Explosiones BLEVE

Industria química. Accidentes laborales. Fugas con explosión. Gases. Desarrollo. Consecuencias. Intervención. Causas de enfermedades profesionales

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1. ÍNTRODUCCIÓN

En la industria de forma general, y en concreto en la industria química, hay dos grandes preocupaciones: los accidentes laborales y las enfermedades profesionales, siendo temas de debate en la mayoría de las empresas.

Dentro de los accidentes laborales, los llamados accidentes mayores son los más peligrosos y de mayor envergadura dadas sus nefastas consecuencias tanto para las personas como para el medio ambiente.

En este trabajo se presentan los aspectos más relevantes del fenómeno conocido como BLEVE y de las enfermedades que los trabajadores adquieren como consecuencia del trabajo que desempeñan en el amplio campo de la industria química. Entre estos aspectos se encuentran la naturaleza, origen, causas, consecuencias y formas de evitar los BLEVE (fugas con explosión), concepto de enfermedad profesional, tipos y exámenes para su detección.

'Explosiones BREVE'

2. FUGAS

En la industria química se llama fuga al escape de sustancias generalmente en estado líquido o gaseoso. Las fugas suelen ser debidas a la rotura de válvulas, a la corrosión de los recipientes que contienen las sustancias, a daños en la maquinaria y a fallos humanos e informáticos entre otros factores.

Pueden distinguirse dos tipos principales: las fugas con y sin explosión. Estas últimas son de menor grado de peligrosidad en cuanto a que no causan daños materiales graves. Llevan asociados daños al medioambiente y la intoxicación de los trabajadores como consecuencias más serias. Las fugas con explosión se denominan accidentes mayores y además de las anteriores consecuencias, conllevan los problemas y daños causados por la explosión que tiene lugar. (Se tratará con más profundidad en el apartado 2.1.)

Cabe destacar que actualmente la mayoría de las empresas y plantas químicas cuentan con sistemas de seguridad basados en detectar posibles escapes, sobre todo de sustancias gaseosas.

2.1. FUGAS CON EXPLOSIÓN: BLEVE 'Explosiones BREVE'

BLEVE es el acrónimo de Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion, que en castellano corresponde a una explosión de los vapores en expansión de un líquido en ebullición.

Puede decirse que un BLEVE es la consecuencia más grave posible de la ruptura o del deterioro de los contenedores de gases licuados bajo presión (LPG), donde la temperatura es muy superior a su temperatura de ebullición a la presión atmosférica.

Los BLEVE se dan generalmente cuando los contenedores sellados de LPG se deterioran al ser expuestos a una fuente de ignición. Se genera entonces vapor en el interior y la presión interna aumenta rápidamente. Al mismo tiempo al temperatura de la pared del contenedor aumenta por lo que se debilita y finalmente se rompe (aunque la válvula de seguridad esté en funcionamiento). Esto produce el escape del gas licuado, cuya expansión y vaporización se producen en cuestión de segundos, resultando una catástrofe al extenderse el vapor hacia el fuego y explotar.

Las dos características esenciales de este fenómeno son la explosión y su onda de choque asociada, que puede ir acompañada de la emisión de fragmentos.

Los BLEVE no siempre están relacionados con sustancias inflamables. Los LPG más comunes, causantes de estas explosiones, son el amoniaco, el butano, el propano y el cloro. Los LPG se envasan en tanques de 400, 4000 y 40000 litros de capacidad. Los de 400 y 4000 suelen encontrarse en las plantas de trabajo y los de 40000 se utilizan para el transporte de estas sustancias.

Un ejemplo de estos tanques puede observarse en la figura 1.

'Explosiones BREVE'

Fig. 1. En la parte superior se observa un tanque de LPG aún útil. En la parte inferior se encuentra fotografiado un tanque tras haber sufrido una explosión.

2.1.1. Origen y causas

Los BLEVE dependen de varios factores:

  • la sustancia que contenga y sus propiedades.- densidad, peso molecular, capacidad calorífica de líquido y vapor, presión de vapor

  • la presión del interior del tanque.- normalmente se produce debido a un aumento en la temperatura.

  • la cantidad de sustancia que éste contenga.- la cantidad de líquido disminuye aumentando la proporción de gas al producirse el aumento de la temperatura en el interior.

  • superficie de exposición del tanque.- el líquido del interior puede absorber parte del calor, por tanto, al disminuir el volumen de líquido mayor es la superficie expuesta al calor (el tamaño del tanque también influye).

  • las propiedades del contenedor:

  • geometría del tanque y grosor de la pared

  • propiedades del material de que esté hecho el contenedor (densidad, capacidad calorífica, fatiga, resistencia a la corrosión)

  • características de la válvula

  • condiciones externas:

  • características de la causa originaria del BLEVE

  • tiempo

  • temperatura

  • Entre los agentes que pueden causar una de estas explosiones, destacan:

    'Explosiones BREVE'
    rotura de tuberías

    causas referentes al tanque (fatiga del contenedor, corrosión)

    accidentes (en carretera, ferroviarios o marítimos)

    error humano

    equipamientos defectuosos

    incendio exterior

    • otras causas (impacto de proyectiles y causas desconocidas)

    La repartición de estos agentes causantes de los BLEVE se observa en el gráfico 1.

    'Explosiones BREVE'
    Gráfico 1. Porcentaje de causas de los BLEVE.

    Los accidentes de transporte relacionados con sustancias peligrosas suponen una importante amenaza debido a la explosión y a la contaminación que llevan asociados. Los BLEVE se producen más comúnmente en los accidentes de transporte, y dentro de estos, en los ferroviarios. La figura 2 (en la página siguiente) ilustra la explosión de una cisterna de LPG en un accidente de tren.

    El peligro de los BLEVE sólo desaparece si la elevada presión que sufre el tanque, como consecuencia de la expansión del gas (debido al aumento de la temperatura), disminuye.

    'Explosiones BREVE'

    Fig. 2. BLEVE causado en un accidente ferroviario

    2.1.2. Desarrollo y consecuencias

    Si debido, por ejemplo, a un incendio se produce un BLEVE, tiene lugar un rápido calentamiento del tanque que contiene el gas licuado. Éste absorbe energía del tanque y se calienta rápidamente, lo que origina un aumento de volumen en la fase gaseosa y, por tanto, un aumento de la presión en el interior. Cuando esta presión sobrepasa un cierto límite (característico del material constituyente del contenedor, del espesor de las paredes y de la temperatura), el tanque se rompe. El líquido que escapa hierve inmediatamente y se expande. La explosión resultante fragmenta el tanque en trozos y los lanza a distancias enormes (pueden ser incluso de kilómetros) dependiendo de la violencia de la explosión. Si la sustancia es inflamable, se incendia y forma la llamada bola de fuego. Se forma porque las llamas de la explosión envuelven la nube gaseosa procedente del escape y la combustión continúa en el interior de la nube en llamas.

    'Explosiones BREVE'
    La explosión representa una conversión violenta de la energía interna en energía cinética.

    Se pueden distinguir dos tipos de BLEVE: los “fríos” y los “calientes”, dependiendo de si la temperatura media es inferior o superior a la temperatura límite de sobrecalentamiento, respectivamente. (La temperatura límite de sobrecalentamiento es la temperatura a la que el líquido no puede permanecer en estado de sobrecalentamiento a la presión atmosférica). La transición entre BLEVE “frío” y “caliente” es un proceso continuo.

    La figura 2 corresponde a un BLEVE “frío”.

    La bola de fuego de los BLEVE de sustancias inflamables queda al nivel del suelo en el primer tipo y se eleva en el segundo, tomando la forma característica de un hongo. La figura 3 muestra un ejemplo de BLEVE “caliente” con esta forma.

    'Explosiones BREVE'

    Fig. 3. Bola de fuego de un BLEVE “caliente” en forma de hongo

    El radio de la bola de fuego depende del volumen del tanque que contiene la sustancia inflamable. Una relación aproximada se encuentra en la tabla 1.

    Tabla 1. Radio de la bola de fuego en función de la capacidad del tanque

    Capacidad del tanque (litros)

    Radio de la bola de fuego (metros)

    400

    18

    4000

    38

    40000

    81

    Además de la bola de fuego, el BLEVE tiene otras consecuencias:

    La radiación térmica engloba la inflamación de la bola de fuego, el desarrollo de la misma hasta su diámetro máximo, la ascensión de la esfera y su extinción. En la tabla 2 se recogen las distancias mimas de seguridad según la capacidad del tanque.

    Tabla 2. Distancia de seguridad en el caso de radiación térmica, en función de la capacidad del tanque

    Capacidad del tanque (litros)

    Distancia de seguridad (metros)

    400

    90

    4000

    150

    40000

    320

    Onda de choque (detonación)

    La proyección de sólidos fragmentados es la consecuencia más peligrosa de los BLEVE porque es imprevisible tanto en dimensiones como en comportamiento. La tabla 3 muestra el radio de la zona de evacuación para proteger de las proyecciones.

    Tabla 3. Radio de evacuación en función de la capacidad del tanque

    Capacidad del tanque (litros)

    Radio de evacuación (metros)

    400

    400

    4000

    800

    40000

    1800

    En la figura 4 está fotografiada la instalación de una planta industrial después de un BLEVE.

    'Explosiones BREVE'

    Fig. 4. Daños causados por el impacto de un fragmento de tanque

    2.1.3. Modo de intervención

    No se debe intervenir inmediatamente, por el contrario deben guardarse las distancias de seguridad. Hay dos situaciones posibles:

    Si el tanque ha estado expuesto a elevadas temperaturas o a fuego, es peligroso aproximarse puesto que la ruptura del tanque se produce en un período de tiempo comprendido entre cinco y quince minutos. En este caso, se debe proceder a la evacuación de toda la zona que quede dentro del radio de peligrosidad puesto que si el escape no cesa un BLEVE podría desencadenar otro.

    Si es seguro que el contenedor no ha estado en las condiciones anteriores, debe procederse al enfriamiento del mismo con agua utilizando una manguera, a menos que se observe vapor en la superficie del tanque, en cuyo caso, debería evacuarse la zona.

    Hay que tener en cuenta que estos fenómenos no sólo se dan en los incendios. En los accidentes de transporte, el sol puede ser el causante de estas explosiones.

    2.1.4. Prevención y sistemas de seguridad

    Para prevenir los BLEVE, las empresas deben informar a los emplea-dos sobre todo lo referente a estas explosiones, prestar servicio de mantenimiento de las instalaciones, simplificar al máximo las medidas de urgencia (puertas antipánico), coordinación entre los servicios de seguridad externos e internos y organizar charlas sobre seguridad. La instalación estratégica de los sistemas de seguridad tales como los detectores de gas y las mangueras contra incendio es muy importante.

    Los dispositivos de seguridad más eficaces son las válvulas de seguridad, los aislantes térmicos y los sistemas de dispersión de agua.

    2.1.5. Ejemplos de BLEVE

    Explosión de un tanque de dióxido de carbono líquido en Repcelak (Hungría), el 2 de enero de 1969. Ocurrió durante el proceso de relleno de uno de los tanques de la central de producción de CO2. Murieron 9 personas y 15 resultaron heridas.

    BLEVE en una instalación de abastecimiento de LPG en una refinería en Feyzin (Francia), el 4 de enero de 1966. Sucedió al abrir las válvulas de uno de los tanques: no se pudo controlar la salida del gas debido a la presión. El balance fue de 18 muertos y 84 heridos.

    BLEVE de un camión de propileno en los alrededores de un camping en Los Alfaques (España), el 11 de julio de 1978. Fue debido a la rotura de la cisterna por deterioro de la misma. En este caso 216 personas murieron y más de 200 resultaron heridas.

    BLEVE de un camión cisterna de LPG en Kamena Vourla (Grecia) el 30 de abril de 1999. El camión explotó en un accidente en carretera. Hubo 4 muertos y numerosos heridos.

    (Datos obtenidos de http://www.ineris.fr/recherches/bleve1.htm)

    3. ENFERMEDADES PROFESIONALES 'Explosiones BREVE'

    Se denomina enfermedad profesional al trastorno físico o psíquico producido durante el desempeño del trabajo. Cada empresa establece una serie de exámenes clínicos para evaluar el estado de salud de los trabajadores de acuerdo a los factores de riesgo y a las condiciones de trabajo. Estos trastornos pueden ser provocados por inhalación, contacto cutáneo o ingestión de alguna sustancia industrial como los metales pesados, compuestos inorgánicos, plaguicidas y agentes cancerígenos.

    Desde la revolución industrial y como consecuencia, fueron necesarios nuevos procedimientos, maquinaria, mano de obra y productos para desempeñar nuevos trabajos, lo que condujo a la aparición de nuevas enfermedades profesionales en el ámbito social y médico, por exposición de los trabajadores a ruidos, elevadas temperaturas, gases tóxicos y materiales químicos entre otros.

    En la industria química, los trabajadores están sometidos a riesgos químicos al manipular pinturas, barnices, acero, vidrios, esmaltes, baterías, equipos eléctricos, plásticos, microorganismos y sustancias orgánicas e inorgánicas. Por esto, requieren además de los exámenes particulares de ingreso, exámenes concretos para el diagnósticos de enfermedades producidas por cada uno de los productos arriba especificados.

    3.1. CAUSAS DE LAS ENFERMEDADES

    Como se acaba de indicar, las enfermedades más comunes son las causadas por:

    Exposición a metales pesados: plomo, mercurio, arsénico, hierro, litio y cadmio, que afectan al funcionamiento del riñón, piel, vías respiratorias, sistema nervioso central y pulmones.

    Exposición a compuestos inorgánicos: se presta especial atención al monóxido de carbono que afecta al sistema cardiovascular.

    Exposición a plaguicidas: de especial importancia en la industria agrícola y química puesto que los plaguicidas están hechos a base de compuestos químicos. Afectan gravemente al sistema respiratorio.

    Exposición a microorganismos: presente en los trabajos en el campo de la sanidad, laboratorios, veterinarios, manipulación de animales, cadáveres o despojos de animales. Son productores de enfermedades como la tuberculosis, hepatitis infecciosa, hongos e incluso el SIDA, entre otras.

    Exposición a agentes cancerígenos: son importantes los posibles casos de cáncer de próstata, huesos y sangre.

    En 1993 se detectaron en España 4708 enfermedades profesionales y en el año 2000 la cifra ascendió a 15461. En la actualidad el 61% de las enfermedades profesionales corresponde a las alteraciones musculoesquelé-ticas y el sector que mayor número de enfermedades profesionales registra es el industrial.

    3.2. EXÁMENES PARA SU DETERMINACIÓN

    Existen distintos exámenes para la determinación de las enfermedades profesionales. Los más importantes se indican a continuación:

    Exámenes de ingreso.- se practican como requisito para ingresar en una empresa. Determinan las condiciones de salud para el cargo específico al que aspira cada uno de los trabajadores.

    Exámenes periódicos.- se practican a los trabajadores de forma periódica para identificar cambios clínicos en su salud, asociados a la exposición de factores de riesgo o a accidentes laborales. Suelen ser anuales, aunque este periodo puede verse reducido en algunas ocasiones, dependiendo de las empresas.

    Exámenes post-incapacidad.- determinan el estado general de salud y verifican si las condiciones del trabajador son satisfactorias para el cargo que desempeña.

    Exámenes de retiro.- determinan el estado de salud del trabajador en el momento de su retiro. Dependen de las condiciones de trabajo y de los factores de riesgo a que está expuesto el trabajador.

    5. BIBLIOGRAFÍA

    http://pages.infinit.net/patf/Bleve.html

    http://perso.wanadoo.fr/david.baty/index.htm

    http://runt.ocean.washington.edu/swift/PTV-manual/node9.html

    http://www.blazetech.com/Software/BLEVE/bleve.html

    http://www.business.inkingston.com/thermdyne/bleve.html

    http://www.cgt.es/spcgta/index.htm

    http://www.chemsafety.gov/reports/1999/herrig04.htm

    http://www.epa.gov/superfund/programs/er/resource/d1_22.htm

    http://www.ergonomia.cl/bv/0107.html

    http://www.explosafe.com/contents/bleve.htm

    http://www.ineris.fr/recherches/bleve1.htm

    http://www.saludhoy.com/htm/saludtr/articulo/laborat1.html

    http://www.saludhoy.com/htm/saludtr/articulo/laborat2.html

    Microsoft Encarta 2001

    Según: http://www.blazetech.com/Software/BLEVE/bleve.html

    Según: http://runt.ocean.washington.edu/swift/PTV-manual/node9.html

    Según: http://www.Ineris.fr/recherches/bleve1.htm

    Según: http://www.saludhoy.com/htm/saludtr/articulo/laborat1/html

    Datos estadísticos obtenidos de http://www.ergonomia.cl/bv/0107.html