en la salida del respiradero, especialmente una vez que ha cedido el flujo inicial de gas a

toda presión.

Es siempre importante, que además de contar con todos estos equipos de protección a

bordo, es necesario de que aquel personal que manipule estos instrumentos de protección cuente

con una adecuada capacitación de manera que los procedimientos de seguridad y emergencia se

realicen de manera eficiente.

11.2.3. – Prevención de la contaminación.

La contaminación (para estos efectos), se define como cualquier inconveniencia o daño,

causada por las actividades humanas, hacia los humanos, animales, plantas y hacia nuestro medio

ambiente como un todo, por la introducción de componentes de hidrocarburos al aire, al agua o

hacia la tierra.

En particular, cuando existe una fuga o derrame de LNG uno de los principales peligros

que se genera, se produce debido a la baja temperatura de ebullición del LNG (-161ºC) por lo

tanto cualquier tipo de derrame puede producir fragilidad y tensión termal del material,

ocasionando fracturas en este. Otra de las peculiaridades de los derrames de LNG es que cuando

el vapor de LNG entra a la atmósfera, el airees enfriado por debajo de su punto de rocío,

produciendo una nube de condensación, este vapor de LNG visible es altamente inflamable y

peligroso para la salud.

115

Por último se debe evitar el rociado de agua con chorro directo en un derrame o fuga de

LNG, ya que las salpicaduras de LNG ocasionadas por el chorro directo de agua, puede causar

quemaduras por frío a las personas y fracturas en la estructura de la nave.

Generalmente las fugas o derrames se deben a flexibles quemados, fracturas en las

tuberías y rebalse de carga. Para evitar o minimizar los riegos de accidentes durante una

emergencia como el caso de un derrame de gas, se deben tomar las siguientes mediadas,

consideradas de acción inmediata.

a) Activar el sistema de parada de emergencia o ESD.

b) Activar la alarma de incendio y notificar al personal del terminal.

c) Poner en servicio la línea de agua en spray.

d) Detener la fuga – aislar fuentes de ignición.

e) Cerrar todas las puertas del sector de acomodaciones, parar la ventilación.

f) Usar todos los dispositivos de seguridad y combate de incendios disponibles y mantenga

stand-by para el uso el sistema fijo para el combate de incendios.

g) Las partidas de emergencia deberán vestir ropa protectora y usar aparatos de respiración

autónoma.

h) La maquinaria de la sala de máquinas deberá detenerse y todas las bombas de incendio

deberán encontrarse listas para su uso.

Estas medidas enumeradas anteriormente, se deben considerar una vez que el siniestro se

ha confirmado, pero uno de los principales objetivos de los organismos de seguridad es la

prevención, por ello a continuación se enumeran las principales fuentes de ignición que se

pueden encontrar a bordo, todas estas posibles fuentes de ignición tienen como común

denominador el factor humano.

1) Cigarros y fósforos; principal fuente de los incendios; por ello solo se permite fumar en

los camarotes, comedores, salones, puente de gobierno y sala de máquinas. Esta

autorización puede ser revocada por el capitán cuando estime que la seguridad se vea

afectada.

2) Trabajo en caliente; cualquier reparación o modificación que comprenda remachado

soldadura u cualquier otra operación que produzca llamas.

3) Chispas de la chimenea; las chispas y trozos de hollín caliente de la chimenea propia o de

un buque en las cercanías pueden actuar directamente como fuente de ignición. Cuando

exista la posibilidad de este peligro, se deben detener las operaciones de carga, lavado de

estanques o desgasificación. Este riesgo puede ser minimizado si se soplan las calderas

antes de entrar a puerto.

116

4) Equipos eléctricos; a menos que el buque se encuentre desgasificado, no se permitirá el

uso de equipo eléctrico no certificado fuera de los espacios de la máquina y

acomodaciones.

5) Las luminarias a prueba de gases, instalada o portátil; que se emplean en cubierta, deben

ser inspeccionados periódicamente para detectar vidrios quebrados, cables desgastados u

otros signos de daño que pueden ocasionar una chispa eléctrica.

6) Tormenta eléctrica; los relámpagos y rayos de las tormentas eléctricas son otra fuente

posible de incendios. Cuando uno de ellos alcanza a un buque tanque, es posible que se

produzca un incendio con los vapores de la carga. Por esta razón deben detenerse las

operaciones de carga, lavado y ventilación de estanques cuando se está en las

proximidades de una tormenta eléctrica activa. Además es necesario cerrar todas las tapas

y válvulas de seguridad de ventilación (Presión y vacío) de los estanques.

7) Fricción; el recalentamiento producido en los rodamientos y sellos de las bombas de

carga pueden causar incendios en la sala de bombas; por ello es importante tener un

estricto control sobre el funcionamiento de las bombas y sus respectivos accesorios.

8) Chispas por impacto; el aluminio, magnesio y sus aleaciones, producen chispas de alta

intensidad si son golpeados por o contra superficies de fierro o acero. Estas chispas

llamadas térmicas, poseen la energía necesaria para encender los gases combustibles.

9) Combustión espontánea; Se produce por material orgánico, como trapos, aserrín, húmedo

o impregnado de aceite o combustibles.. Por ello es necesario que estos materiales se

mantengan limpios, secos y guardados lejos de los combustibles.

10) Autoignición; para evitar la autoignición es necesario mantener una adecuada

mantención de todos los sistemas que trabajan con combustibles o aceites para evitar el

goteo y filtraciones de producto, que al caer sobre superficies calientes, pueden

autoinflamarse.

11) Electricidad estática; es un riesgo que está siempre presente durante el manejo de las

cargas, principalmente de cargas derivadas del crudo o específicamente “hidrocarburos”.

Gran cantidad de las explosiones sucedidas a bordo de buques tanques se deben a causa

de la electricidad estática.

117

11.3. – Protección personal.

En algunas ocasiones, es necesario que el personal ingrese a espacios o tanques de carga

donde la atmósfera no ofrece un cien por ciento de seguridad, aunque idealmente es preferible

que cada vez que algún individuo ingrese en estos espacios la atmosfera sea segura; sin embargo

algunas veces esta condición no es posible, por ello es necesario el uso tanto de Aparatos de

respiración como ropas protectoras. Los siguientes son los aparatos de respiración básicos

utilizados a bordo de un buque gasero:

a) Aparatos de respiración de aire comprimido

b) Respiradores de aire fresco.

c) Respiradores de filtro tipo bote.

11.3.1. - Aparatos de respiración de aire comprimido.

Considerando la versión de “Self Contained Breathing Apparatus” (SCBA), en ella el

usuario recibe oxígeno desde un cilindro de aire comprimido el cual se encuentra a una presión

que varía desde los 135 a 200 bar. El aire suministrado al usuario por medio de la máscara facial,

la cual puede ajustarse hasta alcanzar una posición hermética al aire. La presión se reduce en la

salida del cilindro a unos 5 bar y es suministrada al usuario según su necesidad a través de una

válvula de demanda proporcionando una ligera presión positiva en el interior de la máscara. La

duración de trabajo depende de la capacidad del cilindro de aire y de la demanda respiratoria del

individuo.

Fig. 11.6. – Aparato de respiración de aire comprimido.

El SCBA es un aparato sencillo y automático en su operación; su mantenimiento requiere

de cuidado y habilidad. Sin embargo es necesario que se realicen labores de mantención de

manera mensual de esta manera asegurar eficiencia y rapidez cuando se requiera el uso de estos

aparatos.

118

11.3.2. – Respiradores de aire fresco.

Estos respiradores cuentan con un casco o careta unidos a una manguera flexible; la cual

se encuentra conectada a una atmósfera no contaminada desde la cual se suministra el aire por

medio de un soplador giratorio manual o fuelle. Este equipo se caracteriza por su fácil o sencilla

operación ya que no representa un sistema complejo. Sin embargo, el movimiento del usuario se

encuentra limitado por el peso y longitud de la manguera (longitud máxima de 130 pies) y por la

posibilidad de que la manguera se enrede poniendo en peligro al usuario. Este sistema, de manera

general, ha sido reemplazado por lo aparatos de respiración con aire comprimido, pero a pesar de

esto aún se consideran una manera útil de protección personal a bordo.

11.3.3. – Respiradores de filtro tipo bote.

Estos respiradores consisten en una máscara con un filtro reemplazable, el cual se utiliza

para purificar el aire contaminado. También se caracterizan por su fácil operación y

correspondiente mantención, se pueden usar de manera rápida y eficiente, incluso de manera

extensiva como protección personal en propósitos de escape de emergencia.

Fig. 11.7. – Respirador de filtro (single).

Este tipo de respiradores son adecuados sólo para bajas concentraciones de gas en el

ambiente, toda vez que no existe una manera sencilla de evaluar la capacidad restante del filtro,

los materiales del filtro son específicos para un grado limitado de fases; además el respirador no

proporciona protección en atmósferas de bajo contenido de oxígeno.

11.3.4. – Ropa protectora.

Además de los aparatos de respiración, es necesario el uso de ropa protectora al entrar a

una zona en donde existe la posibilidad de contacto directo con la carga (LNG). Los tipos de ropa

varían desde aquellos que ofrecen protección contra salpicaduras de líquido hasta trajes

completos de presión positiva y herméticos al gas. Se requiere que esta ropa sea resistente a las

bajas temperaturas de la carga (LNG a -161ºC).

119

La ropa protectora adecuada es un factor importante cuando se trabaja con productos

químicos, en especial cuando se tiene contacto directo con cargas que poseen una alto índice de

corrosión y aquellos productos que se incorporan al cuerpo a través de la piel.

120

12.- Principales Procedimientos en el manejo de la Carga.

Durante las operaciones y manejo de la carga (gas natural licuado) el capitán o un oficial

designado, será el responsable por la seguridad del buque y de todas y cada una de las

operaciones de carga que se realicen a bordo. Este oficial deberá encontrarse siempre presente

durante el tiempo que duren dichas faenas de carga y antes de cualquier operación se deberá

probar todos los equipos del sistema de carga; en especial el correcto funcionamiento del ESD

(Emergency Shut Down). Además, debe tenerse en consideración que todas las operaciones de

carga que se realicen en puerto deben efectuarse de acuerdo a las regulaciones del mismo.

Con respecto a los procedimientos y manejo general de la carga; cuando un buque deja el

astillero para realizar su primer embarque de carga, o luego de que sale desde un dique (donde se

realizan múltiples reparaciones e inspecciones), todo el sistema de carga se encuentra con

humedad y aire a temperatura ambiente. Estos factores generan problemas cuando se cargan

gases licuados, ya que la baja temperaturas de estos en conjunto con la humedad presente en el

sistema, producen la formación de hidratos en la mayoría de las tuberías. Con el objetivo de

eliminar estos problemas y prevenir la contaminación de la carga existe una secuencia de

operaciones que se deben realizar para cargar un gas licuado en un buque tanque, esta cadena de

operaciones esta conformada de la siguiente manera:

i. Secado: Consiste en remover la humedad de los tanques de carga y tuberías, con el fin de

reducir el punto de rocío y minimizar los problemas de formación de hielos (hidratos).

ii. Inertización: En esta etapa se busca reducir el contenido de oxígeno presente en el

sistema de carga, de esta forma se reduce la posibilidad de que se generen atmósferas

inflamables.

iii. Purgado (ambientado del estanque): En el purgado del sistema de carga se busca

cambiar el gas inerte introducido en los tanques y tuberías por vapor propio del producto a

carga (vapores de LNG).

iv. Enfriamiento: El enfriamiento de los tanques y tuberías se realiza para evitar que la

temperatura provoque la vaporización de la carga y además se busca minimizar los

esfuerzos térmicos que puedan afectar la estructura de los tanques de carga, ya que el gas

natural se transporta en forma líquida a presión atmosférica y a una temperatura

aproximada de -161ºC.

v. Carga: Se realiza una vez que los pasos anteriores han sido efectuados de manera

correcta, y existe plena seguridad que el sistema de carga se encuentra totalmente listo

para recibir el producto.

121

12.1. – Secado del sistema de carga y preparación para embarque.

El secado del sistema de carga se realiza esperando reducir la humedad presente; ya que

pueden surgir problemas debido a la formación de hielos o hidratos cuando esta tiene contacto

con la carga a bajas temperaturas, todo esto a través del sistema de carga. Por ello esta etapa es un

procedimiento necesario como parte de la puesta en servicio y preparación general de un buque

refrigerado.

El secado se puede llevar a cabo mediante un secador refrigerado; en donde el aire es

normalmente enfriado por un gas refrigerante (ejemplo: R- 22). Durante este proceso de secado el

vapor de agua es condensado y vaciado. Luego de abandonar el secador, el aire se vuelve a

calentar a hasta la temperatura ambiente por medio de un calentador y posteriormente es enviado

hacia los tanques de carga. De esta forma se ha logrado que el aire contenido en los tanques y

tuberías no presente índices de vapor de agua o de manera más específica, el punto de rocío del

aire es más bajo que la temperatura a la cual se transportará la carga. Una vez que se ha logrado

el secado de la atmósfera se debe proceder a retirar el oxígeno en el sistema, ya que las cargas

que se transportan son altamente inflamables.

12.2. – Inertización del sistema de carga.

Cuando un buque se prepara para cargar y transportar un gas licuado inflamable, es

necesario reducir el contenido de oxígeno en todo el sistema de carga a un nivel menor a 2% por

volumen, de esta forma se produce una condición no inflamable una vez que los gases ingresen

en el tanque de carga. Esta operación se realiza reemplazando el aire existente en el interior del

sistema de carga por gas inerte seco, este puede ser producido por la planta de gas inerte de la

nave y a través de los medios existentes para su secado.

De manera general existen dos métodos ampliamente utilizados para inertizar los tanques

de carga, una de ellas es el método por desplazamiento y el otro se denomina dilución.

12.2.1. – Método de Desplazamiento.

Este método depende de la estratificación en el tanque de carga como resultado de la

diferencia en las densidades de vapor entre el gas que ingresa al tanque de carga y el gas que ya

se encuentra en el interior. El gas más pesado se introduce por la parte inferior del gas más ligero

a baja velocidad, con el objetivo de minimizar la turbulencia. Si se utiliza gas inerte producido a

bordo, este debe ser introducido hacia el fondo del tanque ya que este es levemente más pesado

que el aire, de esta forma el gas inerte desplaza el aire de manera ascendente a través de la línea

de vapores.

122

Cuando se utiliza nitrógeno para la inertización, este deberá ser introducido por la parte

superior del estanque ya que el nitrógeno es más ligero que el aire, esta operación se realiza a

través de la línea de vapores en la parte superior del tanque y el aire es desplazado de manera

descendente y expulsado a través de la línea de carga de dicho estanque.

Cuando se realiza este método para la inertización de los sistemas de carga,

específicamente de los tanques de carga, se presenta cierto mezclado y por ello es necesario usar

un volumen de gas inerte superior al volumen propio del tanque. Los valores pueden variar desde

1,1 a 4 veces el volumen del tanque, dependiendo de las densidades relativas y las disposiciones

del tanque y tuberías.

Fig. 12.1. – Inertizado a través del Método de Desplazamiento con gas inerte.

Como se aprecia en la fig. 12.1, el gas inerte generado por combustión es introducido por

la línea de de carga a una velocidad tal que no se produzcan grandes turbulencias, el aire se

expulsa a través de la línea de vapores hacia el palo de venteo, tal como se muestra en la figura.

Con respecto a las densidades relativas, existe poca diferencia entre el aire y el gas inerte,

el gas inerte proveniente de un generador de combustión es ligeramente más pesado que el aire,

mientras que el nitrógeno es escasamente más liviano, estás bajos índices de diferencia de

densidades hacen muy difícil lograr la inertización sólo por desplazamiento, generalmente el

proceso se vuelve parte desplazamiento y parte dilución.

Válvula de seguridad

Tubos para muestras

Línea de vapor (salida del aire)

Línea de Carga (introducción del gas inerte)

Línea de agotamientoo barrido

Bomba sumergida de descarga

Aire

Gas inerte

123

Fig. 12.2. – Inertizado a través del Método de Desplazamiento con Nitrógeno.

En teoría el desplazamiento es el método más económico, pero su eficiencia se encuentra

limitada por la manera en que ingresa el gas inerte al sistema, si este se puede difundir y si se

puede evitar la mezcla de gas inerte con aire al interior de los tanques de carga.

12.2.2. – Método por Dilución.

En este método, el gas inerte se mezcla con el aire en el estanque y diluye la atmósfera del

tanque de forma progresiva disminuyendo el nivel de oxígeno presente. El método por dilución se

puede llevar a cabo de varias formas.

a. Dilución por presurización repetida; usada para tanques cuyas estructuras han sido

diseñadas para soportar altas presiones (Tipo C).

b. Dilución por vacío repetido; al igual que el método por presurización repetida sólo se usa

en tanques que trabajan a altas presiones (Tipo C).

c. Dilución continua; al contrario de los métodos anteriores este procedimiento esta

orientado para aquellos sistemas de contención que no han sido diseñados para soportar

altas presiones.

Válvula de seguridad Tubos para

muestras

Línea de vapor(Introducción del nitrógeno)

Línea de Carga (Salida del aire)

Línea de agotamientoo barrido

Aire

Nitrógeno

Bomba sumergida de descarga

124

La dilución por el método de presurización/despresurización no es aplicable en tanques

independientes prismáticos, tipo B y del tipo membrana, ya que ellos no se encuentran diseñados

para soportar altas presiones positivas o negativas. En dichos estanques el inertizado por dilución

deberá ser realizado por medio de un flujo continuo de gas inerte a una razonable buena

velocidad para originar la mezcla y dilución. Esta razón motiva el uso del método por dilución

continua en los barcos que transportan gas natural licuado, en caso de que sea adecuado aplicar

dicho método.

Gas inerte

Aire

Fig. 12.3. – Inertización a través del Método por Dilución continua.

Para un verdadero proceso de dilución continua, no importa donde estén ubicadas las

entradas de gas inerte hacia el estanque siempre que se logre un buen mezclado; es mucho más

satisfactorio introducir el gas inerte a alta velocidad a través de las conexiones de vapor y hacer

fluir el contenido diluido por las líneas de carga del la parte inferior del tanque de carga.

Cuando se decida que método de inertizado adoptar, se debe tener en consideración la

carga a transportar, el diseño de los tanques y las tuberías. Haciendo caso omiso del método

utilizado para la inertización, se debe comprobar el contenido de oxígeno en varios niveles y

lugares al interior del estanque, de manera que se asegure efectivamente que se ha realizado una

correcta inertización.

Tubos para muestras

Válvula de seguridad

Línea de vapor (entrada gas inerte)

Línea de Carga (salida aire)

Línea de agotamientoo barrido

Bomba sumergida de descarga

125

12.3. – Purgado.

El gas inerte generado por combustión y el nitrógeno utilizado para inertizar son gases

incondensables con respecto a la planta de relicuado, si la nave llegara a contar con una planta de

relicuado, debido a que las temperaturas de carga son superiores a las temperaturas críticas de los

gases inertes. Por esta razón es necesario purgar el gas inerte hacia el exterior del tanque de

carga, esta acción se realiza con el vapor de la carga que se desea transportar. La gasificación o

purgado, se puede realizar tomando vapores caliente de la carga del terminal, estos vapores se

introducen en los tanques de carga en un punto específico y adecuado, dependiendo de la

densidad del vapor y del gas inerte o nitrógeno contenido en el estanque.

12.3.1. – Purgado o Gasificación en la mar usando líquido de los tanques de

almacenamiento de cubierta.

Este método es utilizado normalmente por buques de gran capacidad que transportan

cargas totalmente refrigeradas (caso de buques LNG) o semi-refrigerados, estas naves cuentan

con tanques de almacenamiento de carga, dispuestos en la cubierta de la nave, desde ellos se

puede enviar carga en forma de vapor o líquida hacia los tanques de carga.

Este procedimiento consiste en llevar los líquidos o vapores de carga (gas natural)

directamente desde el tanque de almacenamiento en cubierta y ingresarlo a los tanques de carga a

través de rociadores propios del estanque, esta acción se realiza a un ritmo cuidadosamente

controlado, para evitar que el líquido frío choque de manera directa con las superficies calientes

del tanque de carga. Cuando se realiza una procedimiento de purgado o gasificado, tiende a

predominar el mezclado de gas inerte con los vapores de carga, dicha mixtura puede ser llevada

hacia otros estanques o puede ventearse directamente por la tubería del respiradero propio del

estanque.

En algunos casos, el líquido contenido en los tanques de almacenamiento de carga para el

purgado, puede ser vaporizado a través de los vaporizadores de cargas propios de la nave. Este

vapor se introduce gradualmente hacia la parte superior o hacia el fondo (dependiendo de la

diferencia de densidad que exista entre los vapores y el gas inerte) del estanque con el objeto de

desplazar el gas inerte.

El contenido del tanque deberá ser monitoreado cuidadosamente y cuando la

concentración de los vapores de carga alcance los especificado en el manual de procedimientos

del buque (normalmente este valor es de una 100% de vapores en el interior del tanque), los

tanques pueden ser considerados purgados y listos para su enfriamiento.

126

12.3.2. – Purgado al costado del muelle.

La operación de gasificado o purgado de los tanques se puede llevar a cabo utilizando

carga suministrada directamente desde tierra. En ciertos terminales existen instalaciones que

permiten realizar estas operaciones a un costado del muelle, pero estas tienden a ser la excepción

ya que el venteo de vapores de hidrocarburos al costado puede presentar un riesgo y por tanto

esta prohibido por la mayoría de las terminales y autoridades portuarias.

Cuando exista retorno de vapores a tierra en los terminales y se puedan entregar gases

incondensables y otros vapores los que se enviarán directamente hacia la antorcha (donde se

queman, de esta manera no existe peligro de ignición).

Algunos terminales pueden llegar a permitir el venteo de gas inerte o nitrógeno a la

atmósfera, pero prohíben el venteo de vapores de carga. En tales casos una mayor porción de gas

inerte o nitrógeno puede ser purgada fuera de los tanques usando el método de desplazamiento.

12.4. – Cool Down o Enfriamiento.

Luego de haber realizado todos los pasos anteriores, es necesario realizar un enfriamiento

de los tanques y sistemas de carga con el objetivo de que el producto refrigerado (LNG a -161ºC)

no ocasione esfuerzos térmicos y excesivas presiones en los estanques durante las operaciones de

carga. El enfriamiento consiste en introducir líquido de carga en los estanques, a un ritmo bajo y

cuidadosamente controlado; a la vez mientras más baja sea la temperatura de transporte, más

importante se vuelve el procedimiento de enfriamiento.

Durante el enfriamiento el líquido que ingresa en el estanque se evaporara rápidamente en

un principio, y es posible que se genere una subida de presión en el tanque de carga; por este

motivo los vapores que se generen en el interior de dichos tanques deben ser evacuados de

manera continua hacia la planta de relicuación o hacia la terminal al costado de muelle, siempre y

cuando se disponga de una línea de retorno de vapores. Normalmente el líquido de carga se

ingresa al sistema a través de toberas de enfriamiento las cuales se ubican en la línea de rocío

(spray) dispuesta en el interior de los tanques de carga, ellas se encargan de controlar los

parámetros de velocidad de enfriamiento en los estanques. Los grados a los que se deben enfriar

los estanques sin que existan fallas estructurales, depende completamente del diseño del sistema

de contención (tipo de tanque de carga), por ello siempre se debe consultar el manual de

operación de la nave, y así determinar los grados máximos permisibles de enfriamiento. En los

buques totalmente refrigerados, habitualmente el enfriamiento debe ser de 2ºC/hora, manteniendo

una diferencia de temperatura entre el piso y el cielo del tanque no superior a7ºC.

127

Fig. 12.4. – Disposición de línea de spray en tanques de carga.

El procedimiento de enfriamiento, se inicia aspirando líquido de carga ya sea desde tierra

(terminal) o desde tanques de almacenamiento dispuestos en cubierta; dicho líquido se introduce

en los tanques de carga de manera gradual ya sea a través de líneas de spray, adaptadas en el

interior de algunos tanques de carga, o por medio de líneas de carga propias del sistema. Este

proceso genera vaporización de la carga líquida, debido al contacto que se mantiene entre la

carga refrigerada y la superficie del tanque, estos vapores pueden ser enviados a tierra o

manejarse en la planta de relicuado, si el buque contara con alguna. Cuando los vapores sean

controlados por medio de la planta de relicuación se pueden presentar complicaciones con los

gases incondensables que queden del gas inerte; por ello se debe contar con una vigilancia

cuidadosa en las temperaturas de descarga de los compresores y los gases incondensables deberán

ser venteados desde la parte superior del compresor.

En síntesis este proceso (Enfriamiento) se realizara hasta que empiece a acumularse

líquido en el fondo del tanque, en este instante se considera que el fondo se encuentra enfriado.

Todo este proceso de enfriamiento es necesario antes de embarcar la carga (LNG), ya que si esta

se realiza sin un previo enfriamiento de los sistemas, los tanques sufrirán daños debido a las

tensiones termales y la excesiva presión generada en el interior de los tanques de carga. Por

último el éxito de esta operación tiene plena relación con las operaciones descritas con

anterioridad (secado, inertización y purgado), todas ellas de gran relevancia para la seguridad y

el correcto manejo de la carga; sin embargo un incorrecto secado puede generar problemas

especiales como la formación de hidratos, congelando las válvulas y/o ejes de las bombas de

carga. Por ello se debe agregar anti-congelante para prevenir dichos problemas (siempre y cuando

el anti-congelante no afecte la estructura molecular de la carga).

Válvula de seguridad

Tubos para muestras

Línea de vapor (salida de vapores de carga durante el enfriamiento)

Línea de Carga

Línea de agotamientoo barrido

Entrada del líquido de carga

Línea de spray

Toberas de enfriamiento

12.5. – Procedimiento

Previo al inicio de la operación de carga, se debe discutir cuidadosamente los

procedimientos pre-

ajuste de:

a) Válvulas de alivio de cada estanque de carga

b) Válvulas de operación remota

c) Planta de relicuado (en caso de que la nave cuente con alguna)

d) Sistemas de detección de gas

e) Alarmas y controles

f) Cuando existan, deberá ajustarse correct

y las válvulas de muestreo de detección de gas

g) Ritmo de máxima carga, tomando en cuenta las restricciones en los sistemas buque/tierra

Por su lado, el terminal de carga deberá proporcionar la información

carga, incluyendo certificados de inhibidor cuando se carguen productos inhibidos. Otro tipo de

precauciones especiales, deberán ser informadas al los miembros de la dotación de la nave.

Luego de haber verificado el correcto estado y f

enumerados, se puede dar inicio a las operaciones de carga. El producto puede ser cargado

mediante dos formas, utilizando una línea de retorno de vapor (planta de relicuación de la nave o

terminal de carga) o el embarcado tambi

12.5.1. – Carga con línea de retorno de vapores

Cuando se realiza una operación de carga de un gas licuado, existe la gran posibilidad de

que una parte del producto en estado líquido pase a la fase gaseosa, principalmente por factores

externas o internos (variaciones de presió

128

Procedimiento de la preparación para cargar.

Previo al inicio de la operación de carga, se debe discutir cuidadosamente los

-operacionales entre buque/tierra, se debe prestar atención al

Válvulas de alivio de cada estanque de carga

Válvulas de operación remota

Planta de relicuado (en caso de que la nave cuente con alguna)

Sistemas de detección de gas

Alarmas y controles

Cuando existan, deberá ajustarse correctamente las válvulas de presión de ajuste variable

y las válvulas de muestreo de detección de gas

Ritmo de máxima carga, tomando en cuenta las restricciones en los sistemas buque/tierra

Por su lado, el terminal de carga deberá proporcionar la información

carga, incluyendo certificados de inhibidor cuando se carguen productos inhibidos. Otro tipo de

precauciones especiales, deberán ser informadas al los miembros de la dotación de la nave.

Luego de haber verificado el correcto estado y f

enumerados, se puede dar inicio a las operaciones de carga. El producto puede ser cargado

mediante dos formas, utilizando una línea de retorno de vapor (planta de relicuación de la nave o

terminal de carga) o el embarcado también puede ser realizado sin línea de retorno de vapores.

Fig. 12.5. – Esquema de Buque en terminal.

Carga con línea de retorno de vapores.

Cuando se realiza una operación de carga de un gas licuado, existe la gran posibilidad de

que una parte del producto en estado líquido pase a la fase gaseosa, principalmente por factores

externas o internos (variaciones de presión y temperatura en el sistema de contención de carga).

Manifold(Buque)

Tanques de Carga Tipo B

Previo al inicio de la operación de carga, se debe discutir cuidadosamente los

operacionales entre buque/tierra, se debe prestar atención al estado y correcto

Planta de relicuado (en caso de que la nave cuente con alguna)

amente las válvulas de presión de ajuste variable

Ritmo de máxima carga, tomando en cuenta las restricciones en los sistemas buque/tierra

Por su lado, el terminal de carga deberá proporcionar la información necesaria sobre la

carga, incluyendo certificados de inhibidor cuando se carguen productos inhibidos. Otro tipo de

precauciones especiales, deberán ser informadas al los miembros de la dotación de la nave.

Luego de haber verificado el correcto estado y funcionamiento de los equipos

enumerados, se puede dar inicio a las operaciones de carga. El producto puede ser cargado

mediante dos formas, utilizando una línea de retorno de vapor (planta de relicuación de la nave o

én puede ser realizado sin línea de retorno de vapores.

Esquema de Buque en terminal.

Cuando se realiza una operación de carga de un gas licuado, existe la gran posibilidad de

que una parte del producto en estado líquido pase a la fase gaseosa, principalmente por factores

n y temperatura en el sistema de contención de carga).

Manifold(Terminal)

Previo al inicio de la operación de carga, se debe discutir cuidadosamente los

estado y correcto

amente las válvulas de presión de ajuste variable

Ritmo de máxima carga, tomando en cuenta las restricciones en los sistemas buque/tierra

necesaria sobre la

carga, incluyendo certificados de inhibidor cuando se carguen productos inhibidos. Otro tipo de

uncionamiento de los equipos

enumerados, se puede dar inicio a las operaciones de carga. El producto puede ser cargado

mediante dos formas, utilizando una línea de retorno de vapor (planta de relicuación de la nave o

Cuando se realiza una operación de carga de un gas licuado, existe la gran posibilidad de

que una parte del producto en estado líquido pase a la fase gaseosa, principalmente por factores

n y temperatura en el sistema de contención de carga).

129

La vaporización de carga líquida a baja temperatura, debe ser controlada, de modo que su

efecto no produzca daños a la integridad estructural de los tanques de carga. Para ello durante la

faena de carga los vapores son regresados a tierra por medio de una “conexión de retorno” con la

ayuda de un compresor o un soplador propio de la terminal (muelle).

El ritmo de carga, cuando se carga con línea de retorno de vapores, es regido por el grado

en que el terminal pueda manejar los vapores y también por la velocidad alcanza en el sistema de

tuberías de la nave. Mientras dure esta operación debe prestarse especial atención los valores de

presión alcanzados y asegurarse que se mantenga entre los límites de seguridad propios de cada

barco.

12.5.2. – Carga sin línea de retorno.

Esta operación de carga se realiza cuando los terminales no cuentan con la conexión para

el retorno de vapores. Cuando se carga un gas licuado sin línea de retorno, el ritmo de carga está

limitado por la capacidad de la planta de relicuado, propia de la nave. Sin embargo, la capacidad

de la planta de relicuado de la terminal será siempre mayor, esto genera que las operaciones de

cargas que se realicen sin línea de retorno de vapores se realizaron en periodos mucho más

largos.

Las primeras fases de la carga son críticas especialmente cuando existen distancias

significativas entre el tanque de almacenamiento y el muelle. Debe prestarse atención

regularmente a las presiones de los estanques de carga del buque y nunca permitir que se levanten

las válvulas de alivio (seguridad), llevar un adecuado control de la temperatura en todo el sistema

de carga, revisar regularmente los niveles de líquido y las presiones del espacio entre barreras.

Hacia el final de la operación de carga, comienza una disminución de los ritmos de carga,

a modo de completar correctamente los niveles de carga de cada estanque. Una vez terminada la

operación de carga se procede a drenar las tuberías del buque hacia los tanques de carga; el

líquido restante se puede limpiar a través de un proceso de soplado de tuberías, con nitrógeno

inyectado en el brazo de carga o a través del compresor dispuesto en el buque, este líquido se

envía hacia el terminal en donde se almacena.

12.6. – Medición de producto en una operación de carga.

Básicamente, las cantidades de gas licuado cargado/descargado se miden y calculan de

manera similar a la de otros cargamentos de líquido a granel; sin embargo, a diferencia de la

generalidad los gases licuados se transportan como líquidos en ebullición y en equilibrio con sus

vapores en sistemas cerrados de contención.

130

El gas licuado posee grandes coeficientes de expansión térmica, por ello los Códigos OMI

que hacen referencia a la seguridad en el transporte de gases licuados estableciendo requisitos

para los Límites Máximos Permisibles de Llenado en los tanques de carga; con el fin de evitar el

llenado de líquido bajo condiciones de fuego circundante. En síntesis el máximo volumen al que

debe llenarse cualquier estanque se rige por la siguiente fórmula:

vL = 0,98 × V × dR/dL

VL; volumen máximo de carga para cada estanque.

V; volumen total del estanque.

dR; densidad de la carga a una temperatura de referencia.

dL; densidad de la carga a la temperatura y presión de carga.

Para buques totalmente presurizados, que no cuentan con una planta de relicuado u otros

medios para controlar temperatura y presión, la temperatura de referencia se define como la

temperatura que corresponde a la presión de vapor de la carga a la presión establecida en la

válvulas de alivio.

En el caso de buques totalmente refrigerados (LNG), las válvulas de alivio se ajustan para

valores marginalmente superiores a la presión de vapor de la carga. El límite de llenado de

estanques debe ser tal que, si el control de temperatura falla o se presenta un fuego circundante,

no se llene de líquido el tanque antes de que se abran las válvulas de alivio. Así el volumen de

cierre de carga requerido por las consideraciones normales de operación, dependerá del margen

entre el ajuste de la válvula de alivio y la máxima presión de vapor prevista de la carga durante el

ciclo de viaje.

12.7. – Viaje con carga.

En todos los buques gaseros refrigerados y semi-refrigerados, es necesario mantener un

control estricto sobre la velocidad de vaporización diaria que afecta a la carga en cada uno de los

tanques de contención, este control se obtiene prestando atención a los siguientes factores:

a. Temperatura ambiente.

b. Presión atmosférica.

c. Temperatura del agua de mar.

d. Condiciones del mar.

e. Eficiencia del aislante.

131

En los barcos que transportan cargas como butano, propano, butadieno, amoniaco y

propileno, el control de temperaturas y presiones se realiza a través de una planta de relicuado; en

donde se los vapores de carga (boil-off) se regresan a su estado líquido y son conducidos a los

tanques de carga; en los barcos que transportan LNG y Etileno (ambos con temperaturas de

ebullición inferiores a -100ºC) no es económico relicuar los vapores producidos durante el viaje

en carga, debido a la muy baja temperatura de un LNG, los vapores producidos son usados como

combustible por la máquina principal. Estos son retirados por una línea común y conectada a

todos los tanques de carga, luego se calienta para ser llevado al sistema de combustible de la sala

de máquinas por medio de un sistema de cañerías especiales.

Durante todo el viaje, ya sea en lastre o cargados, estará en funcionamiento un compresor

y un calentador, con el objetivo de enviar los gases procedentes de la vaporización de LNG en el

interior de los tanques a la sala de calderas para su consumo. Estas operaciones se realizan sólo

cuando el buque se encuentre en la mar y navegando en régimen normal.

12.8. – Descarga del producto.

El venteo libre, es decir, dejar salir a la atmósfera los gases generados en los tanques por

la vaporización natural del LNG, no esta permitido dentro de los límites del puerto. Se estipula

entre la terminal y el buque; que las naves deben llegar a muelle de descarga con una presión

máxima en los tanques de 1 psi. Por ello, para evitar contratiempos, es preferible asegurar que la

presión sea de 0,6 a 0,8 psi.

El método para descargar dependerá del tipo de embarcación, especificación de la carga y

sistema de almacenamiento del terminal. Para ello existen tres métodos básicos:

a) Presión de vapor; la descarga por presión de vapor sólo es posible cuando existen tanques

tipo C.

b) Bombas centrífugas de carga con o sin bomba de refuerzo en serie.

c) Bombas centrífugas de carga a través de un calentador de carga y una bomba de refuerzo;

este método se utiliza generalmente cuando se está trasegando desde un buque refrigerado

hacia una terminal presurizada.

Generalmente las descargas de LNG se realizan hacia terminales refrigerados, donde el

gas licuado se descarga directamente desde los estanques de la nave hacia los de la terminal, por

medio de las anteriormente mencionadas bombas sumergidas (del tipo centrífugo). Los

compresores de la terminal devuelven al buque los vapores desplazados por el LNG al entrar en

los tanques de almacenamiento, efectuándose la descarga en ciclo cerrado.

Previamente a la descarga se llevarán a cabo las siguientes operaciones:

132

1. Enfriamiento de la línea de LNG.

2. Drenaje de líneas hacia los tanques de carga.

3. Sondaje o medición oficial de los tanques, operación en la que intervienen, el primer

oficial y los representantes del terminal y de aduanas.

4. Conexión de los brazos de tierra al manifold.

5. Enfriamiento de los brazos de carga.

6. Comienzo de la descarga, previa alineación de las válvulas.

7. Final de la descarga, con escurrido de líneas, desconexión de brazos de carga y medición

oficial de tanques.

8. Cálculo de la cantidad descargada y entregada.

12.9. – Desgasificación.

De acuerdo con la compatibilidad entre la última carga y la siguiente, con el máximo de

concentraciones de vapores permisibles, con la necesidad de ingresar aun tanques de carga,

realizar reparaciones en áreas peligrosas, es absolutamente necesario desgasificar. La operación

de desgasificado consiste en los siguientes pasos:

i. Liberación del líquido.

ii. Calentamiento.

iii. Desplazamiento de los vapores de carga con gas inerte.

iv. Ventilación de los tanques con aire fresco (desplazamiento del gas inerte).

133

12.9.1. – Liberación del Líquido.

Cuando se prepara para desgasificar los estanques de carga, se recomienda utilizar las

bombas para descargar el máximo posible de líquido contenido en los estanques. Específicamente

las naves que transportan LNG, o aquellas que poseen tanques del tipo Membrana e

independientes del tipo B; la liberación de líquido se realiza por medio de la vaporización. El

vapor es retirado de los estanques y calentado por los compresores e introducido al líquido a

través de las líneas de carga, vaporizando de esta manera el líquido remanente en los tanques de

carga.

Fig. 12.6. – Esquema LNG remanente en los tanques de carga (tipo Membrana Technigaz).

12.9.2. – Calentamiento.

Luego de completar la operación de liberación de líquidos remanentes de carga en los

estanques, el sistema debe ser calentado haciendo circular vapores de carga. La temperatura de

los tanques deberá ser llevada hasta la temperatura del punto de rocío del gas inerte, este

desplazará los vapores de carga desde los tanques. Si esta operación no se realiza de manera

exitosa se producirá condensación al interior de los tanques.

12.9.3. – Desplazamiento de vapores con gas inerte o nitrógeno.

Luego del calentamiento de los tanques de carga, comienza el desplazamiento de los

vapores de carga, esta operación se efectúa utilizando Nitrógeno o Gas inerte con el fin de evitar

la formación de mezclas inflamables en el sistema de carga. En el caso del transporte de LNG, el

desplazamiento de vapores de carga se realiza con nitrógeno inyectado desde la parte inferior

(fondo) del estanque ya que el metano (principal sustancia que compone el gas natural) posee una

densidad relativa en fase gaseosa inferior a la del nitrógeno (1.819 kg/m3 y 4.614 kg/m3

respectivamente); de esta forma se obtiene desplazar los vapores desde los tanques de carga.

Línea de carga

Tanque de cargaLNG (remanente)

T = -162ºC

134

Fig. 12.7. – Esquema sobre el desplazamiento de los vapores con gas inerte o nitrógeno.

12.9.4. – Ventilación del sistema de carga con aire.

Para dar inicio a la operación de ventilación con aire, el tanque de carga debe encontrarse

con una atmósfera que contenga un 100% de Nitrógeno o Gas inerte; estos gases se desplazan y

se reemplazan por aire; de esta manera el tanque se encontrara “GAS FREE” y será posible el

ingreso de personal. Generalmente se utilizan ventiladores de alto rendimiento, sin embargo,

también es posible utilizar los ventiladores desde la planta de compresores. Véase la siguiente fig.

Fig. 12.8. – Esquema de un proceso de Desgasificado (Gas Free).

135

13.- Legislaciones y Regulaciones.

Todas las operaciones y actividades relacionadas con el transporte marítimo nacional o

internacional, se relacionan de manera directa con la OMI (Organización Marítima

Internacional). Esta organización fue establecida en una Conferencia Marítima de las Naciones

Unidas, realizada en ginebra en marzo de 1948 pensando principalmente en la conveniencia de

elaborar instrumentos internacionales que acrecentaran la seguridad en el mar.

El órgano principal y rector de la OMI es la Asamblea, integrada por todos los estados

miembros, cuyos representantes oficiales se reúnen una vez cada dos años. Actualmente la OMI

cuenta con 156 Estados Miembros. El trabajo técnico de la organización es llevado a cabo por

cinco comités a saber:

Comité de Seguridad Marítima (CSM)

Comité de Protección de Medio Marino (CPMM)

Comité de Facilitación (FAL)

Comité Jurídico (LEG)

Comité de Cooperación Técnica (TC)

El principal de ellos es el comité de Seguridad Marítima que lleva gran parte de los

asuntos técnicos sobre la seguridad marítima por medio de varios Subcomités cuyos nombres

revelan las materias técnicas a las que se dedican; entre ellos se encuentran:

Implantación por el Estado de Abanderamiento (FSI)

Transporte de Líquidos y Gases a Granel (BLG)

Seguridad de la Navegación (NAV)

Protección al Fuego (FP)

Normas de Formación y Guardias (STW)

Estabilidad, Líneas de Carga y Seguridad de Pesqueros (SLF)

Transporte de Mercancías Peligrosas, Cargas Sólidas y Contenedores (DSC)

Radiocomunicaciones y Búsqueda y Salvamento (COMSAR)

Proyecto y Equipo del Buque (DE)

Todos estos comités y subcomités fueron creados con el fin de mejorar la seguridad del

transporte marítimo y la prevención de la contaminación de los mares por buques. Para ello se

elaboran varios tipos de convenios y regulaciones, en donde se estipulan los requerimientos

básicos y específicos de todas las operaciones y actividades relacionadas con el transporte

marítimo.

136

Los buques tanque destinados al transporte de gases licuados a granel y su personal

operativo, se encuentran afectados por los convenios elaborados por la OMI:

SOLAS 1974 (Safety of Life at Sea – Convenio Internacional para la Seguridad de

la Vida Humana en el Mar).

MARPOL 73/78 (Maritime Pollution – Convenio Internacional para la

Prevención de la Contaminación por Buques).

STCW 95 (Internacional Convention on Standars of Training, Certification and

Watchkeeping of Seafarers – Convenio Internacional sobre Normas de Formación,

Titulación y Guardia).

CIG (Código Internacional de Gaseros, desarrollado por IMO y aplicado a todos

las naves que transporten gases licuados sin importar su tamaño).

Los convenios internacionales aplicables a todos los buques tanque (gasero, quimiquero o

petrolero) están contenidas en el SOLAS, que regula todo lo relacionado con la construcción del

buque y su equipo de seguridad; el MARPOL regula todo lo concerniente para evitar la

contaminación de los mares.

13.1. – SOLAS 1974.

La Convención Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar 1974

(SOLAS 1974), fue adoptada por la Conferencia Internacional para la Seguridad de la Vida

Humana en el Mar, el 01 de noviembre de 1974 y su protocolo de 1978 fue adoptado por la

Conferencia Internacional de Seguridad de Buques Tanque y Prevención de la Contaminación, el

17 de Febrero de 1978.

El Comité de Seguridad Marítima (CSM), de la Organización Marítima Internacional

adoptó las siguientes enmiendas al SOLAS 74, el 20 de noviembre de 1981:

Enmienda 1981 al SOLAS 74

Enmienda 1981 al Protocolo 1978

Estas enmiendas y el protocolo 1981 entraron en vigor el 01 de septiembre de 1984. El 17

de junio de 1983 el CSM adoptó el Código para la Construcción y Equipamiento de los Buques

que Transportan Químicos Peligrosos a Granel (IBC Code) y el Código Internacional para la

Construcción y Equipamiento de los buques que Transportan Gas Licuado a Granel (ICG Code).

137

Un buque tanque gasero es muy similar a un buque petrolero convencional. Sin embargo,

se diferencian en la forma de contención de la carga y su incorporación al casco, debido a que los

productos que se transportan se encuentran bajo presión, refrigerados o ambas.

Por ello el código OMI identifica cinco tipos de sistemas de carga:

Tanques Independientes.

Tanques de Membrana.

Tanques de Semi-membrana.

Tanques Integrales.

Tanques con Asilamiento Térmico.

Los tipos independientes y de membrana son los de mayor importancia, y gran parte del

transporte marítimo de gas licuado se efectúa a través de estos sistemas de contención (véase

capítulo III). La OMI también realiza una clasificación de acuerdo al grado de riesgo de las

cargas que se transporta:

a. Tipo 1G: Buques usados para cargamentos en que se deben tomar las máximas medidas

de prevención, para evitar fugas de la carga (ejemplo: Cloro).

b. Tipo 2G: Estos buques se utilizan para cargamentos en que se deben tomar medidas de

seguridad para evitar fugas de la carga (ejemplo: Metano, Etano).

c. Tipo 2PG: Buques de 150m de eslora o menos, usados para cargamentos en que se debe

evitar fugas de la carga y en donde el producto es llevado en tanques independientes tipo

C, diseñados para una MARVS de al menos 7 bar y una temperatura de mantención de

carga de -55ºC (ejemplo: Butano, Propano); si alguna nave con estas condiciones es más

largo que 150 m, es tipo 2G.

d. Tipo 3G: Buques usados para cargamentos en que se deben tomar medidas de seguridad

moderadas para evitar fugas de la carga (ejemplo: Nitrógeno).

Un buque que transporte gases licuados y cumpla con la clasificación anterior, podrá

recibir un Certificado de Aptitud, lo que significa que se ha alcanzado una norma mínima de

seguridad de construcción. Algunas cargas transportadas en buques tanque gaseros son las

siguientes:

138

Tabla 6. – Clasificación de naves de acuerdo a la carga que transportan.

Carga Tipo de Buque

Amoniaco 2G/2PG

Butano 2G/2PG

Propano/Butano (mezcla) 2G/2PG

Cloro 1G

Metano 2G

Propano 2G/2PG

Etano 2G

De acuerdo a lo estipulado por los por SOLAS (Parte 2, Anexo 2), “todo buque gasero

que cumpla con las prescripciones pertinentes del Código de Gaseros se le expenderá, tras el

reconocimiento inicial o un reconocimiento periódico, un Certificado de Aptitud para el

transporte de gases licuados a granel”. Para obtener este certificado de Aptitud las naves

deberán pasar cinco tipos diferentes de inspección:

a) Inspección Inicial, antes de que la nave sea puesta en servicio o antes de que el

buque navegue por primera vez. Esta inspección incluye una revisión total de la

estructura, equipos, accesorios y elementos de seguridad.

b) Inspección Anual, esta se considera obligatoria y se realiza después de la

certificación entregada en la inspección inicial. En esta inspección se revisarán los

mismos conceptos que en el párrafo (a).

c) Inspecciones Intermedias, se realizan en intervalos de tiempo que no excedan

los 30 meses; para asegurar que los equipos básicos de seguridad, sistemas de

bombeo y tuberías, se encuentran en buenas condiciones de servicio.

d) Inspecciones Periódicas, estas se deben realizar en intervalos que no excedan los

cinco años, para asegurar que la estructura, equipos, accesorios y materiales aún

cumplen con las disposiciones del código.

e) Inspección Adicional, se realizan de manera general o parcial, dependerá

exclusivamente si se han realizado reparaciones o renovación importantes en la

estructura o equipos de la nave.

139

13.2. – MARPOL 73/78.

El Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques (MARPOL) fue

adoptado el 02 de noviembre de 1973, este convenio abarca la contaminación por hidrocarburos,

productos químicos, sustancias perjudiciales transportadas en bultos, aguas sucias y basuras.

En el año 1978, se realizo en Londres la “Conferencia de prevención de la contaminación

y seguridad de buques tanque”, en dicha conferencia se adoptaron nuevas regulaciones dando por

resultado lo que hoy se conoce como MARPOL 73/78.

En su Anexo II, el MARPOL 73/78 categoriza las sustancias líquidas nocivas

transportadas en buques tanque; estas sustancias se reconocen como aquellas que representan un

peligro para:

La Salud Humana

Los Recursos Marinos

El Esparcimiento

Usos legítimos del mar

Finalmente las sustancias quedan divididas como:

Tabla 7. Clasificación en categorías y lista de sustancias nocivas líquidas, según MARPOL.

Categoría Tipo de Buque

A Son aquellas sustancias que presentan un riesgo grave a las actividades descritas más arriba.

Se deben aplicar medidas rigurosas contra la contaminación

B Se incluyen las sustancias que constituyen un riesgo a las actividades descritas anteriormente.

C Son las sustancias que constituyen un riesgo leve a las actividades descritas anteriormente.

D Son aquellas sustancias que suponen un riesgo perceptible a las actividades ya descritas.

Con respecto a la construcción y equipos; MARPOL 73/78 realiza una certificación

mediante el conocido “Certificado Internacional para la Prevención de la Contaminación por

Hidrocarburos (IOPP)”, en el Apéndice II del Anexo I del MARPOL. En el se certifica: “Que el

reconocimiento ha puesto en manifiesto que la estructura, el equipo, los sistemas, los accesorios,

los medios y materiales del buque, y el estado de todo ello, son satisfactorios en todos los

sentidos y que el buque cumple con las prescripciones aplicables en su Anexo I”.

Como se aprecia el Convenio MARPOL 73/78, otorga la confianza de que la industria

mercante se encuentra en relativa armonía con el medio (océanos), estipulando reglas básicas

para prevenir derrames de hidrocarburos o cualquier otra sustancia que afecte de manera negativa

al entorno marino.

140

13.3. – CIG (Código Internacional de Gaseros).

El CIG elaborado por la OMI, impone los estándares de construcción y diseño que deben

cumplir todos los buques gaseros. El CIG en conjunto con cualquiera de las Casas de

Clasificación existentes, proporcionan una guía sobre los requerimientos de un buque tanque

gasero sin importar sus dimensiones. Existen tres tipos de Códigos para diferentes clases de nave:

Buques Gaseros construidos después de Junio de 1986 ( Código CIG); el código que

se aplica para gaseros (construidos después del 30 de junio de 1986) es el “Código

Internacional para la Construcción y Equipamiento de Barcos que Transportan Gases

Licuados a Granel” o “International Code for the Construction and Equipment of Ships

Carrying Liquefied Gases in Bulk”, de aquí la abreviación IGC o CIG. Este código, bajo

las enmiendas del SOLAS, impone los estándares para todas las naves nuevas construidas

luego de la fecha mencionada. Como prueba de que una nave cumple con el código se le

expende el “Certificado de Aptitud para el Transporte de Gases Licuados a Granel”, el

cual debe estar siempre a bordo de la nave. En el año 1993, el Código CIG o IGC, se le

realizo una enmienda la cual entro en aplicación el 01 de Julio de 1994. Los barcos cuya

construcción empezó luego del 01 de octubre de 1994 se le aplican las enmiendas del

código, mientras que aquellos construidos antes de este año se rigen bajo las normas

impuestas en la anterior edición del código IGC.

Buques Gaseros construidos entre 1976 y 1986 (Código GC); este código se conoce

como “Código para Buques Gaseros (CG) o Gas Carrier Code (GC)” las regulaciones

aplicables a dichas naves se encuentran incluidas en parte en el código IGC. Desde 1975,

la OMI ha aprobado cerca de cuatro enmiendas para el código GC, la última se realizó en

junio de 1993; sin embargo algunas de las enmiendas no han sido adoptadas por todos los

países. A pesar de esto, este código no es mandatario, pero muchos países lo han

implementado en sus leyes nacionales. Al igual que en el código IGC, para certificar que

las naves cumplen con los estándares se les expende un “Certificado de Aptitud para el

Transporte de Gases Licuados a Granel”.

Buques Gaseros construidos antes de 1977 (Código para Barcos Existentes); las

regulaciones creadas para las naves construidas antes de 1977 se encuentran contenidas en

el “Código para Barcos Existentes que Transporten Gases Licuados a Granel” o “Code

for Existing Ships Carrying Gases in Bulk”. El contenido de este código es similar al

código GC, solo que menos extenso. Este código se completo en 1976 después de el que

código GC sea escrito.

141

Como se aprecia existen variadas regulaciones en el ámbito marino, orientadas tanto a la

seguridad personal como a la protección del medio marino. OMI representa el organismo

regulador y autor de todas estas normas y estándares, creadas para reducir los riesgos y la

contaminación ambiental, este último un gran protagonista en la crisis energética actual y el

conocido fenómeno del Calentamiento Global. La OMI ha tenido en consideración los efectos

producidos por los gases de invernadero emitidos por las naves mercantes, y ha implementado en

el Convenio MARPOL un anexo dedicado específicamente a la regulación de los gases de

invernadero, específicamente en su Anexo VI y que tiene por título “Reglas para prevenir la

contaminación atmosférica ocasionada por los buques”.