Apartado 9.7.3 Nubes tóxicas por transporte de gases - Riesgo y control
La existencia de recipientes de almacenamiento y procesos presenta situaciones de riesgo por escape de sustancia tóxica. En fuga se forma una nube de vapor tóxico con concentración según distancia a fuente, pudiendo generar efectos nocivos lejos del punto de emisión.
Origen más frecuente: fallo del equipo contenedor. También escapes por válvulas abiertas o venteos forzados en emergencia (ej. fallo de refrigeración en gas licuado refrigerado a baja presión = gran liberación de vapor).
Clasificación de emisiones peligrosas
Según el fluido:
- Gas/vapor
- Líquido
- Mezcla vapor y líquido
Según el equipo afectado:
- Recipientes
- Conducciones de tuberías
- Otros equipos
Según la abertura:
- Rotura completa
- Abertura limitada (válvula alivio, disco rotura, orificio, grieta, conexión, purga, toma muestras, cierres bombas, bridas)
Según recinto: Dentro de edificio / Al aire libre
Según altura emisión: Nivel inferior suelo / Nivel suelo / Nivel superior suelo
Según impulso fluido: Bajo impulso / Gran impulso
Fig. 1: Tres tipos de fugas en almacenamiento de gases licuados
Formación y evolución de nubes densas
Es la tipología más común en escapes accidentales. 4 etapas:
Fig. 2: Esquema básico evolución nube gas denso
1. Emisión: Condicionada por contenedor, termodinámica, Tª y presión, posición y tamaño rotura. Fluido puede salir monofásico (totalmente gasificado o prácticamente líquido) o bifásico. Fase líquida se extiende y se evapora por calor suelo y aire.
2. Abatimiento sobre suelo: Si densidad nube > aire, se abate.
3. Extensión y avance por gravedad: Nube pesada se comporta como líquido, discurre adaptándose al terreno ocupando zonas bajas. Gravedad domina sobre flotación.
4. Dispersión pasiva: Entrada de aire por frente y parte superior disminuye densidad hasta aproximarse a aire ambiente. Si gas es neutro/ligero o mezcla inicial muy intensa, solo hay emisión + dispersión pasiva.
Elementos y parámetros implicados en fugas
Dispersión por dilución, arrastre por viento y meteorología.
Densidad condiciona evolución:
- Gases ligeros: densidad < aire
- Gases neutros/pasivos: densidad similar aire
- Gases pesados: densidad > aire
A efectos prácticos una mezcla puede evolucionar como pesada sin serlo debido a:
- Peso molecular del gas
- Temperatura del gas
- Tª y humedad aire ambiente
- Presencia gotas líquidas arrastradas
- Reacciones químicas en nube
Duración escape:
- Escapes instantáneos (bocanada)
- Escapes continuos sin depender tiempo (penacho)
- Escapes continuos dependiendo tiempo
Dispersión puede ser:
- Chorro turbulento, fuga gas a presión
- Nube neutra, solo turbulencias atmosféricas
Fig. 3: Zonas típicas fugas: C=colapso, F=fisura, B=bridas, I=instrumentos, V=válvulas, 5=prensa bomba, VS=seguridad, VP=purga, DR=disco rotura
9.3.1 Fuga instantánea
Escape breve que vacía la vasija. Por alta presión y velocidad, gas se dispersa independiente del viento inicialmente (chorro tipo jet que arrastra aire). Luego forma nube pesada y fría arrastrada por viento que desaparece con relativa rapidez.
9.3.2 Fuga prolongada
Orificio pequeño vs volumen recipiente = fuga continua de larga duración, caudal decreciente. Típica por rotura válvula, tubería u orificio en fase líquida. Chorro líquido + aerosol turbulento mezclado con gran volumen aire. Tipo depende de estado físico y altura orificio (excepto gas a presión, irrelevante). Forma pluma que recorre grandes distancias en dirección viento, desaparece lentamente. Concentraciones menores que instantánea pero mayor riesgo dentro edificios por exposición prolongada.
5 preguntas examen bomberos
1. En caso de fuga, la concentración de la nube tóxica depende de...
a) Solo del tipo de gas
b) La distancia a la fuente de emisión ✓
c) Solo del viento
2. Una nube densa pesada se comporta...
a) Subiendo rápidamente
b) Como un líquido, se extiende por gravedad ocupando zonas bajas ✓
c) Queda estática
3. Clasificación por densidad del gas en atmósfera:
a) Solo pesados y ligeros
b) Ligeros (< aire), neutros (= aire), pesados (> aire) ✓
c) Tóxicos y no tóxicos
4. Una fuga instantánea se caracteriza por...
a) Orificio pequeño y caudal decreciente
b) Breve lapso de tiempo, vacía vasija, tipo jet independiente del viento al inicio ✓
c) Formar pluma de larga duración
5. La fuga prolongada implica...
a) Desaparece rápido
b) Mayor riesgo dentro de edificios por exposición prolongada aunque concentración menor ✓
c) No forma pluma
