Earth-Rite RTR ApplicationLa carga y descarga de camiones cisterna con productos inflamables y combustibles presenta uno de los mayores riesgos de incendio y explosión para las operaciones en instalaciones de industrias de procesos peligrosos.  Un estudio realizado por el American Petroleum Institute (API) en 1967 identificó las descargas de electricidad estática como las responsables de más de 60 incidentes en operaciones de carga de camiones cisterna y demuestra cuánto tiempo hace que se tiene conocimiento de este peligro potencial. La presencia natural de electricidad estática en las operaciones de transferencia de productos, combinada con sus peligros asociados de ignición, hace que los supervisores se tomen muy en serio las precauciones de control de los camiones cisterna.

La electricidad estática y las operaciones de transferencia de producto de los camiones cisterna.

Los polvos y los líquidos con baja conductividad eléctrica son las principales fuentes de generación de carga estática, debido a que sus propiedades eléctricas no permiten fácilmente la transferencia de cargas de exceso. En cambio, los líquidos y polvos no conductores y semiconductores retienen y acumulan cargas después de hacer contacto con objetos conductores. La interrelación más común de carga de productos no conductores y semiconductores es el contacto con el equipo de plantas de metal, que incluye tubos, filtros, bombas, válvulas, bidones, mezcladores y agitadores.

Cuando el líquido (o polvo) cargado electrostáticamente se deposita en un contenedor, como un bidón, bolsa contenedora o camión cisterna, el contenedor se cargará si no existe otro lugar hacia el que se puedan dirigir las cargas. En esta situación, las cargas son «estáticas», se acumulan en la superficie del contenedor y establecen una diferencia de potencial con respecto a la tierra.

Fig. 1 Niveles de voltaje generados en un camión cisterna por un líquido cargado electrostáticamente a velocidades de flujo autorizadas

Durante un breve periodo de tiempo (menos de 20 segundos), los potenciales que sobrepasen los 50.000 voltios pueden inducirse en un contenedor de un camión cisterna cuando este se esté llenando con flujos normales con un producto que esté cargado electrostáticamente. La magnitud del voltaje inducido es directamente proporcional a la cantidad de cargas que hacen contacto con el contenedor.

Este voltaje representa la fuente de ignición y la energía potencial disponible para descarga mediante chispa estática; en niveles de potencia de 50 kV puede representar, para un camión cisterna normal, un exceso de 1250 mJ. La gran mayoría de vapores inflamables y polvos combustibles se pueden incendiar a esos niveles de energía.

Para que se produzcan chispas en operaciones de transferencia de producto de camiones cisterna, debe haber otros objetos conductores muy próximos al contenedor cargado del camión cisterna. Algunos ejemplos de «objetos» conductores son la tubería de llenado que se introduce en la abertura en la parte superior del contenedor, sistemas de prevención de caídas como escaleras plegables, y conductores o operarios que trabajan en torno al camión cisterna.  Las cargas que hay en el contenedor del camión cisterna atraen cargas opuestas a la superficie del objeto y rápidamente crean un campo eléctrico entre sus superficies respectivas.

Es la fuerza de este campo eléctrico la que provoca la «ruptura» del aire entre el contenedor y el objeto. Cuando el aire «se rompe», se crea una trayectoria conductora que permite que las cargas de exceso se descarguen rápidamente por su cuenta, con lo que se ocasiona una descarga de chispas de electricidad estática.

Si hay una atmósfera combustible presente en este espacio, es muy probable la ignición de la atmósfera. En condiciones ambientales una fuerza de campo media de 30 kilovoltios es capaz de ocasionar una ruptura eléctrica de aire sobre un espacio de chispa de 2 cm.

Fig. 2 Energías potenciales de ignición mínimas presentes en camiones cisterna según el periodo de tiempo de las operaciones de llenado de estos camiones

Normas y prácticas recomendadas que rigen el control de la electricidad estática de las transferencias de producto de los camiones cisterna.

Como se señaló anteriormente, las entidades reguladoras son extremadamente cautas con los peligros de ignición que presenta la electricidad estática en operaciones de transferencia de productos de camiones cisterna. En particular, tres normas son las que aportan una guía definida de las precauciones que se deben tomar. NFPA 77, API RP 2003 e IEC 60079-32 indican que la puesta a tierra del camión cisterna debe ser el primer procedimiento en el proceso de transferencia. Una puesta a tierra efectiva crea un circuito eléctrico que conecta el camión cisterna a la Tierra y esta conexión a tierra previene la acumulación de cargas estáticas en el contenedor del camión cisterna. La razón de que las cargas se puedan transferir del camión cisterna a tierra es que la Tierra tiene una capacidad infinita de absorber y redistribuir cargas estáticas, con el efecto positivo de eliminar la fuente de ignición de una atmósfera potencialmente combustible.

La resistencia eléctrica de este circuito del camión cisterna al «origen de puesta a tierra» o «punto de puesta a tierra» que está en contacto con la tierra, es un indicador clave del rendimiento de toda la capacidad de la puesta a tierra del circuito para ofrecer una operación de transferencia de producto segura y adecuada. La NFPA 77 y la API RP 2003 determinan que la resistencia en un circuito de metal en buen estado nunca debería superar los 10 ohmios; por lo tanto, debería medirse el circuito completo entre el camión y el punto de puesta a tierra, y debería ser igual o inferior a 10 ohmios. Si se mide una resistencia superior a 10 ohmios, eso indica problemas con partes del circuito de toma a tierra, que incluyen la conexión del camión cisterna, la conexión del punto de puesta a tierra o el estado del cable conductor.

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