ANEXO Nº 4

Reglamento para Construccion y Operacion de Estaciones de Servicio de Combustibles Liquidos (24721)

23 de Julio, 1997

Vigente

Aprueba el Reglamento para la Construcción y Operación de Estaciones de Servicio de Combustibles Líquidos

ANEXO Nº 4

LA ELECTRICIDAD ESTATICA EN LA DESCARGA DE COMBUSTIBLES

1. LA ELECTRICIDAD ESTATICA

En forma previa a indicar los procedimientos de descarga de las cisternas, se tratará el tema de generación de Electricidad Estática y los peligros que supone en las actividades petroleras, el no tomar en cuenta esta energía.

1.1 Características de la Electricidad Estática

Las características de la electricidad estática difieren de las correspondientes a la electricidad dinámica comúnmente utilizada para producir luz, calor y fuerza motriz.

a) Generación de Electricidad Estática

La generación varía de acuerdo al diseño de las instalaciones, en función de los equipos y caudales utilizados.

Los filtros son grandes generadores de cargas de electricidad en comparación con los medidores y bombas, generando de diez a doscientas veces más cargas que las producidas en las mismas instalaciones sin dichos filtros.

En la Industria petrolera la generación de electricidad estática se debe entre otros, al contacto y separación de las partículas de los productos líquidos en el momento que están fluyendo. Cuando el producto se encuentra en reposo es eléctricamente neutro por mantener iguales cantidades de partículas cargadas o iones positivos o negativos, pero al fluir por un tubo o recipiente, los electrones de las áreas de contacto son absorbidos por la superficie de la tubería, en tanto que los iones excedentes son llevados por la turbulencia dentro del cuerpo del producto y son arrastrados por el flujo. La carga negativa también es conducida en la misma dirección del flujo, a través de la pared del tubo, debido a la atracción natural que existe entre cargas opuestas.

Si la corriente de producto cargada positivamente entra a un recipiente, contenedor o tanque, se induce a la cara interior de la pared del mismo una carga igual pero de signo negativo, en tanto que en la cara exterior de dicha pared también se induce una carga igual pero de signo positivo.

Esta carga exterior proviene de la separación de cargas provocadas en la pared cuando queda expuesta al campo electrostático por la entrada del producto cargado.

Cuando el producto contiene impurezas ionizadas tales como gotas de agua o partículas sólidas de óxido de cualquier tipo, se incrementa notablemente la generación con la turbulencia o agitación del producto. La cantidad de electricidad estática generada depende fundamentalmente de la velocidad del flujo, turbulencia del líquido, contenido iónico del mismo y dimensión de las superficies en contacto.

La generación electrostática en una tubería se incrementa con la longitud de ésta, hasta un valor límite máximo que depende de la velocidad del flujo, por lo que será mayor para las velocidades altas que para las bajas velocidades.

Los filtros como ya se dijo, son prolificos generadores electrostáticos, debido a la gran superficie de contactos que presenta al paso del producto.

b) Acumulación de Electricidad Estática

Las cargas electrostáticas pueden acumularse hasta llegar a tomar valores altamente peligrosos.

El proceso de acumulación de cargas está directamente relacionado con la cantidad de electrostática generada y las características de conductividad eléctrica de los diferentes productos y materiales con que están construidos los equipos e instalaciones y si están o no perfectamente conectados a tierra.

La mayor parte de los hidrocarburos (crudos o destilados) son malos conductores de electricidad (son dieléctricos), por está razón son proclives a la acumulación de cargas.

La cantidad de electricidad estática acumulada sobre un cuerpo aislado, depende de la magnitud y velocidad de generación de las cargas y de la resistencia que encuentran en sus trayectorias las cargas al disiparse.

c) Disipación de las cargas

En la práctica las cargas electrostáticas de los cuerpos cargados, siempre se disipan debido a la atracción de las cargas iguales de signo contrario, llamándose a esta característica relajación o mitigación de la carga electrostática.

Es por esta causa que la mayoría de las descargas electrostáticas se producen únicamente mientras dura el proceso de generación, aunque debido a la poca conductividad de algunos productos, éstos permanecen conservando un valor riesgoso de carga electrostática, algún tiempo después de que ha cesado la generación.

Por esta razón se recomienda que terminadas las operaciones del llenado se espere un tiempo que permita la relajación de la carga, antes de efectuar alguna otra operación sobre la superficie del liquido (aproximadamente 20 segundos).

d) Descarga electrostática – Chispa

Las descargas electrostáticas se manifiestan siempre en forma de chispas o sea fenómenos transitorios en los que una carga electrostática atraviesa el espacio entre dos puntos que no estaban en contacto, a diferencia de los arcos que son un flujo de corriente eléctrica que ocurre al separar dos puntos que se encontraban en contacto.

Para que se origine una descarga electrostática es necesario que el voltaje alcance cierta magnitud que depende la resistencia dieléctrica del medio.

Para el aire, la resistencia dieléctrica es de aproximadamente 3.000 volts/mm. y para la mínima separación que pueda lograrse se requiere un voltaje de 350 volts para que pueda ocurrir la descarga.

e) Chispas Incendiarias

Para iniciar la combustión de mezclas inflamables de productos derivados del petróleo es necesario que la energía liberada de la descarga al medio inflamable sea por lo menos de 0.25 milijoules. A las descargas o chispas que liberan suficiente energía para encender una mezcla inflamable de las llama incendiarias.

f) Riesgos de Inflamación

Aún cuando no se concede mucha importancia a los fenómenos electrostáticos en condiciones normales, es necesario ejercer un control rígido sobre los mismos cuando existe la posibilidad de que estos ocurran en presencia de mezclas inflamables debidas al manejo de combustibles líquidos.

g) Medidas de Prevención

Las medidas de seguridad establecidas por esta Norma tienen por objeto eliminar o al menos reducir los riesgos de ignición electrostática entre otros.

Básicamente las medidas de prevención consisten en:

g-1 Reducir al mínimo posible la generación de electricidad estática.

g-2 Evitar la acumulación de cargas electrostáticas y propiciar la disipación las mismas.

g-3 Evitar la posibilidad de que se produzcan chispas electrostáticas en los sitios en que existen o puedan existir mezclas inflamables.

g-4 La conexión de puesta de tierra por medio de pinza y cable es necesario porque elimina una de las cargas promotoras de chispa (la externa) con lo que se disminuye el riesgo.

h) Recomendaciones varias

El trasvase efectuado por circuito cerrado, o sea sin presencia de aire que puede formar mezclas explosivas y posibilita la continuidad eléctrica de todas las partes de instalaciones que entregan y reciben producto, elimina parcialmente los riesgos de una descarga electrostática.

Asimismo el trasvase de producto en contenedores debidamente inertizados, también elimina los riesgos de electrostática.

El uso de la “cadena de arrastre” para descarga de electricidad estática, en camiones tanque, ha quedado descartado en razón de existir abundantes pruebas y ensayos que determinan su inutilidad.

Debe evitarse que dentro de los contenedores queden objetos o partes sueltas sin conectar a tierra, pues cuando la cisterna contiene producto hacen las veces de promotores de chispas electrostáticas.