Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendios en Plantas Industriales: Estrategias, Normativas y Mejores Prácticas

Introducción

El diseño de un sistema contra incendios en plantas industriales es un proceso complejo que inicia desde la etapa de layout e implantación de equipos. Si bien los principios generales aplican a diversas instalaciones, en este caso analizaremos una planta de almacenamiento y despacho de combustibles. La estrategia de diseño se basa en la segregación y separación de equipos, la identificación de peligros de fuego y la selección de protecciones pasivas y activas para mitigar los riesgos. A continuación, se describen las principales fases del diseño.

Estrategia de Segregación y Separación de Equipos

Desde la etapa inicial del layout, es fundamental aplicar principios de segregación y separación para minimizar la propagación de incendios. Para ello, se deben considerar:

• Tablas de separación de equipos para minimizar las consecuencias de incendio.

• Ubicación de tanques de almacenamiento, salas de bombas, edificios administrativos y otras instalaciones clave.

• Cumplimiento de normas como NFPA 30 (almacenamiento de líquidos inflamables y combustibles).

• Consideración de estándares internos de separación de equipos utilizados por algunas empresas petroleras y plantas industriales, como PDVSA y Pemex.

• Uso de las tablas de separación de equipos del CCPS (Center for Chemical Process Safety), que resultan muy útiles al momento de ubicar los equipos en función del riesgo de incendio y explosiones.

Identificación de Equipos y Peligros de Incendio

Cada equipo presente en la planta debe ser identificado y evaluado en función de su potencial de generación de incendios. En una planta de recepción, almacenamiento y despacho de combustibles, las principales áreas y equipos son:

Sistemas de Recepción y Despacho:

• Sistema de Recepción por poliducto.

• Sistema de Despacho por poliducto.

• Isla de recepción por gandolas.

• Llenado de gandolas.

• Islas de recepción/despacho por carrotanques.

• Despacho de LPG.

Almacenamiento de Combustibles:

• Tanques de almacenamiento de diésel.

• Tanques de almacenamiento de gasolina premium.

• Tanques de almacenamiento de gasolina magna.

• Tanques de almacenamiento de etanol/MTBE.

• Tanques de almacenamiento de turbosina (Jet A1).

• Almacenamiento de LPG.

• Manejo de aguas aceitosas y almacenamiento de slope/interfase/bombas de dosificación de interfase.

Áreas de Bombas:

• Bombas de recepción a gandolas.

• Bombas de despacho a gandolas.

• Bombas de despacho por carrotanques.

• Bombas de recepción por carrotanques.

• Bombas de despacho de LPG.

Edificaciones Eléctricas:

• Subestación eléctrica.

• Centro de control de motores (CCM).

Sistema Contra Incendios:

• Dos tanques de almacenamiento de agua contra incendios, para garantizar disponibilidad en caso de mantenimiento.

• Sala de bombas de agua contra incendios.

• Tanques de concentrado de espuma del tipo vejiga para la alimentación del sistema de espuma contra incendios.

Otras Áreas:

• Áreas administrativas y estacionamientos.

• Talleres de mantenimiento y compresores.

• Área de almacenamiento de materiales.

Identificación de Escenarios de Incendio

Se deben analizar los diferentes escenarios de incendio que pueden presentarse, tales como:

• Incendios en tanques de almacenamiento.

• Incendios en derrames de combustibles.

• Explosiones en sistemas de almacenamiento y despacho, incluyendo BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion), VCE (Vapor Cloud Explosion) y Fireball, dependiendo de la naturaleza del combustible y las condiciones operativas.

• Incendios en equipos eléctricos y de proceso.

• Evaluación cuantitativa de riesgos (QRA) y estudios HAZOP para validar escenarios.

Protección Contra Incendios

a) Protecciones Pasivas

Las protecciones pasivas buscan evitar la propagación del fuego y reducir su impacto, incluyendo:

• Separación entre equipos.

• Muros cortafuego según NFPA 221.

• Recubrimientos a prueba de fuego para estructuras metálicas.

• Diques de contención alrededor de tanques conforme a NFPA 30.

• Clasificación de áreas eléctricas para evitar fuentes de ignición en zonas peligrosas, según NFPA 497 y API RP 500.

b) Protecciones Activas

Las protecciones activas son sistemas de respuesta que actúan en caso de incendio:

• Sistemas de Espuma Contra Incendio (según NFPA 11): Utilizados para el combate de incendios en los siguientes equipos y áreas:

  • Tanque de interfase.

  • Tanques de almacenamiento de etanol.

  • Tanques de almacenamiento de Jet A1.

  • Tanques de almacenamiento de diésel.

  • Tanques de almacenamiento de gasolina premium y gasolina magna.

  • Tanque de almacenamiento de aguas aceitosas TV-0503.

  • Islas de despacho y recepción de gandolas.

  • Área de despacho y recepción de carrotanques.

  • Área de recuperación de vapores de combustible, cuya protección contra incendios debe cumplir con normativas como NFPA 30 y API 2021, para garantizar la seguridad en la manipulación de vapores inflamables.

  • Salas de bombas de despacho y recepción de combustible.

• Agua de Enfriamiento (según NFPA 15): Se utilizará en el área de tanques con sistemas de rociadores en las paredes de los tanques y, cuando sea necesario enfriar los techos, se utilizarán monitores. Los tanques que contarán con sistemas de rociadores son:

  • Tanque de interfase.

  • Tanques de almacenamiento de etanol.

  • Tanques de almacenamiento de Jet A1.

  • Tanques de almacenamiento de diésel.

  • Tanques de almacenamiento de gasolina premium y gasolina magna.

  • Tanques de almacenamiento de LPG.

  • Área de despacho de gandolas de LPG.

  • Bombas de despacho de LPG.

• Extintores Portátiles (según NFPA 10): Se instalarán en diversas áreas del terminal, incluyendo:

  • Edificios:

    • Oficinas.

    • Sala de Control.

    • Taller.

    • Cuarto de Compresores.

    • Facturación.

    • Centro de Control de Motores (CCM).

    • Planta de tratamiento.

• Hidrantes y Monitores:

  • La red de agua contra incendios contará con hidrantes y monitores de agua y espuma, distribuidos según el análisis de riesgos en la ingeniería de detalles.

  • Las edificaciones dispondrán de cajas de mangueras conforme con la norma NFPA 14.

• Agentes Limpios (según NFPA 2001):

  La sala de control y el Centro de Control de Motores (CCM) contarán con un sistema de inundación total con agente limpio para la protección de los equipos de control.

Normativas de Referencia

El diseño del sistema contra incendios debe basarse en normativas reconocidas, tales como:

• NFPA 30: Almacenamiento de líquidos inflamables y combustibles.

• NFPA 11: Sistemas de espuma de baja, media y alta expansión utilizados para protección contra incendios en tanques y áreas de almacenamiento de combustibles.: Sistemas de espuma de baja, media y alta expansión.

• NFPA 13 y NFPA 15: Sistemas de rociadores automáticos y sistemas de rociadores de agua pulverizada.: Sistemas de rociadores automáticos.

• NFPA 20: Instalación de bombas estacionarias para protección contra incendios.

• NFPA 24: Instalación de sistemas hidráulicos privados de agua contra incendios.

• NFPA 72: Sistemas de detección y alarma de incendios.

• CCPS: Tablas de separación de equipos para minimizar riesgos de incendios y explosiones.

• API 2001: Protección contra incendios en instalaciones de almacenamiento de hidrocarburos.

• API 2021: Gestión de riesgos y planificación para la seguridad en instalaciones de almacenamiento de líquidos inflamables.

• API 2030: Identificación y evaluación de peligros en instalaciones de almacenamiento de líquidos inflamables.

• API 2510: Diseño y construcción de instalaciones para almacenamiento de gas licuado de petróleo (LPG).

Uso Conjunto de Normativas y Especificaciones del Cliente

Esta guía debe utilizarse conjuntamente con las especificaciones del cliente y otras normativas relevantes para garantizar un diseño adecuado y adaptado a las necesidades particulares de cada instalación.

Conclusiones

El diseño de un sistema contra incendios en plantas industriales debe considerar desde la etapa inicial de layout hasta la selección de protecciones pasivas y activas, cumpliendo con normativas internacionales. En el caso específico de una planta de almacenamiento y despacho de combustibles, es clave la aplicación de tablas de separación de equipos, tanto de normativas internacionales como de estándares internos de la industria petrolera. La implementación adecuada de estas estrategias es fundamental para minimizar el impacto de posibles incendios y garantizar la seguridad de la planta y su personal.