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Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
1
Filosofía contra incendio de un área de almacenamiento de materiales
combustibles
Almario Pérez, Alejandra ([email protected]); Cubides Dussan, Olga Lucía
Universidad de los Andes
Junio 19, 2015. Bogotá, Colombia.
Objetivo General
- Plantear la filosofía contra incendios con base en análisis semi cuantitativo de riesgos, en la fase de
diseño conceptual para un parque de almacenamiento de hidrocarburos.
Objetivos específicos
- Realizar un análisis de riesgo para escenarios de incendios en un parque de almacenamientos de
hidrocarburos.
- Identificar los isocontornos de efectos radiantes más significativos para el establecimiento de una
filosofía contra incendios.
- Plantear una filosofía contraincendios para la protección del parque de almacenamiento de
hidrocarburos.
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Departamento de Ingería Química
2
Filosofía contra incendio de un área de almacenamiento de materiales
combustibles
Almario Pérez, Alejandra ([email protected]); Cubides Dussan, Olga Lucía
Universidad de los Andes
Junio 19, 2015. Bogotá, Colombia.
ABSTRACT
Storage parks in hydrocarbon industry usually are the most important sources of danger within a facility. These
areas are susceptible to incidents, with fires being the most frequent events reported. Given this, it is essential
to establish firefighting philosophies with the aim to prevent human, environmental and economic losses. In
this paper the firefighting philosophy for an hydrocarbon storage park is established, this philosophy is designed
based upon an analysis of impacts through PHAST 7.11 tool and a risk analysis, implementing the methodology
of event trees.
RESUMEN
Los parques de almacenamiento en la industria de hidrocarburos, generalmente son las fuentes más importantes
de peligro dentro de una instalación. Estas áreas son susceptibles de presentar incidentes, siendo los incendios
los sucesos reportados como más frecuentes. Dado lo anterior, es fundamental determinar filosofías contra
incendio con el ánimo de evitar las pérdidas económicas, humanas y ambientales. En este trabajo se establece
la filosofía contra incendio para un parque de almacenamiento de hidrocarburos, esta filosofía se diseña a partir
de un análisis de consecuencias mediante la herramienta PHAST 7.11 y un análisis de riesgos, implementando
la metodología de árboles de eventos. Palabras Clave: incidentes, filosofía contra incendio, análisis de
consecuencias, análisis de riesgos, PHAST 7.11.
1. INTRODUCCIÓN
La seguridad es un aspecto muy importante en la
industria de procesos, su importancia a nivel
mundial radica en el gran número de accidentes que
involucran cuantiosas pérdidas económicas y en
muchos casos pérdidas humanas. En las últimas
décadas, organizaciones de ingeniería como el
Instituto Americano de Petróleos (API1), el
Instituto Americano de Ingenieros Químicos
(AIChE1), la Sociedad Americana de Ingenieros
Mecánicos (ASME1) y la Asociación Nacional de
Protección Contra el Fuego (NFPA1) han publicado
guías y normativas para garantizar la seguridad de
una instalación.
En las diversas instalaciones industriales, las zonas
de almacenamiento de hidrocarburos presentan una
alta probabilidad de generar eventos catastróficos.
Tomando como base datos de accidentes
1 Por sus siglas en inglés
reportados desde 1960 hasta 2003, se evidencia que
el fuego es el suceso más común con un 60% del
total de casos reportados (Tabla 1).
Tabla 1. Número de accidentes por suceso final
reportado en tanques de almacenamiento. [1]
Año Fuego Explosión Derrame Emisión
tóxica
1960-
1969 8 8 0 0
1970-
1979 26 5 5 0
1980-
1989 31 16 3 2
1990-
1999 59 22 2 1
2000-
2003 21 10 8 10
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3
Año Fuego Explosión Derrame Emisión
tóxica
Subtotal 145 61 18 13
Los sucesos finales en parques de almacenamiento
se pueden atribuir a diferentes causas,
contemplando los rayos como la causa más común
(Tabla 2).
Tabla 2. Causas de accidentes en tanques de
almacenamiento (1960 – 2003) [1]
Causa Número de casos
Rayos 80
Mantenimiento 32
Fallas operacionales 29
Falla del equipo 19
Sabotaje 18
Agrietamiento/Ruptura 17
Fugas 15
Electricidad estática 12
Llama abierta 8
Desastre natural 7
Reacción en cadena 5
Los accidentes donde se involucran hidrocarburos
han representado cuantiosas pérdidas económicas a
lo largo de la historia. Dentro de estos accidentes
se encuentra el ocurrido en 2005, en la planta
Buncefield (UK), donde se presentaron pérdidas de
aproximadas de $ 963 millones de Euros y 43
personas heridas [2].
Con el fin de reducir las consecuencias de
accidentes industriales, se presentan sistemas de
protección, dentro de los cuales se encuentra la
protección contra incendio. Este sistema consiste
en una planeación estructural y logística de una
instalación, donde se disponen equipos y ayudas
visuales tales como alertas, rutas de evacuación,
extintores, redes hidráulicas, entre otros equipos
dispuestos de acuerdo a lo estipulado en normas
internacionales como la NFPA y FM2. De acuerdo
2 Factory Mutual Research Corporation
a cifras reportadas por la Oficina Internacional de
Trabajo (OIT), las perdidas asociadas a incendios
se reducen entre el 50% y 70% en instalaciones con
sistemas contra incendios, en comparación a
lugares que no cuentan con dichos sistemas [3].
Los sistemas contra incendio hacen parte de la
filosofía contra incendios de una instalación. Esta
consiste en una serie de criterios para la protección
de los equipos mediante sistemas estandarizados
que se activan en caso de emergencia. Dicha
filosofía se plantea con base a escenarios, los cuales
se pueden analizar de forma cualitativa por medio
de análisis de riesgos y análisis de consecuencias.
En el presente estudio se estableció una
metodología para la determinación de la filosofía
contra incendios de un parque de almacenamiento
de hidrocarburos, localizado en Tocancipá,
Colombia. Esta filosofía se plantea siguiendo las
normativas internacionales NFPA y API.
2. METODOLOGÍA
La filosofía contra incendios del caso de estudio se
plantea mediante la caracterización del sistema,
seguido de un análisis de riesgos (Figura 1).
Inicio
Caracterización y
definición de
sistema
Caracterización de
la planta y del
proceso
Plot Plan, PFD
Composiciones
Crudos,
Condiciones
Climáticas,
Volúmenes de
derrame
Escenarios de pérdida de
contención
Isocontornos
de efectosPHAST
Filosofía
Contraincendios
Normativa NFPA
Normas API
Decreto 0283
(Minminas)
Fin
PHAST
Árboles de eventos
Isocontornos
de riesgo
Análisis de riesgos Estimación
consecuencias
Estimación
probabilidades
Identificación de
escenarios
Figura 1 . Planteamiento metodológico
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4
2.1. Caracterización y definición del sistema
Para la caracterización del sistema se identifican las
áreas de proceso y los productos manejados, con el
fin de establecer los escenarios de posibles pérdidas
de contención y los volúmenes de derrame
asociados a estos. Adicionalmente se debe
caracterizar la planta de acuerdo a las condiciones
climáticas y geográficas de la zona.
2.2. Análisis de riesgos
El análisis de riesgos se realiza mediante la
identificación de escenarios de pérdidas de
contención, la estimación de consecuencias y la
estimación de probabilidades.
2.2.1. Identificación de escenarios
Para la estimación de consecuencias y cálculo de
riesgos, se deben identificar las sustancias
peligrosas que se manejen en el proceso y los
equipos donde se manejan dichas sustancias. Lo
anterior, con el fin de establecer los posibles
escenarios de pérdidas de contención que se puedan
presentar en los equipos (
Tabla 3).
Tabla 3. Escenarios de pérdida de contención [4].
Equipo Escenario de pérdida de
contención
Bombas/ Trampas/ líneas
de proceso
E1: Rotura total
E2: Rotura del 20%
E3: Rotura ¼”
Tanques atmosféricos
E1: Incendio de techo
E2: Fuga de todo el contenido
(Mayor)
E3: Fuga de todo el contenido
(Menor)
Separadores E1: Incendio en la superficie
Carrotanques
E1: Fuga instantánea de todo
el contenido
E2: Fuga de todo el contenido
(Mayor conexión)
2.2.2. Estimación de consecuencias
La estimación de consecuencias o efectos se realiza
mediante simulación en el software PHAST
versión 7.11, por medio del cual se establecen los
isocontornos de efectos teniendo en cuenta los
siguientes datos de entrada al sistema:
- Condiciones climáticas y meteorológicas
- Parámetros de simulación para los efectos
- Composiciones de las sustancias evaluadas
- Parámetros de operación de los equipos
- Definición de escenarios de modelación
2.2.3. Estimación de probabilidad
Para la estimación de probabilidades de los
diferentes sucesos y la realización de los árboles de
eventos, es necesario definir el tipo de liberación
del material [5]. Posteriormente se deben establecer
frecuencias de falla por cada equipo y los árboles
de eventos, teniendo en cuenta las probabilidades
de ignición cada una de las sustancias manejadas.
Tipo de liberación
Para establecer el tipo de liberación, es necesario
determinar el tiempo requerido para liberar de 4536
kg de material a través de los diferentes orificios de
fuga seleccionados [5].
tn=4536 kg
Qm (1)
Dónde Qm
corresponde al caudal de fuga del
orificio.
A partir de cada orificio, se determina el tipo de
liberación siguiendo los siguientes criterios [5]:
- Si el tamaño del orificio es menor o igual a
6.35 mm, entonces es un modelo de liberación
continua.
- Si tn≤180 segundos o la masa de liberación
es mayor a 4536 kg es un modelo de liberación
instantánea; de lo contrario, es continua.
Frecuencias de falla
La frecuencia de falla se establece según el tipo de
equipo, el material y la categoría de descarga [6].
Para los tanques de almacenamiento atmosférico se
tienen en cuenta escenarios de descarga mayor,
menor con frecuencias de falla de 1x10-4 año-1,
2.5x10-3 año-1 y el escenario de incendio de techo,
con una frecuencia de falla de 2x10-3 año-1 [7].
Para tanques medianos se tiene en cuenta los
escenarios de descarga mayor y menor, con
frecuencias de falla de 1x10-4 año-1, 1x10-3 año-1
[7].
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Para las bombas principales (centrífugas), se
estiman las frecuencias de falla de acuerdo al
diámetro de rotura de la bomba (Tabla 4).
Tabla 4. Frecuencia de falla para bombas centrífugas
[8].
Diámetro de rotura [mm] Frecuencia por bomba [año -1]
1 a 3 5x10-3
3 a 10 1.8x10-3
10 a 50 5.9 x10-4
>50 1 x10-4
En cuanto a los carrotanques, se suponen como
vehículos de almacenamiento a condiciones
atmosféricas, los cuales cuentan con dos
escenarios, descarga instantánea de todo el
contenido y de descarga de todo el contenido por la
conexión mayor diámetro. Las frecuencias para
estos escenarios de falla 1x10-5 año-1 y 5x10-7 año-1
respectivamente [9].
Árbol de evento y Probabilidad de sucesos finales
El análisis de árbol de eventos tiene como objetivo
establecer la frecuencia de ocurrencia de los
posibles sucesos finales, asociados a los escenarios
de perdida de contención [5]. Las probabilidades de
sucesos finales se calculan según el tipo de
liberación, de acuerdo a la Figura 2
Probabilidad de ignición directa: La probabilidad
de ignición directa depende tanto de la categoría de
la sustancia, el tipo de instalación y el tipo de
descarga [3]. Para establecer la probabilidad de
ignición directa, es necesario clasificar las
sustancias inflamables de acuerdo a los parámetros
establecidos en la Tabla 5.
Tabla 5. Clasificación de sustancias inflamables [9].
Categoría Categoría WMS Limites
Categoría 0 Extremadamente inflamable Sustancias líquidas y preparaciones con un punto de auto ignición menor a 0°C y un punto de ebullición
menor o igual a 35°C.
Categoría 1 Altamente inflamable Sustancias líquidas y preparaciones con un punto de auto ignición menor a 21°C, las cuales no son, sin
embargo, altamente inflamables.
Categoría 2 Inflamable
Sustancias líquidas y preparaciones con un punto de
auto ignición menor o igual a 55°C o hidrocarburos
pesados con gravedad API < 30°.
Categoría 3 Sustancias líquidas y preparaciones con un punto de
auto ignición mayor a 55°C y menor o igual a 100°C.
Categoría 4 Sustancias líquidas y preparaciones con un punto de
auto ignición mayor a 100°C
Figura 2. Árboles de falla según tipo de descarga
A partir de la clasificación anterior, se establece la
probabilidad de ignición directa según el tipo de
instalación para los tanques de almacenamiento
(Tabla 6). Para los carrotanques la probabilidad de
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ignición directa se establece según la clasificación
de la sustancia y el tipo de descarga (Tabla 7).
Tabla 6. Probabilidad de ignición directa para tanques
de almacenamiento [9].
Categoría
de la
sustancia
Rango
fuente
continua
Rango
fuente
instantánea
Probabilidad
de ignición
directa
Categoría 0 Reactividad
media/alta
<10 kg/s <1000 kg 0.2
10-100
kg/s
1000-10000
kg 0.5
>100 kg/s >10000 kg 0.7
Categoría 0
Reactividad
baja
<10 kg/s <1000 kg 0.2
10-100
kg/s
1000-10000
kg 0.5
>100 kg/s >10000 kg 0.7
Categoría 1 Todas las tasas de
flujo
Todas las
cantidades 0.065
Categoría 2 Todas las tasas de
flujo
Todas las
cantidades 0.01
Categoría 3
y 4
Todas las
tasas de flujo
Todas las
cantidades 0
Tabla 7. Probabilidad de ignición directa para carro
tanques [3].
Categoría de la
sustancia Escenario
Probabilidad de ignición
directa
Categoría 0 Continua 0.1
Instantánea 0.4
Categoría 1 Continua
0.065 Instantánea
Categoría 2 Continua
0.01 Instantánea
Categoría 3 y 4 Continua
0 Instantánea
Probabilidad de ignición retardada: La
probabilidad de ignición retardada se establece
según el tipo de la fuente de la ignición [10]. En el
parque de almacenamiento se establece para todos
los casos que, la fuente de ignición es el motor de
un vehículo que pasa por una carretera cercana. De
acuerdo a lo anterior se obtiene que la probabilidad
de ignición retardada para todos los casos es 0.4
[4].
Nivel de confinamiento: Después de una ignición
de una nube de vapor no confinada, se produce un
evento con características de un incendio repentino.
Este evento puede ser modelado como una
llamarada sin efectos de sobrepresión con una
probabilidad de ocurrencia de 0.6 [10].
2.3. Filosofía contra incendios
Para establecer la filosofía contra incendios se
siguen las especificaciones dictadas por la NFPA y
otras normativas internacionales (Tabla 8).
Tabla 8. Normatividad
Tipo de sistema Normas
Sistemas de detección y alarma
NFPA 72
Bombas contra incendio NFPA 20
Sistemas de espumas NFPA 11, API 2021
Sistemas de protección con agua
NFPA 15, NFPA 22, NFPA 16
Extintores NFPA 10
Sistemas de agentes limpios NFPA 2001
Gabinetes NFPA 14
De manera general en la filosofía contra incendios
se deben establecer sistema de detección y alarmas,
sistemas de espuma, sistemas de protección con
agua, bombas contra incendio, extintores,
gabinetes y casetas, siguiendo las normativas
especificadas.
Sistemas de detección y alarmas
El sistema de detección se integra a la filosofía
contra incendio de acuerdo a especificaciones
establecidas en la NFPA 72. Se debe tener en
cuenta que para todos los equipos y zonas de
confinamiento se deben tener alarmas de detección
y actuación para la activación de señales luminosas
y sonoras a lo largo de la planta, estas permiten la
activación de los protocolos de seguridad
establecidos para la instalación.
Sistemas de espuma
Se especifican los sistemas de espuma de acuerdo
al tipo de equipo por proteger.
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Tanques de techo cónico: Para establecer el sistema
de espumas de los tanques de techo cónico se deben
seguir los siguientes pasos (Tabla 9).
Tabla 9. Sistema de espuma para tanques de techo
cónico [11].
Paso Descripción
1. Identificación de sustancias
2. Determinar tipo de concentrado de espuma adecuado
3. Establecer tasa de aplicación de espuma adecuada
y tiempo mínimo de descarga.
4. Establecer el área a proteger
5. Determinar requisitos de la solución
6. Determinar el número de cámaras de espuma y su
tamaño
7. Determinar número de chorros de manguera
8. Determinar la cantidad de concentrado de espuma necesario
Para establecer el tipo de concentrado de espuma,
se deben seguir los lineamientos de la norma API
2021.
La tasa de aplicación y el tiempo mínimo de
descarga se establecen según el punto de
inflamación y de ebullición de la sustancia
almacenada (Tabla 10. Tiempo mínimo de
descarga y tasa de aplicación.).
Tabla 10. Tiempo mínimo de descarga y tasa de
aplicación [12].
Tipo de
hidrocarburo
Tasa de aplicación
mínima
Tiempo
mínimo de
descarga
[m] lpm/m2 gpm/ft2
Punto de
inflamación entre 37.8°C y 60 °C
4.1 0.1 30
Punto de
inflamación menor
a 37.8°C o líquidos
calentados sobre el
punto de
inflamación
0.1 4.1 55
Petróleo / Crudo 0.1 4.1 55
El área de protección para los tanques de
almacenamiento, se calcula en función del
diámetro de tanque (Ecuación 2) y los requisitos de
la solución (R) se calculan según el área a proteger
y la tasa de aplicación (Ecuación 3) [11].
Asuperficie= (π
4) D2 (2)
R[lpm] = Asuperficie × Tasa aplicación mínima (3)
El número de cámaras de espuma (N) se determina
según el diámetro del tanque (Tabla 11), a partir de
este y de los requisitos de la solución se calcula el
tamaño de la cámara (Ecuación 4).
Tamaño cámara de espuma=R×N (4)
Tabla 11. Número de cámaras de espuma [12].
Diámetro del tanque [m] Número cámaras de espumas
Hasta 24 1
Más de 24 hasta 36 2
Más de 36 hasta 42 3
Más de 42 hasta 48 4
Más de 48 hasta 54 5
Más de 54 hasta 60 6
A partir del diámetro del tanque de
almacenamiento se determina la cantidad de
chorros de manguera suplementarios (Tabla 12) y
el tiempo mínimo de funcionamiento de estos
(Tabla 13) [12].
Tabla 12. Cantidad de chorros de manguera [12].
Diámetro del tanque [m] Número chorros de
mangueras
Hasta 19.5 1
Desde 19.5 hasta 36 2
Más de 36 3
Tabla 13. Tiempo de funcionamiento de chorros de
manguera [12].
Diámetro del tanque [m] Tiempo de funcionamiento
Hasta 10.5 10
Entre 10.5 y 28.5 20
Más de 28.5 30
La cantidad necesaria de concentrado de espuma,
se determina a partir de los requerimientos para las
cámaras y los chorros de manguera, teniendo en
cuenta un porcentaje de inyección del 3% [11].
CCámaras=Tasa de solución ×% inyección ×ta (5)
CChorros=Tasa de solución ×% inyección ×ta (6)
CTotal= CCámaras+ CChorros (7)
Tanques de techo Horizontal: De acuerdo a la
NFPA, no se recomienda la instalación de cámaras
ni mangueras de chorros de espuma directamente
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en los tanques. Se recomienda que el sistema de
espumas sea instalado con el fin de proteger el área
del dique debajo del tanque [11]. Para los
rociadores de agua-espuma se establece un
espaciamiento máximo de 3.66 m. El caudal de los
rociadores, para los tanques de almacenamiento, se
calcula de acuerdo a la tasa de la solución, el área
superficial del tanque y el porcentaje de inyección
de agua en la solución (Ecuación 8).
Q=Asuperficie× Tasa solución×% inyección (8)
Carrotanques y bombas principales: Para los
rociadores agua.-espuma de los carrotanques se
establece una tasa de aplicación mínima de 6.5 lpm,
con un tiempo mínimo de aplicación de 20 minutos
[14]. En cuanto a los rociadores de las bombas
principales se tiene una tasa de aplicación 20.4
lpm/m2, con un tiempo de duración de 10 minutos.
Sistema de protección con agua
El consumo total de agua se calcula de acuerdo al
caudal requerido para los rociadores agua-espuma,
las boquillas aspersoras de agua e hidrantes. De
acuerdo al consumo total del agua se establece el
número de tanques de almacenamiento de agua
contra incendio y las dimensiones de estos,
teniendo en cuenta que el material de los tanques
de almacenamiento es acero soldado [15].
Se usa un sistema de boquillas aspersores de agua,
las cuales, tienen como finalidad la protección de
equipos en caso de ignición y la mitigación del
incendio [15]. Para calcular el suministro de agua
necesario para las boquillas en cada tanque es
necesario tener en cuenta que la tasa de aplicación
de agua no debe ser menor a 10.2 lpm/m2 [6]. Los
hidrantes deberán proveer como mínimo 946 lpm
para chorros de manguera en cada zona, con una
duración mínima de una hora [14], distanciados por
30 m entre sí y 12 m del área a proteger [16].
Bombas contraincendios
Para establecer el tipo de bomba, se debe
determinar el escenario con mayor requerimiento
de agua. A partir de este escenario se establece el
caudal requerido para la bomba, el tipo de bomba a
usar de acuerdo a los criterios establecidos en la
NFPA 20.
3. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA
Para el planteamiento de la filosofía se propone un
caso de estudio teórico, el cual consiste en una
planta de recibo, almacenamiento y despacho de
hidrocarburos ubicada en el municipio de
Tocancipá, Cundinamarca (4°57'1.63"N,
73°55'39.89"O). Esta cuenta con un personal de 30
trabajadores distribuidos en turnos de 12 horas.
Figura 3. Plano de distribución de la planta (Escala 1:2000).
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3.1. Características generales del área
En la Figura 3 se presenta la distribución de la
planta y sus zonas de proceso.
Área de recepción de material combustible
Los productos crudo (API 12), Nafta y Diésel son
transportados en carrotanques hasta el
descargadero del parque de almacenamiento. El
descargadero está compuesto por una línea de 10
pulgadas, con una capacidad de hasta 100 KBPD, a
una presión de 32 psig, la cual es suministrada por
bombas del descargadero.
Áreas de almacenamiento
El área de almacenamiento tiene una capacidad de
230 KBBL, distribuidos en 5 tanques: Cuatro
tanques de techo flotante de 40 KBBL cada uno
(Crudo 12º API), un tanque de techo cónico de 70
KBBL (Nafta) y un tanque de relevo de techo
cónico de 40 KBBL.
Adicionalmente se tienen dos tanques de
almacenamiento de mezcla (30% Nafta, 70%
Crudo) de 70 KBBL y dos tanques para el
almacenamiento de diésel, los cuales son utilizados
para el consumo de las bombas de la planta y la
subestación eléctrica.
Área de filtración y medición
A la salida de los tanques se cuenta con filtros tipo
canasta, con el objetivo de retirar los elementos que
puedan generar daños en las bombas.
Sistema de Bombeo
El parque de almacenamiento cuenta con un
sistema de bombeo el cual soporte la capacidad
establecida para el descargadero de carrotanques
(100 KBPD). El sistema de bombeo para el
despacho de crudo se compone de tres bombas
centrífugas en paralelo, las cuales trabajan a una
tasa máxima nominal de 100 KBPD.
Área de despacho
La planta presenta una zona de despacho por medio
de una línea de 24 pulgadas, la cual cuenta con una
trampa de despacho de raspadores que permite la
limpieza de la línea.
P-201A/BTK-101
LC
TK-102
LC
TK-103
LC
TK-104
LC
P-101 A/BCrudo 12° API
P-102 A/BNAFTATK-202
LC
P-202A/B
P-203A/B
P-204A/B
P-205A/B
TFL-101-103 BP-101-103
Despacho de
Crudo Mezcla
TR-101
TK-301
LC
TK-302
LC
Equipo Descripción
TK-101/104 Tanque techo fijo
TK-201 Tanque techo cónico
TK-301/302 Tanque techo cónico
TFL-101/103 Filtros bombas principales
BP-101/103 Bombas principales
TR-101 Trampa despacho
Figura 4. Diagrama de proceso caso de estudio
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3.2. Características geográficas y
meteorológicas
Para la determinación de consecuencias de los
sucesos finales es necesario definir las condiciones
del entorno de la infraestructura, las cuales sirven
como base para la modelación de efectos.
Parámetros meteorológicos
Se deben establecer las condiciones climáticas para
la ubicación de la planta de almacenamiento, con el
fin de establecer los principales parámetros de
modelación de efectos. Algunos de los parámetros
meteorológicos a considerar son:
- Presión atmosférica
- Temperatura promedio
- Humedad relativa promedio
- Estabilidad atmosférica
- Velocidad y dirección del viento
Para la determinación de dichas condiciones se
tomaron en cuenta datos de estaciones
meteorológicas aledañas a la zona de estudio, las
cuales pertenecen a la Corporación Autónoma
Regional (CAR) de Cundinamarca. Sin embargo,
los valores para radiación se obtuvieron de
información satelital de la NASA para la zona de
estudio.
Tabla 14. Condiciones climáticas zona de estudio.
Parámetro Valor
Temperatura promedio [ºC] 13.55
Humedad relativa promedio [%] 74.92
Velocidad del viento [m/s] 1.81
Radiación solar [kWh/m2] 5.79
Estabilidad A-B / F
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
De acuerdo a la metodología establecida se
presenta el desarrollo para el diseño de la filosofía
contra incendios del caso de estudio.
4.1. Identificación de escenarios
Los escenarios de pérdida de contención se
plantean para el caso de estudio de acuerdo con los
criterios establecidos en el numeral 2.2.1 (Tabla
15).
Tabla 15. Escenarios de pérdida de contención, caso de estudio.
Equipo Sustancia Capacidad [bbl] Escenario Código escenario Diámetro rotura [m]
Tk-101-104 Tanque de
techo
flotante
Crudo 12° API 40000
Incendio Techo TK-101/E1/CRUDO NA
Rotura diámetro mayor conexión TK-101/E2/CRUDO 0,75
Rotura diámetro menor conexión TK-101/E3/CRUDO 0,225
TK-201
Tanque de
techo fijo
Nafta 70000
Incendio Techo TK-201/E1/NAFTA NA
Rotura diámetro mayor conexión TK-201/E2/NAFTA 0,75
Rotura diámetro menor conexión TK-201/E3/NAFTA 0,225
TK-301-302 Tanque
techo fijo
Mezcla 70000
Incendio Techo TK-301/E1/MEZCLA NA
Rotura diámetro mayor conexión TK-301/E2/MEZCLA 0,75
Rotura diámetro menor conexión TK-301/E3/MEZCLA 0,225
TD-101-102
Tanque
techo fijo
Diésel 800
Incendio Techo TD-101/E1/DIESEL NA
Rotura diámetro mayor conexión TD-101/E2/DIESEL 0,25
Rotura diámetro menor conexión TD-101/E3/DIESEL 0,07
BPC-101-103
Bombas
principales
Mezcla
Rotura total BPC-101/E1/MEZCLA 0,61
Rotura 20% BPC-101/E2/MEZCLA 0,122
Rotura 1/4" BPC-101/E3/MEZCLA 0,006
Carrotanque
Nafta
Fuga instantánea CARROTK/E1/NAFTA 0,102
Rotura diámetro mayor conexión CARROTK/E2/NAFTA 0,102
Diésel Fuga instantánea CARROTK/E1/DIESEL 0,102
Rotura diámetro mayor conexión CARROTK/E2/DIESEL 0,102
Separador Nafta Incendio Piscina API/E1/NAFTA NA
TR-101 Trampa de
despacho
Mezcla
Rotura total TR-101/E1/MEZCLA 0,61
Rotura 20% TR-101/E2/MEZCLA 0,122
Rotura 1/4" TR-101/E3/MEZCLA 0,006
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11
4.2. Cálculo de efectos
La estimación de los efectos por radiación se
realizó mediante la simulación de los escenarios de
pérdida de contención en PHAST 7.11, siguiendo
los siguientes parámetros de modelación (Tabla
16).
Tabla 16. Parámetros de modelación de efectos.
Parámetro Fuente
Coeficiente de
pérdidas Co
(Rotura Total)
1 Purple Book [16]
Coeficiente de
pérdidas Co
(Orificios)
0.61 API 581 [17]
Rugosidad
tubería 45 µm Purple Book [16]
Conexión
tanques 0.3 m -
Altura de
Bombas 1 m -
Dirección de la
descarga Horizontal Purple Book [16]
Tiempo
exposición 20 s Purple Book [16]
Longitud media
de rugosidad
aerodinámica
0.5 m Purple Book [16]
Tiempo cerrado
de válvulas 2 min -
Para el cálculo de los efectos, se tiene en cuenta la
masa descargada en los primeros 30 minutos
después de iniciada la descarga. Sin embargo, para
el caso de descarga por orificios, considera que la
tasa de liberación, corresponde a la tasa promedio
de la descarga del primer 20% del total de la masa
drenada. El tiempo de descarga se calcula de
acuerdo la tasa promedio de descarga y la masa
total liberada [16].
Fuga a través de un orificio (Tanques)
El flujo másico (Qm) instantáneo para una fuga de
determinada área está dado por la siguiente
ecuación [4]:
Qm=ρu̅A=ρACo√2g (Pg
ρ+hL) (9)
Debido a que el tanque se vacía en función del
tiempo, la velocidad y el flujo másico decrecen
debido al cambio de la altura del líquido en el
tanque (dhL/dt), (Ecuación 10):
dhL
dt=-
CoA
A1
√2g (Pg
ρ+hL) (10)
Resolviendo la ecuación diferencial anterior entre
una altura del líquido inicial y una altura del líquido
a un tiempo t, se obtiene la siguiente expresión para
calcular la altura en función del tiempo.
hL=hLo-
CoA
A1
√2gPg
ρ+2ghL
o t+g
2 (
CoA
A1
t)2
(11)
Fuga a través de una tubería
El fluido incompresible de líquidos a través de una
tubería se determina a partir de la siguiente
expresión [4]:
ΔP
ρg+
ΔV2
2g+ΔZ=hf (12)
Donde hf es el término de pérdidas asociadas a la
fricción (Ecuación 13):
hf=V2
2
2g
L
d f (13)
Dónde f corresponde al factor de fricción de
Fanning y se puede hallar mediante la ecuación de
Colebrook, la cual está en función del número de
Reynolds y la rugosidad de la tubería [4].
Para la simulación de los escenarios de pérdidas de
contención, se evaluaron diferentes niveles de
radiación desde 1.6 kW/m2 hasta 37.5 kW/m2. Los
resultados obtenidos se pueden observar en el
Anexo 8.1 Isocontornos de cálculo de efectos.
De acuerdo a los resultados, los tanques TK-301 y
TK-302 son los que presentan mayores
consecuencias para todas las radiaciones, seguido
por el tanque de TK-201. Estos resultados
confirman la peligrosidad de las sustancias
almacenadas en los mismos, Mezcla y Nafta. Estas
sustancias representan una mayor peligrosidad
dentro del proceso debido a las cantidades
almacenadas y a su naturaleza volátil e inflamable.
4.3. Estimación de probabilidades
Se realiza el cálculo las probabilidades de sucesos
finales para las sustancias manejadas (Crudo 12º
API, Nafta, Mezcla Crudo-Nafta y Diésel) y los
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12
escenarios de pérdida de contención. Para esto, se
establece el tipo de descarga para cada escenario
(Tabla 17).
Tabla 17. Tipo de descarga para tanques de
almacenamiento
Escenario Masa
liberada [kg]
Tipo de
descarga
Tanques de Crudo 12° API 6226039 Instantánea
Tanques de Nafta 9404850 Instantánea
Tanques de Mezcla 10391810 Instantánea
Tanques de Diésel 107484 Instantánea
Carrotanque con fuga
instantánea 31302 Instantánea
Escenario Masa
liberada [kg]
Tipo de
descarga
Carrotanque con rotura
mayor conexión 7292 Instantánea
Bomba con rotura total 433831 Instantánea
Bomba con rotura 20% 11494 Instantánea
Bomba con rotura mínima 1746 Continua
A partir de los criterios establecidos anteriormente,
se determinaron las probabilidades de ignición
directa, ignición retardada y nivel de
confinamiento. Por medio de estas probabilidades
se calculó la frecuencia de ocurrencia de sucesos
finales, siguiendo los árboles de eventos (Tabla 15)
Tabla 18. Frecuencias de ocurrencia de sucesos finales [año-1]
Escenario Frecuencia
Base [año-1] P1 P2 P3
Incendio de
piscina/ Incendio
Chorro
Incendio
de piscina
(Tardío)
Llamarada Dispersión
segura
TK-101-104/E1/CRUDO 1x10-3 0.01 0.4 0.6 2x10-5 4.75x10-4 3.17x10-4 1.19x10-3
TK-101-104/E2/CRUDO 1x10-4 0.01 0.4 0.6 1x10-6 2.38x10-5 1.58x10-5 5.94x10-5
TK-101-104/E3/CRUDO 2.05x10-3 0.01 0.4 0.6 2.05x10-5 5.94x10-4 3.96x10-4 1.49x10-3
TK-201/E1/NAFTA 2x10-3 0.065 0.4 0.6 1.3x10-4 4.49x10-4 2.99x10-4 1.12x10-3
TK-201/E2/NAFTA 1x10-4 0.01 0.4 0.6 1x10-6 2.38x10-5 1.58x10-5 5.94x10-5
TK-201/E3/NAFTA 2.05x10-3 0.01 0.4 0.6 2.5x10-5 5.94x10-4 3.96x10-4 1.49x10-3
TK-301-302/E1/MEZCLA 2x10-3 0.065 0.4 0.6 1.3x10-4 4.49x10-4 2.99x10-4 1.12x10-3
TK-301-302/E2/MEZCLA 1x10-4 0.01 0.4 0.6 1x10-6 2.38x10-5 1.58x10-5 5.94x10-5
TK-301-302/E3/MEZCLA 2.05x10-3 0.01 0.4 0.6 2.5x10-5 5.94x10-4 3.96x10-4 1.49x10-3
TD-101-102/E1/DIESEL 2x10-3 0.065 0.4 0.6 1.3x10-4 4.49x10-4 2.99x10-4 1.12x10-3
TD-101-102/E2/DIESEL 1x10-4 0.01 0.4 0.6 1x10-6 2.38x10-5 1.58x10-5 5.94x10-5
TD-101-102/E3/DIESEL 1x10-3 0.01 0.4 0.6 1x10-5 2.38x10-4 1.58x10-4 5.94x10-4
BPC-101-103/E1/MEZCLA 4.8x10-5 0.01 0.4 0.6 4.8x10-7 1.14x10-5 7.6x10-6 2.85x10-5
BPC-101-103/E2/MEZCLA 9.7x10-5 0.01 0.4 0.6 9.7x10-7 2.3x10-5 1.54x10-5 5.76x10-5
BPC-101-103/E3/MEZCLA 1.8x10-3 0.01 0.4 0.6 1.8x10-5 4.28x10-4 2.85x10-4 1.07x10-3
CARROTK/E1/NAFTA 1x10-5 0.065 0.4 0.6 6.5x10-7 2.24x10-6 1.5x10-6 5.61x10-6
CARROTK/E2/NAFTA 5x10-7 0.065 0.4 0.6 3.25x10-8 1.12x10-7 7.48x10-8 2.81x10-7
CARROTK/E1/DIESEL 1x10-5 0.01 0.4 0.6 1x10-7 2.38x10-6 1.58x10-6 5.94x10-6
CARROTK/E2/DIESEL 5x10-7 0.01 0.4 0.6 5x10-9 1.19x10-7 7.92x10-8 2.97x10-7
API/E1/NAFTA 2x10-3 0.065 0.4 0.6 1.3x10-4 4.49x10-4 2.99x10-4 1.12x10-3
TR-101/E1/MEZCLA 4.6x10-4 0.01 0.4 0.6 4.6x10-6 1.09x10-4 7.29x10-5 2.73x10-4
TR-101/E2/MEZCLA 3.7x10-4 0.01 0.4 0.6 3.7x10-6 8.79x10-5 5.86x10-5 2.2x10-4
TR-101/E3/MEZCLA 1.9x10-3 0.01 0.4 0.6 1.9x10-5 4.51x10-4 3.01x10-4 1.13x10-3
Los escenarios de roturas mínimas al igual que los
de incendio de techo presentan una mayor
probabilidad de ocurrencia dentro de las
instalaciones. Para estos escenarios se deben tomar
medidas de prevención de ocurrencia,
estableciendo protocolos de mantenimiento y de
revisión.
4.4. Valores de Riesgo
La estimación del riesgo se realiza a partir de los
efectos calculados en el numeral 4.2 y la estimación
de probabilidades de ocurrencia por escenarios
calculados en el numeral 4.3.
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13
El análisis cuantitativo de riesgo se realiza por
medio de la metodología de riesgo individual.
Según AIChE, este se define como el riesgo de
muerte al cual se expone un individuo, situado
dentro del área de afectación del proceso. El riesgo
individual 𝑅(𝑥,𝑦)se puede expresar entonces de la
siguiente manera [18]:
R(x,y)= ∑ ∑ Fr∙Pr(x,y)∙Pvj,k
2
k=1
R
r=1
(14)
La afectación letal se calcula mediante la función
probit. El nivel de afectación se establece en
función de la radiación (q) en W/m2 y el tiempo de
exposición especificado, para este caso para 20 s.
Probit=-38.48+2.56∙ ln (t∙q43) (15)
Los resultados del cálculo cuantitativo de riesgo se
presentan en el Anexo 8.2, Isocontornos de cálculo
de riesgo. En estos isocontornos se evidencia que
para la zona de bombas y trampa de despacho se
presenta el mayor riesgo dentro de la instalación,
con un orden de magnitud de 1x10-3. Aunque se
presenta una mayor afectación por consecuencias
en la zona de los tanques de almacenamiento de
nafta, se observa que la probabilidad de ocurrencia
para los escenarios en las zonas de bombeo es
mayor que para los escenarios de los tanques.
4.5. Filosofía contra incendios
Una vez determinadas las consecuencias de los
escenarios establecidos, se define la filosofía contra
incendios de la planta.
Teniendo en cuenta la simulación de escenarios de
pérdida de contención es posible identificar que las
áreas de bombeo y despacho son las que presentan
mayor afectación en términos de riesgos, por ende
son las áreas que requieren mayor atención desde
la perspectiva de la filosofía contra incendio.
Sistema de detección y alarma
De acuerdo a los escenarios identificados en la
instalación y teniendo en cuenta el tipo de
sustancias manejadas se plantea el uso de alarmas
en cada una de las unidades de proceso, con el fin
de monitorear las variables críticas y generar un
reporte constante en el panel de control de la planta.
La detección automática de los incendios se realiza
mediante detectores de llama y de humo.
Las alarmas de activación manual deben ser
distribuidas a lo largo de la instalación en lugares
de fácil acceso. Para tener un control del proceso se
deben tener controladores que monitoreen las
condiciones de operación normal y que presenten
una activación cuando se identifiquen desvíos.
Adicionalmente para las áreas de proceso se
implementan detectores de calor de acuerdo a las
especificaciones en la NFPA 72.
Tabla 19. Clasificación de detectores de calor.
Hidrocarburo
Punto de
Ebullición
[°C]
Clasificación por
temperatura
Código
de color
Crudo 12°API 319.85 Ultra elevada Naranja
Nafta 99.259 Intermedia Blanco
Mezcla 156.79 Elevada Azul
Diésel 259.4 Extra elevada Verde
Sistemas de espumas
Como se estableció en el numeral 2.3, para
establecer las condiciones y requerimientos del
sistema contra incendios se deben clasificar las
sustancias almacenadas, teniendo en cuenta el
punto de auto ignición y ebullición (Tabla 20).
Debido a que las sustancias que se van a manejar
en el proceso son hidrocarburos, el tipo de
concentrado que se usa en los sistemas es
fluoroprotéico.
Tabla 20. Sustancias almacenadas
Hidrocarburo
Punto de auto
ignición
[°C]
Punto de
ebullición
[°C]
Crudo Castilla 73.85 319.85
Nafta 40 99.259
Mezcla 66.729 156.79
Diésel 45.85 259.4
De acuerdo a los escenarios de incendio
planteados, se deben generar sistemas de
protección para cubrir los requerimientos de
espuma en las áreas de almacenamiento y proceso.
Para lo anterior se establecen sistemas de
protección descritos según el tipo de escenario
establecido (Tabla 21). Para las áreas de proceso y
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14
la zona de descarga de carrotanques se
implementan rociadores agua-espuma, con un
porcentaje de 3% de espuma, este sistema para los
tanques de almacenamiento de techo cónico se basa
en cámaras de espuma tipo II, mientras que para los
carrotanques y bombas consta de rociadores
espuma-agua.
Los tanques de almacenamiento presentan cámaras
de espuma, chorros de manguera y aspersores, los
cuales son capaces de controlar los incendios de
techo y de posibles fugas dentro del dique de
contención. Las zonas de diques alrededor de los
tanques están diseñadas para detener el flujo de
fluidos inflamables dentro de la planta debido a
ruptura en los tanques. Sin embargo, la liberación
de producto en dichas áreas puede representar un
riesgo considerable a la integridad de la planta.
Debido a lo anterior y de acuerdo lo especificado
en la NFPA 11, se plantea un sistema de espuma
que se active en caso de derrame cubriendo la
superficie del mismo, con el fin de evitar posibles
consecuencias.
De acuerdo a lo establecido en la NFPA 11, la tasa
mínima de aplicación se determina según el
diámetro del tanque.
T(gpm)=D2(ft)∙0.785∙Densidad aplicación (16)
La densidad de aplicación para crudos es de 0.16
gpm/ft2 (NFPA 16), y el tiempo de aplicación para
líquidos combustibles es de 30 min (NFPA 11).
Tabla 21. Requerimientos de espuma contra incendio para la protección de equipos
Área a
proteger Escenario Sistema contra incendios
Requisitos
solución (lpm)
Tiempo mínimo
de aplicación
(min)
% inyección
de espuma
Consumo
requerido de
espuma (L)
Tanque de techo
fijo (Cónico) de
Crudo 12 °API
Incendio Dique Mangueras de espuma 6309.7 30 3% 189290.6
Aspersores agua-espuma 4173.2 20 3% 2503.98
Incendio
Techo
Cámaras de espuma 4173.2 55 3% 6885.93
Chorros de manguera 189 30 3% 170.10
Tanque de techo flotante de
Nafta/Mezcla
Incendio Dique Mangueras de espuma 7405.1 30 3% 222153.5
Monitores agua-espuma 4897.8 20 3% 2938.69
Incendio
Techo
Bocas de descarga de espuma 4897.8 55 3% 8081.40
Chorros de manguera 189 30 3% 170.10
Tanque de techo flotante de
Diésel
Incendio Dique Mangueras de espuma 175.3 30 3% 5258.1
Aspersores agua-espuma 115.9 20 3% 69.55
Incendio
Techo
Bocas de descarga de espuma 115.9 30 3% 104.33
Chorros de manguera 189 30 3% 170.10
Zona de bombas
principales
Incendio por rotura de
tubería
Rociadores agua-espuma 2463.7 15 3% 1108.67
Carrotanque Incendio por
rotura de
conexión
Rociadores agua-espuma 6.5 20 3% 3.90
Trampa de
despacho
Incendio por rotura de
tubería
Rociadores agua-espuma 2040 15 3% 918.00
Sistema de protección con agua
En las boquillas aspersoras de agua, el suministro
necesario para cada tanque se calcula de acuerdo a
la NFPA 15. En esta se establece que la tasa de
aplicación de agua no debe ser inferior a 10.2
lpm/m2 [13], con esta tasa se calcula el suministro
de agua para cada escenario de los tanques de
almacenamiento (Tabla 22).
Tabla 22. Requisitos para boquillas aspersoras de agua
Escenario
Requisitos
de agua
(lpm)
Tiempo de
descarga
mínimo
Suministro
mínimo de
agua (L)
Tanque de techo
fijo (Cónico) de
Crudo 12 °API
10382.33 55 571028.45
Tanque de techo flotante de
Nafta/Mezcla
12184.82 55 670165.33
Tanque de techo
flotante de Diésel
288.40 30 8651.95
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15
Para establecer el número de hidrantes necesarios,
se dividió el parque de almacenamiento en cinco
zonas. A partir del área de cada zona se establece
el número de hidrantes necesarios, de acuerdo al
área máxima protegida por cada uno.
Tabla 23. Hidrantes en áreas de proceso
Zonas Área (m2) Numero de hidrantes
tanque mezcla 7000 3
tanque nafta 6500 3
bomba y despacho 6000 2
crudo 14000 5
descargaderos 4000 2
A partir de los de suministros de agua de las
boquillas y los sistemas de espuma, se establece el
escenario con mayor requerimiento de agua
(Anexo 7.3.2). A partir de este requerimiento, es
necesario un tanque de almacenamiento de agua
contra incendios. Con una capacidad de estándar de
1135 m3. Adicionalmente la planta cuenta con un
sistema de abastecimiento de agua provisional, el
cual está dado por una fuente artificial de agua,
Bombas contraincendios
De acuerdo a los cálculos en el suministro de agua,
los escenarios con mayor suministro requerido son
los tanques de almacenamiento de Nafta y de
Mezcla. A partir del caudal de agua requerido para
uno de estos tanques, se establece que el tipo de
bomba que se debe usar es una bomba centrífuga
de carcasa bipartida. De acuerdo al requerimiento
de dichos tanques se determinó que se deben contar
con dos bombas con una capacidad 9462 lpm (2500
gpm), con una bomba de apoyo tipo Jockey.
Plan de contingencia
Para que un programa de seguridad contra incendio
sea efectivo se deben implementar políticas y
protocolos que garanticen la seguridad del personal
en la planta en caso de algún incidente. Por esta
razón que se den contemplar la organización en
caso de emergencia y socializarla a los
trabajadores, para esto se deberá:
- Formar al personal en medidas de prevención
y protocolos de seguridad, incluyendo
formación en manejo de equipos de protección
contra incendio.
- Garantizar el cumplimiento de las medidas de
prevención por parte del personal de la planta.
- Realizar inspección y mantenimiento
periódico a las unidades de proceso y sistemas
de protección contra incendio.
En caso de una emergencia todos los trabajadores
deben saber su función y la de los demás en la
respuesta a la emergencia, estas funciones deben
estar indicadas en el plan de emergencia de la
empresa el cual indica de forma clara y jerárquica
las responsabilidades de cada persona, con el fin de
evacuar hacia zonas seguras y puntos de encuentro
a todo el personal [3].
5. CONCLUSIONES
La metodología planteada se desarrolló
completamente para el caso de estudio,
permitiendo establecer de manera general las zonas
críticas del proceso y las medidas para reducir el
riesgo asociado a dichas áreas. Los escenarios de
pérdida de contención establecidos se
seleccionaron de acuerdo a criterios establecidos
por TNO y otros autores basados en históricos de
incidentes para instalaciones industriales.
El análisis cuantitativo de los riesgos aquí
presentado, permite establecer los equipos críticos
que deben tener mayor protección. Por medio de
este análisis se establece que las zonas donde se
requiere una mayor protección se correlacionan
con escenarios de ocurrencia más frecuente. Según
lo anterior, aquellos equipos a los que
corresponden dichos escenarios deben contar con
protección adicional y con protocolos de revisión,
con el fin de reducir la probabilidad de ocurrencia
de los mismos y así bajar los niveles de riesgo
presentados. Durante el análisis se pudo observar
que existen normativas internacionales las cuales
establecen los valores de tolerabilidad para
diferentes países, de acuerdo a estos estándares los
valores de riesgo del orden de 1E-3 no son
tolerables. Es importante tener en cuenta que a
pesar de tener estándares internacionales que
determinen el nivel de riesgo que una sociedad está
dispuesta a aceptar, se deben implementar estudios
que ayuden a establecer criterios de tolerabilidad
para Colombia.
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16
Finalmente se logró establecer la filosofía contra
incendio para el parque de almacenamiento, el cual
cuenta con los equipos un sistema de nueve
cámaras de espumas, nueve chorros de manguera,
aspersores de espuma-agua, boquillas de agua,
hidrantes y alarmas contra incendios
Adicionalmente, cabe se resalta la importancia de
establecer protocolos de seguridad y sistemas de
protección adicionales a los equipos, que ayuden a
reducir el riesgo de las instalaciones.
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18
Tabla 24. Tabla de unidades
Parámetro Descripción Unidades
tn Tiempo para liberar 4536 kg s
Qm
Flujo másico kg/s
Asuperficie Área superficial del tanque m2
D Diámetro del tanque m
R Requisitos de la solución lpm
N Número de cámaras de espuma -
CCámaras Cantidad de concentrado de espuma
en cámaras L
CChorros Cantidad de concentrado de espuma
en chorros L
CTotal Cantidad de concentrado de espuma
total L
𝑡𝑎 Tiempo de aplicación min
Q Caudal m3/s
ρ Densidad kg/m3
u̅ Velocidad promedio m/s
A Área m2
Co Coeficiente de pérdidas -
g Gravedad m/s2
Pg Presión manométrica Pa
hL Altura del líquido m
t tiempo s
hLo Altura del líquido en t=0 m
A1 Área transversal del tanque m2
ΔP Diferencial de presión Pa
ΔV Diferencial de velocidad m/s
ΔZ Diferencial de altura m
hf Pérdidas por fricción m
L Longitud del tubo m
d Diámetro de la tubería m
f Factor de fricción de Fanning -
R(x,y) Riesgo Individual año-1
Fr Frecuencia del suceso final año-1
Pr(x,y) Afectación letal del suceso final %
Pvj,k Probabilidad del viento para la
estabilidad k e la dirección j %
q Radiación W/m2
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19
7. ANEXOS:
7.1. Anexo 1: isocontornos cálculo de efecto
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20
Tabla 25. Descripción de equipos y códigos de escenarios
TAG Equipo Sustancia Cap
[bbl]
Vol
[m3]
Temp.
[°C]
Diám
[m]
Área
[m2]
Altura
[m] Escenario Código escenario
Diámetro
rotura [m]
Masa
[kg]
Tasa de
descarga
[kg/s]
Velocidad
[m/s]
Tiemp
o [s]
TK- 101
Tanque de
techo
flotante
Crudo
castilla 40000 6360 29 36 1017.9 6.2
Incendio Techo TK-101/E1/CRUDO NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-101/E2/CRUDO 0.750 6226039 2717 10 2291
Rotura diámetro
menor conexión TK-101/E3/CRUDO 0.225 6226039 245 10 25461
TK- 102
Tanque de
techo
flotante
Crudo
castilla 40000 6360 29 36 1017.9 6.2
Incendio Techo TK-102/E1/CRUDO NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-102/E2/CRUDO 0.750 6226039 2717 10 2291
Rotura diámetro
menor conexión TK-102/E3/CRUDO 0.225 6226039 245 10 25461
TK- 103
Tanque de
techo
flotante
Crudo
castilla 40000 6360 29 36 1017.9 6.2
Incendio Techo TK-103/E1/CRUDO NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-103/E2/CRUDO 0.750 6226039 2717 10 2291
Rotura diámetro
menor conexión TK-103/E3/CRUDO 0.225 6226039 245 10 25461
TK- 104
Tanque de
techo
flotante
Crudo
castilla 40000 6360 29 36 1017.9 6.2
Incendio Techo TK-104/E1/CRUDO NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-104/E2/CRUDO 0.750 6226039 2717 10 2291
Rotura diámetro
menor conexión TK-104/E3/CRUDO 0.225 6226039 245 10 25461
TK-201 Tanque de
techo fijo Nafta 70000 11130 18 39 1194.6 9.3
Incendio Techo TK-201/E1/NAFTA NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-201/E2/NAFTA 0.750 9404850 2882 13 3264
Rotura diámetro
menor conexión TK-201/E3/NAFTA 0.225 9404850 259 13 36268
TK-301 Tanque
techo fijo Mezcla 70000 11130 18 39 1194.6 9.3
Incendio Techo TK-301/E1/MEZCLA NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-301/E2/MEZCLA 0.750 10391810 3184 13 3264
Rotura diámetro
menor conexión TK-301/E3/MEZCLA 0.225 10391810 287 13 36268
TK-302 Tanque
techo fijo Mezcla 70000 11130 18 39 1194.6 9.3
Incendio Techo TK-302/E1/MEZCLA NA
Rotura diámetro
mayor conexión TK-302/E2/MEZCLA 0.750 10391810 3184 13 3264
Rotura diámetro
menor conexión TK-302/E3/MEZCLA 0.225 10391810 287 13 36268
TD-101 Tanque
techo fijo Diésel 800 127.2 18 6 28.3 4.5
Incendio Techo TD-101/E1/DIESEL NA
Rotura diámetro
mayor conexión TD-101/E2/DIESEL 0.250 107484 220 9 489
Rotura diámetro
menor conexión TD-101/E3/DIESEL 0.070 107484 20 9 5441
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TAG Equipo Sustancia Cap
[bbl]
Vol
[m3]
Temp.
[°C]
Diám
[m]
Área
[m2]
Altura
[m] Escenario Código escenario
Diámetro
rotura [m]
Masa
[kg]
Tasa de
descarga
[kg/s]
Velocidad
[m/s]
Tiemp
o [s]
TD-102 Tanque
techo fijo Diésel 800 127.2 18 6 28.3 4.5
Incendio Techo TD-102/E1/DIESEL NA
Rotura diámetro
mayor conexión TD-102/E2/DIESEL 0.250 107484 220 9 489
Rotura diámetro
menor conexión TD-102/E3/DIESEL 0.070 107484 20 9 5441
BPC-101 a
102
Bombas
principales Mezcla
0.6096
1
Rotura total BPC-101/E1/MEZCLA
0.610 433831 3615 13 120
Rotura 20% BPC-101/E2/MEZCLA
0.122 11494 96 13 120
Rotura 1/4" BPC-101/E3/MEZCLA
0.006 1746 1 13 1800
CTK Carrotanque
Nafta
0.1016
2
Fuga instantánea CARROTK/E1/NAFTA
0.102 31302 41 6 769
Rotura diametro
mayor conexión CARROTK/E2/NAFTA
0.102 7292 41 6 180
Diésel Fuga instantánea
CARROTK/E1/DIESEL 0.102 31302 41 6 769
Rotura diametro
mayor conexión CARROTK/E2/DIESEL
0.102 7292 41 6 180
Tabla 26. Parámetros climáticos para la simulación
Parámetro Valor CAR Valor NASA Valor
Temperatura promedio (ºC) 13.6 27 13.55
Humedad relativa promedio (%) 74.9 77 74.92
Velocidad del viento (m/s) 1.8 - 1.81/ 1.5
Radiación solar (kWh/m2) 3.74 5.79 5.79
Estabilidad B A-B A-B /F
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Tabla 27. Estabilidades de Pasquill seleccionadas.
Estabilidad de Pasquill. Fuente: Análisis del riesgo en instalaciones industriales. Pág. 213
Velocidad del viento en la superficie
Día3 Noche
Elevado Moderado Bajo Más del`50% Menos del 50%
<2 (4) A A-B B E F
2-3 (4-7) A-B B C E F
3-5 (7-11) B B-C C D E
5-6 (11-13) C C-D D D D
>6 (13) C D D D D
Tabla 28. Distancias de afectación en metros para Llamarada e Incendio de piscina temprana
Código escenario
LII/2 LII INCENDIO DE PISCINA TEMPRANA PARA RADIACIONES (kW/M2) -
1.8AB
INCENDIO DE PISCINA TEMPRANA PARA RADIACIONES (kW/M2) -
1.5F
1.8AB 1.5F 1.8AB 1.5F 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TK-101/E1/CRUDO 130 33 130 33
TK-101/E2/CRUDO 5 5 5 5 159 55 40 33 28 28 28 213 62 44 35 29 28 28
TK-101/E3/CRUDO 4 4 4 4 114 43 31 25 20 17 15 13 12 11 140 47 33 26 21 18 13 13 12 11
TK-102/E1/CRUDO 130 33 130 33
TK-102/E2/CRUDO 5 5 5 5 159 55 40 33 28 28 28 213 62 44 35 29 28 28
TK-102/E3/CRUDO 4 4 4 4 114 43 31 25 20 17 15 13 12 11 140 47 33 26 21 18 13 13 12 11
TK-103/E1/CRUDO 130 33 130 33
TK-103/E2/CRUDO 5 5 5 5 159 55 40 33 28 28 28 213 62 44 35 29 28 28
TK-103/E3/CRUDO 4 4 4 4 114 43 31 25 20 17 15 13 12 11 140 47 33 26 21 18 13 13 12 11
TK-104/E1/CRUDO 130 33 130 33
TK-104/E2/CRUDO 5 5 5 5 159 55 40 33 28 28 28 213 62 44 35 29 28 28
TK-104/E3/CRUDO 4 4 4 4 114 43 31 25 20 17 15 13 12 11 140 47 33 26 21 18 13 13 12 11
3 Nivel de radiación bajo valores entre 2.5 y 4 KWh/m2, nivel medio valores entre 4 y 5.5 KWh/m2, y nivel alto valores entre 5.5 y 7.0 KWh/m2.
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Código escenario
LII/2 LII INCENDIO DE PISCINA TEMPRANA PARA RADIACIONES (kW/M2) -
1.8AB
INCENDIO DE PISCINA TEMPRANA PARA RADIACIONES (kW/M2) -
1.5F
1.8AB 1.5F 1.8AB 1.5F 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TK-201/E1/NAFTA 248 144 121 106 93 85 77 68 60 34 248 144 121 106 93 85 77 68 60 34
TK-201/E2/NAFTA 132 106 95 75 558 327 277 247 219 205 188 173 159 129 646 341 286 253 223 209 192 177 162 132
TK-201/E3/NAFTA 104 81 73 55 405 238 203 181 161 151 139 128 118 95 474 252 212 188 167 156 143 132 122 99
TK-301/E1/MEZCLA 263 152 128 112 97 91 81 73 63 35 263 152 128 112 97 91 81 73 63 35
TK-301/E2/MEZCLA 182 143 134 107 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TK-301/E3/MEZCLA 130 102 95 73 496 292 248 221 197 184 170 157 144 117 581 309 260 230 204 191 176 162 149 122
TK-302/E1/MEZCLA 263 152 128 112 97 91 81 73 63 35 263 152 128 112 97 91 81 73 63 35
TK-302/E2/MEZCLA 182 143 134 107 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TK-302/E3/MEZCLA 130 102 95 73 496 292 248 221 197 184 170 157 144 117 581 309 260 230 204 191 176 162 149 122
TD-101/E1/DIESEL 29 29
TD-101/E2/DIESEL 3 3 3 3 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
TD-101/E3/DIESEL 2 2 2 2 61 36 29 23 18 16 15 15 15 70 38 30 25 19 17 15 15 15
TD-102/E1/DIESEL 29 29
TD-102/E2/DIESEL 3 3 3 3 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
TD-102/E3/DIESEL 2 2 2 2 61 36 29 23 18 16 15 15 15 70 38 30 25 19 17 15 15 15
BPC-
101/E1/MEZCLA 167 139 127 106 292 170 144 128 113 105 96 88 80 64 335 176 147 130 114 107 98 89 82 65
BPC-
101/E2/MEZCLA 74 69 57 53 136 82 70 63 56 53 49 45 41 33 154 84 71 64 57 53 49 45 42 34
BPC-
101/E3/MEZCLA 33 30 25 22 12 9 8 8 7 7 6 6 6 6 12 8 7 7 7 6 6 6 6 6
CARROTK/E1/NAF 50 49 37 34 275 160 135 120 106 99 91 83 76 60 316 166 139 123 108 101 92 85 77 62
CARROTK/E2/NAF 29 31 22 22 169 100 85 76 67 63 58 53 48 38 194 103 87 77 68 64 59 54 49 39
CARROTK/E1/DIE 3 3 3 3 76 43 33 26 21 21 21 21 87 46 35 28 22 21 21 21
CARROTK/E2/DIE 57 58 41 40 59 35 28 23 19 16 15 15 15 67 36 30 25 19 17 15 15 15
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Tabla 29. Distancias de afectación en metros para Incendio de chorro
Código escenario INCENDIO DE CHORRO PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.8AB INCENDIO DE CHORRO PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.5F
1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TK-101/E1/CRUDO
TK-101/E2/CRUDO 23 15 13 12 11 11 10 10 9 9 27 16 14 13 12 11 11 10 10 9
TK-101/E3/CRUDO 15 9 8 8 7 7 6 6 6 5 17 10 9 8 7 7 7 6 6 5
TK-102/E1/CRUDO
TK-102/E2/CRUDO 23 15 13 12 11 11 10 10 9 9 27 16 14 13 12 11 11 10 10 9
TK-102/E3/CRUDO 15 9 8 8 7 7 6 6 6 5 17 10 9 8 7 7 7 6 6 5
TK-103/E1/CRUDO
TK-103/E2/CRUDO 23 15 13 12 11 11 10 10 9 9 27 16 14 13 12 11 11 10 10 9
TK-103/E3/CRUDO 15 9 8 8 7 7 6 6 6 5 17 10 9 8 7 7 7 6 6 5
TK-104/E1/CRUDO
TK-104/E2/CRUDO 23 15 13 12 11 11 10 10 9 9 27 16 14 13 12 11 11 10 10 9
TK-104/E3/CRUDO 15 9 8 8 7 7 6 6 6 5 17 10 9 8 7 7 7 6 6 5
TK-201/E1/NAFTA
TK-201/E2/NAFTA 124 88 81 76 72 70 67 65 63 59 142 93 84 79 75 72 70 67 65 61
TK-201/E3/NAFTA 73 52 48 45 43 41 40 39 38 35 83 55 50 47 44 43 41 40 39 36
TK-301/E1/MEZCLA
TK-301/E2/MEZCLA 152 99 89 82 76 73 70 67 65 59 178 105 93 85 79 76 72 69 66 61
TK-301/E3/MEZCLA 100 65 58 54 50 48 46 44 42 39 118 69 61 56 52 50 47 45 44 40
TK-302/E1/MEZCLA
TK-302/E2/MEZCLA 152 99 89 82 76 73 70 67 65 59 178 105 93 85 79 76 72 69 66 61
TK-302/E3/MEZCLA 100 65 58 54 50 48 46 44 42 39 118 69 61 56 52 50 47 45 44 40
TD-101/E1/DIESEL
TD-101/E2/DIESEL 2 2 2 1 1 1 1 1 1 3 2 2 2 1 1 1 1 1
TD-101/E3/DIESEL 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1
TD-102/E1/DIESEL
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25
Código escenario INCENDIO DE CHORRO PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.8AB INCENDIO DE CHORRO PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.5F
1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TD-102/E2/DIESEL 2 2 2 1 1 1 1 1 1 3 2 2 2 1 1 1 1 1
TD-102/E3/DIESEL 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1
BPC-101/E1/MEZCLA 166 108 96 89 83 80 76 73 70 64 198 116 103 95 88 84 80 77 74 67
BPC-101/E2/MEZCLA 91 59 52 48 45 43 41 39 38 35 111 65 57 52 48 47 44 42 41 37
BPC-101/E3/MEZCLA 34 22 20 18 17 16 16 15 14 13 39 23 20 19 17 17 16 15 14 13
CARROTK/E1/NAFTA 58 42 38 36 34 33 32 31 30 28 73 49 45 42 40 39 37 36 35 33
CARROTK/E2/NAFTA 36 27 24 23 22 21 21 20 19 18 43 29 26 25 24 23 22 21 21 19
CARROTK/E1/DIESEL 2 3 1
CARROTK/E2/DIESEL 192 134 121 114 107 104 100 97 93 87 218 139 125 117 109 106 102 98 95 88
Tabla 30. Distancias de afectación en metros para Incendio de piscina tardía
Código escenario INCENDIO DE PISCINA TARDIA PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.8AB INCENDIO DE PISCINA TARDIA PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.5F
1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TK-101/E1/CRUDO
TK-101/E2/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-101/E3/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-102/E1/CRUDO
TK-102/E2/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-102/E3/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-103/E1/CRUDO
TK-103/E2/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-103/E3/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-104/E1/CRUDO
TK-104/E2/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-104/E3/CRUDO 225 75 54 43 38 38 38 301 84 58 45 38 38 38
TK-201/E1/NAFTA
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
26
Código escenario INCENDIO DE PISCINA TARDIA PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.8AB INCENDIO DE PISCINA TARDIA PARA RADIACIONES (kW/M2) - 1.5F
1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5 1.6 5 7.27 9,5 12.5 14.5 17.5 20.9 25 37.5
TK-201/E2/NAFTA 558 327 277 247 219 205 188 173 159 129 646 341 286 253 223 209 192 177 162 132
TK-201/E3/NAFTA 558 327 277 247 219 205 188 173 159 129 646 341 286 253 223 209 192 177 162 132
TK-301/E1/MEZCLA
TK-301/E2/MEZCLA 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TK-301/E3/MEZCLA 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TK-302/E1/MEZCLA
TK-302/E2/MEZCLA 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TK-302/E3/MEZCLA 595 348 295 262 232 217 200 184 169 137 687 362 303 268 237 221 203 187 171 139
TD-101/E1/DIESEL
TD-101/E2/DIESEL 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
TD-101/E3/DIESEL 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
TD-102/E1/DIESEL
TD-102/E2/DIESEL 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
TD-102/E3/DIESEL 138 74 56 45 40 40 40 158 79 60 47 40 40 40
BPC-101/E1/MEZCLA 292 170 144 128 113 105 96 88 80 64 335 176 147 130 114 107 98 89 82 65
BPC-101/E2/MEZCLA 136 82 70 63 56 53 49 45 41 33 154 84 71 64 57 53 49 45 42 34
BPC-101/E3/MEZCLA 23 15 14 13 11 11 10 9 9 7 22 14 12 11 10 10 9 9 8 6
CARROTK/E1/NAFTA 275 160 135 120 106 99 91 83 76 60 316 166 139 123 108 101 92 85 77 62
CARROTK/E2/NAFTA 169 100 85 76 67 63 58 53 48 38 194 103 87 77 68 64 59 54 49 39
CARROTK/E1/DIESEL 88 47 35 28 23 23 23 101 51 38 29 23 23 23
CARROTK/E2/DIESEL 59 35 28 23 19 16 15 15 15 67 36 30 25 19 17 15 15 15
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
27
7.2. Anexo 2: isocontornos cálculo de riesgo:
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
28
Tabla 31. Frecuencia de falla por tipo de categoría y crudo.
Sustancia Categoría P0 P1 1-P1 P2 1-P2 Pool Fire + Flash Fire Flash Fire + (late) pool Fire Derrame
Crudo Castilla 4 0
Natfa major 1 0.0001 0.065 0.935 0.4 0.6 6.50E-06 3.74E-05 5.61E-05
Natfa minor 1 0.0025 0.065 0.935 0.4 0.6 1.63E-04 9.35E-04 1.40E-03
Natfa techo 1 0.002 0.065 0.935 0.4 0.6 1.30E-04 7.48E-04 1.12E-03
Mezcla major 1 0.0001 0.065 0.935 0.4 0.6 6.50E-06 3.74E-05 5.61E-05
Mezcla minor 1 0.0025 0.065 0.935 0.4 0.6 1.63E-04 9.35E-04 1.40E-03
Mezcla techo 1 0.002 0.065 0.935 0.4 0.6 1.30E-04 7.48E-04 1.12E-03
Diésel large 2 0.0001 0.01 0.99 0.4 0.6 1.00E-06 3.96E-05 5.94E-05
Diésel small 2 0.001 0.01 0.99 0.4 0.6 1.00E-05 3.96E-04 5.94E-04
Tabla 32. Frecuencia de falla para tanques de almacenamiento
Sustancia Categoría de sustancia Categoría de descarga P0 P1 1-P1 P2 1-P2 Pool Fire + Flash Fire Flash Fire + (late) pool Fire Derrame
Nafta 1
Mayor 0.0001 0.065 0.935 0.4 0.6 6.50E-06 3.74E-05 5.61E-05
Menor 0.0025 0.065 0.935 0.4 0.6 1.63E-04 9.35E-04 1.40E-03
Techo 0.002 0.065 0.935 0.4 0.6 1.30E-04 7.48E-04 1.12E-03
Mezcla 1
Mayor 0.0001 0.065 0.935 0.4 0.6 6.50E-06 3.74E-05 5.61E-05
Menor 0.0025 0.065 0.935 0.4 0.6 1.63E-04 9.35E-04 1.40E-03
Techo 0.002 0.065 0.935 0.4 0.6 1.30E-04 7.48E-04 1.12E-03
Diésel 2 Grande 0.0001 0.01 0.99 0.4 0.6 1.00E-06 3.96E-05 5.94E-05
Pequeña 0.001 0.01 0.99 0.4 0.6 1.00E-05 3.96E-04 5.94E-04
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
29
Tabla 33. Frecuencias de falla para Carrotanques.
Crudo 12 API Categoría de sustancia P0 P1 1-P1 P2 1-P2 Pool Fire + Flash Fire Flash Fire + (late) pool Fire Derrame
Nafta 1
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
Mezcla 1
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
0.00000022 0.065 0.935 0.4 0.6 1.43E-08 8.228E-08 1.2342E-07
Diésel 2 0.00000022 0.01 0.99 0.4 0.6 2.2E-09 8.712E-08 1.3068E-07
0.00000022 0.01 0.99 0.4 0.6 2.2E-09 8.712E-08 1.3068E-07
Tabla 34. Frecuencias de falla por escenario
Escenario Coordenadas Incendio Piscina
Temprana
Incendio de
Chorro
Incendio
Piscina Tardía Llamarada
X Y
TK-101/E1/CRUDO 1016645.895 1039363.7 2.0E-05 2.0E-05 4.8E-04 3.2E-04
TK-101/E2/CRUDO 1,016,645.89 1,039,363.70 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-101/E3/CRUDO 1,016,645.89 1,039,363.70 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-102/E1/CRUDO 1,016,712.20 1,039,303.44 2.0E-05 2.0E-05 4.8E-04 3.2E-04
TK-102/E2/CRUDO 1,016,712.20 1,039,303.44 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-102/E3/CRUDO 1,016,712.20 1,039,303.44 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-103/E1/CRUDO 1,016,778.75 1,039,242.97 2.0E-05 2.0E-05 4.8E-04 3.2E-04
TK-103/E2/CRUDO 1,016,778.75 1,039,242.97 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-103/E3/CRUDO 1,016,778.75 1,039,242.97 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-104/E1/CRUDO 1016845.279 1039182.507 2.0E-05 2.0E-05 4.8E-04 3.2E-04
TK-104/E2/CRUDO 1,016,845.28 1,039,182.51 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-104/E3/CRUDO 1,016,845.28 1,039,182.51 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-201/E1/NAFTA 1,016,563.65 1,039,437.58 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingería Química
30
Escenario Coordenadas Incendio Piscina
Temprana
Incendio de
Chorro
Incendio
Piscina Tardía Llamarada
X Y
TK-201/E2/NAFTA 1,016,563.65 1,039,437.58 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-201/E3/NAFTA 1,016,563.65 1,039,437.58 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-301/E1/MEZCLA 1,016,926.50 1,039,108.70 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TK-301/E2/MEZCLA 1,016,926.50 1,039,108.70 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-301/E3/MEZCLA 1,016,926.50 1,039,108.70 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TK-302/E1/MEZCLA 1016840.684 1039015.607 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TK-302/E2/MEZCLA 1,016,840.68 1,039,015.61 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TK-302/E3/MEZCLA 1,016,840.68 1,039,015.61 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
TD-101/E1/DIESEL 1,016,605.01 1,039,288.56 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TD-101/E2/DIESEL 1,016,605.01 1,039,288.56 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TD-101/E3/DIESEL 1,016,605.01 1,039,288.56 1.0E-05 1.0E-05 2.4E-04 1.6E-04
TD-102/E1/DIESEL 1,016,594.20 1,039,276.53 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TD-102/E2/DIESEL 1,016,594.20 1,039,276.53 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TD-102/E3/DIESEL 1,016,594.20 1,039,276.53 1.0E-05 1.0E-05 2.4E-04 1.6E-04
BPC-101/E1/MEZCLA 1016519.766 1039317.563 4.8E-07 4.8E-07 1.1E-05 7.6E-06
BPC-101/E2/MEZCLA 1,016,519.77 1,039,317.56 9.7E-07 9.7E-07 2.3E-05 1.5E-05
BPC-101/E3/MEZCLA 1,016,519.77 1,039,317.56 1.8E-05 1.8E-05 4.3E-04 2.9E-04
BPC-102/E1/MEZCLA 1,016,516.48 1,039,313.95 4.8E-07 4.8E-07 1.1E-05 7.6E-06
BPC-102/E2/MEZCLA 1,016,516.48 1,039,313.95 9.7E-07 9.7E-07 2.3E-05 1.5E-05
BPC-102/E3/MEZCLA 1,016,516.48 1,039,313.95 1.8E-05 1.8E-05 4.3E-04 2.9E-04
BPC-103/E1/MEZCLA 1,016,513.20 1,039,310.34 4.8E-07 4.8E-07 1.1E-05 7.6E-06
BPC-103/E2/MEZCLA 1,016,513.20 1,039,310.34 9.7E-07 9.7E-07 2.3E-05 1.5E-05
BPC-103/E3/MEZCLA 1,016,513.20 1,039,310.34 1.8E-05 1.8E-05 4.3E-04 2.9E-04
API/E1/NAFTA 1016441.493 1039322.493 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TR-101/E1/MEZCLA 1,016,531.26 1,039,249.40 4.6E-06 4.6E-06 1.1E-04 7.3E-05
TR-101/E2/MEZCLA 1,016,531.26 1,039,249.40 3.7E-06 3.7E-06 8.8E-05 5.9E-05
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Departamento de Ingería Química
31
Escenario Coordenadas Incendio Piscina
Temprana
Incendio de
Chorro
Incendio
Piscina Tardía Llamarada
X Y
TR-101/E3/MEZCLA 1,016,531.26 1,039,249.40 1.9E-05 1.9E-05 4.5E-04 3.0E-04
CARROTK/E1/NAFTA 1,016,650.77 1,039,212.63 6.5E-07 6.5E-07 2.2E-06 1.5E-06
CARROTK/E2/NAFTA 1,016,650.77 1,039,212.63 3.3E-08 3.3E-08 1.1E-07 7.5E-08
CARROTK/E1/DIESEL 1,016,650.77 1,039,212.63 1.0E-07 1.0E-07 2.4E-06 1.6E-06
CARROTK/E2/DIESEL 1,016,650.77 1,039,212.63 5.0E-09 5.0E-09 1.2E-07 7.9E-08
TREL/E1/NAFTA 1016484.736 1039361.452 1.3E-04 1.3E-04 4.5E-04 3.0E-04
TREL/E2/NAFTA 1,016,484.74 1,039,361.45 1.0E-06 1.0E-06 2.4E-05 1.6E-05
TREL/E3/NAFTA 1,016,484.74 1,039,361.45 2.5E-05 2.5E-05 5.9E-04 4.0E-04
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7.3. Anexo 3: alternativas de filosofías contra incendio analizadas:
7.3.1. Sistema de protección de con espuma:
Tabla 35. Tiempo mínimo de descarga y tasa de aplicación [12]
Hidrocarburo Crudo 12° API Nafta Mezcla Diésel
Punto de inflamación [°C] 73.8 40 66.7 45.8
Punto de ebullición [°C] 319.8 99.2 156.8 259.4
Tasa aplicación mínima [lpm/m2] 4.1 4.1 4.1 4.1
Tiempo de descarga mínimo [min] 55 55 55 30
Tabla 36. Requisitos de la solución [12]
Sustancia Diámetro [m] Área [m2] Requisitos de la solución [lpm]
Crudo 12° API 36 1017.88 4173.29
Nafta 39 1194.59 4897.82
Mezcla 39 1194.59 4897.82
Diésel 6 28.27 115.92
Tabla 37. Número y tamaño de cámaras de espuma
Sustancia Requisitos solución [lpm] Número de cámaras de
espuma Tamaño [m2]
Crudo 12° API 4.173.29 2 2086.64
Nafta 4.897.82 3 1632.61
Mezcla 4.897.82 3 1632.61
Diésel 115.92 1 115.92
Tabla 38. Protección suplementaria para tanques de techo cónico
Sustancia Número de chorros de manguera Tasa solución chorros manguera [lpm]
Crudo 12° API 2 189
Nafta 3 189
Mezcla 3 189
Diésel 1 189
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7.3.2. Sistemas de protección con agua:
Tabla 39. Requisitos de solución para áreas de proceso
Área a proteger Escenario Sistema contra incendios Requisitos
solución (lpm)
Tiempo mínimo
de aplicación
(min)
% inyección
de agua
Consumo
requerido de
agua (L)
Consumo
requerido por
escenario (L)
Tanque de techo
fijo (Cónico) de
Crudo 12 °API
Incendio
Dique
Mangueras de espuma 6309.70 30 97% 183612.27 264574.13
Aspersores agua-espuma 4173.29 20 97% 80961.86
Incendio
Techo
Boquillas aspersoras de agua 10382.34 55 97% 553897.59
782042.52 Cámaras de espuma 4173.29 55 97% 222645.02
Chorros de manguera 189 30 97% 5499.90
Tanque de techo
flotante de
Nafta/Mezcla
Incendio
Dique
Mangueras de espuma 7405.10 30 97% 215488.41 310506.15
Monitores agua-espuma 4897.82 20 97% 95017.74
Incendio
Techo
Boquillas aspersoras de agua 12184.82 55 97% 650060.37
916858.97 Bocas de descarga de espuma 4897.82 55 97% 261298.70
Chorros de manguera 189 30 97% 5499.90
Tanque de techo
flotante de Diésel
Incendio
Dique
Mangueras de espuma 175.30 30 97% 5101.23 7.350.17
Aspersores agua-espuma 115.92 20 97% 2248.94
Incendio
Techo
Boquillas aspersoras de agua 288.40 30 97% 8392.39
17265.56 Bocas de descarga de espuma 115.92 30 97% 3373.27
Chorros de manguera 189 30 97% 5499.90
Zona de bombas
principales
Incendio por
rotura de
tubería
Rociadores agua-espuma 2463.71 15 97% 35846.95 35846.95
Carrotanque
Incendio por
rotura de
tubería
Rociadores agua-espuma 6.50 20 97% 126.10 126.10
Trampa de
despacho
Incendio por
rotura de
tubería
Rociadores agua-espuma 2040 15 97% 29682 29682
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