Fallos en los propios sistemas de seguridad que garantizan la seguridad en la operación de los tanques, o fallos en los sistemas contra incendio en si y que ocasionen que los escenarios empeoren o no sean controlables. Ejemplo de esto son:
- Apagón eléctrico
- Refrigeración de tanque insuficiente
- Pérdida de presión en sistemas contra incendio o fugas que lo hagan inoperativo
9. Otros
Estos fallos son aquellos fallos principalmente naturales como terremotos, clima extremo etc… También se incluirán otras causas como impacto de vehículos contra los tanques.
Estas causas individual o colectivamente pueden ocasionar una serie de escenarios de incendio de mayor o menor gravedad. Los diferentes escenarios pueden evolucionar a otros, tendiendo los incendios de tanques dadas las condiciones oportunas al escenario último de mayor gravedad como el boilover o rebosamiento por ebullición o slopover.
El boilover es un fenómeno el cual ocurre durante el incendio de ciertos tanques de almacenamiento de productos derivados del petróleo u otra clase de productos inflamables viscosos [16]. Este fenómeno ocurre en tanques de techo abierto o flotante principalmente, consiste en un súbito incremento de la intensidad de las llamas de un incendio constante ya iniciado y un rebose de estas de los límites del tanque hacia afuera. Ocurre debido a que al quemarse el producto superficial en el tanque, los residuos de ese fuego, los cuales son más densos que el producto por debajo, se hunden rápidamente hacia el fondo del tanque. Estos residuos calientes forman en el fondo una capa caliente que irradia calor, al hundirse, si esta alcanza una capa de agua en el fondo del tanque, esta agua se caliente muy rápidamente y bulle violentamente de forma explosiva, desbordando producto caliente y producto inflamado fuera del tanque [16]. El boilover requiere de tres condiciones para ocurrir:
- Tanque abierto o de techo flotante - Capa de agua en el fondo del tanque
- Ondas térmicas que sobrecalientan y se propagan a través del material.
El slopover en cambio es un fenómeno no tan violento como el boilover, en este caso, al calentarse el material debido al incendio, se separa el producto inflamable del agua de la misma manera que en el boilover, en esta caso el agua se precipita de manera similar al boilver, se calienta progresivamente y se evapora cambiando de fase. El vapor crea una emulsión con el producto de gran volumen que se eleva y rebosa por un lado del tanque dicha emulsión.
La capa de agua en el fondo de los tanques se forma debido a que durante el incendio el producto inflamable se calienta rediciendo su densidad y se separa el agua presente en el producto del propio producto, esta agua en un modo de funcionamiento normal se encuentra atrapada en el material en rangos del 0,3% al 4,5% [16]. Esta separación de los diferentes elementos es lo que ocasiona que la capa de agua se encuentre en el fondo y ocasione fenómenos como el slopover y el boilover.
Siendo el boilover y el slopover los peores escenarios a presentarse en un tanque incendiado a parte del propio incendio en sí. Es clave que la lucha justo cuando se declara el incendio sea rápida y efectiva. Como se comentado el proyectar agua
directamente en el foco de incendio no es la estrategia más efectiva, como se ha comentado el agua presente en el producto incendiado es la responsable de causar estos escenarios fuera de control como el boilover/slopover.
Otros escenarios que se pueden presentar antes del propio incendio, entendiéndose por incendio al incendio total de la superficie expuesta al aire de este, son fugas o pequeños incendios en las juntas de unión o pequeños incendios alrededor del tanque debido a fugas de material incendiado o a material fugado que posteriormente se incendia.
En el caso de las esferas de gas los riesgos de incendio y sus características difieren a los de los tanques de derivados o crudo líquidos. En estos se almacena gas licuado refrigerado a presión. La estructura de la esfera, el sistema de refrigeración y los sistemas de seguridad son los encargados de mantener las esferas en condiciones de trabajo rutinarias. Los gases almacenados en estas esferas son altamente inflamables y presentan fase gas a temperatura ambiente. En esta clase de tanques el peor escenario que se puede presentar derivado de un incendio u otras causas es el fenómeno BLEVE acrónimo inglés de "Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion".
El BLEVE consiste en una explosión catastrófica del gas dentro del tanque afectado. El BLEVE ocurre cuando el incremento de la presión interna dentro de este excede el ritmo al cual la válvula de venteo de seguridad puede disipar y aliviar la presión de la esfera, este exceso de presión dentro de la esfera eleva la temperatura del material y en caso de un fallo mecánico, por el motivo que sea, de la estructura de esta. La ruptura de la contención que contiene el gas sobrecalentado, es liberado súbitamente a la atmosfera, el gas al ya no estar presionado a alta presión y su alta temperatura causa que ante la menor fuente de ignición combusta o incluso combusta sin fuente de ignición si ha alcanzado su temperatura de auto-ignición en presencia de oxígeno [17] .
La causa típica de los BLEVE suele ser a raíz de un incendio ocurrido en las cercanías de la esfera y que afecta a la estructura de esta, este incendio debilita la estructura de la esfera y calienta el producto almacenado en su interior, el cual se calienta y expande aumentado su presión interna. Esta combinación de debilitamiento de la estructura y alta presión interna es la que causa la ruptura y además estando el incendio en sus cercanías
actúa como fuente de ignición en la ruptura de la esfera ocasionando un BLEVE [17];[18].
La eliminación completa de todos los riesgos es, como se ha comentado anteriormente imposible y el objetivo es minimizarlo lo máximo posible. Los riesgos en las instalaciones tienen vinculados una probabilidad de que ese algo negativo ocurra y unas consecuencias de que aquello negativo ocurra. Toda operación industrial de cualquier tipo implica algún tipo de riesgo el cual varía en probabilidad y consecuencias, con el fin de obtener un resultado/meta/logro.
Es clave definir que riesgos son tolerables y cuales no lo son a la hora de operar. Siempre existirá un mínimo de riesgo, incluso con la presencia de todos los sistemas de seguridad oportunos encargados de disminuirlo. A la hora de operar existen ciertos riesgos que los operadores o todas aquellas personas expuestas aceptan, la clave en la estrategia de seguridad será siempre garantizar el mínimo riesgo posible para las personas que pueden ser afectadas.
En el contexto de los depósitos de tanques, las consecuencias de un incendio en un tanque de hidrocarburos pueden ser altísimas, pudiendo perderse vidas humanas, grandes pérdidas materiales contaminación… por poner unos ejemplos. La probabilidad de que estos incendios ocurran en cambio, son bajísimas, alrededor de 15-20 tanques en refinerías se incendian al año en el mundo [14], con probabilidades de incendio por tanque de entre 0,362 x 10-3 al año para tanques en refinerías [14] y de 2,2 x 10-3 al año
para depósitos flotantes en barcos cargueros [19].
Aunque las probabilidades de incendio sean mínimas estadísticamente, debido a las consecuencias el riesgo resultante de un incendio descontrolado sin los sistemas adecuados para poder sofocarlo o controlarlo no es tolerable. Un incendio descontrolado en uno de los tanques de hidrocarburos puede ocasionar fenómenos tan violentos como el boilover, afectar y extender las llamas a tanques cercanos ocasionando un efecto dominó que en el caso de afectar a las esferas de gas puede ocasionar un BLEVE que destruya gran partes de las instalaciones.
Los sistemas contra incendios que se dispongan en los tanques su principal objetivo será el de combatir estas primeras etapas de un incendio único de un tanque y evitar la evolución a peores escenarios, mediantes sistemas de agua pulverizada que refrigeraran las estructuras de los tanques garantizando una disipación de la temperatura de las paredes de estos y sistemas de extinción por espuma especialmente compatible para esta clase de materiales. Junto a estos sistemas activos existe otra serie de dispositivos pasivos como el cubeto, aislamientos, sistemas de drenaje que también colaboran en esta lucha contra incendios. Todos estos sistemas activos se comentaran en mayor detalle en los siguientes apartados, donde se dimensionarán.
El sistema contra incendios de refinería estará dimensionado para el control y extinción del escenario de incendio más crítico de un único tanque del total presente en refinería. La probabilidad de que se incendien dos tanques independientemente el uno del otro en lugares diferentes de refinería a la vez sería de 1,31*10-7 (tomando la probabilidad del
incendio de un tanque anual), lo cual es un escenario casi imposible y aunque las consecuencias son muy graves, debido a lo improbable del escenario se considera como un riesgo “tolerable”.
En el caso de un incendio en más de uno de los tanques, refinería deberá contar con los medios conjuntos de protección civil para poder combatir el incendio, siendo clave la temprana comunicación y la buena coordinación entre los medios de lucha de refinería y de los servicios públicos.