UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · 2000 a inicios del año 2009 .....10 4. Resumen...
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO (IIP)
“MODELACIÓN DEL ÁREA DE PELIGROSIDAD DEL RIESGO DE
INCENDIO PARA EL ALMACENAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN
QUE SE DEDICA A LA PRODUCCIÓN DE UN BIOCOMBUSTIBLE A
BASE DE ACEITE VEGETAL”
CRISTINA FABIOLA GAVILANES ALBÁN
TUTOR: MSc. ING. FLAVIO ROBERTO ARROYO MOROCHO
Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del grado de:
MAGISTER EN SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTIÓN
Quito, 28 de Julio
2016
ii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, Cristina Fabiola Gavilanes Albán, en calidad de autora del trabajo de
investigación: “Modelación del Área de Peligrosidad del Riesgo de Incendio para
el Almacenamiento de una Instalación que se dedica a la Producción de un
Biocombustible a Base de Aceite Vegetal”, autorizo a la Universidad Central del
Ecuador hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los que
contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8, 19 y demás partes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la
digitalización y publicación de éste trabajo de investigación en el repositorio
virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior.
Quito, 28 de julio de 2016
Cristina Fabiola Gavilanes Albán
CC. 1717762601
Teléfono: 0984970098 / 022355525
Correo electrónico: [email protected]
iii
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Yo, Flavio Roberto Arroyo Morocho, en calidad de tutor del trabajo de titulación:
“Modelación del Área de Peligrosidad del Riesgo de Incendio para el
Almacenamiento de una Instalación que se dedica a la Producción de un
Biocombustible a Base de Aceite Vegetal”, elaborado por la estudiante Cristina
Fabiola Gavilanes Albán, estudiante del Instituto Superior de Postgrado de la
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central
del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y méritos necesarios en
el campo metodológico y en el campo epistemológico, y ha superado el control anti
plagio, para ser sometido a la evaluación por parte del jurado examinador que se
designe, por lo que lo APRUEBO, a fin de que el Trabajo Investigativo sea
habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la
Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los 28 días del mes de julio del año 2016.
Ing. Flavio Roberto Arroyo Morocho MSc.
CC: 1712019228
iv
CONTENIDO
pág.
LISTA DE CUADROS ......................................................................................... vii
LISTA DE GRÁFICOS ....................................................................................... viii
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1
1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................... 6
1.1. Antecedentes del Problema .............................................................................. 6
1.2. Planteamiento, descripción y definición del problema .................................. 12
1.3. Formulación ................................................................................................... 14
1.4. Preguntas directrices ...................................................................................... 19
1.5. Justificación ................................................................................................... 19
1.6. Objetivo General ............................................................................................ 21
1.7. Objetivos Específicos ..................................................................................... 21
2. MARCO GENERAL ......................................................................................... 22
2.1. Marco Referencial .......................................................................................... 22
2.1.1. Revisión de la legislación existente ............................................................. 22
2.1.2. Revisión de trabajos previos realizados ....................................................... 24
2.1.3. Definición de términos básicos .................................................................... 26
2.1.3.1. Incendio.................................................................................................... 26
2.1.3.2. Flash fire. ................................................................................................. 26
2.1.3.3. Pool fire. ................................................................................................... 27
2.1.3.4. Temperatura de ignición. ......................................................................... 27
2.1.3.5. Límites de inflamabilidad. ....................................................................... 27
2.1.3.6. Descripción del modelo matemático empleado en la simulación
realizada. .................................................................................................. 28
2.2. Diagnóstico .................................................................................................... 29
v
2.3. Metodología utilizada .................................................................................... 31
2.3.1. Diseño de investigación ............................................................................... 31
2.3.2. Operacionalización de las variables............................................................. 35
2.3.3. Unidad de investigación .............................................................................. 38
2.3.4. Instrumentos y materiales ............................................................................ 40
3. DISCUSIÓN ...................................................................................................... 42
4. LIMITACIONES ............................................................................................... 45
5. RESULTADOS ................................................................................................. 47
5.1 Resultado de las áreas de peligrosidad para el escenario 1: nube de vapor
inflamable la cual puede ocasionar un incendio y/o explosión tipo “flash fire”
........................................................................................................................ 47
5.2 Resultado de las áreas de peligrosidad para el escenario 2: nube de vapor
inflamable la cual puede ocasionar un incendio y/o explosión tipo “pool fire”
........................................................................................................................ 53
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 55
6.1. Conclusiones .................................................................................................. 55
6.2. Recomendaciones........................................................................................... 57
7. PROPUESTA DE RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA .................................... 58
GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................................ 60
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 62
ANEXOS ............................................................................................................... 69
vi
A: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
25% .................................................................................................................... 69
B: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
50% .................................................................................................................... 70
C: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
100% .................................................................................................................. 71
D: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
25% .................................................................................................................... 72
E: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
50% .................................................................................................................... 73
F: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación realizada para el
escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
100% .................................................................................................................. 74
BIOGRAFÍA DE LA AUTORA ............................................................................ 75
vii
LISTA DE CUADROS
CUADRO pág.
1. Accidentes Registrados a nivel nacional durante el año 2015 ............................. 7
2. Accidentes registrados en plantas procesadoras de biocombustibles desde el año
2003 al 2013 ........................................................................................................ 9
3. Accidentes en plantas de procesamiento de biodiesel registrados desde enero de
2000 a inicios del año 2009 ............................................................................... 10
4. Resumen de Accidentes ocurridos para plantas de procesamiento de
biocombustible .................................................................................................. 11
5. Propiedades Fisicoquímicas del Aceite vegetal ................................................. 15
6. Propiedades Fisicoquímicas del Metanol ........................................................... 15
7. Accidentes y/o incidentes reportados en América Latina desde el año 2003
hasta el 2013 ...................................................................................................... 17
8. Resumen de la legislación nacional relacionada con la respuesta ante
incendios.. .......................................................................................................... 22
9. Valores de la potencia n considerados en el modelo de Brighton ...................... 29
10. Información para el modelamiento de las áreas de peligrosidad ..................... 36
11. Resultado de las áreas de peligrosidad cuando la capacidad de
almacenamiento del tanque se encuentra al 25%, 50% y 100% ....................... 47
viii
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO pág.
1: Accidentes registrados a nivel nacional en el año 2015....................................... 8
2: Porcentaje de accidentes ocurridos en plantas de procesamiento de
biocombustible (biodiesel) desde el año 2003 al 2013 ........................................ 9
3: Accidentes en plantas de procesamiento de biodiesel registrados desde enero de
2000 a inicios del año 2009 ............................................................................... 10
4: Resumen de accidentes por fuentes bibliográficas identificadas ....................... 12
5: Elementos indispensables para la generación del fuego. ................................... 26
6: Flujograma de actividades realizadas en la modelación (software ALOHA®
versión 5.4.5) ..................................................................................................... 35
7: Almacenamiento de biocombustible .................................................................. 38
8: Área de almacenamiento .................................................................................... 39
9: Área de almacenamiento de materia prima. ....................................................... 40
10: Diagrama del Área de peligrosidad al 25% de la capacidad del tanque de
almacenamiento. ................................................................................................ 50
11: Área de peligrosidad al 25% de la capacidad del tanque de almacenamiento . 50
12: Diagrama del Área de peligrosidad al 50% y 100% de la capacidad del tanque
de almacenamiento ............................................................................................ 51
13: Área de peligrosidad al 50% y 100% de la capacidad del tanque de
almacenamiento. ................................................................................................ 52
14: Área de peligrosidad al 25%, 50% y 100% de la capacidad del tanque de
almacenamiento. ................................................................................................ 53
15: Modelación correspondiente al escenario 2 ..................................................... 54
ix
RESUMEN
“Modelación del área de peligrosidad del riesgo de incendio para el
almacenamiento de una instalación que se dedica a la producción de un
biocombustible a base de aceite vegetal”
Autora: Cristina Fabiola Gavilanes Albán
Tutor: Flavio Roberto Arroyo Morocho
Fecha: 28, Julio de 2016
La presente investigación tiene como finalidad la determinación del área de
peligrosidad del riesgo de incendio para la fase de almacenamiento de una
instalación que se dedica a la producción de un biocombustible a base de aceite
vegetal al producirse una fuga en el tanque de acopio cuando su capacidad de
almacenamiento se encuentra al 25%, 50% y 100%; respectivamente. Para ello, se
aplicó una herramienta de simulación basada en los modelos matemáticos
propuestos por Brighton y empleados por el software ALOHA. El modelo combina
la información respecto de las propiedades fisicoquímicas del biocombustible,
condiciones atmosféricas del sitio en análisis y características del tanque de
almacenamiento. Con esta información se determina las áreas en las cuales se
pueden producir la formación de nubes inflamables, información que permite
establecer medidas y/o acciones para la mitigación y/o control de riesgos por
incendios, así como en el desarrollo de los planes de emergencia y contingencia
para este tipo de industrias. Se ha determinado que el área de peligrosidad de riesgo
puede abarcar hasta 92 metros a la redonda, medidos desde el punto de descarga en
dirección del viento. De acuerdo a la investigación, se concluye que únicamente se
puede producir las condiciones necesarias para un incendio de tipo “flash fire”.
PALABRAS CLAVES: RIESGO DE INCENDIO/
BIOCOMBUSTIBLE/ALMACENAMIENTO DE BIOCOMBUSTIBLE/
ZONAS DE PELIGROSIDAD/FLASH FIRE/ POOL FIRE/
x
ABSTRACT
“Modelling of the fire risk danger area for the storage of a facility devoted to
the production of a biofuel whose basis is vegetal oil”
Author: Cristina Fabiola Gavilanes Albán
Tutor: Flavio Roberto Arroyo Morocho
Julio de 2016
This investigation intends to establish the danger area of the fire risk for the storage phase
of a facility devoted to the production of vegetal oil based biofuel, in the event of a leak in
the collection tank when its storage capacity is at 25%, 50% and 100%; respectively. To
this end, a simulation tool based on the math models proposed by Brighton and used by the
ALOHA software was applied. The model combines information regarding the physical-
chemical properties of the biofuel, atmospheric conditions of the site under analysis, and
characteristics of the storage tank. With this information, the areas in which the formation
of flammable clouds may occur is established; this information makes possible to put in
place measures and/or actions to mitigate/control fire risks, as well as to develop emergency
and contingency plans for this type of industry. It has been established that the risk danger
area may encompass up to 92 meters in diameter, measured from the point of discharge in
the direction of the wind. According to the investigation, the conclusion is that only the
conditions necessary for a “flash fire” may occur.
KEYWORDS: RISK OF FIRE/BIOFUEL/ BIOFUEL STORAGE/DANGER
ZONES/FLASH FIRE/ POOL FIRE/
1
INTRODUCCIÓN
La falta de datos registrados a nivel nacional en cuanto a los accidentes ocurridos
por incendios y/o explosiones ocasionados en la industria dedicada al
procesamiento y almacenamiento de biocombustibles, o en su defecto, a las
empresas dedicadas a la producción de aceite vegetal elemento base para la
producción de biocombustibles a base de aceite vegetal como por ejemplo el
biodiesel, ha sido uno de los elementos fundamentales para proceder con la presente
investigación; puesto que en la base de datos de la Dirección del Seguro General de
Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social correspondiente
al año 2015, únicamente reporta a nivel nacional un total de 21.971 accidentes, de
los cuales, 4.305 corresponden a la industria manufacturera (Direccción del Seguro
General de Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social,
2016); desconociéndose el origen de los mismos, así como al tipo de industria al
cual corresponden.
No obstante, en la última recopilación de datos realizada por (Calvo Olivares,
Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014), en la cual se determina que desde el año 2003 al
2013 en países como: Estados Unidos, Francia, Canadá, Argentina, España, Brasil,
Austria, Reino Unido, Turquía, Malasia, Austria, Japón y Bélgica, el 60% de
accidentes registrados en plantas procesadoras de biodiesel fueron ocasionados por
incendios y/o explosiones ocurridos en las fases de procesamiento y
almacenamiento.
Por otro lado, en los trabajos de: (Rivera, Selva, Mc Leod, & N., 2008); (Marlair,
Rotureau, Breulet, & Brohez, 2009) y (Salzano, Di Serio, & Santacesaria, 2010); se
exponen las consecuencias ocasionadas por los accidentes producidos en plantas
procesadoras de biocombustibles.
Se reporta además que estos van desde la pérdida total de la infraestructura, hasta
afectaciones a la salud de los trabajadores, como por ejemplo, el incendio ocurrido
en la mañana del 04 de julio de 2009 en la empresa estadounidense “Gen-X Energy
2
Group Inc”, debido a un derrame de 114 metros cúbicos de biodiesel de origen
desconocido, causando la destrucción total de la planta a pesar que esta no se
encontraba en operación (NBC Right Now, 2013). De igual manera, el incendio
ocurrido en la noche del 17 de julio de 2010 en el área de pre tratamiento de la
planta de producción de biodiesel de la empresa Argentina “AG Energy-Viluco
SA”, que ocasionó quemaduras de primer grado, así como afectaciones al sistema
respiratorio por inhalación de monóxido de carbono en los obreros presentes
durante este evento (El diario24.com, 2013).
Finalmente se registra el caso del incendio producido el 21 de agosto de 2007 en la
planta estadounidense “Farmers and Truckers Biodiesel”, en la cual, un soldador
que se encontraba instalando un medidor de flujo en la parte superior de un tanque
falleció cuando se produjo una explosión (Salzano, Di Serio, & Santacesaria, 2010).
Por lo anteriormente expuesto, resalta la importancia en la aplicación de
herramientas predictivas que permitan identificar las zonas en las cuales se pueden
llegar a producir incendios en este tipo de industria; por lo tanto, la presente
investigación tiene como propósito la determinación de las áreas de peligrosidad en
las cuales se pueden formar nubes de vapores inflamables que podrían generar
incendios, específicamente, para la fase de almacenamiento de una instalación que
se encuentra ubicada en la ciudad de Portoviejo de la provincia de Manabí –
Ecuador y que se dedica a la producción de un biocombustible a base de aceite
vegetal cuando se presenta el vertido líquidos combustibles debido a una fuga en su
tanque de acopio. Para este tipo de análisis se adoptan los siguientes escenarios: (a)
escenario 1: el líquido vertido no se quema y se deposita en la superficie, el cual
comienza a evaporarse, desencadenando un incendio tipo “flash fire” o llamarada;
y (b) escenario 2: el líquido una vez vertido se quema, presentando fuego en la
superficie generando incendio tipo “pool fire”; considerando que la capacidad del
tanque de almacenamiento en ambos escenarios se encuentran al 25%, 50% y 100%,
respectivamente.
3
Al respecto, es necesario destacar que el alcance del presente trabajo contempla
únicamente la identificación de las áreas de peligrosidad para la fase de
almacenamiento, puesto que es de gran interés para el ente auspiciante de esta
investigación, porque actualmente en el área en mención no dispone de ningún
sistema de respuesta ante incendios, además, la sustancia en mención presenta un
número de acidez mayor al 0,5 mg de hidróxido de potasio/gramo, valor
correspondiente al límite máximo establecido para el biodiesel y que se encuentra
expuesto en la norma INEN 2482:2009 (Instituto Ecuatoriano de Normalización ,
2016), situación que puede provocar la generación de orificios en las paredes del
tanque de almacenamiento produciendo el vertido de esta sustancia y con
consecuente incendio. En las investigaciones de: (Fazal, Haseeb, & Masjuki,
2010), (Haseeb, Masjuki, Ann, & Fazal, 2010) y (Jin, Zhou, Wu, Jiang, & Ge,
2015), se concluye que los biocombustibles obtenidos de aceites vegetales, sobre
todo de aceite de palma, genera mayor corrosión que el combustible diesel fósil, ya
que durante la aplicación de ensayos de laboratorio, los biocombustibles en
mención forman pequeños orificios en las placas metálicas empleadas durante las
pruebas realizadas.
Asimismo, la presente investigación no considera la modelación del área de
peligrosidad para el proceso productivo puesto que la entidad auspiciante ha
manifestado que el estudio del mismo expondría información susceptible de
divulgación que afectaría los procesos objeto de protección en base a los
lineamientos de propiedad intelectual y no es de su interés la difusión de esta
información.
Por lo tanto, la determinación de las áreas de peligrosidad en los dos escenarios
antes indicados emplea la aplicación de la herramienta de simulación basada en los
modelos matemáticos propuestos por Brighton y empleados por el software
ALOHA®. Vale mencionar que ésta herramienta es un instrumento desarrollado
por la División de Respuesta de Emergencia (ERD) de la Administración Oceánica
y Atmosférica Nacional (NOAA), en colaboración con la Agencia de Protección
Ambiental (EPA) de los Estados Unidos de América, que permite mediante
4
simulación, determinar el potencial riesgo de incendio asociado a derrames de
sustancias químicas (Jones, Lehr, & Simecek-Beatty, 2013).
Para la aplicación de la herramienta referida, se requiere del levantamiento de la
información relacionada con las propiedades fisicoquímicas del biocombustible a
base de aceite vegetal mediante investigación documental, así como la información
experimental levantada por el auspiciante del presente trabajo en virtud de la escasa
información disponible.
De igual manera, se requiere de la información relacionada con las condiciones
atmosféricas del sitio en análisis, la cual se obtiene mediante los datos
proporcionados durante el año 2012 por la estación meteorológica M0005
Portoviejo-UTM, perteneciente a la Red de Estaciones Meteorológica del Instituto
Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) ya que la estación en referencia
se encuentra ubicada cerca al sitio en análisis.
Luego, mediante investigación de campo, se realiza el levantamiento de las
características del área de almacenamiento del biocombustible en referencia,
identificando el proceso de acopio del biocombustible a base de aceite vegetal y las
características de la infraestructura disponible en la unidad de estudio.
Al respecto, es necesario destacar que la falta de información de las características
térmicas y energéticas del combustible, es una de las limitaciones de la presente
investigación, por lo tanto, para poder determinar las áreas de peligrosidad, se
consideran los siguientes aspectos:
1. Al no disponer de los límites de explosividad para el biocombustible a base de
aceite vegetal en estudio, se consideran los niveles agudos de exposición (Acute
Exposure Guideline Levels AEGLs) establecidos para el metanol, para un tiempo
de exposición de 1 hora; por ser la sustancia química que mayormente se emplea en
el proceso de producción de un biocombustible, considerando también que puede
presentarse trazas en el producto final de hasta un 0,20% en peso, conforme a lo
5
establecido en la norma INEN 2482:2009 Requisitos del Biodiesel (Instituto
Ecuatoriano de Normalización , 2016).
2. En la simulación no se incorporan los análisis de los siguientes efectos:
reacciones químicas, partículas, terreno, mezcla de sustancias químicas y
fragmentos peligrosos.
3. De igual manera, no se contempla la siguiente situación: Expansión de un
líquido en ebullición que genera un vapor explosivo o también conocido como
“BLEVE”, ya que este tipo de explosiones son causadas cuando se almacenan gases
licuados (Eckhoff, 2014).
4. Se considera que la duración de la descarga puede producirse en un tiempo
máximo de una hora, puesto que los métodos de cálculo que se han empleado en
modelaciones realizadas para varias sustancias con diferentes propiedades
fisicoquímicas determinando que las descargas de gases hacia la atmosfera se
producen en periodos de tiempo entre diez minutos y una hora. (ALOHA, 2015).
Finalmente, con toda la información antes indicada, se procede con la aplicación
del software establecido para realizar la simulación de las áreas de peligrosidad para
cada uno de los escenarios identificados, proporcionando así, información primaria
para poder definir acciones que permitan establecer medidas oportunas de respuesta
ante estos eventos.
6
1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
1.1. Antecedentes del Problema
A nivel nacional, en el año 2015 se registra un total de 21.917 accidentes ocurridos
en sectores como: servicio social y salud; actividades inmobiliarias y de alquiler;
administración pública y defensa; agricultura, ganadería, caza y silvicultura;
relación de dependencia sector privado y público; comercio al por mayor y menor;
construcción; explotación de minas y canteras; enseñanza; servicio doméstico en
hogares; hoteles y restaurantes; industria manufacturera; intermediación financiera;
actividades comunitarias sociales y personales de tipo servicios; pesca; suministros
de electricidad, gas y agua; transporte, almacenamiento y comunicaciones;
organizaciones y órganos extraterritoriales; actividades por identificar, en blanco y
personas económicamente inactivas.
De todos los casos descritos, 4.305 corresponden a industrias manufactureras, de
acuerdo a la base de datos de la Dirección del Seguro General de Riesgos del
Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social (Direccción del Seguro
General de Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social,
2016), tal como se puede apreciar en el cuadro 1(ver cuadro 1 y gráfico 1).
7
Cuadro 1. Accidentes Registrados a nivel nacional durante el año 2015
Sector Número de accidentes
registrados
Servicio social y salud 1.385
Actividades inmobiliarias y de alquiler 2.379
Administración pública y defensa 2.051
Agricultura, ganadería, caza y silvicultura 1.859
Relación de dependencia sector privado y
público 6
Comercio al por mayor y menor 3.173
Construcción 1.686
Explotación de minas y canteras 282
Enseñanza 194
Servicio doméstico en hogares 6
Hoteles y restaurantes 643
Industria manufacturera 4.305
Intermediación financiera 289
Actividades comunitarias sociales y personales
de tipo servicios 974
Pesca 539
Suministros de electricidad, gas y agua 453
Transporte, almacenamiento y comunicaciones 1.092
Organizaciones y órganos extraterritoriales 3
Actividades por identificar, en blanco y personas
económicamente inactivas 598
TOTAL 21.917
Fuente: (Direccción del Seguro General de Riesgos del Trabajo del Instituto
Ecuatoriano de Seguridad Social, 2016)
8
Gráfico1: Accidentes registrados a nivel nacional en el año 2015
Fuente: Elaborado por la autora
De lo expuesto, se evidencia que la información relacionada con los accidentes
ocurridos por incendios y/o explosiones en plantas dedicadas al procesamiento de
biocombustibles y/o producción de aceites vegetales; no consta en la base de datos
de la Dirección del Seguro General de Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano
de Seguridad Social.
Asimismo, a nivel mundial existe información limitada respecto de los accidentes
y/o incidentes ocasionados en instalaciones de procesamiento de biocombustibles,
tal como se manifiesta en la investigación de (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc
Leod, 2014), en la cual, se obtiene una base de datos que recopila los accidentes e
incidentes ocasionados en plantas procesadoras de biodiesel en los siguientes
países: Estados Unidos, Francia, Canadá, Argentina, España, Brasil, Austria, Reino
Unido, Turquía, Malasia, Austria, Japón y Bélgica; para un periodo de 10 años
contados a partir del 2003. Tomando en cuenta que en el mencionado estudio se
determina que a pesar de ser un primer intento, todavía queda mucho por analizar
en virtud de los posibles riesgos que pueden generarse al manipular varias
sustancias químicas y/o líquidos inflamables que se emplean durante el proceso de
obtención de biocombustibles a base de aceite vegetal como metanol.
9
El estudio detalla que en el periodo analizado, se recopila un total de 85 casos de
accidentes y/o incidentes referenciados, de los cuales, el 60% corresponden a
incendios y/o explosiones (ver cuadro 2 y gráfico 2).
Cuadro 2. Accidentes registrados en plantas procesadoras de biocombustibles
desde el año 2003 al 2013
Tipo No. eventos %
Incendio 51 60%
Explosión 20 24%
Fuga, derrames 11 13%
Incidente Ocupacional y otros 3 3%
Total 85 100%
Fuente: (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014)
Gráfico 2: Porcentaje de accidentes ocurridos en plantas de procesamiento de
biocombustible (biodiesel) desde el año 2003 al 2013
Fuente: Elaborado por la autora
Por otro lado, en la investigación realizada por (Rivier & Marlair, 2010), se presenta
la recopilación de los incidentes ocasionados durante enero de 2000 hasta inicios
del año 2009 en plantas de producción de biodiesel, específicamente en industrias
que emplean en su proceso productivo etanol y metanol. En esta fuente se registran
10
100 casos, de los cuales, el 64% tienen relación con la explosión y/o incendio, tal
como se puede apreciar en el gráfico 3 (ver gráfico 3).
Cuadro 3. Accidentes en plantas de procesamiento de biodiesel registrados desde
enero de 2000 a inicios del año 2009
Tipo Número de accidentes
Explosión / incendio 64
Transporte y accidentes por derrames 22
Transporte y accidentes por incendios/ explosiones 6
Otros 8
Total 100
Fuente: (Rivier & Marlair, 2010)
Gráfico 3: Accidentes en plantas de procesamiento de biodiesel registrados desde
enero de 2000 a inicios del año 2009
Fuente: Elaborado por la autora
En los resultados expuestos en la investigación realizada por (Salzano, Di Serio, &
Santacesaria, 2010), se determina la importancia del análisis de riesgos por
incendios en el proceso productivo y en el área de almacenamiento, debido al uso
de sustancias químicas inflamables como metanol, señalando que el 20% de los
accidentes registrados en su investigación se producen en el almacenamiento.
11
En forma adicional, en las siguientes investigaciones se recopilan los accidentes
más relevantes ocurridos sobre todo en plantas de obtención de biodiesel. Se destaca
que en ninguno de ellos se establecen las posibles causas y consecuencias (Marlair,
Rotureau, Breulet, & Brohez, 2009); (Rivera, Selva, Mc Leod, & N., 2008) y
(Salzano, Di Serio, & Santacesaria, 2010).
Por lo tanto, de lo anteriormente expuesto, en el cuadro 4 se presenta un resumen
de los accidentes recopilados en cada una de las investigaciones antes mencionadas
(ver cuadro 4 y gráfico 4).
Cuadro 4. Resumen de Accidentes ocurridos para plantas de procesamiento de
biocombustible
Fuente/autor Año Total de
accidentes/incidentes
Accidentes
por incendio
Rivera, Selva, Mc Leod, & N. 2008 5 3
Marlair, Rotureau, Breulet, & Brohez 2009 7 6
Rivier & Marlair 2010 100 64
Salzano, Di Serio, & Santacesaria 2010 35 22
Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc
Leod 2014 85 51
Fuente: Elaborado por la autora
12
Gráfico 4: Resumen de accidentes por fuentes bibliográficas identificadas
Fuente: Elaborado por la autora
1.2. Planteamiento, descripción y definición del problema
A pesar que en el Ecuador aún no se dispone de información respecto de los
accidentes y/o incidentes ocasionados en este tipo de industrias (Direccción del
Seguro General de Riesgos del Trabajo del Instituto Ecuatoriano de Seguridad
Social, 2016), es importante tomar en cuenta los aportes realizados por: (Calvo
Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014); (Rivier & Marlair, 2010) y (Salzano,
Di Serio, & Santacesaria, 2010), en los cuales se pone de manifiesto que la mayor
fuente de riesgo para este tipo de industrias está relacionada con incendios y/o
explosiones debido al empleo de sustancias inflamables durante el proceso de
obtención de biocombustibles; así como en su fase de almacenamiento.
Además, es necesario destacar que en los accidentes por incendio ocasionados en
industrias procesadoras de biocombustibles como por ejemplo biodiesel,
registrados en el trabajo de (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014), han
causado desde afectaciones a la salud de los trabajadores; quejas y/o inconvenientes
con la comunidad; hasta pérdidas económicas (ver cuadro 7).
13
Esta información permite afirmar que es necesario el empleo de herramientas que
permitan determinar el área de peligrosidad del riesgo de incendio en el
almacenamiento de industrias de procesamiento de biocombustibles a base de aceite
vegetal, con la finalidad de poder establecer medidas oportunas que permitan
reducir las consecuencias a producirse en caso de incendios y/o explosiones. Para
este caso se considera que la bibliografía especializada no cuenta con resultados de
análisis extensivos de accidentes como metodología disponible para este tipo de
investigaciones.
En forma adicional, y conforme la información presentada en los trabajos de:
(Fazal, Haseeb, & Masjuki, 2010); (Jin, Zhou, Wu, Jiang, & Ge, 2015); (Hu, Xu,
Hu, Pan, & Jiang, 2012) y (Haseeb, Masjuki, Ann, & Fazal, 2010), en los cuales
mediante la aplicación de ensayos de corrosión tanto a biocombustibles a base
vegetal (biodiesel) así como al combustible diésel de origen fósil, en metales como:
cobre, aluminio y acero, se determina que los biocombustibles son más corrosivos
que el diésel. Se menciona además que aquellas sustancias que se obtienen a partir
de aceites vegetales forman orificios en las placas empleadas durante los ensayos
de corrosión realizados.
Al respecto, es necesario destacar que los tanques de almacenamiento de la planta
de procesamiento de biocombustible a base de aceite vegetal de la unidad en
estudio, presenta un número de acidez mayor al 0,5 mg de hidróxido de
potasio/gramo, valor correspondiente al límite máximo establecido para el biodiesel
que se encuentra expuesto en la norma INEN 2482:2009 (Instituto Ecuatoriano de
Normalización , 2016), situación que agrava la ocurrencia de derrames que pueden
llegar a ocasionar incendios y/o explosiones. Se tiene en cuenta además que el área
de almacenamiento de esta sustancia, al momento, no cuenta con sistema alguno de
respuestas ante incendios y/o explosiones, y al no disponer de información respecto
del análisis de los accidentes ocurridos en instalaciones de procesamiento y
almacenamiento de biocombustibles a base de aceite vegetal a nivel nacional, hace
que la presente investigación permita aportar con datos base para establecer
14
posibles áreas afectadas al generarse un incendio en el área de almacenamiento, a
fin de plantear medidas de respuesta ante estos eventos.
De igual manera, con la presente investigación se puede reforzar el diseño de planes
de emergencia y/o contingencia; ya que permite identificar las zonas en las cuales
se puede formar una nube de vapores inflamables, información base para
puntualizar medidas de control y/o mitigación del riesgo por incendio; si como
planificar la frecuencia y/o priorización en la ejecución de simulacros.
Por otro lado, puede servir como herramienta para crear campañas de
concientización a trabajadores y visitantes, ya que se determinan las áreas que
tentativamente pueden verse afectadas si llega a presentarse un incendio en el
almacenamiento del biocombustible en mención.
1.3. Formulación
En virtud de los antecedentes expuestos, se plantea la siguiente pregunta:
¿Qué tan inflamables son los biocombustibles a base de aceite vegetal?
Considerando como parámetros de comparación el punto de inflamación
(temperatura a la cual se forman vapores que son capaces de generar una llama si
se encuentran en presencia de una fuente de calor), así como la temperatura de
ignición (temperatura a la cual se combustiona la superficie de una sustancia sin
que esta se encuentre en presencia de una llama), se determina que el
biocombustible a base de aceite vegetal; presenta inflamabilidad relativamente baja
ya que a temperatura ambiente no puede formar vapores capaces de crear mezclas
con el aire e inflamarse y/o autocombustionarse, tal como se puede apreciar en el
cuadro 5 (ver cuadro 5) en el cual se exponen algunas propiedades fisicoquímicas
de la sustancia de la referencia:
15
Cuadro 5. Propiedades Fisicoquímicas del Aceite vegetal
Aceite Vegetal Biodiesel
Propiedad Unidad Valor Valor
Punto de inflamación °C 255 130
Temperatura de Ignición °C 445 n/a
Tasa de peligro de inflamabilidad n/a 1 (ligero) 1 (ligero)
Fuente: (Potter, 2011)
Sin embargo, es necesario destacar que en el proceso de obtención de ciertos
biocombustibles a base de aceite vegetal, se emplean sustancias inflamables como:
metanol, etanol, propanol o butanol y/o pentanol.
Siendo el metanol la sustancia química mayormente empleada durante el
procesamiento de este tipo de combustible, la cual presenta una inflamabilidad
relativamente alta debido a que su punto de llama es bajo y a temperatura ambiente
puede liberar suficiente cantidad de vapores combustibles que provocan incendios.
Cuadro 6. Propiedades Fisicoquímicas del Metanol
Propiedad Unidad Valor
Punto de inflamación °C 12
Temperatura de Ignición °C 445
Tasa de peligro de inflamabilidad n/a 3 (alto)
Fuente: (Potter, 2011)
Al respecto, en el estudio de (Riviere & Marlair, 2009) se manifiesta que los
posibles riesgos de incendio y/o explosión que se pueden presentar en el
procesamiento y almacenamiento de biocombustibles, específicamente de
16
biodiesel, se atribuyen al fenómeno de auto calentamiento que puede producirse por
la fermentación del biocombustible.
Un fenómeno de este tipo implica un incremento en la temperatura de la sustancia
almacenada, y consecuentemente la generación de gases inflamables. En forma
adicional, en el estudio en referencia, también indica que otro de los riesgos de
incendio que puede generarse en la fase de almacenamiento, corresponde a los
derrames cuya severidad y consecuencias dependen del volumen perdido.
Además, y conforme a la investigación realizada por (Marlair, Rotureau, Breulet,
& Brohez, 2009), en la cual se recopilan siete incidentes ocurridos en plantas de
procesamiento de biodiesel registrados durante los años 2003 y 2006 en países
como: Estados Unidos, Bélgica y Francia, estableciendo que seis fueron causados
por incendios.
También es necesario destacar que dos de los accidentes registrados en la
investigación en mención, se originaron en la fase de almacenamiento, el primero,
causado por sobrecalentamiento del sistema de calentamiento; mientras que el
segundo se produjo en el surtidor de biodiesel en una pequeña planta de
procesamiento.
De igual manera, en la investigación de (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod,
2014) se presenta una base de datos con respecto a los accidentes e incidentes
ocasionados en las plantas de procesamiento de biocombustibles, específicamente
de biodiesel. El estudio menciona que en países como: Estados Unidos, Canadá,
Brasil, Argentina, Australia, Malasia, China, Francia, Japón, Reino Unido, Turquía,
Alemania, España, Bélgica y Austria se reportan desde el año 2003 al 2013 un total
de 85 accidentes y/o incidentes. En países como Brasil y Argentina, se registra un
total de seis accidentes, tal como se presenta en el cuadro 7 (ver cuadro 7.).
17
Cuadro 7. Accidentes y/o incidentes reportados en América Latina desde el año
2003 hasta el 2013 P
aís
Fecha Empresa Descripción del accidente Causa/
Consecuencia
Arg
enti
na
09/08/2011
Cooperati-
va
Agrícola y
Forestal
Gral.
Güemes
Ltda.
Durante la noche se produjo
un incendio en el área de
producción de biodiesel, el
cual se extendió hacia los
sitios de almacenamiento de la
materia prima (semilla de
algodón), cuyas causas no han
sido determinadas.
Destrucción
total de las áreas
incendiadas y
pérdida de 400
litros de aceite.
19/04/2011
AG
Energy-
Viluco
S.A
Durante la noche, 3
trabajadores se encontraban
realizando la limpieza del silo,
la válvula de cierre se abrió, y
succionó a los trabajadores
hacia el interior del silo.
Apertura de la
válvula del silo.
Dos trabajadores
muertos por
asfixia.
17/07/2010
AG
Energy-
Viluco SA
En la noche, se generó un
incendio en la zona de pre
tratamiento, cuyas causas se
encuentran aún en
investigación.
Dos trabajadores
lesionados, uno
por quemaduras
de primer grado,
y el otro por
asfixia por CO.
Fuente: (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014)
18
Cuadro 7. (cont.)
País
Fecha Empresa Descripción del accidente
Causa/
Consecuencia B
rasi
l
04/11/2011
Oleoplan
S.A.
En la mañana, durante el
mantenimiento de la planta,
un trabajador estaba soldando
un tanque de 14.000 litros que
se empleaba en el tratamiento
de agua para la producción de
biodiesel que contenía aceite y
grasa, mismo que explotó.
No hay
información.
El trabajador
presentó
cortaduras en
cara y cuerpo.
19/08/2009
Cooper-
bio y
Cooperati-
va de
Biocom-
bustible
Durante la tarde y cuando la
planta se encontraba en
operación normal, se generó
un corto circuito en el tanque
de 4.000 litros de biodiesel, el
cual contenía una mezcla de
metanol, hidróxido de amonio
y sodio, lo que generó vapores
inflamables que ocasionaron
una explosión y derrame del
biodiesel.
Posiblemente
por corto
circuito.
Un muerto y un
trabajador
quemado con
posible
afectación por
inhalación de
vapores tóxicos.
23/03/2009
Binatural Durante el mantenimiento, un
trabajador estaba soldando un
tanque donde se almacenaba
glicerina, el cual explotó y
fraccionó el tanque
ocasionando un derrame de la
misma, produciéndose el
incendio sobre la sustancia
derramada.
No hay
información.
Tres muertos y
un tanque
destruido.
Fuente: (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014)
19
De la información expuesta, se determina que en la producción y almacenamiento
de biocombustibles se emplean materias primas inflamables, las cuales pueden
ocasionar consecuencias graves como muertes, pérdidas económicas y problemas
ambientales, sobre todo, cuando no se establecen medidas que permitan mitigar y/o
controlar el riesgo por incendio.
Por lo tanto, se convierte en una necesidad el poder establecer lineamientos que
permitan definir las áreas afectadas al ocurrir un incendio, a fin de establecer
medidas oportunas que permitan evitar los accidentes anteriormente mencionados.
1.4. Preguntas directrices
La presente investigación se basa en las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es el área de peligrosidad de riesgo por incendio debido al
almacenamiento de una planta procesadora de biocombustible a base de aceite
vegetal?
b) ¿Cómo se define el área de peligrosidad para este tipo de industrias?
c) ¿Por qué es importante definir las áreas de Peligrosidad de riesgo por incendio
para el almacenamiento de un biocombustible a base de aceite vegetal?
1.5. Justificación
En virtud de la escasa información a nivel nacional respecto de los accidentes y/o
incidentes ocurridos en las industrias dedicadas al procesamiento de
biocombustibles a base de aceites vegetales; es necesario considerar la información
20
presentada en la base de datos más reciente realizada por Calvo Olivares, Rivera &
Núñez; en la cual se determina que entre el año 2003 y el 2013, en empresas
latinoamericanas dedicadas a la obtención de biodiesel, se reportan un total de seis
accidentes dando como resultado seis muertos y cuatro heridos (ver cuadro 7).
Al respecto, es necesario destacar que en el lugar donde se ubica la planta de
procesamiento y almacenamiento del biocombustible en análisis, trabajan alrededor
de 30 personas, las cuales pueden verse afectadas al producirse un incendio en el
área de almacenamiento, puesto que el sitio en referencia carece de sistemas de
respuesta ante estos eventos.
Por lo tanto, con la presente investigación se identifican las áreas de peligrosidad
debido al riesgo por incendio en la fase de almacenamiento de una planta de
procesamiento de biocombustible a base de origen vegetal, ubicada en la provincia
de Manabí. La información sirve de base en la definición de medidas y/o acciones
preventivas para la mitigación de riesgos por incendios; así como en el desarrollo
de planes de emergencia y contingencia para este tipo de industrias.
El interés científico de la investigación en particular radica en la generación de
datos estimados de la afectación de potenciales incendios en instalaciones de
biocombustibles mediante la simulación del fenómeno, que en estado actual del
conocimiento, no presenta opciones extensivas para obtener este tipo de
observación, ya que el interés en los biocombustibles es relativamente nuevo y los
accidentes de la industria no disponen de documentación suficiente para proceder a
la determinación del grado de afectación mediante reportes de accidentes.
En base a esto, se afirma que la novedad desarrollada como parte de la investigación
descrita corresponde a información nueva con respecto a lo existente.
21
1.6. Objetivo General
Modelar el área de peligrosidad del riesgo de incendio en el almacenamiento de una
planta de procesamiento de biocombustible a base de aceite vegetal ubicada en la
provincia de Manabí, considerando dos escenarios específicos y cuando la
capacidad de almacenamiento sea del 25%, 50% y 100%.
1.7. Objetivos Específicos
a) Levantar información previa respecto de los accidentes y/o incidentes
producidos en instalaciones dedicadas al manejo de biodiesel.
b) Describir el proceso de almacenamiento del biocombustible a base de aceite
vegetal, para el caso de estudio e identificar y/u obtener la información
requerida para realizar la modelación de las áreas de peligrosidad en el
almacenamiento del biocombustible a base de aceite vegetal en la instalación
en análisis.
c) Realizar el modelamiento de las áreas de peligrosidad, mediante la aplicación
del software ALOHA®, para los escenarios determinados y cuando la
capacidad de almacenamiento se encuentra al 25%, 50% y 100%
respectivamente.
d) Analizar los resultados obtenidos en la modelación de las áreas de
peligrosidad y establecer conclusiones y recomendaciones.
22
2. MARCO GENERAL
2.1. Marco Referencial
2.1.1. Revisión de la legislación existente
A continuación se presenta la legislación más representativa, relacionada con la
respuesta ante incendios:
Cuadro 8. Resumen de la legislación nacional relacionada con la respuesta ante
incendios
Cuerpo normativo Detalle
Decisión 584: Instrumento
andino de seguridad y salud en
el trabajo, dada en Antioquia el
25 de junio de 2003.
El cual establece normas fundamentales en
materia de seguridad y salud en el trabajo
como base para el establecimiento de leyes y
reglamentos, considerando que en el artículo
16 se manifiesta la necesidad de establecer
sistemas de respuesta a emergencias debido a
incendios tomando en cuenta el tipo y tamaño
de una industria.
Resolución 957: Reglamento
del instrumento andino de
seguridad y salud en el trabajo,
dada en Lima el 23 de
septiembre de 2005.
Determina los aspectos generales a considerar
en el desarrollo de Sistemas de Gestión de
Seguridad y Salud en el Trabajo, en el cual se
incorpora como temática, el control de
incendios y explosiones.
23
Cuadro 8. (cont.)
Cuerpo normativo Detalle
Decreto Ejecutivo 2393:
Reglamento de seguridad y
salud de los trabajadores y
mejoramiento del medio
ambiente laboral, publicado en
R.O. No. 565 del 17 de
noviembre de 1986.
Establece lineamientos básicos y generales
relacionados a los centros de trabajo, así como
medidas generales en lo que respecta a la
prevención y respuesta ante incendios
(artículos: 136 y 143 al 164).
Decreto Ejecutivo No. 1303,
publicado en R.O. suplemento
No. 799 del 28 de septiembre
de 2012.
Declara de interés nacional la producción de
biocombustibles en el Ecuador recalcando que
en el artículo 3 del cuerpo normativo en
referencia se establece un plazo de 8 meses a
partir de la suscripción del mismo, para que se
proceda con la distribución y comercialización
de biodiesel B5, el cual corresponde a la
mezcla entre diésel base con biodiesel en una
porción de 5%.
Ley de defensa contra
incendios, publicado en R.O.
No. 815 del 09 de marzo de
2009
Determina los entes que forman parte del
servicio de defensa contra incendios.
Acuerdo ministerial No. 1257:
Reglamento de prevención,
mitigación y protección contra
incendios, publicado en R.O.
suplemento No. 114 del 02 de
abril de 2009
Establece disposiciones más específicas que
las expuestas en el Decreto Ejecutivo 2393
relacionadas con la prevención, mitigación y
protección contra incendios.
Norma INEN 2482:2009
Biodiesel – Requisitos
Presenta los requisitos mínimos del biodiesel
para una concentración del 100%.
Fuente: Elaborado por la autora
24
En forma adicional, se puede destacar que la norma técnica brasileña ABNT NBR
15512:2014 Almacenamiento, transporte, suministro y control de calidad del
biodiesel y diésel BX (Asociación Brasilera de Normas Técnicas , 2016), puede
considerarse como información referencial, toda vez que a nivel nacional solamente
se dispone de la norma técnica INEN 2482:2009 Biodiesel – Requisitos (Instituto
Ecuatoriano de Normalización , 2016), en la cual se presenta únicamente los
requerimientos mínimos que debe tener el biodiesel.
2.1.2. Revisión de trabajos previos realizados
Al respecto, es necesario destacar que el análisis de riesgos por incendios y/o
explosiones puede realizarse mediante el estudio estadístico de los accidentes y sus
factores causa – efecto o, por otra parte, a través de la aplicación de metodologías
basadas en la aplicación de modelos matemáticos para simular los fenómenos
físicos asociados a un incendio.
A continuación se detallan varias investigaciones realizadas en las cuales se
emplean herramientas de simulación para determinar los riesgos por incendio en
industrias dedicadas a la obtención de biocombustibles:
(Riviere & Marlair, 2009), reporta una herramienta de modelación llamada
BIOSAFUEL, la cual permite realizar un pre-diagnóstico de los posibles riesgos
que pueden producirse en todo el ciclo de producción de un determinado
biocombustible.
En la investigación realizada por (Badri, y otros, 2013), se describe la simulación
de la geometría de la llama y la duración de incendios producidos por “jet fire” para
diferentes diámetros de vertido en ciertas fuentes potenciales que generan
incendios, conjuntamente con el análisis del peor escenario, permitiendo señalar las
estructuras que pueden verse afectadas y así determinar medidas contra incendios.
25
Con respecto a la aplicación de metodologías con base estadística, (Sjöström,
Amon, Appel, & Persson, 2015) manifiesta que existe poca información
experimental en la evaluación de riesgos debido a la radiación térmica y la
velocidad de consumo por combustión en incendios ocurridos por “pool fire”, por
lo cual, para poder obtener los posibles efectos que ocasionan este tipo de incendios
se realizan ensayos experimentales a fin de obtener datos de radiación térmica,
mismos que permiten estimar las posibles consecuencias a generarse en el
almacenamiento y producción de plantas a gran escala de fabricación de etanol,
sustancia empleada como biocombustible.
Esta afirmación permite aseverar que la información documentada, acerca de
accidentes como los que se busca analizar, es escasa, lo cual impide identificar
hallazgos con respecto a causas y consecuencias de los incendios con la validez
estadística suficiente para hacer afirmaciones certeras al respecto.
Por otro lado, en la investigación de (Parvizsedghy & Sadrameli, 2014) se reporta
la severidad de los incidentes ocurridos en los procesos de producción de biodiesel
a través de la aplicación de modelos de enfoque de análisis de fallas, dando como
resultado que los incendios producidos por una fuga accidental de vapores de gases
inflamables a presión o también conocido como “jet fire”, son más probables en
producirse, por lo tanto, se realiza la simulación de este evento para tres tamaños
de fuga diferentes.
En base a las consideraciones señaladas, es necesario destacar que la presente
investigación se realiza empleando una orientación basada en simulación de los
fenómenos físicos relativos al incendio en lugar de la aplicación de una metodología
estadística, ya que para este tipo de investigaciones se requiere de información base
con un número de casos suficientemente extenso, para validar los resultados
obtenidos a través de este mecanismo, misma que, no existe para este caso en
particular.
26
2.1.3. Definición de términos básicos
2.1.3.1. Incendio.
Es un fuego no deseado, fuera de control, que requiere de la presencia de los
siguientes elementos: (a) combustible, que puede ser una sustancia en estado sólido,
líquido o gaseoso; (b) comburente, generalmente oxígeno y (c) fuente de calor.
(Drysdale, 1993).
Gráfico 5: Elementos indispensables para la generación del fuego.
Fuente: (Jossemar, 2016)
2.1.3.2. Flash fire.
Tipo de incendio que ocurre cuando una nube de vapores inflamables entra en
contacto con una fuente de ignición generando así un incendio súbito que en
muchos casos puede llegar a generar una explosión. (ALOHA, 2015).
Al respecto es necesario destacar que para que se produzca la ignición, debe existir
incremento de la temperatura hasta formar vapores inflamables que por sí solos
permiten mantener la reacción de combustión. (Drysdale, 1993).
27
2.1.3.3. Pool fire.
Tipo de incendio que se origina cuando se produce el vertido de un combustible el
cual forma un charco en el suelo que se evapora hasta alcanzar su temperatura de
ignición, produciendo un incendio. (ALOHA, 2015).
2.1.3.4. Temperatura de ignición.
Corresponde a la temperatura de ignición, es la temperatura mínima a presión de
una atmósfera a la que una sustancia en contacto con el aire arde espontáneamente
sin necesidad de una fuente de ignición (Sierra, 1991).
2.1.3.5. Límites de inflamabilidad.
Según (Sierra, 1991) corresponde al rango de concentraciones mínimas y máximas
en las cuales se generan vapores inflamables que al combinarse con el oxígeno del
aire y en presencia de una fuente de calor; es capaz de arder.
Por lo tanto, el límite de inflamabilidad inferior (LII) corresponde la mínima
concentración de la mezcla combustible-oxígeno por debajo de la cual, no existe
propagación de la llama al estar en contacto con una fuente de calor.
Mientras que el límite de inflamabilidad superior (LIS) es la máxima concentración
de la mezcla combustible-oxígeno por encima de la cual no existe propagación de
la llama al estar en contacto con una fuente de calor.
28
2.1.3.6. Descripción del modelo matemático empleado en la simulación
realizada.
La simulación que se lleva a cabo en la presente investigación se basa en el
modelamiento de (Brighton, 1985), que predice el flujo de evaporación cuando la
temperatura promedio del vertido de una sustancia se encuentra por debajo de su
punto de ebullición mediante la relación existente entre la velocidad de fricción del
aire, la concentración saturada del químico, la fase de vapor y un coeficiente
adimensional de transporte de masa, tal como se puede apreciar en la ecuación (1):
𝐸(𝑥, 𝑡) = 𝐶𝑠𝑈∗ ∗ 𝑗(𝑥) (1)
Donde:
E(x,t): Flujo de evaporación
U*: velocidad de fricción del aire
Cs: concentración saturada de la sustancia en análisis en fase vapor
j(x): coeficiente adimensional de transporte de masa
Para determinar la velocidad de fricción del aire se emplea la formulación de
(Deacon, 1973), la cual está definida mediante la siguiente ecuación:
𝑈∗ = 0,03𝑈 (10
𝑧)𝑛
(2)
Donde U corresponde a la velocidad del viento del sitio en análisis, mientras que n
es un valor exponencial empleado para aproximar el perfil de velocidad del viento
por encima de la superficie de un líquido.
El modelo de Brighton considera los valores de n establecidos en la investigación
de (Havens & Spicer, 1985), para seis tipos de estabilidad, tal como se presenta en
el cuadro 9 (ver cuadro 9).
29
Cuadro 9. Valores de la potencia n considerados en el modelo de Brighton
Valor de n Tipo de Estabilidad
A 0,108
B 0,112
C 0,120
D 0,142
E 0,203
F 0,253
Fuente: (Havens & Spicer, 1985)
Al respecto, es necesario destacar que la simulación que se lleva a cabo en la
presente investigación, tiene como fin la terminación de los sitios en los cuales se
puede formar una nube de vapores inflamables, capaz de producir los siguientes
tipos de incendio:
a) Escenario 1: Incendio tipo “flash fire”; que se produce cuando el
biocombustible derramado no se evapora, pero al encontrarse con una fuente de
ignición, forma vapores o gases inflamables que pueden desencadenar un incendio
de este tipo.
b) Escenario 2: Incendio tipo “pool fire”, que se produce cuando el
biocombustible derramado forma un charco de espesor reducido que comienza a
evaporarse hasta generar una nube de gases inflamables que pueden desencadenar
un incendio de este tipo.
2.2. Diagnóstico
Como se ha mencionado en las secciones anteriores, existe escasa información
relacionada con la identificación y análisis de los accidentes producidos a nivel
30
nacional en instalaciones dedicadas a la producción y almacenamiento de
biocombustibles a base de origen vegetal. Sin embargo, a continuación se presentan
los siguientes trabajos de investigación en los cuales se recopila información
respecto de accidentes e incidentes ocurridos a nivel internacional para el tipo de
industria referido:
La investigación de (Rivera, Selva, Mc Leod, & N., 2008) en la cual se analizan
cinco casos específicos de accidentes registrados en empresas de producción de
biodiesel argentinas, se determina que en cuatro de ellos, se produjeron incendios,
ya sea por el vertido del catalizador empleado en la reacción de trans-esterificación,
como por ejemplo metanol, así como derrames ocurridos en la fase de
almacenamiento del biocombustible en mención ocasionando daños en las
estructuras y equipos, además, afectaciones en la salud de los trabajadores.
En la investigación de (Marlair, Rotureau, Breulet, & Brohez, 2009) se destaca que
la escasa información de las propiedades de combustión de los aceites vegetales o
grasas empleadas en el proceso de obtención de biocombustibles, limita, en muchos
casos, el análisis de los riesgos por incendio que se pueden producir en toda la
cadena de procesamiento, almacenamiento y uso de biocombustibles, sin embargo,
se concluye que los riesgos de incendio, en la producción y almacenamiento de
biodiesel, se deben al empleo de sustancias peligrosas e inflamables como por
ejemplo: el metanol, n-hexano, así como sustancias ácidas o básicas, ya que desde
el año 2003 a 2006 en países como Francia, Bélgica y Estados Unidos se han
registrado siete accidentes de los cuales cinco ocasionaron incendio y/o explosión;
cuyas consecuencias fueron desde pérdidas materiales hasta la muerte de un
trabajador.
De igual manera, (Rivier & Marlair, 2010), presenta la recopilación de 100
accidentes e incidentes ocasionados durante enero de 2000 hasta inicios del año
2009, en plantas de producción de biodiesel; específicamente en industrias que
emplean en su proceso productivo sustancias como: etanol y metanol; determinando
31
que el 64% de los accidentes ocurridos, fueron causados por explosiones y/o
incendios (ver gráfico 3).
La investigación de (Salzano, Di Serio, & Santacesaria, 2010) recopila los
accidentes más importantes ocurridos en los años 2006 al 2009 en 35 industrias
dedicas a la producción de biodiesel, señalando que el 20% de estos eventos
ocurridos están relacionados con explosión e incendios generados en los tanques de
almacenamiento.
Finalmente, la investigación de (Calvo Olivares, Rivera, & Núñez Mc Leod, 2014),
recopila un total de 85 accidentes y/o incidentes ocurridos en industrias dedicadas
a la producción biodiesel en países como: Estados Unidos, Francia, Canadá,
Argentina, España, Brasil, Austria, Reino Unido, Turquía, Malasia, Austria, Japón
y Bélgica, por un periodo de 10 años contados a partir del 2003; determinándose
que el 60% de los eventos registrados fueron producidos por incendios (ver gráfico
2).
2.3. Metodología utilizada
2.3.1. Diseño de investigación
De acuerdo a las definiciones establecidas por (Sabino, 2014), la presente
investigación ha elegido un estudio explicativo de sujeto único debido a su
especificidad.
Se reconoce además que se trata de una investigación aplicada, de tipo descriptivo
y explicativo, debido a que las variables inherentes del fenómeno de incendio no
son modificables y el conocer su efecto es requerido para establecer acciones para
enfrentarlos.
32
La información que requiere ser levantada, menciona que la metodología descrita
combina elementos de investigación bibliográfica y de laboratorio. De manera
adicional, se recalca que el tratamiento de datos establecidos puede entenderse
como una investigación con elementos correlacionales orientados a la interrelación
entre las variables estudiadas.
Por lo tanto, como parte del desarrollo metodológico requerido, se identifica los
siguientes componentes a ser desarrollados:
La potencial afectación de riesgos de incendio se realiza mediante la aplicación de
los modelos de (Brighton, 1985) y consideraciones de (Havens & Spicer, 1985) en
los que se basa el software de modelación ALOHA versión 5.4.5.
Esta herramienta de simulación fue desarrollada por la División de Respuesta de
Emergencia (ERD) de la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional
(NOAA), en colaboración con la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los
Estados Unidos de América, con el afán de determinar los riesgos potenciales
asociados a derrames de sustancias químicas (Jones, Lehr, & Simecek-Beatty,
2013).
Por lo antes expuesto, la presente investigación se desarrolla con la finalidad de
determinar las áreas de peligrosidad del riesgo de incendio en el almacenamiento
de una planta de procesamiento de un biocombustible a base de aceite vegetal
ubicada en el cantón Portoviejo, provincia de Manabí- Ecuador, considerando los
siguientes escenarios:
1. Vertido de un líquido por una fuga en un tanque, el cual puede producir un
incendio tipo “flash fire”.
2. Vertido de un líquido por una fuga en un tanque el mismo que se quema,
desencadenando un incendito tipo “pool fire”.
33
Al respecto es necesario destacar que para cada uno de los escenarios establecidos
se realiza el modelamiento cuando la capacidad de almacenamiento del
biocombustible en estudio se encuentra al 25%, 50% y 100%, respectivamente.
El modelamiento se basa en: información técnica sobre la sustancia combustible;
datos meteorológicos del sitio analizado; y las características del área de
almacenamiento del sitio objeto de análisis; destacando que la presente
investigación no considera la modelación del área de peligrosidad para el proceso
productivo puesto que la entidad auspiciante, (Instituto Nacional de Eficiencia
Energética y Energías Renovables, INER), ha manifestado que el mismo se
encuentra en proceso de propiedad intelectual y no es de su interés la difusión de
esta información, no obstante, el almacenamiento es de gran interés, puesto que
implica el manejo significativo de este tipo de biocombustible, ya que actualmente,
el área de almacenamiento no dispone de mecanismos de respuesta ante incendios.
La obtención de la información requerida para la simulación realizada contempla
los siguientes pasos que se detallan a continuación:
1. En primer lugar, se realiza el levantamiento de la información relacionada con
la ubicación del sitio en análisis, la cual fue obtenida mediante equipos de
posicionamiento global (GPS) de campo junto con información cartográfica libre y
disponible en las bases de datos de Google®.
2. Luego, se realiza el levantamiento de las dimensiones de los tanques de
almacenamiento, información que fue obtenida de forma experimental y validada
mediante la revisión de las fichas técnicas de cada uno de los equipos, las cuales se
pusieron a disposición por la administración de la planta industrial objeto de
estudio.
Con respecto a las características del vertido, es necesario señalar que la selección
de este tipo de variables se realiza mediante revisión bibliográfica disponible acerca
de las condiciones riesgosas específicas documentadas en la literatura especializada
34
que se menciona en el numeral 4. Limitaciones (ver numeral 4), de esta manera, se
asegura que la condición riesgosa tenga una cierta frecuencia de aparecimiento para
este tipo de instalaciones.
3. Posteriormente, se realiza el levantamiento de la información relacionada con
las características térmicas y energéticas del combustible simulado, es necesario
destacar que las propiedades específicas como: poder calórico, temperatura de
inflamación, temperatura de ebullición y punto de congelamiento se obtienen
mediante experimentación en laboratorio empleando métodos internos validados,
basados en calorimetría de bomba, información que fue proporcionada por el
auspiciante de ésta investigación.
Por otro lado, las variables restantes como: el peso molecular, capacidades
caloríficas del combustible, presión y temperatura crítica, así como los límites de
inflamabilidad; se determinan a través de la revisión bibliográfica, expuesta en las
bases de datos y artículos científicos consultados en virtud de la escasa información
del biocombustible anteriormente indicado.
Finalmente, con la información antes indicada, se realiza la simulación en el
software indicado para cada uno de los escenarios establecidos.
A manera de resumen, en el gráfico 6 (ver gráfico 6), se presentan las variables de
entrada y actividades realizadas a fin de obtener los resultados esperados.
35
Gráfico 6: Flujograma de actividades realizadas en la modelación (software
ALOHA® versión 5.4.5)
Fuente: Elaborado por la autora
2.3.2. Operacionalización de las variables
La información base para definir los valores de las variables relacionadas con las
condiciones climatológicas del área en estudio se fundamenta en la investigación
documental de los valores medios registrados en la estación meteorológica M005
Portoviejo-UTM, perteneciente a la Red de Estaciones Meteorológicas del Instituto de
Meteorología e Hidrología (INAMHI), con la finalidad de contar con cifras
representativas.
Por otro lado, es necesario destacar que la presente investigación identifica las áreas
de peligrosidad de riesgo de incendio para los escenarios anteriormente descritos,
para diferentes capacidades de almacenamiento del tanque de biocombustible
definidos desde 25%, 50% y 100% respectivamente, siendo esta la única variable.
A manera de resumen, en el cuadro 10 (ver cuadro 10), se presenta la información
requerida para la elaboración de modelación de las áreas de peligrosidad por riesgos
de incendios para los escenarios establecidos con la finalidad de diferenciar la
36
naturaleza de la fuente primaria de la cual se obtuvieron cada uno de los valores
requeridos para la simulación.
Cuadro 10. Información para el modelamiento de las áreas de peligrosidad
Información de
entrada Detalle Valor
Propiedades
fisicoquímicas del
biocombustible en
estudio
Poder calórico (kJ/kg)a 39.250,00
Capacidad calórica en estado gaseoso
(kJ/mol ºK)b 400,00
Capacidad calórica en estado líquido
(kJ/mol ºK)c 525,69
Peso molecular (kg/mol)d 292,00
Punto de inflamación (ºC)a 55,00
Temperatura de ebullición (ºC)b 561,90
Presión crítica (atm)b 7,32
Temperatura crítica (ºC)b 757,64
Punto de congelamiento (ºC)a -8,00
Límite inferior de explosión (LEL) (ppm)e 530,00
Límite superior de explosión (UEL) (ppm)e 7.200,00
Fuente: Elaborado por la autora
a Laboratorio INER, 2016.
b Los valores de siguientes datos tomados de la investigación de (Cunico, 2013)
c El valor de la capacidad calorífica tomado para diésel de la investigación de (R.Roberts, Roberts,
& Roberts, 2016).
d El valor del peso molecular del biocombustible a base de origen vegetal fue tomado del artículo de
(R.Roberts, Roberts, & Roberts, 2016).
e Los valores fueron tomados considerando los datos establecidos para el metanol de los niveles
agudos de exposición (AEGLs) tomados del sitio web: (cameochemicals, 2016).
37
Cuadro 10 (cont.)
Información de
entrada Detalle Valor
Condiciones
atmosféricas de la
planta de
procesamiento
Velocidad del viento(m/s)f 1,60
Dirección del vientof Sur Oeste
Temperatura ambiente (°C)f 25,40
Humedad relativa (%)g 82,00
Características del
tanque de
almacenamiento
Altura (m)a 3,85
Diámetro (m)a 2,50
Tanque en forma de cilindro, tipoa Vertical
Capacidad de almacenamiento (m3)a 18,93
Características vertido
Forma del orificio a Circular
Diámetro (m)a 0,04
Porcentaje de ubicación del orificio desde
el fondo del tanque (%)a 10
Fuente: Elaborado por la autora
Cabe mencionar que todos los datos se requieren en el mismo nivel de la
simulación, lo cual indica que los resultados pueden ser afectados de manera
análoga por cada grupo de datos de entrada.
f (Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología, 2015).
g Estación Experimental INIAP Portoviejo, 2016.
38
2.3.3. Unidad de investigación
La planta de obtención del biocombustible a base de aceite vegetal se encuentra
ubicada en el Km 12 de la Vía Santa Ana, en el interior de la Estación Experimental
INIAP Portoviejo, del cantón Portoviejo de la Provincia de Manabí.
El área de almacenamiento se encuentra junto a los procesos de extracción y
filtrado, cuenta con una superficie de 102,48 m2 (metros cuadrados), en el cual se
dispone de un galpón de estructura metálica con cubierta de zinc, en cuyo interior
se encuentran dos tanques verticales de 5000 galones de capacidad respectivamente.
Gráfico 7: Almacenamiento de biocombustible
Fuente: Elaborado por la autora
Además, ésta área cuenta con cerramiento de malla de 2 metros de altura y piso de
cemento, en cuyo interior se encuentran canales de evacuación de fluidos que
rodean el perímetro del área del galpón, tal como se puede apreciar en el siguiente
registro fotográfico (ver gráfico 8).
39
Gráfico 8: Área de almacenamiento
Fuente: Elaborado por la autora
Cada tanque de almacenamiento tiene una altura de 3,85 metros y 2,5 metros de
diámetro y cuenta con un sistema de alerta que indica la cantidad almacenada en
cada uno de ellos, sin embargo, no dispone de sistema alguno que permita responder
ante cualquier evento relacionado con incendios y/o explosiones.
En el área en referencia también se almacena la materia prima empleada en la
obtención del biocombustible mencionado (semillas del aceite vegetal), la cual se
encuentra ubicada frente al primer tanque de almacenamiento y envasada en sacos
de polipropileno de 45 kilogramos con un total de aproximadamente 300 sacos, tal
como se aprecia en el siguiente registro fotográfico (ver gráfico 9).
40
Gráfico 9: Área de almacenamiento de materia prima.
Fuente: Elaborado por la autora
Finalmente, es necesario destacar que las áreas de producción y almacenamiento
del biocombustible empleado en la modelación, se encuentran rodeadas en su
mayoría por áreas de cultivos y pastizales, cabe mencionar que el centro poblado
más cercano esta aproximadamente a 5 km de distancia.
2.3.4. Instrumentos y materiales
A continuación se detallan los materiales e instrumentos empleados en la
simulación:
a) Flexómetro (Rango: 1m a 5m; A± 1mm), empleado para la medición de las
dimensiones de los tanque de almacenamiento del biocombustible a base de aceite
vegetal.
41
b) Equipos de posicionamiento global (GPS) de campo, que permiten identificar
la ubicación del área en análisis junto con información cartográfica libre y
disponible en las bases de datos de Google®.
Por otro lado, la información respecto de las propiedades fisicoquímicas del
biocombustible en análisis, son obtenidas mediante investigación documental
expuesta en las bases de datos y artículos científicos, así como la información
experimental levantada por el auspiciante del presente trabajo en virtud de la escasa
información disponible.
42
3. DISCUSIÓN
Para poder obtener las áreas de peligrosidad del riesgo de incendio, para la fase de
almacenamiento de una instalación que se dedica a la producción de un
biocombustible a base de aceite vegetal, cuando en la fase en mención, se presenta
el vertido del biocombustible debido a una fuga en el tanque de acopio y para dos
escenarios específicos.
Primero, se realiza la investigación u obtención “in situ” de los datos necesarios
para poder ingresar en el software ALOHA® versión 5.4.5, los cuales corresponden
a: ubicación de la planta de procesamiento del biocombustible en mención;
propiedades fisicoquímicas de la sustancia en referencia; condiciones atmosféricas
de la planta de procesamiento y características del área de almacenamiento, mismos
que se encuentran detallados en el cuadro 8.
Una vez ingresados los datos se procede con la simulación en el software referido,
para los escenarios establecidos, dando como resultado los gráficos en los cuales se
representan las áreas de peligrosidad del riesgo de incendio.
En los gráficos obtenidos se puede apreciar que la información relacionada con las
propiedades fisicoquímicas del biocombustible, así como las condiciones
atmosféricas del sitio, son las claves fundamentales para poder realizar la
modelación, sobre todo, la información relacionada con los límites de
inflamabilidad, puesto que los mismos, permiten establecer con mayor precisión el
rango en el cual se puede o no producir la reacción de combustión, sin embargo, se
comprueba lo aseverado en las investigaciones realizadas en el año 2013 por Bradri,
y Riviere & Marlair en el año 2009, entre otras, ya que la falta de información de
las propiedades relacionadas con la combustión de la sustancia en análisis
constituye una de las limitaciones de la presente investigación.
43
A pesar de ello, y, con las consideraciones establecidas para la realización de las
modelaciones, se observa que para el primer escenario, mismo que modela el riesgo
de incendio por “flash fire”, se tiene que los siguientes parámetros: área de incendio,
así como la velocidad a la cual el biocombustible en análisis escapa a la atmósfera
durante un minuto (Tasa Media Máxima de descarga sostenida), diámetro del
charco derramado y cantidad de descarga, se incrementan cuando la capacidad de
almacenamiento aumenta, puesto que cuando el tanque de almacenamiento se
encuentra al 25% de su capacidad de almacenamiento, el área de mayor riesgo en
la cual se puede generar un incendio representada en color rojo, es de 16 metros;
mientras que, cuando la capacidad de almacenamiento del tanque se encuentra al
50% y 100%, ésta corresponde a 22 metros.
En cuanto al área de menor riesgo, misma que representa el área estimada en la cual
las concentraciones del biocombustible a base de origen vegetal podría superar el
10% del límite inferior de explosión, área identificada en color amarillo, se tiene
que cuando la capacidad de almacenamiento es del 25%, ésta corresponde a 63
metros, mientras que cuando se encuentra almacenado el 50% y 100% del
biocombustible a base de aceite vegetal, el área en mención corresponde a 92
metros.
Es decir que no existe variación alguna en las áreas de peligrosidad cuando el tanque
de almacenamiento se encuentra al 50% y 100% de su capacidad, condición que
corresponde al área máxima en la cual se puede producir un incendio por “flash
fire” a las condiciones atmosféricas modeladas.
En forma adicional se puede establecer que al producirse un incendio por “flash
fire” en las condiciones atmosféricas modeladas puede ocasionar daños materiales
y personales en la instalación de procesamiento y almacenamiento del
biocombustible en análisis, puesto que las áreas de peligrosidad obtenidas mediante
la simulación abarcan parte de la Estación Experimental INIAP Portoviejo, así
como áreas de cultivo, elementos que pueden aportar en el incremento de la
intensidad del incendio.
44
Con respecto al segundo escenario, mismo que corresponde al incendio “por pool
fire” es necesario destacar que el mismo no pudo ser realizado, ya que la
temperatura de almacenamiento del biocombustible en referencia se encuentra por
debajo de su punto de inflamación, considerando que por definición, este evento
ocurre cuando la temperatura de almacenamiento y/o del vertido es superior a la de
su punto de inflamación, lo que hace que sea improbable que se produzca este
fenómeno.
Con la información obtenida de las áreas de peligrosidad debido al incendio tipo
“flash fire”, es necesario establecer como prioridad la implementación de sistemas
de alarma y detección de incendios en el área de almacenamiento de este
biocombustible.
45
4. LIMITACIONES
De la modelación realizada se destacan los siguientes aspectos:
1. Los datos relacionados con las condiciones atmosféricas fueron tomados del
anuario meteorológico No. 52-2012 reportados por el Instituto Nacional de
Meteorología e Hidrología (INAMHI), (Instituto Nacional de Meteorología e
Hidrología, 2015), registrados por la estación meteorológica M0005 Portoviejo-
UTM, perteneciente a la Red de Estaciones Meteorológica de esta institución,
misma que presenta los datos posteriores registrados durante el año 2012, ya que la
estación en referencia es la más cercana a la ubicación de la planta en análisis.
Además, en cuanto a las condiciones de velocidad y dirección del viento, es
necesario destacar que se ha considerado aquel valor que ha sido registrado con
mayor frecuencia por la estación meteorológica en mención para el año antes
indicado.
2. Debido a los altos índices de acidez presentados en el almacenamiento del
biocombustible en la instalación en análisis, se ha establecido que la posible causa
de incendio puede atribuirse al vertido por un orificio, ya que según los resultados
presentados en las investigaciones de: (Fazal, Haseeb, & Masjuki, 2010), (Haseeb,
Masjuki, Ann, & Fazal, 2010) y (Jin, Zhou, Wu, Jiang, & Ge, 2015), en los cuales
se realizaron ensayos de corrosión a biocombustibles a base vegetal como el
biodiesel obtenido a partir de aceite de palma; así como al diésel; determinando que
el biocombustible en referencia, presenta mayor corrosión que el diésel, observando
además que forma orificios en las placas metálicas empleadas durante los ensayos.
Asimismo, al realizar ensayos de corrosión entre varios biocombustibles de origen
vegetal y de grasa animal, se determina que el biocombustible que se obtiene a partir
de aceite de palma, es un poco más corrosivo que aquel que proviene de grasa
animal.
46
Por otro lado, en la investigación realizada por (Parvizsedghy & Sadrameli, 2014)
se establecen varios valores de diámetro de orificio para el análisis de riesgo por
incendio en plantas supercríticas de producción de biodiesel, siendo 1,5 pulgadas
(0,0381m) como uno de los tamaños de orificio que produzca el mayor vertido por
un tanque.
3. Toda vez que no se dispone de los límites de explosividad para el
biocombustible a base de aceite vegetal en estudio, se ha tomado como referencia
los niveles agudos de exposición o Acute Exposure Guideline Levels (AEGLs) por
sus siglas en inglés, establecidos para el metanol, para un tiempo de exposición de
1 horah; puesto que en el proceso de producción del biocombustible en referencia,
se emplea esta sustancia química, señalando que pueden existir residuos de la
misma de hasta un 0,20% en peso, una vez que se obtiene el biocombustible en
mención, conforme a lo establecido en la norma INEN 2482:2009 (Instituto
Ecuatoriano de Normalización , 2016) correspondiente a los requisitos establecidos
para Biodiesel.
Por otro lado, es necesario destacar que los valores de AEGL determinados para el
metanol y que son empleados en la presente modelación, corresponden al tiempo
máximo en el cual la velocidad y dirección del viento pueden presentar cambios no
significativos una vez iniciado el derrame del biocombustible a base de origen
vegetal.
4. El modelamiento no incorpora el análisis de los siguientes efectos: reacciones
químicas, partículas, terreno, mezcla de sustancias químicas y fragmentos
peligrosos.
5. La simulación no contempla el modelamiento de la siguiente situación:
Expansión de un líquido en ebullición que genera un vapor explosivo (BLEVE), ya
h Los AEGL estiman las concentraciones a las que la mayoría de personas, incluidos los grupos
sensibles (gente joven, ancianos y enfermos), pueden experimentar efectos en su salud al estar
expuestos ante una sustancia peligrosa durante un tiempo determinado.
47
que este tipo de explosiones son causadas cuando se almacenan gases licuados
(Eckhoff, 2014).
6. La modelación establece que la duración de la descarga puede producirse en
un tiempo máximo de una hora, por los métodos de cálculo que se han empleado
en modelaciones realizadas para varias sustancias con diferentes propiedades
fisicoquímicas, los investigadores han determinado que las descargas de gases a la
atmosfera se producen en periodos de tiempo de diez minutos y una hora.
5. RESULTADOS
5.1 Resultado de las áreas de peligrosidad para el escenario 1: nube de
vapor inflamable la cual puede ocasionar un incendio y/o explosión tipo “flash
fire”
Cuadro 11. Resultado de las áreas de peligrosidad cuando la capacidad de
almacenamiento del tanque se encuentra al 25%, 50% y 100%
Resultados 25% 50% 100%
Tasa Media Máxima de descarga sostenida (kg/min) 2,5 5,32 5,32
Total de cantidad de descargai (kg) 123 185 185
Área roja (m a la redonda) 16 22 22
Área amarilla (m a la redonda ) 63 92 92
Diámetro del charco derramado (m a la redonda) 26 40 40
Fuente: Elaborado por la autora
i Total de cantidad de descarga, parámetro que representa la cantidad de un producto químico
calculada por el software ALOHA, que se descarga hacia la atmósfera durante la hora siguiente al
inicio de la descarga (ALOHA, 2015).
48
En el cuadro 11 (ver cuadro 11), se presentan los resultados obtenidos de las áreas
de peligrosidad para el escenario 1, mismo que corresponde al incendio por “flash
fire”, cuando la capacidad de almacenamiento del combustible se encuentra al 25%,
50% y 100%, respectivamente.
Al respecto, es necesario destacar que en la simulación del escenario 1 se
determinan dos zonas de peligrosidad inflamables: la primera, que se encuentra
graficada en color rojo, representa la zona inflamable (huella) en la cual se puede
formar una nube de vapor inflamable que puede ocasionar un incendio y/o
explosión repentina, que se forma luego de haberse producido el vertido por la fuga
del tanque, es decir, no representa el área afectada por un incendio tipo “flash fire”.
La segunda área que se encuentra representada de color amarillo, corresponde al
área estimada en la cual las concentraciones del biocombustible a base de aceite
vegetal pueden superar el 10% del límite inferior de inflamabilidad, éste es el valor
considerado en los Estados Unidos por los socorristas y/o personal de respuesta.
Por lo antes indicado, se concluye que cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 25%, se estima una zona roja que ocupa 16 metros en
dirección del viento; a una tasa media máxima de descarga sostenida de 2,5
kilogramos por cada minuto, la cual representa la tasa más rápida estimada cuando
la tasa de descargaj ha sido promediada para un periodo de tiempo de por lo menos
un minuto en el cual el biocombustible escapa hacia la atmósfera. Cuando el tanque
se encuentra al 50% y 100% de su capacidad de almacenamiento, el área roja forma
una huella de 22 metros en dirección del viento, con una tasa media máxima de
descarga sostenida de 5,32 kilogramos por cada minuto.
En forma adicional, es necesario aclarar que cuando el tanque se encuentra al 25%
de su capacidad de almacenamiento, se descarga hacia la atmosfera 123 kilogramos
del biocombustible durante la hora siguiente al inicio de la descarga, valor
j Corresponde a la tasa de máxima rapidez a la que el software predice que un producto químico
escapará a la atmósfera (ALOHA, 2015)
49
representado en el cuadro 11 (ver cuadro 11), por el parámetro: total de cantidad de
descarga; mientras que cuando el tanque de almacenamiento se encuentra al 50% y
100% de su capacidad, se descarga hacia la atmósfera un total de 185 kilogramos.
Además que para el escenario simulado se estima que el diámetro del charco
derramado presenta un diámetro de 26 metros y, 40 metros cuando la capacidad de
almacenamiento se encuentra al 25%, 50% y 100%, respectivamente.
Con respecto al área representada en color amarillo, se entiende que cuando la
capacidad del tanque de almacenamiento se encuentra al 25%, se forma una huella
que se extenderá 63 metros en dirección del viento; mientras que cuando la
capacidad de almacenamiento se encuentra al 50% y 100%, la huella se extenderá
a 92 metros en la dirección del viento, con una tasa media máxima de descarga
sostenida y un total de descarga igual a la estimada para el área de color rojo.
En el gráfico 10 (ver gráfico 10), se presenta las zonas de peligrosidad simuladas
para el escenario 1, cuando la capacidad de almacenamiento del biocombustible a
base de aceite vegetal se encuentra al 25%.
50
Gráfico 10: Diagrama del Área de peligrosidad al 25% de la capacidad del tanque
de almacenamiento.
Fuente: Elaborado por la autora mediante la simulación en el software ALOHA®,
versión 5.4.5
En el anexo A, (ver anexo en referencia), se presentan los resultados de las
simulaciones obtenidas mediante la aplicación del software ALOHA®, versión
5.4.5 para el escenario 1, cuando la capacidad del tanque de almacenamiento se
encuentran al 25%.
En el gráfico 11 (ver gráfico 11), se puede apreciar que se ha graficado únicamente
el área de peligrosidad de color amarillo, puesto que el área de peligrosidad de color
rojo representa una huella muy pequeña que no puede ser representada en la escala
empleada para su diagramación, recalcando además que las líneas entrecortadas
representan el intervalo de confianza de la dirección del vientok.
Gráfico 11: Área de peligrosidad al 25% de la capacidad del tanque de
almacenamiento
k Intervalo de confianza de la dirección del viento, corresponde al área cerrada en la cual hay el
software, determina que existe un 95% de probabilidad de que la nube de vapor inflamable
permanezca en la dirección del viento (ALOHA, 2015).
51
Fuente: Elaborado por la autora en el software ©2016 Google earth - Image©2016
Digital Globe
Para poder apreciar de mejor manera las áreas de peligrosidad obtenidas mediante
la modelación para el escenario 1 (riesgo de incendio tipo “flash fire”), cuando la
capacidad del tanque de almacenamiento se encuentra al 25%, en el gráfico 11 (ver
gráfico 11), se ha incorporado la imagen satelital de los valores obtenidos.
Gráfico 12: Diagrama del Área de peligrosidad al 50% y 100% de la capacidad
del tanque de almacenamiento
Fuente: Elaborado por la autora mediante la simulación en el software ALOHA®,
versión 5.4.5
En el gráfico 12 (ver gráfico 12), se puede apreciar únicamente el área de
peligrosidad de color amarillo, puesto que el área de color rojo representa una huella
muy pequeña que no puede ser representada en la escalada empleada para su
diagramación, señalando además que las líneas entrecortadas representan el
intervalo de confianza de la dirección del vientok.
52
En el anexo B y C, (ver anexos en referencia), se presentan los resultados de las
simulaciones obtenidas mediante la aplicación del software ALOHA®, versión
5.4.5 para el escenario 1, cuando la capacidad del tanque de almacenamiento se
encuentran al 50% y 100%.
Para poder apreciar de mejor manera las áreas de peligrosidad obtenidas mediante
la modelación para el escenario 1 (riesgo de incendio tipo “flash fire”), cuando la
capacidad del tanque de almacenamiento se encuentra al 50% y 100%, en el gráfico
13 (ver gráfico 13), se presenta la imagen satelital de los valores obtenidos.
Gráfico 13: Área de peligrosidad al 50% y 100% de la capacidad del tanque de
almacenamiento.
Fuente: Elaborado por la autora en el software ©2016 Google earth - Image©2016
Digital Globe
Finalmente, en el gráfico 14 (ver gráfico 14), se presenta la imagen satelital donde
se encuentran identificadas las áreas de peligrosidad cuando la capacidad del tanque
de almacenamiento se encuentra al 25%, 50% y 100%.
53
Gráfico 14: Área de peligrosidad al 25%, 50% y 100% de la capacidad del tanque
de almacenamiento.
Fuente: Elaborado por la autora en el software ©2016 Google earth - Image©2016
Digital Globe
5.2 Resultado de las áreas de peligrosidad para el escenario 2: nube de
vapor inflamable la cual puede ocasionar un incendio y/o explosión tipo “pool
fire”
En cuanto a esta modelación se determina que es improbable que se produzca este
tipo de incendio, debido a que la temperatura de almacenamiento del
biocombustible en análisis se encuentra debajo de su punto de inflamación, por esto
se descarta que para esta sustancia se produzca este riesgo de incendio.
54
Gráfico 15: Modelación correspondiente al escenario 2
Fuente: Elaborado por la autora mediante la simulación en el software ALOHA®,
versión 5.4.5
En el anexo E, F y G (ver anexos en referencia), se presentan los resultados de las
simulaciones obtenidas mediante la aplicación del software ALOHA®, versión
5.4.5 para el escenario 2, cuando la capacidad del tanque de almacenamiento se
encuentran al 25%, 50% y 100%.
55
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. Conclusiones
1. Del análisis realizado se determina que en el Ecuador no se disponen datos
respecto al número de accidentes ocurridos por incendios y/o explosiones
relacionados con el procesamiento y almacenamiento de biocombustibles.
2. De la modelación realizada se determina lo siguiente:
El área de mayor riesgo, en donde se puede generar un incendio cuando se
produce el vertido de un líquido por una fuga en un tanque cuya capacidad
de almacenamiento se encuentra al 25%, y no se quema pero se deposita en
la superficie y comienza a evaporarse (“flash fire”), corresponde a 16 metros
a la redonda.
El área de mayor riesgo, se puede generar un incendio cuando se produce el
vertido de un líquido por una fuga en un tanque cuya capacidad de
almacenamiento se encuentra al 50% y 100%, que no se quema pero se
deposita en la superficie y comienza a evaporarse (“flash fire”), corresponde
a 22 metros a la redonda.
El área de menor riesgo, (área estimada en donde la concentración del
biocombustible a base de origen vegetal podría superar el 10% de su límite
inferior de explosión), se puede generar un incendio cuando se produce el
vertido de un líquido por una fuga en un tanque cuya capacidad de
almacenamiento se encuentra al 25% mismo que no se quema pero se
deposita en la superficie y comienza a evaporarse (“flash fire”), corresponde
a 63 metros a la redonda.
56
El área de menor riesgo, (área en donde la concentración del biocombustible
a base de origen vegetal podría superar el 10% de su límite inferior de
explosión); en la que se puede generar un incendio cuando se produce el
vertido de un líquido por una fuga en un tanque cuya capacidad de
almacenamiento se encuentra al 50% y 100% y no se quema pero se deposita
en la superficie y comienza a evaporarse (“flash fire”), corresponde a 92
metros a la redonda.
A las condiciones modeladas se determina que es improbable que se
produzca incendio del tipo “pool fire”, puesto que la temperatura de
almacenamiento del tanque se encuentra debajo de su punto de inflamación.
3. Para las condiciones atmosféricas establecidas en la presente modelación, se
puede determinar que en el área de almacenamiento de biocombustible a base de
aceite vegetal de la planta de procesamiento ubicada en la provincia de Manabí,
puede ocurrir únicamente incendios por flash fire.
4. La escasa información relacionada con las propiedades fisicoquímicas y/o
parámetros de peligrosidad relacionados con combustión de una sustancia, como
por ejemplo los límites de inflamabilidad del biocombustible a base de aceite
vegetal, hace necesaria la aplicación de otras metodologías para el análisis del
riesgo por incendio tipo “flash fire” que permitan verificar la información obtenida
en la presente simulación. A pesar de lo antes indicado y tomando en cuenta que
aún no se dispone de suficiente información respecto del análisis de accidentes por
incendio en plantas de procesamiento de biocombustible en el Ecuador, se puede
establecer que las áreas de peligrosidad identificadas corresponden a información
base.
57
6.2. Recomendaciones
1. Una vez establecidas las áreas potenciales en las cuales se puede producir un
incendio a consecuencia del vertido de un líquido por una fuga en un tanque, en el
cual no se quema pero se deposita en la superficie y comienza a evaporarse (“flash
fire”), se recomienda realizar un análisis más profundo, tomando en cuenta las
condiciones modeladas, de tal manera, que permitan definir medidas y/o acciones
para la mitigación y/o control de riesgos por incendios, así como en el desarrollo de
los planes de emergencia y contingencia para este tipo de industrias.
2. Se recomienda realizar el modelamiento para diferentes diámetros de orificio
con la finalidad de poder establecer la posible afectación y/o modificación del área
de peligrosidad debido al riesgo de incendio para la fase de almacenamiento y
cuando se produce el vertido de un líquido por una fuga en un tanque, en el cual no
se quema pero se deposita en la superficie y comienza a evaporarse (“flash fire”).
3. Siendo que las áreas de peligrosidad estimadas, cuando se produce un incendio
tipo “flash fire”, para el 50% y 100% de la capacidad de almacenamiento del tanque,
presentan los mismos valores, se recomienda modelar para este tipo de incendio,
considerando que la capacidad de almacenamiento se encuentra en un rango de 0 a
50%, a fin de poder obtener mayores datos que permitan determinar el rango de
áreas de peligrosidad, información que servirá de base para el establecimiento de
medidas para la mitigación y/o control de riesgos para este tipo de incendio.
58
7. PROPUESTA DE RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Al no disponer de suficiente información respecto a la indagación de los accidentes
ocurridos en plantas de procesamiento de biocombustibles a base de aceite vegetal
a nivel nacional, se plantea como necesario el levantamiento de esta información, a
fin de contar con elementos que permitan verificar los datos obtenidos en la
investigación realizada.
En forma adicional, es necesario realizar ensayos que permitan determinar las
propiedades fisicoquímicas, sobre todo los límites de inflamabilidad del
biocombustible empleado en el análisis realizado, con los datos obtenidos, se debe
realizar nuevamente la simulación realizada a fin de verificar las áreas de
peligrosidad encontradas.
Finalmente, y conforme a la simulación realizada, misma que ha permitido estimar
las zonas en peligro en las cuales se puede formar una nube de vapor inflamable
que puede ocasionar un incendio y/o explosión repentina, debido al vertido por la
fuga del tanque, es necesario en forma prioritaria identificar las posibles fuentes de
ignición a fin de poder reducir la probabilidad de ocurrencia de este siniestro.
Además, y siendo que los tanques de almacenamiento del biocombustible a base de
aceite vegetal presentan niveles de acidez considerables, se propone verificar,
mediante el empleo de técnicas específicas, que permitan determinar el espesor de
las paredes de los tanques de almacenamiento a fin de determinar el desgaste debido
a los efectos de la corrosión.
Es necesario destacar que se pueden emplear, como mecanismos de respuesta ante
incendios de tipo activos como sistemas de detección y alarma, equipos de control
y señalización, detectores de humo, y/o implementación de extintores de incendios
del tipo ABC; para ello se puede aplicar metodologías que permitan determinar su
número y ubicación en el área de estudio, sin olvidar la elaboración de programas
59
de capacitación orientado a la toma de conciencia y conocimiento en los
trabajadores.
60
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Combustión: Es el proceso de oxidación rápida que consiste en una
combinación del oxígeno con aquellos materiales o sustancias capaces de
oxidarse, dando como resultado la generación de gases, partículas, luz y calor.
(Ministerio del Ambiente, 2015).
Capacidad calórica: Es la cantidad de energía necesaria para alzar la
temperatura en 1ºC de una cierta cantidad de materia (Romo, 1976).
Líquido combustible: Aquél que tiene un punto de inflamación igual o
superior a 38 º C y líquido inflamable el que lo tiene inferior a 38 ºC (Sierra,
1991)
Peso molecular: Masa de un mol de una sustancia química. Un mol es la
cantidad de una sustancia que contiene 6,02 X10 23 moléculas. (ALOHA,
2015)
Poder calórico: o calor de combustión es la cantidad de calor producido por
la quema de una cantidad unitaria de una sustancia bajo condiciones
específicas. (ASTM American Society for Testing and Materials, 2014)
Punto de congelamiento: Temperatura a la cual una sustancia química existe
en equilibrio entre la fase sólida y líquida y depende de la composición
química y de la presión aplicada. (ALOHA, 2015)
Punto crítico: Representa la mayor temperatura y presión para las que una
especie química pura pueda existir en equilibrio vapor/líquido. A estas
condiciones de temperatura y presión se denominan críticas. (Smith, Van
Ness, & Abbott, 1997)
61
Reacción de Trans-esterificación: Reacción química que se produce entre
un aceite de origen vegetal y/o animal y un alcohol, mediante la acción de un
catalizador (ácido o básico), produciendo el biocombustibles (biodiesel
generalmente) y otros subproductos como glicerina (Agarwal, 2007).
Sustancias Comburentes: Sustancias que, sin ser necesariamente
combustibles por sí mismas, pueden generalmente, liberando oxígeno, causar
la combustión de otras materias o contribuir a ello (NTE INEN 2266, 2013).
Temperatura de inflamación: Es la temperatura mínima a la cual un líquido
inflamable desprende suficiente vapor para formar una mezcla inflamable con
el aire que rodea la superficie del líquido o en el interior del recipiente
empleado. (Sierra, 1991).
Temperatura de ebullición: Máxima temperatura a la cual puede existir en
equilibrio la fase liquida y vapor de una sustancia. Por encima de esta
temperatura, una sustancia en esta líquido se evapora y depende de la
composición de un producto químico y la presión aplicada. A medida que
aumenta la presión, el punto de ebullición también aumenta. (ALOHA, 2015)
62
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Agarwal, A. K. (2007). Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as
fuels for internal combustion engines. Progress in energy and combustion
science, 33(3), 233-271.
2. ALOHA. (14 de Diciembre de 2015). Manual para usuarios ALOHA version
5.4.5. Obtenido de
http://response.restoration.noaa.gov/sites/default/files/aloha.pdf
3. Asociación Brasilera de Normas Técnicas . (27 de junio de 2016). Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Obtenido de
https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=322742
4. ASTM American Society for Testing and Materials. (2014). Standard test
method for heat of combustion of liquid hydrocarbon fuels by bomb
calorimeter D240. Philadelphia.
5. Badri, N., Rad, A., Kareshki, H., Abdolhamidzadeh, B., Parvizsedghy, R., &
Rashtchian, D. (2013). A risk-based decision making approach to determine
fireproofing requirements against jet fires. ournal of Loss Prevention in the
Process Industries, 26(4), 771-781.
6. Brighton, P. (1985). Evaporation from a Plane Liquid Surface into a
Turbulent Boundary-Layer. Jornal of Fluid Mechanics, No. 159(oct): 323-
345.
63
7. Calvo Olivares, R., Rivera, S., & Núñez Mc Leod, J. (2014). Database for
accidents and incidents in the biodiesel industry. Journal of Loss Prevention
in the Process Industries, 245-261.
8. Calvo Olivares, R., Rivera, S., & Núñez Mc Leod, J. (2015). Database for
accidents and incidents in the fuel ethanol industry. Journal of Loss
Prevention in the Process Industries, 276-297.
9. cameochemicals. (12 de Abril de 2016). cameochemicals. Obtenido de
https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/3874
10. Cecrle, E. D. (2012). Analysis of the effects of reformate (hydrogen/carbon
monoxide) as an assistive fuel on the performance and emissions of used
canola-oil biodiesel. International journal of hydrogen energy,, 37(4), 3510-
3527.
11. Chang, J., & Lin, C. (2006). A study of storage tank accidents. Journal of
Loss Prevention in the Process Industries, 51-59.
12. Cunico, L. C. (2013). Estimation of physical properties of vegetable oils and
biodiesel using group contribution methods. HEMICAL ENGINEERING
TRANSACTIONS, 32 (535-540).
13. Deacon, E. (1973). Geostrophic drag coefficients. Boundary Layer
Meteorology, No. 5(4):321-340.
14. Direccción del Seguro General de Riesgos del Trabajo del Instituto
Ecuatoriano de Seguridad Social. (5 de Febrero de 2016). Siniestralidad
Reportada. Quito, Ecuador.
64
15. Drysdale, D. (1993). La química y la física del fuego. Manual de protección
contra incendios, p. 47-63).
16. Eckhoff, R. K. (2014). oiling liquid expanding vapour explosions (BLEVEs):
A brief review. Journal of Loss Prevention in the Process Industries,, 32, 30-
43.
17. El diario24.com. (30 de mayo de 2013). Eldiario24.com.Website.Santiago del
Estero, Argentina. Obtenido de www.eldiario24.com
18. Fazal, M. A., Haseeb, A. S., & Masjuki, H. H. (2010). Comparative corrosive
characteristics of petroleum diesel and palm biodiesel for automotive
materials. Fuel Processing Technology, 91(10), 1308-1315.
19. Haseeb, A. S., Masjuki, H. H., Ann, L. J., & Fazal, M. A. (2010). Corrosion
characteristics of copper and leaded bronze in palm biodiesel. Fuel
Processing Technology, 91(3), 329-334.
20. Havens, J., & Spicer, T. (1985). Development of an Atmospheric Dispersion
Model for Heavier-Than-Air Gas Mixtures (Vol. I). Arkansas, USA:
University Fayetteville Deparment of Chemical Engineering.
21. Hu, E., Xu, Y., Hu, X., Pan, L., & Jiang, S. (2012). Corrosion behaviors of
metals in biodiesel from rapeseed oil and methanol. enewable energy, 371-
378.
22. Instituto Ecuatoriano de Normalización . (14 de Marzo de 2016). Servicio
Ecuatoriano de Normalización. Obtenido de
http://apps.normalizacion.gob.ec/descarga/index.php/buscar
65
23. Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología. (2015). Anuario
Meteorológico No.52-2012. Quito - Ecuador: INAMHI.
24. Jin, D., Zhou, X., Wu, P., Jiang, L., & Ge, H. (2015). Corrosion behavior of
ASTM 1045 mild steel in palm biodiesel. Renewable Energy, 81, 457-463.
25. Jones, R., Lehr, D., & Simecek-Beatty, R. &. (2013). ALOHA (Areal
Locations of Hazardous Atmospheres) 5.4.4: Technical Documentation U.S.
Dept. of Commerce, NOAA Technical Memorandum NOS OR&43. Seattle:
WA: Emergency response Division, NOAA.
26. Jossemar, C. (1 de marzo de 2016). LinkedIn Corporation © 2016. Obtenido
de http://es.slideshare.net/jossemarcristhian/uso-y-manejo-de-extintores-
23983972
27. Kang, J., Liang, W., Zhang, L., Lu, Z., Liu, D., & Yin, W. Z. (2014). A nez
risk evaluation method for oil storage tank zones based on the theory of two
types of hazard. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 267-
276.
28. Mannan, M. S., Wang, Y., Zhang, C., & West, H. H. (2006). Application of
Inherently Safer Design Principles in Biodiesel Production Process.
Proceedings of Hazard XIX, 982-989.
29. Marlair, G., Rotureau, P., Breulet, H., & Brohez, S. (2009). Booming
development of biofuels for transport: Is fire safety of concern? Fire and
Materials, 33(1), 1-19.
66
30. Ministerio del Ambiente. (04 de Noviembre de 2015). ANEXO 3DEL
LIBRO VI DEL TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACIÓN SECUNDARIA
DEL MINISTERIO DEL AMBIENTE NORMA. NORMA DE EMISIONES
AL AIRE DESDE FUENTES FIJAS. Quito: Registro Oficial Edición Especial
No.387.
31. NBC Right Now. (09 de Mayo de 2013). NBC Right Now Website WA, USA.
Obtenido de www.kndu.com.
32. NTE INEN 2266. (Enero de 2013). NTE INEN 2266:2013. Quito, Ecuador:
Instituto Ecuatoriano de Normalización.
33. Parvizsedghy, R., & Sadrameli, S. (2014). Consequence modeling of
hazardous accidents in a supercritical biodiesel plant. Applied Thermal
Engineering, 282-289.
34. Potter, J. (2011). Green Fuel Production: The Risks of Backyard Biodiesel.
Cogeneration and Distributed Generation Journal, 26(1), 53-77.
35. R.Roberts, Roberts, & Roberts. (12 de Abril de 2016).
http://www.methanol.org/Health-And-Safety/Technical-Bulletins/Technical-
Bulletins/UsingPhysicalandChemicalPropertiestoManageFlam-(1).aspx.
Obtenido de http://www.methanol.org/
36. Rivera, S., Selva, S., Mc Leod, J., & N., E. (2008). Human error in biofuel
plants accidents. In Proceedings of the World Congress on Engineering, Vol.
2).
67
37. Rivier, C., & Marlair, G. (2010). The use of multiple correspondence analysis
and hierarchical clustering to identify incident typologies pertaining to the
biodiesel industry. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 4, 53-65.
38. Riviere, C., & Marlair, G. (2009). BIOSAFUEL®, a pre-diagnosis tool of
risks pertaining to biofuels chains. Journal of Loss Prevention in the Process
Industries, 22(2), 228-236.
39. Romo, L. (1976). Termometría y Calorimetría. Quito: Universitaria.
40. Sabino, C. (2014). El proceso de investigación . Guatemala : Episteme .
41. Salzano, E., Di Serio, M., & Santacesaria, E. (2010). Emerging Risk in the
Biodiesel Production by Transesterification of Virgin and Renewable Oils.
Energy & Fuels, 6103-6109.
42. Salzano, E., Di Serio, M., & Santacesaria, E. (2010). State-of-art and
historical analysis for the safety of biodiesel production by trans-esterification
of virgin and renewable oils. Prague, Czech Republic.
43. Sierra, E. T. (1991). NTP 379: Productos inflamables: variación de los
parámetros de peligrosidad. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el
Trabajo (INSHT), 1-11.
44. Sjöström, J., Amon, F., Appel, G., & Persson, H. (2015). Thermal exposure
from large scale ethanol fuel pool fires. Fire Safety Journal, 229-237.
68
45. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (1997). Introducción a la
termodinámica en ingeniería química. México: McGRAW-
HILL/INTERAMERICANA.
69
ANEXOS
Anexo A: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 25%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
70
Anexo B: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 50%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
71
Anexo C: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 1 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 100%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
72
Anexo D: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 25%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
73
Anexo E: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 50%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
74
Anexo F: Resumen del reporte de resultados obtenidos de la modelación
realizada para el escenario 2 cuando la capacidad de almacenamiento del
tanque se encuentra al 100%
Fuente: ALOHA® software, versión 5.4.5
75
BIOGRAFÍA DE LA AUTORA
Cristina Fabiola Gavilanes Albán, ciudadana ecuatoriana nacida el 13 de noviembre
de 1985 en la ciudad de Quito provincia de Pichincha, culminó sus estudios
secundarios en la Unidad Educativa María Auxiliadora desde 1997 - 1998 hasta
2003 – 2004, en la cual obtuvo su especialización de Ciencias –Físico Matemático.
En noviembre de 2009, culminó sus estudios de pregrado en Ingeniería Química,
en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador con el
desarrollo del trabajo de graduación titulado “Tratamiento de agua residual de la
empresa extractora de aceite de palmiste AEXAV”.
En mayo de 2011 inició su carrera profesional como Asesora freelance en empresas
petroleras, en las cuales desarrolló procedimientos y registros en las áreas de
seguridad, salud ocupacional, ambiente, comercialización y operaciones para la
implementación del sistema integrado de gestión.
Posteriormente, en marzo de 2012, trabajó en el Departamento de Petróleos,
Energía y Contaminación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central del
Ecuador, colaboró en la elaboración de Ensayos de Control de Calidad en muestras
de petróleo y sus derivados.
Finalmente en enero de 2013 hasta la presente se encuentra trabajando en la
Dirección de Gestión Ambiental del Gobierno Autónomo Descentralizado de la
Provincia de Pichincha en calidad de técnica especialista en auditorías ambientales.
A lo largo de estos años ha adquirido una amplia experiencia en la implementación
y elaboración de auditorías de gestión puesto que ha obtenido las siguientes
certificaciones: QUALITY MANAGEMENT SYSTEMS AUDITOR/ LEAD AUDITOR
TRAINING COURSE (BASED ON ISO 9001:2008 STANDARD); ENVIRONMENTAL
MANAGEMENT SYSTEMS AUDITOR/ LEAD AUDITOR TRAINING COURSE
(BASED ON ISO 14001:2004 STANDARD) y LEAD ASSESSOR OHSAS 18001:2007.
BASED ON OHSAS 18001:2007 STANDARD).