¿Qué gas utilizar para inertizar un tanque de almacenamiento de disolventes inflamables?
Los gases (nitrógeno o dióxido de carbono) desempeñan un papel esencial en el proceso de inertización de depósitos o tanques de disolventes inflamables para prevenir los riesgos de explosión.
Este artículo explica como elegir entre estos dos tipos de gases en función de la compatibilidad química con las sustancias y de las limitaciones operativas. Dirigido a responsables de HSE e ingenieros de mantenimiento, ofrece una base técnica para proteger las zonas de trabajo, garantizando una concentración de oxígeno inferior al valor de referencia, dentro de una lógica de cumplimiento normativo para la seguridad de las plantas industriales.
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Puntos clave
• El mantenimiento de una concentración de oxígeno inferior a la CLO (Concentración Límite de Oxígeno): parámetro principal para la seguridad de las instalaciones industriales.
• El nitrógeno: gas de referencia para la inertización industrial gracias a su inercia química.
• El dióxido de carbono: solución técnica posible, pero que conlleva riesgos de reacciones químicas y de condensación en determinadas condiciones.
• La elección del gas: depende de las características del disolvente, de las condiciones de almacenamiento y de las normas de seguridad aplicables.
El proceso de inertización consiste en sustituir una atmósfera oxidante en un depósito por un tipo de gas inerte con el fin de eliminar cualquier riesgo de combustión. En el caso de tanques que contienen disolventes inflamables, esta medida resulta indispensable, ya que permite prevenir la formación de atmósferas explosivas. La elección del gas se basa en sus propiedades químicas para evitar la reacción con el producto almacenado, así como en los requisitos de seguridad. Este artículo describe las soluciones industriales para proteger de forma óptima las instalaciones y asegurar la preservación de los activos.
El nitrógeno es el estándar industrial del sector
¿Por qué priorizar el nitrógeno en el entorno industrial?
Se trata del gas más utilizado para inertizar tanques de almacenamiento debido a su neutralidad química casi total con prácticamente todos los disolventes. Además, la logística de suministro en tanques de líquido o la producción On-site mediante un generador (PSA o membranas) ofrece una flexibilidad logística innegable. Su bajo punto de rocío evita cualquier introducción de humedad en el producto almacenado. Gracias a una sobrepresión constante, el nitrógeno impide cualquier entrada de aire, lo que garantiza la integridad de la capa protectora de gas en los recipientes de almacenamiento.
¿Qué limitaciones industriales presenta el nitrógeno?
El nitrógeno conlleva el riesgo de anoxia en caso de fuga en espacios cerrados, al generar atmósferas con bajo nivel de oxígeno. Este riesgo implica el despliegue de un plan de prevención para reducir los riesgos vinculados a la anoxia. Su utilización obliga a la instalación de sistemas de detección de oxígeno con procedimientos de uso estrictos.
Uso del dióxido de carbono o del argón para la inertización
¿Se puede utilizar el CO₂ para inertizar tanques químicos?
El dióxido de carbono presenta propiedades denominadas “extintoras” debido a su elevada densidad. Por el contrario, puede disolverse en ciertos productos e influir en su pH o en sus propiedades químicas. La instalación tiene la obligación de cumplir ciertas reglas esenciales para evitar que la fricción de los cristales de CO₂ genere descargas de electricidad estática que podrían desencadenar una explosión en presencia de una atmósfera explosiva.
¿Qué aplicaciones tiene el argón en el ámbito de la inertización?
El argón, el gas inerte por excelencia, se utiliza cuando el nitrógeno corre el riesgo de reaccionar con el contenido del depósito. Al ser más denso que el aire, ofrece una excelente protección. Sin embargo, su elevado precio de producción lo limita a aplicaciones particulares, como el almacenamiento de productos ultra puros o compuestos organometálicos altamente reactivos. Para un almacenamiento estándar de productos inflamables, el argón no presenta ninguna ventaja frente a las soluciones de inertización con nitrógeno.
Parámetros técnicos para la selección del gas de inertización
¿Cómo influyen las características químicas del disolvente?
La selección del gas debe integrar obligatoriamente la compatibilidad con el disolvente. De hecho, algunos compuestos pueden absorber el gas inerte, lo que conlleva un consumo excesivo o una alteración de la pureza del producto. Por ejemplo, el CO₂ no se utiliza con disolventes básicos o aminas, con los que puede reaccionar.
¿Qué solución elegir para la logística del nitrógeno?
La elección de la solución de inertización, ya sea mediante el uso de nitrógeno líquido o la producción de nitrógeno con un generador, representa una decisión estratégica. De hecho, esta elección influye en la seguridad de sus instalaciones, la calidad de sus productos y la flexibilidad de su producción. Se trata de una elección que se basa esencialmente en aspectos presupuestarios. De forma sencilla, existen tres criterios fundamentales:
- La pureza del nitrógeno necesaria para la inertización de su producto (cantidades de humedad y oxígeno).
- Los flujos necesarios (volúmenes requeridos) para inertizar uno o varios tanques.
- Presión necesaria en los tanques en relación con la regulación de los sistemas de inertización.
- Las variaciones de flujos: ya sean regulares o variables en el tiempo.
- Espacio disponible en la planta, limitaciones de superficie e integración respecto a la ubicación de los tanques.
¿Cuáles son las ventajas de la generación de nitrógeno on-site?
La generación de nitrógeno on-site para la inertización de tanques utiliza principalmente dos tecnologías: la separación por membranas o la adsorción por cambio de presión (PSA).
Los generadores de nitrógeno on-site ofrecen la ventaja de proporcionar un flujo continuo para grandes volúmenes, lo que optimiza de forma notable el presupuesto vinculado a los costes logísticos de suministro. Además, esta solución reduce las emisiones de CO₂, ya que evita los suministros mediante camiones semirremolque favoreciendo así la protección del medio ambiente.
Tabla comparativa de las diferentes soluciones de inertización
| Gas | Nitrógeno (N₂) | Dióxido de carbono (CO₂) | Argón (Ar) |
|---|---|---|---|
| Densidad | Densidad: 0,967 (más ligero que el aire). Solubilidad en agua: muy baja (~20 mg/l). | Densidad: 1,527 (claramente más pesado que el aire). Solubilidad en agua: elevada (2000 mg/l). | Densidad : 1,380 (más pesado que el aire). Naturaleza: gas noble, monoatómico. |
| Ventajas | Abundante. Evita la oxidación y la decoloración. Inerte con la mayoría de los compuestos. | Crea una capa de protección pesada. | 100% inerte, sin posibilidad de reacción química. |
| Inconvenientes | Ninguno. | Corrosivo en presencia de humedad. Reacciona con aminas, amoníaco anhidro y bases fuertes. Riesgo de explosión por la fricción de los cristales de CO₂. | Su precio en comparación con el nitrógeno, lo que limita su uso a algunos productos técnicos ultra puros. |
| Aplicaciones | Estándar industrial para el "blanketing" de tanques de almacenamiento o purgas de tuberías. | Inertización de silos o tanques de residuos industriales. | Inertización de altas prestaciones para garantizar la calidad de productos ultra puros en el sector de la química de especialidad. |
Seguridad de la aplicación de inertización en una instalación industrial química
¿Qué significa CLO?
La Concentración Límite de Oxígeno (CLO) representa el valor por debajo del cual una explosión ya no puede propagarse, independientemente de la concentración del disolvente inflamable. La inertización garantiza la regularidad del nivel de oxígeno con un margen de seguridad según las normas. Este valor varía según las características del disolvente almacenado en el tanque que se va a inertizar.
¿Por qué el skid de inertización desempeña un papel clave en la seguridad de las instalaciones?
El skid de inertización, o armario de regulación y expansión de fluidos, representa la interfaz entre la fuente de nitrógeno y el tanque o el reactor. Para un responsable de producción, este equipo no consiste simplemente en un conjunto de válvulas, sino que constituye la pieza estratégica de seguridad para garantizar la estabilidad de la atmósfera gaseosa.
Descripción de un armario de fluidos, un skid para petroquímica integra:
- Sistema de expansión de alta precisión: reductores para mantener una presión de uso constante.
- Válvulas de regulación: válvulas seleccionadas según características específicas (materiales, presiones nominales, flujo).
- Instrumentación de medida: transmisores de presión, caudalímetros másicos, analizadores de oxígeno (según la versión).
- Automatismo de control: posible integración con el sistema digital de control y mando de la instalación.
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