Ingeniería MEQ Areas clasificadas por Presencia de Inflamables

INTRODUCCION

En los últimos años y en especial desde el uso masificado del teléfono celular, se ha cuestionado la operación de equipos eléctricos en las estaciones de servicio tradicionales (gasolina), encontrándose posturas tan diversas que van desde la exigencia del apagado, hasta permitir el uso y manipulación de estos aparatos, durante el llenado de combustible de los vehículos.  Sin embargo,  se ha demostrado suficientemente, que estos elementos constituyen una fuente de ignición en la presencia de los vapores generados de manera normal durante dicha operación.

Pero ¿Qué sucede en una estación de servicio de Gas Natural, en donde evidentemente el proceso de llenado y las características del combustible son tan diferentes?  En este artículo, se analizarán los aspectos técnicos que afecta las instalaciones y equipos eléctricos (incluyendo el teléfono celular), al igual que se proporcionarán algunos datos e información de interés que conduzca a mejorar la seguridad en estos lugares.

GLOSARIO

Aparato simple: Equipo que no genera ni almacena más de 1,2 V, 0,1 A,25mW ó 20 micro-Joules.
Densidad Relativa: Es una característica propia de cada gas o vapor, que se obtiene de dividir la densidad del material sobre la densidad del aire en condiciones de temperatura y  presión de referencia.  Este resultado indicará claramente su tendencia de ubicación, así: para valores de 1.1 y superiores, la sustancia se desplazará y acumulará en los lugares bajos en el piso; y aquellos inferiores a 0.75 en dirección al techo.  En la franja de 0.75 a 1.1, se considerará que se esparcen uniformemente en todas direcciones, y deberán tenerse mayores precauciones.
División 1:  Son los espacios en los cuales, debido a la operación  normal de los equipos u otras actividades (mantenimiento, limpieza, reparación, etc.), se detectan con mucha frecuencia o permanentemente en el ambiente, cantidades suficientes de material inflamable para formar mezclas explosivas.
División 2: Son los espacios en los cuales, la presencia de material inflamable en el ambiente sucede con poca frecuencia. Tales como: accidentes, mantenimientos esporádicos, mala operación en los equipos, etc.
Energía mínima de ignición:  Es la energía mínima requerida en forma de chispa, para que una mezcla potencialmente explosiva reaccione.
Límites de explosión:  Toda sustancia combustible posee una característica intrínseca, relacionada con la cantidad en porcentaje de mezcla con el aire, para que se produzca el fenómeno de la combustión o explosión.  Existe un porcentaje mínimo y otro máximo, dentro de los cuales se produce una reacción en cadena con la presencia de una fuente de ignición; conocidos como Límite Inferior de Explosión (LFL) y Límite Superior de Explosión (UFL) respectivamente.  Por debajo del primer valor se dice que no hay suficiente material inflamable, y por encima del segundo se dice que hay una saturación, en cuyas franjas no hay reacción.
Sitio clasificado:  Espacio perfectamente delimitado por barreras físicas o líneas imaginarias, dentro de los cuales hay o puede haber presencia de una mezcla explosiva de manera permanente, frecuente o eventual.
Sitio No Clasificado:  Son lugares en los cuales por su ubicación, barreras, ventilación, cantidades mínimas de material inflamable, etc.; no presentan ningún riesgo de generar mezclas explosivas en el ambiente.  Si se llegaren a presentar, su permanencia debe ser inferior a una hora en cien años; o su ocurrencia tener una probabilidad de menos de 0.00001.
Temperatura de autoignición.  Temperatura más baja  en la cual la mezcla de combustible con suficiente cantidad de oxígeno, reacciona desencadenando una combustión o una explosión, independiente del calentamiento o elemento calentado.
Temperatura de inflamación  (flash point): Temperatura mínima a la que un líquido (o sólido) produce vapores con suficiente concentración, para formar una mezcla peligrosa con el aire en cercanías de la superficie del líquido dentro del contenedor de prueba.

ESTACIONES DE SERVICIO GNVC Y EL CODIGO ELECTRICO COLOMBIANO

En el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE vigente para Colombia a partir del 1º de Mayo de 2005, y del cual forman parte los primeros siete (7) capítulos de la Norma NTC 2050 – Código Eléctrico Colombiano, se encuentran las secciones 500 a 516, en las cuales se presentan los requisitos de las instalaciones y equipos eléctricos destinados a operar en lugares con presencia de sustancias combustibles e inflamables; en el artículo 500-5 se lee: “La clasificación de área, el alambrado y la selección de equipos deben estar supervisados por un ingeniero especializado en lugares peligrosos (clasificados)”.  Esta exigencia está fundamentada en el hecho mismo, de que la electricidad es una fuente natural de ignición de una mezcla potencialmente explosiva.

Para evaluar los riesgos de las instalaciones y equipos eléctricos en una estación de servicio de GNVC, se deben analizar dos aspectos muy importantes, el primero es el procedimiento llevado a cabo durante el llenado de combustible de un vehículo, y el segundo, las características propias del Gas Natural.  

Como aparece en el Código Eléctrico Colombiano, la clasificación de un sitio (véase glosario) debe ser realizada por un ingeniero especializado, debido a que esta labor se debe iniciar a partir de los diagramas propuestos en las prácticas recomendadas de las Normas National Fire Protection Association – NFPA y American Petroleum Institute – API.  El error más frecuente en los diseños de una instalación eléctrica de esta naturaleza, está en que el Ingeniero Proyectista toma como inmodificables las distancias aparecidas en las Normas; para el caso de las estaciones de servicio GNVC, la clasificación aparece en la Norma NFPA 52 (véase figura No. 1).

Cabe anotar que el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE es un instrumento técnico legal; lo cual significa, que cualquier persona que se sienta vulnerada en su vida, honra y bienes, por causa del uso de la electricidad, podrá demandar civil o inclusive penalmente, al profesional o técnico responsable de la seguridad de las instalaciones.  Razón por la cual, un accidente atribuido a una clasificación equivocada, puede recaer en un profesional que no podrá hacer sus descargos, argumentando que los criterios técnicos de diseño, fueron hechos sobre la base de las distancias de la clasificación aparecida en la Norma NFPA 52, ya que las distancias son solamente una recomendación, en cuyos apartes originales (Norma) hacen hincapié en que: “debe prevalecer el juicio idóneo de ingeniería del proyectista”.

Con la anterior aclaración, se observa que la distancia catalogada como División 2 alrededor del surtidor (véase figura No. 1), no alcanza a cubrir la válvula de llenado del vehículo al cual se conecta la manguera del dispensador, que en la mayoría de los casos (Colombia) se encuentra en el cofre del motor del carro, generando una posible fuga de Gas Natural debido a una mala operación o daño en los acoples.  Por tanto, debe evaluarse el punto de llenado como una posible fuente de Gas inflamable mínimo División 2 (véase glosario); una inspección detallada de cada equipo deberá determinar la posible existencia de una clasificación División 1 en dicho punto, que puede tener origen en el desgaste normal de los acoples, daños por mala operación o deterioro de los mismos.

Teniendo en cuenta el anterior análisis, es evidente que alrededor de la válvula de llenado de los vehículos no deben existir fuentes de ignición, pero este dispositivo se encuentra en el cofre del motor muy cerca de la batería y del sistema eléctrico del motor, convirtiéndose en una situación de alto riesgo ya que la gran mayoría automotores tienen la válvula de llenado en ese lugar.  Aunque la Norma establece que los automóviles no son considerados fuentes de ignición, es obvio que se está generando una situación de alto riesgo; razón por la cual desde este medio de comunicación, exhorto a los ingenieros para que en la conversión del sistema de combustión, coloquen la válvula de llenado en un lugar del vehículo que no este rodeado de fuentes de ignición, como sucede en el cofre del motor.

De acuerdo con la Norma NTC 2050, toda instalación eléctrica que esté ubicada dentro de una zona catalogada División 2, debe tener unos requisitos mínimos para su operación; por tanto, la instalación y los equipos eléctricos no involucrados en el sistema de llenado de combustible, deben ser revisados y aprobados por un ingeniero especializado, con el propósito de que las  características eléctricas cubran los requisitos establecidos.  El uso del teléfono celular debe ser prohibido, ya que las características eléctricas de estos aparatos no cumplen con las exigencias de la Norma NTC 2050.

La energía mínima de ignición del Gas Natural es de 280 micro-Joules, el cuerpo humano es capaz de almacenar entre 20000 y 30000 micro-Joules de energía estática, convirtiéndose en una posible fuente de ignición eléctrica (véase secuencia de fotos) del Gas Natural.  Actualmente en la reglamentación de seguridad en las estaciones de servicio GNVC, se exige que los ocupantes del vehículo que va a ser cargado, salgan de la cabina, aumentando la posibilidad de una descarga estática proveniente de una persona; y además la zona de los surtidores es catalogada como División 2, significa que la probabilidad de ocurrencia simultánea de fuente de ignición y mezcla potencialmente explosiva es baja, sin embargo, se deben desarrollar alguna buenas prácticas de seguridad para minimizar la ocurrencia de posibles accidentes.
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CONCLUSION

La clasificación del sitio y la especificación de las instalaciones y equipos eléctricos de una estación de servicio GNVC, deben ser supervisados por un ingeniero especializado, en cumplimiento de las normas de seguridad eléctrica vigentes para Colombia.  De igual forma, del análisis de este artículo, queda en evidencia que las distancias propuestas en la zona de surtidores a manera de recomendación en la Norma NFPA 52, definitivamente se quedan cortas por no tener en cuenta la clasificación producida en la válvula de llenado de los vehículos, y otros factores que no se discutieron en esta oportunidad.

Debe quedar prohibido el uso del teléfono celular en la zona de los surtidores, ya que las características eléctricas de éstos, no cuentan con los requisitos mínimos exigidos en la Norma.

RECOMENDACIONES

Se recomienda elaborar un listado de buenas prácticas, para evitar que los ocupantes que han descendido de un vehículo, se aproximen a las zonas con mayor probabilidad de presencia de Gas Natural; o si es posible, elaborar una reglamentación para el llenado de GNVC, sin la necesidad de hacer descender a los ocupantes de un automóvil.

Se recomienda desarrollar un diseño de conversión a Gas Natural para los vehículos, cuya válvula de llenado este ubicada en un lugar alejado de las fuentes de ignición.

Para los usuarios de las estaciones de servicio de GNVC, se recomienda:

• No llevar niños  a la estación de servicio
• Apagar el celular antes de ingresar a la estación de servicio
• No fumar
• Apagar el vehículo y todo el sistema eléctrico
• Cuando descienda del vehículo, no se acerque a las posibles fuentes de escape de Gas Natural.
• No permitir la revisión del vehículo (niveles), mientras esta en la zona de los surtidores.