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Plantas de Biodiesel

Guía de Protección y Prevención de Incendios

Marzo 2009

Autor: Ing. Pablo E. Cabrera



Biodiesel - Guía de Protección y Prevención de Incendios Página 2

1. Introducción

Los standards de protección contra incendios de las plantas de fabricación de biodiesel a partir de aceites vegetales deberían basarse en códigos internacionales de probada validez. Entre ellos encontramos a lasnormas NFPA, que incluyen códigos específicos para plantas de tecnologías asimilables, como la NFPA 36referida a plantas de extracción de aceite por solventes.

Sin embargo, los proveedores de plantas llave en mano no presentan recomendaciones específicas encuanto al tipo de protecciones a instalar. La legislación propia de cada país debería ser la referencia,aunque generalmente dicha legislación es incompleta, no específica y no se ha actualizado lo suficientecomo para garantizar niveles de seguridad aceptables para los propietarios, operadores y otros entesinvolucrados.

En la Argentina, la ley de referencia y obligatoria hasta Octubre de 2008 para las plantas de biodiesel era la

Ley 13.660, desarrollada para instalaciones de petróleo y gas. Su aplicación resultaba en niveles deseguridad muy buenos especialmente para la separación y protección contra incendios de tanques deproductos combustibles e inflamables dentro de la planta. En Octubre de 2008 se ha publicado una nuevanormativa de la Secretaría de Energía específica para las plantas de biodiesel, con diferencias en el nivelde protección contra incendios según la capacidad de producción y almacenamiento de las plantas(Resolución 1296/2008).

Dicha normativa es un avance importante e incluye muchos aspectos necesarios para lograr un buennivel de protección y prevención. Sin embargo hay otros aspectos no mencionados que merecenatención. Es por eso que hemos tratado de compilar una serie de recomendaciones básicas para este tipode industria con el objetivo de asegurar niveles aceptables de seguridad contra incendio y de prevención

de incendios, que en definitiva ayudarán al crecimiento de esta industria con rentabilidad y seguridad.




Definiciones:

- Líquidos inflamables: Son aquellos líquidos con flash point menor a 38°C. Son los más volátiles y

peligrosos pues generan vapores combustibles a temperatura ambiente.

- Líquidos combustibles: Son aquellos líquidos con flash point mayor o igual a 38°C.

- Resistencia al fuego: Aptitud de un elemento de construcción, componente y estructura de conservardurante un tiempo determinado la carga portante requerida, la estanqueidad y/o el aislamiento térmico,específicados en el ensayo respectivo de resistencia al fuego de la norma correspondiente.

- Propiedades de las materias primas y productos en los procesos de fabricación de biodiesel

Propiedades Aceite Biodiesel AMetilester

Biodiesel BEtilester

Gas oil Metanol

Punto de Inflamación °C 346 179 170 38 12.2

Punto de Ebullición °C Nodisponible

347 273 191 64.5

Clasificación del líquido

según NFPA 30

IIIB IIIB IIIB II IA

Calor Neto de Combustión(MJ/kg)

Aprox.37.00

37.77 37.82 42.90 22




2. Protecciones contra incendio

2.1 Parque de Tanques- Separaciones y endicamiento

Los tanques de productos combustibles e inflamables como metanol, aceite de soja o girasol crudos orefinados, biodiesel y productos químicos varios, se diseñarán con distancias de separación y diques decontención según lo indica la Norma NFPA 30 y la Resolución 1296/2008. Los volúmenes de endicamientoserán como mínimo de un 110 % del volumen del tanque para recintos individuales y 110 % del tanquemayor para agrupamientos en un mismo recinto.

- Protección contra incendio y enfriamiento

En cuanto a la protección contra incendios, los mismos deberán contar con anillos de agua de

enfriamiento y sistemas de extinción de incendios con espuma, de accionamiento manual o automático,para tanques de biodiesel, metanol y otros productos según su flash point. Ambos puntos se encuentransolicitados en la Resolución 1296/2008 con criterios de dimensionamento inferiores a los requeridos enNFPA. Según la Resolución citada la densidad de diseño deberá ser de 0.030 m3/h por m2 de superficieenvolvente y de techo. Según NFPA la densidad de descarga debería ser de 10 l/min/m2. Sugerimosadoptar criterio de NFPA.

Playa de tanques con su endicamiento y protecciones




- Varios

Todos los tanques de materias primas, productos intermedios y productos terminados deberían contar

con sensores y alarmas por sobrellenado con señales a la sala de control.

Las salas de bombas de aceite y biocomustible deben ser diseñadas para reducir al mínimo los riesgos dederrames, contar con contención de los mismos y disponer de protección fija de rociadores automáticoscon espuma.

Los cuadros de bombas se ubicarán fuera de los recintos de endicamiento de los tanques.

La descarga de metanol y otros líquidos inflamables contará con sistemas de puesta a tierra para

conectar el camión con las instalaciones.

Los tanques contarán con las correspondientes puestas a tierra y protección contra descargas

atmosféricas.

2.2 Areas de Procesos

- Lay out

Las distintas baterías de procesos contienen una o más plantas de proceso, según el diseño y modulaciónde la instalación. Las baterías de refinado de aceite y purificación de glicerina normalmente constituyensectores independientes y separados, al igual que la planta de transesterificación y destilación demetanol. Las utilidades como calderas, compresores, subestaciones eléctricas, etc también son áreasseparadas.

- Separaciones por distancias físicas entre baterías de procesos:

La distancia mínima recomendable es de 15 metros, cuando se trate de separación de baterías deprocesos de bajo riesgo de incendio (ej. refinería de aceite). En cambio para riesgos moderados o altoscomo es el caso de las unidades de producción de biodiesel (transesterificación y destilación de alcohol)recomendamos como mínimo 15 metros a unidades de bajo riesgo y 30 metros a unidades de similarriesgo.




Playa de tanques con separaciones entre unidades

En cuanto a las instalaciones de servicios que requieren quemadores, reguladores de gas o motores decombustión interna, es aconsejable la distancia mínima de 30 metros. Esta distancia es tambiénrecomendable para el resto de los servicios industriales.

Respecto a las distancias a tanques, si los mismos están correctamente endicados, deberían considerarsepor lo menos de 30 metros a las unidades de procesos desde el borde de los diques.

En este tema de las distancias es necesario aclarar que la Resolución 1296/2008 establece distanciasmenores en general y mucho menores para las plantas de baja producción. Las distancias indicadas eneste documento son las recomendables para las plantas de gran capacidad (mayores a los 60 m3/día),pero para las plantas menores la mínima distancia que recomendamos como separación efectiva encualquier caso es de 15 metros.

En caso de optarse por distancias menores a las indicadas en esta guía, Allianz tomará las áreas como unsolo sector de incendio.

Se transcribe a continuación una tabla tomada del Manual de NFPA de protección contra incendios con lasdistancias indicativas para plantas químicas y petroquímicas utilizadas en USA. Las distancias están enpies (multiplicar por 0,30 para pasar a metros).




Tabla de separación de baterías en plantas químicas y de petróleo

- Endicamiento y colección de derrames

Las áreas de proceso deberían contar con endicamiento completo y colección de derrames con trampacortafuego a fosa o cisterna de almacenamiento de derrames con posterior conexión a la planta detratamiento de líquidos. El volumen de la cisterna deberá ser calculado en función de los posibles

derrames en situaciones de accidente grave y se agregará también el caudal de agua de extinción deincendio durante 90 minutos.

En la medida de lo posible se diseñarán drenajes separados para cada sector de la batería de procesospara contener los distintos tipos de líquidos en forma separada. Por ejemplo el sector de destilación demetanol debería contar con un endicamiento separado del resto de la batería.

Todos los tanques de materias primas, productos intermedios y productos terminados fuera de lasbaterías, deberían contar con endicamiento del 110 % del volumen del tanque mayor en cada recinto.




Drenaje de unidad de producción de biodiesel –area de tranesterificación

- Protecciones contra incendio

Refinería de aceite: debería protegerse con hidrantes externos de ∅ 2 ½”, hidrantes internos en losdistintos niveles de∅ 1 ¾” o devanaderas de ∅ 1”.

Producción de biodiesel: este sector debería contar con rociadores automáticos o sistema de diluvio conagua o espuma adecuada para los distintos tipos de líquidos combustibles e inflamables, cubriendo todala batería para su mejor protección.

En caso de no instalarse la protección completa a toda la batería se debería proveer de sistemas de diluvioo rociadores automáticos a la planta de destilación de metanol y equipos asociados a la misma.




Sistema de enfriamiento para columna de destilación de metanol

Deberán instalarse también monitores perimetrales con generación de espuma para cubrir el perímetrodel área de procesos e hidrantes o devanaderas cubriendo los distintos niveles.

Monitor típico




Espuma: Se debe tener en cuenta que la espuma a utilizar en las zonas de proceso y cargaderos decamiones deberá ser compatible con la extinción de fuegos de pileta (pool fires) tanto de aceite como debiodiesel y metanol, ya que los tres productos pueden alimentar un incendio en el área.

- Protección de estructuras contra el fuego

En caso de no disponer de protección total con rociadores o diluvio de agua, las estructuras metálicasdeberían contar con rociadores de enfriamiento en las columnas o protección estructural con pinturasintumescentes con una resistencia al fuego mínima de 60 minutos y recomendable de 120 minutos. Estoestá basado en que el combate manual del fuego en la zona de procesos requerirá de grandes esfuerzosdel escaso personal de planta y deberá esperarse a los bomberos públicos para una acción completa.

La base (pollera) de la torre de destilación de metanol y las estructuras sostén de tanques con inventariosde metanol superiores a los 2 m3 también deberán poseer protección retardante de la acción del fuego.

Cabe aclarar que la resolución 1296/2008 indica que las áreas de producción de biodiesel deberán contarcon estructuras resistentes al fuego con una clasificación de 120 minutos (dos horas) de resistencia alfuego. Esto implica que si son metálicas deberán contar con protección exterior de morteros, pinturascertificadas o placas resistentes al fuego y si son de hormigón armado deberán contar con elrecubrimiento necesario para alcanzar dicha resistencia al fuego.

- Sistemas de detección y alarma

Producción de Biodiesel - Zona de procesamiento de metanol:

Es recomendable la instalación de:

• Detección de llama dirigida a la base de los equipos y drenajes.• Detección de mezcla explosiva en la zona de bombas, drenajes y bajo equipos.

Refinería de Aceite:

Es recomendable contar con un sistema de detección de humo y calor, con aviso a la sala de control, quecubra las áreas de mayor riesgo del edificio.

2.3 Muelles de Carga

Para muelles de carga referirse a normas de protección de muelles para productos combustibles einflamables. La protección mínima requerida será de monitores de agua con espumígeno para cubrir lasinstalaciones y el barco en posición de carga. Por ello al menos dos monitores con un caudal de 60 m3/h a7 bar cada uno son necesarios ubicados en posiciones estratégicas.




2.4 General de la planta

- Extinción con agua y espuma

La planta en general debería contar con monitores de incendio cubriendo tanques y áreas de procesos,ubicados a distancia prudencial de los riesgos para poder operarse en forma segura. Puede analizarsetambién el uso de monitores móviles comandados a distancia desde la sala de control. En todos los casosdeberá contarse con tanques y generadores de espuma del tipo correspondiente al fuego típico de cadasector.

También contará con una red de incendio con hidrantes de∅ 2 ½” y ∅ 1 ¾” según los distintos sectores acubrir.

El cargadero de camiones para líquidos combustibles o inflamables contará con protección con diluviocon espuma accionado en forma automática o manual con comando a distancia.

Las bombas de incendio se ubicarán en una sala de materiales incombustibles y separada por distanciasadecuadas de tanques de productos combustibles e inflamables y áreas de procesos.

Motobomba de incendio

- Sistemas de detección y alarma

Se instalará un sistema de detección y alarma de incendio con pulsadores manuales y detectores de humoo calor para los sectores cerrados con riesgo de incendio como salas eléctricas, salas de compresores,servicios generales, depósitos de repuestos y oficinas. En la sala de calderas se instalarán detectores decalor y si se utiliza gas natural o gas licuado de petróleo se instalarán también detectores del gas quecorresponda.

- Extintores portátiles

Según riesgos propios de cada sector y cumpliendo leyes nacionales y municipales.




3. Seguridad de Procesos

- Clasificacion de instalaciones eléctricas

Recomendamos revisar la clasificación de áreas eléctricas que realiza el proveedor de la planta y solicitarleplanos de clasificación de zonas, normas de referencia e indicaciones para mantenimiento y reemplazo deequipos instalados.

Artefactos antiexplosivos en la zona de producción

- Puestas a Tierra y pararrayos

Toda la planta contará con sistema de puesta a tierra para los equipos y edificios. También deberá poseersistema de protección contra descargas atmosféricas según normas vigentes (IRAM).

- Análisis de riesgos de proceso / matriz de riesgos

Es importante contar con documentación del proveedor del análisis de riesgos del proceso y de losanálisis y matriz de riesgos realizados para la determinación de redundancias y tipo de equipos y sistemasde control de procesos.

La documentación deberá estar disponible para incorporar futuras modificaciones de planta.




- HAZOP

Usualmente los proveedores realizan un análisis HAZOP de las instalaciones que entregan, sin embargono están incluidos todos los equipamientos off site ni tampoco las instalaciones de servicios industriales y

auxiliares, que usualmente son provistos por otras firmas.

Recomendamos realizar un análisis HAZOP integral de las instalaciones, junto con el equipo de ingeniería y los operadores de planta antes de comenzar la operación comercial.

- Válvulas de Seguridad

Se instalarán las válvulas de seguridad y demás elementos de protección de equipos y líneas de proceso yservicios, de acuerdo a las especificaciones de los proveedores de tecnología y de acuerdo a los resultadosde los análisis de riesgo y HAZOP.




4. Prevención de Incendios

Los programas básicos de prevención de incendios a aplicar en este tipo de instalaciones son:

-Prohibición de fumar *

-Permisos de trabajo en caliente *, eléctricos, ingreso a recipientes y excavación

-Programas de autoinspecciones de prevención *

-Programas de orden y limpieza *

-Brigada de lucha contra incendio *

-Plan de emergencias con escenarios de incendios y explosión específicos *

-Plan de ayuda mutua coordinado con plantas vecinas y bomberos públicos

-Mantenimiento de los sistemas de protección contra incendio incluyendo sistemas de agua y

detección y alarma. *

-Mantenimiento de sistemas de seguridad y control de procesos *

-Mantenimiento de sistemas de puesta a tierra y pararrayos *

- Procedimiento de modificaciones según estandares de la industria química y petroquímica

“change management”)

Todos los ítems indicados con * están incluídos en la Resolución 1296/2008.




5. Normas de Referencia

NFPA 11: Standard for Low, Medium-, and High-Expansion Foam - 2005 Edition.

NFPA 13 : Standard for the Installation of Sprinkler Systems - 2007 Edition.

NFPA 15: Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection - 2007 Edition.

NFPA 16: Standard for the Installation of Foam-Water Sprinkler and Foam-Water Spray Systems 2007Edition.

NFPA 30 : Flammable and Combustible Liquids Code 2008 Edition.

NFPA 14 : NFPA 14 Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems 2007 Edition.

NFPA 20 : NFPA 20 Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection2007 Edition.

NFPA 72: NFPA 72 National Fire Alarm Code® 2007 Edition.

Ley 13.660: Seguridad de las instalaciones de elaboración, transformación y almacenamiento decombustibles sólidos, minerales, líquidos y gaseosos.

Resolución 1296/2008 Secretaría de Energía: Condiciones mínimas que deben cumplir las Plantas deElaboración, Almacenamiento y Mezcla de Biocombustibles en relación a la seguridad en caso de

incendio.

Clasificación de Instalaciones Eléctricas:

IRAM – IAP – IEC 79-10 Materiales Eléctricos para atmósferas gaseosas explosivas – Guía para laclasificación de áreas peligrosas

IEC 60079-10 – Classification of hazardous areas

Protección contra el fuego de estructuras:

API 2218 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing plants. Second Edition August

1999. Normas CIRSOC

HAZOP: BS IEC 61882-2001 Hazop Studies Application Guide




6. Anexos

Check list para Plantas de Biodiesel

Planta:

Prevención de incendios

Rige la prohibición de fumar ? Sí No

Hay permisos de trabajo en caliente ? Sí No

Hay programas de autoinspecciones ? Sí No

Hay programas de orden y limpieza ? Sí No

Hay brigada de lucha contra incendio ? Sí No

Hay plan de emergencias con varios escenarios ? Sí No

Hay plan de ayuda mutua con plantas vecinas ? Sí No

Hay procedimiento escrito para descarga de inflamables? Sí No

Separaciones y Protecciones pasivas

Hay separaciones adecuadas Sí No

entre tanques ?

Hay separaciones adecuadas de tanques a Sí No

unidades de proceso ?

Hay separaciones adecuadas entre Sí No

baterías de proceso ?

Hay sensores / alarmas de sobrellenado Sí No

en tanques ?

Hay endicamentos adecuados en parque Sí No

de tanques ?

Existe una correcta colección de derrames ? Sí No

Hay protección retardante a la acción del fuego Sí No

sobre las columnas de la unidad de biodiesel ?




Protecciones activas

Hayred de incendio

adecuada (diámetros Sí No

de cañerías, reserva de agua, bombas) ?

Hay anillos de refrigeración adecuados Sí No

en tanques ?

Hay sistemas de diluvio o espuma adecuados Sí No

en la unidad de biodiesel ?

Hay sistemas dediluvio o espuma

adecuados Sí No

en las zonas de carga y descarga de camiones ?

Hay monitores perimetrales con espuma Sí No

en unidad de biodiesel y tanques?

Hay sistema de detección de humo y/o calor Sí No

en refinería de aceite ?

Hay sistema de detección de llama y/o mezcla Sí No

explosiva en unidad de biodiesel ?

Seguridad de procesos

Hayinstalaciones eléctricas antiexplosivas

Sí No

de acuerdo a la clasificación de áreas ?

Ha suministrado el proveedor de tecnología Sí No

un HAZOP de la unidad de biodiesel ?

Se ha realizado un análisis deHAZOP

Sí No

integral de todas las instalaciones ?

Ha suministrado el proveedor de tecnología Sí No

un análisis / matriz de riesgos ?

Son adecuados los sistemas de control de Sí No

procesos / redundacias

?

Cuenta la planta con puestas a tierra y Sí No

pararrayos ?

Ingeniero :

Fecha :




- Clasificación de Líquidos Inflamables según NFPA.

Any liquid within the scope of this code and subject to the requirements of this code shall be classified in

accordance with this section.

Flammable liquids, as defined in 3.3.30.2 and 4.2.3, shall be classified as Class I liquids and shall be furthersubclassified in accordance with the following:(1) Class IA Liquid — Any liquid that has a flash point below 73°F (22.8°C) and a boiling point below100°F (37.8°C)

(2) Class IB Liquid — Any liquid that has a flash point below 73°F (22.8°C) and a boiling point at orabove 100°F (37.8°C)

(3) Class IC Liquid — Any liquid that has a flash point at or above 73°F (22.8°C), but below 100°F(37.8°C)

Combustible liquids, as defined in 3.3.30.1 and 4.2.2, shall be classified in accordance with the following:(1) Class II Liquid — Any liquid that has a flash point at or above 100°F (37.8°C) and below 140°F(60°C)

(2) Class III Liquid — Any liquid that has a flash point at or above 140°F (60°C)

(a) Class IIIA Liquid — Any liquid that has a flash point at or above 140°F (60°C), but below 200°F(93°C)

(b) Class IIIB Liquid — Any liquid that has a flash point at or above 200°F (93°C)



Documento: Biodiesel - Protecciones contra Incendio VF 03-2009 New

Contacto: Allianz Argentina Cía de Seguros SA

Ingeniería de RiesgosIng. Pablo E. CabreraTel: +54 11 43203851Email: [email protected]

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