La concentración de gases. Temperatura de la emisión. La capacidad reactiva. Comportamientos de las nubes densas. Fuga instantánea. Fuga prolongada.
LOS RIESGOS DEL TRANSPORTE DE GASES
LAS NUBES DENSAS
Los modelos tratan de calcular las concentraciones de gases que se encuentran a una determinada distancia del foco emisor, tanto para gases tóxicos como inflamables, así como las cantidades de gas inflamable Las nubes densas de gas se producen cuando:
- Cuando la masa molecular de la sustancia fugada es superior a la del aire. La mayoría de los productos de interés industrial tienen esta característica.
- Si la temperatura de la emisión es inferior a la del aire circundante se incrementa la densidad. Incluso las sustancias con masas moleculares menores a las del aire pueden superar la densidad atmosférica si la disminución térmica es suficientemente importante. Esta situación puede producirse en la expansión de los gases almacenados a presiones superiores a la atmosférica o en la evaporación de gases licuados desde charcos.
La capacidad reactiva de algunas sustancias puede dar lugar a otras de mayor masa molecular: este es el caso de las sustancias hidrofílicas (que se pueden mezclar con agua) que pueden reaccionar con el vapor de agua ambiental.
La mayoría de las nubes producidas en las fugas de sustancias de interés industrial tienen un comportamiento denso. No obstante, puede ocurrir el fenómeno opuesto, esto es, nubes de sustancias consideradas a priori pesadas por su masa molecular, pueden comportarse como neutras, debido a emisiones a altas temperaturas, tales que la flotabilidad supere los efectos gravitatorios, o si la mezcla con aire es rápida y suficientemente efectiva para que la densidad se aproxime a la del aire.
Desde el punto de vista de los análisis de consecuencias, las nubes densas son más peligrosas que las neutras debido a los comportamientos y circunstancias siguientes:
La dilución de las nubes densas es más lenta que los gases neutros, por lo que la primera es capaz de recorrer mayores distancias y permanecer durante más tiempo a concentraciones elevadas.
El movimiento de una nube en sus momentos iniciales está íntimamente influenciado por el modo en el que la emisión se incorpora en la atmósfera. El modelo de dispersión densa está conectado con el modelo de fuga.
Toda industria donde exista este riesgo debe establecer las zonas de planificación en el caso de nubes tóxicas. El RD 1196/2003, de 19 de septiembre, por el que se aprueba la “Directriz básica de protección civil para el control y planificación ante el riesgo de accidentes graves en los que intervienen sustancias peligrosas define dos zonas de planificación:
Para establecer las zonas de planificación en el caso de nubes tóxicas, es necesario:
En una emergencia se conoce la dirección del viento, lo que permite delimitar las zonas afectadas (elipsoides).
En planificación no es conocida la dirección del viento, por lo que las zonas afectadas se consideran circulares, con centro en el origen del accidente.
La principal función del equipo o brigada de emergencia será la de minimizar los daños que puedan ocasionar las fugas tanto a las personas como al medio ambiente o equipos industriales.
Es difícil separar en este apartado, lo que se consideran gases, y lo que son vapores que desprenden ciertos líquidos.
En la mayor parte de productos peligrosos en forma liquida, cuando se derraman desprenden vapores que pueden ser altamente tóxicos o corrosivos. Así pues, nuestra primera misión será la de minimizar el área donde pueden afectar estos vapores o gases.
Mientras se produce una fuga, muchos productos son capaces de asociarse químicamente con otros simplemente por el aumento de la temperatura, por acción del sol, o en contacto con el agua, dando lugar a reacciones exotérmicas y que produzcan gran cantidad de vapores. Una ignición súbita e inesperada puede ser fatal, sea por la propia ignición, como por los vapores resultantes de la misma que
pueden ser más tóxicos si cabe.
Los escapes de gas únicamente los podemos controlar y mitigar en cierta medida. Éstos se pueden controlar dirigiéndolos, diluyéndolos y dispersándolos para impedir su contacto con personas entrando en edificios, o evitando que se acerquen a puntos calientes que actuarían de ignición, mientras que simultáneamente se esté intentando detener el flujo de la fuga.
- ➤ La masa de vapor tóxico tiende a permanecer a poca altura (a ras de suelo), que es la posición en la que más comúnmente se encuentran los elementos vulnerables (personas y la mayor parte de los seres vivos), aumentando por tanto el riesgo.
- ➤ Si la sustancia es inflamable, la posibilidad de encontrar un punto de ignición es mayor en zonas cercanas al suelo, donde también se producirá la deflagración posterior. Por ambas razones se incrementa el riesgo de impacto térmico (llamarada) y mecánico (explosión).
Fuga de amoniaco
La dilución de las nubes densas es más lenta que los gases neutros, por lo que la primera es capaz de recorrer mayores distancias y permanecer durante más tiempo a concentraciones elevadas.
El movimiento de una nube en sus momentos iniciales está íntimamente influenciado por el modo en el que la emisión se incorpora en la atmósfera. El modelo de dispersión densa está conectado con el modelo de fuga.
La rotura catastrófica de un contenedor se modela generalmente considerando que se forma instantáneamente una nube densa e instantánea, con geometría cilíndrica, Fig. 4.
Fig 4. “Modelo de cajas” (Box models). A: fuga instantánea, B: fuga prolongada.
Una aproximación similar puede usarse para una fuga procedente de un orificio de tamaño intermedio.
Fig.5: Los tres términos de la ecuación gaussiana del penacho: concentración en el eje central y términos vertical y lateral.
- ➤ de Intervención: el nivel de daño ocasionado por el accidente justifica la aplicación inmediata de medidas de protección.
- ➤ de Alerta: no es necesario llevar a cabo dichas medidas, excepto sobre los grupos críticos, constituidos por aquellos sectores de población que sean especialmente vulnerables a los niveles de los parámetros que determinan la peligrosidad del accidente.
Para establecer las zonas de planificación en el caso de nubes tóxicas, es necesario:
- Definir los niveles de daño en cada una de las zonas.
- Determinar la extensión y geometría de las mismas.
Dada la complejidad de cálculo de estos parámetros, se recomienda utilizar programas informáticos especialmente diseñados para esta finalidad, por ello no es objeto de este trabajo.
En una emergencia se conoce la dirección del viento, lo que permite delimitar las zonas afectadas (elipsoides).
En planificación no es conocida la dirección del viento, por lo que las zonas afectadas se consideran circulares, con centro en el origen del accidente.
- Limitar la proximidad de personas en el área de contención
- Valorar si el producto es más peligroso en grandes cantidades, o disipado en una gran superficie
- Cuestionarnos la seguridad del área contaminada; si cumple su función
La principal función del equipo o brigada de emergencia será la de minimizar los daños que puedan ocasionar las fugas tanto a las personas como al medio ambiente o equipos industriales.
Es difícil separar en este apartado, lo que se consideran gases, y lo que son vapores que desprenden ciertos líquidos.
En la mayor parte de productos peligrosos en forma liquida, cuando se derraman desprenden vapores que pueden ser altamente tóxicos o corrosivos. Así pues, nuestra primera misión será la de minimizar el área donde pueden afectar estos vapores o gases.
Mientras se produce una fuga, muchos productos son capaces de asociarse químicamente con otros simplemente por el aumento de la temperatura, por acción del sol, o en contacto con el agua, dando lugar a reacciones exotérmicas y que produzcan gran cantidad de vapores. Una ignición súbita e inesperada puede ser fatal, sea por la propia ignición, como por los vapores resultantes de la misma que
pueden ser más tóxicos si cabe.
Los escapes de gas únicamente los podemos controlar y mitigar en cierta medida. Éstos se pueden controlar dirigiéndolos, diluyéndolos y dispersándolos para impedir su contacto con personas entrando en edificios, o evitando que se acerquen a puntos calientes que actuarían de ignición, mientras que simultáneamente se esté intentando detener el flujo de la fuga.
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