o t i u t a r g r a l p m e j E
Número 10
Julio de 2006
BLEVE ? S E É U Q Q ¿
B L E V E
oiling iquid xpanding apor xplosion Explosión BLEVE en depósito de gas licuado
Una BLEVE es un tipo de explosión mecánica cuyo nombre procede de sus iniciales en inglés Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion cuya traducción sería "Expansión explosiva del vapor de un líquido en ebullición". La BLEVE es un caso especial de estallido catastrófico de un recipiente a presión en el que ocurre un escape súbito a la atmósfera de una gran masa de líquido o gas licuado li cuado a presión sobrecalentados. Para que se produzca una explosión BLEVE no es necesaria la existencia de reacciones químicas ni fenómenos de combustión . Podría producirse incluso en calentadores de agua y calderas de vapor. En principio podría originarse en cualquier líquido almacenado en un recipiente hermético, aunque hay explosiones que pueden confundirse con una BLEVE sin serio. seri o. Las BLEVES son exclusivas de los líquidos o gases licuados en determinadas condiciones .
Secuencia fotográfica de una explosión BLEVE y la bola de fuego producida por el producto inflamable
Normalmente las BLEVE se originan por un incendio externo que incide sobre la superficie de un recipiente a presión, especialmente por encima del nivel líquido, debilitando su resistencia y acabando en una rotura repentina del mismo, dando lugar a un escape súbito del contenido, que cambia masivamente al estado de vapor, vapor, el cual si es inflamable da lugar a la conocida bola de fuego (fireball). Esta última se forma por deflagración (combustión rápida) de la masa de vapor liberada. Debido a que esta circunstancia es el escenario normal, al hablar de explosiones BLEVE's y sus consecuencias, se incluye en sentido amplio a la bola de fuego, aunque debe quedar claro que ésta última sólo ocurre cuando el producto es inflamable. -
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La característica fundamental de una BLEVE es la expansión explosiva de toda la masa de líquido evaporada súbitamente, aumentando su volumen más de 200 veces. La gran energía desarrollada en esa explosión repentina proyecta fragmentos rotos de distintos tamaños del recipiente a considerables distancias. Precisamente ésta es una prueba de confirmación de una BLEVE. Los fragmentos proyectados pueden arrastrar tras de sí a cierta masa de líquido en forma de gotitas de finísima lluvia, con posibilidad de inflamación a considerables distancias. Tras producirse el estallido del recipiente, la gran masa evaporada asciende en el exterior exterior,, arrastranCisterna expuesta al fuego do finísimas partículas de líquido y entrando en combustión -en caso de incendio- en forma de hongo, con la gran bola de fuego superior tras un instante y al haberse producido la difusión en el aire por debajo del límite superior de inflamabilidad. Dicha bola de fuego se irá expandiendo a medida que va ardiendo la totalidad de masa de vapor liberada. La radiación térmica de esta bola de fuego es muy alta. Imaginemos que tenemos un recipiente hermético a presión con agua y este se ve involucrado en un incendio que eleva eleva la temperatura del agua hasta hasta 350ºC, muy por encima de su temperatura de ebullición a presión normal (100 ºC a 1 atm.) y por encima de una temperatura crítica a partir de la cual se produce una violenta nucleación expontánea (en la tabla 280ºC). ¿Qué pasaría si el incendio consigue debilitar el recipiente hasta que este se rompa?. El líquido, que se encontraba muy por encima de su temperatura de ebullición normal y por lo tanto a una presión muy superior a la atmosférica, de repente sufre una brusca disminución de presión y empieza a pasar a estado vapor, ese paso a estado vapor se produce de una forma súbita en toda la masa del líquido por lo que experimentará un paso tan rápido de líquido a vapor que será explosivo: es decir la masa del líquido pasará a vapor expansionándose en fracciones de segundo. Ese tremendo incremento en el volumen provoca una enorme sobrepresión que destruirá por completo el recipiente. Se generarán fragmentos que volarán en todas direcciones a grandes distancias. En el caso de tratarse de un gas licuado como el propano este apenas necesita ser calentado ya que su temperatura de ebullición está muy por debajo de la temperatura ambiente. Debido a esto, el fallo del continente puede provocar una BLEVE en condiciones normales (en la tabla vemos que la temperatura de 53 ºC es crítica). Podríamos decir que el propano se encuentra permanentemente sobrecalentado aunque no sea muy correcta la expresión. Claro está que, en caso de que medie incendio, las consecuencias de la explosión serían todavía peores que en el caso Tª Tª Pres del agua puesto que el producto es P r o d u c t o E b u ll. ll . C r i t . a T.C inflamable. °C °C bars Un recipiente a presión puede pro-------------------------------------------- ------- ------ducir una BLEVE en solo minutos si el fuego es lo suficientemente Amoniaco -33 83 43,5 severo. En estos casos los peque- Dióxido de carbono -79 -6 25,5 ños tanques pueden fallar en Agua 100 280 62,6 menos de cinco minutos. Los mas -42 53 18,4 grandes llevaran mas tiempo. Propano Pueden fallar en menos de 10 Butano -1 105 16,7 minutos o mucho mas tarde que Etileno -104 -2 4 22,4 eso si el contacto con el fuego Propileno -48 52 21,4 comienza bajo el nivel de líquido y Isobutano 95 17 la acción de la válvula baja los B u t a d i e n o 4 1 0 4 18,7 niveles de líquido lentamente. Ciclohexano 81 220 18,0 Afortunadamente las válvulas de Dimetil éter -24 78 21,1 seguridad suelen funcionar bien Ácido clorhídrico -85 11 34,7 impidiendo o retrasando la explosión. Productos susceptibles de generar una BLEVE a las t emperaturas indicadas
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S E N O O I C C I D N O C
Las condiciones necesarias para que se produzca una explosión de este tipo son las siguientes: - El producto debe ser un líquido o un gas licuado a presión. Este puede ser o no inflamable. - Debe estar sobrecalentado, es decir, por encima de su temperatura de ebullición a presión atmosférica. Los gases licuados se encuentran en estas condiciones con gran facilidad si se produce una fisura en el depósito que los contiene. - Se debe producir una bajada súbita de la presión del recipiente que contiene el producto. Por ejemplo, una válvula de seguridad bien diseñada no producirá el suficiente descenso de presión como para que se produzca la BLEVE, sin embargo, una válvula de seguridad o un disco de rotura mal diseñado puede ser muy peligroso. Cuando el producto se encuentra por encima de una temperatura crítica, que siempre es superior al punto de ebullición, se produce el fallo del recipiente y existe un descenso importante de la presión dentro del mismo, el producto sufre la nucleación expontánea al evaporarse súbitamente generando sobrepresiones que revientan el continente lanzando proyectiles a cientos de metros y provocando, en su caso, una enorme bola de fuego.
S San Juan de I xhuapetec. México. 19 de noviembre de 1984. O Hacen explosión varios contenedores con GLP GLP.. S Los muertes sumaron 452, los heridos mas de O 4.200. El número de desaparecidos puede estar M en torno a 1.000 personas. A El inicio del accidente se debió a la ruptura de F E T N E M E T S S I R T S O S E C U S
una tubería de 20 centímetros de diámetro que transportaba GLP desde las refinerías hasta la planta de almacenamiento cerca de uno de los parques de tanques, probablemente debido al sobrellenado de uno de los depósitos y sobrepresión en la línea de transporte por retorno. No está aclarado por qué no funcionaron las válvulas de alivio del depósito sobrellenado. La fuga de GLP continuó durante 5-10 minutos. Se formó una gran nube de vapor inflamable de unos 200 Fotografía aérea de la refinería de PEMEX metros por 150 metros que entró en ignición a unos 100 metros del punto de fuga, probablemente debido a alguna antorcha encendida a nivel del suelo. El viento en la zona era débil de 0,4 m/s en dirección suroeste. La explosión se registró, junto con otras ocho más en el sismógrafo de la Universidad de Ciudad de México a 30 km de distancia. La deflagración de estos gases generó un incendio de grandes proporciones que afectó primeramente a 10 viviendas y, al cabo de 12 minutos, una pequeña esfera se incendió generando una bola de fuego de unos 300 metros de diámetro. Posteriormente, otras 4 esferas y 15 cilindros generaron sucesivas BLEVEs durante aproximadamente hora y media. Todas las explosiones se registraron en el sismógrafo de la Universidad de Ciudad de México. San Carlos de la Rápita. Tarragona. España. 11 de Julio d e 1978.
Un camión de 39 Tn, sobrecargado con unos 45 m3 de propileno, dio origen a una explosión BLEVE al chocar con la pared de un camping. Aproximadamente 2 horas y media después de cargar y cuando llevaba 102 km recorridos, un camión de 39 Tn, sobrecargado con unos 45 m3 de propileno, dio origen a una explosión BLEVE al chocar con la pared del camping “Los Alfaques”. Se produjo una explosión que prácticamente desintegró la cisterna. Aparecieron partes importantes del camión cisterna a unos 300 metros de distancia y casi en todas direcciones. Se produjeron unos 100 muertos instantáneamente y posteriormente la cifra alcanzó los 217. Además hubo 67 heridos graves y la destrucción casi total de las instalaciones próximas.
La cisterna de “Los Alfaques” empotrada contra un r estaurante
Otros casos de explosiones BLEVE son los que se produjeron en Feyzin (Francia) en 1966 o en Kingman (Arizona, EEUU) en 1973. -
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N Ó Ó I C N E V R E T N N I
He aquí algunas recomendaciones para la intervención en depósitos donde se puedan dar las condiciones de una BLEVE: 1. Combatir el incendio desde la máxima distancia posible, usar monitores o soportes de mangueras automáticos. 2. Enfriar los recipientes inundándolos con grandes cantidades de agua hasta mucho después de que se haya extinguido el incendio. 3. No arrojar agua a la fuente del escape o a los dispositivos de seguridad debido a que puede presentarse la formación de hielo. 4. La incidencia de las llamas en la parte superior del tanque (fase gaseosa)es más peligrosa que en la parte inferior (fase líquida). El depósito se debilita mucho más rápido cuando las llamas inciden sobre la parte del depósito que contiene la fase gaseosa. 5. Abandonar el área de inmediato si se escucha un ruido ascendente que surge de los dispositivos de seguridad de ventilación. La evacuación puede ser prioritaria. 6. Tener presente que cuando ocurre un incendio La incidencia de las llamas en la parte superior del tande tipo BLEVE, pueden volar secciones del que es muy peligrosa tanque en cualquier dirección. Evitar solamente los extremos del tanque no debe considerarse como un procedimiento operativo seguro.
Caudales necesarios para refrigerar
Distribución de los proyectiles en varias pruebas de explosiones BLEVE
Una estimación aproximada del tamaño de la bola de fuego en el caso de BLEVE de GLP’s o propano podemos obtenerla mediante la fórmula R = 3 m ¹/³ donde R= Radio de la bola de fuego y m= masa de producto en kg.
A una distancia de cerca de cuatro bolas de fuego, la radiación de calor proveniente de ésta puede ser de unos 21 kW/m2. a este nivel, la piel expuesta se quemaría en dos segundos. Los proyectiles pueden alcanzar distancias mucho mayores. Es difícil saber la cantidad de producto contenido en el depósito o cisterna por lo que se asumirá que la misma contiene un 80% de su volumen (límite habitual de llenado). -
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H U M O R
O D R E U C E R L E A R A P S E N E G Á M I
Práctica con escalas R E C O M E N D A D O S
Un libro:
Manual básico del bombero Gobierno Vasco
Manual bastante completo aunque algo antiguo que trata prácticamente todos los temas. Una web:
http://www.edarley.com/ La macrotienda americana online de la emergencia. Equipamiento, productos nuevos, libros, etc.
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Código Técnico de la Edificación
En el BOE nº 74, de 28 de marzo de 2006 se publica el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación (CTE). Este código viene a sustituir a la anterior Norma básica de la Edificación, la famosa NBE-CPI 96 y está lleno de novedades, entre ellas la parte de Seguridad contra incendios. Próximamente, el CTE empezará a formar parte de todos los temarios de bomberos.
Artículo del mes: Ángel Barrio Alonso
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