Introducción a los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos

Cómo protegen los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos los bienes materiales y el personal frente a los efectos de los fuegos de hidrocarburos en instalaciones de generación de energía y de petróleo y gas.

Una parte esencial de la gestión del riesgo de incendio

Los incidentes relacionados con los incendios son un peligro potencial en todas las instalaciones de generación de energía y de petróleo y gas. Debido a la alta concentración de materiales inflamables, los incendios pueden intensificarse rápidamente, provocando explosiones, grandes daños y, en el peor de los casos, la pérdida de vidas. Los incendios en las instalaciones de petróleo y gas también pueden suponer una gran pérdida de ingresos para los propietarios y operadores de los activos: La reparación de los daños causados por el fuego puede ser costosa y requerir mucho tiempo o el cierre de la planta, mientras que las reclamaciones de seguros y los costes de reparación pueden ascender a millones de dólares.

Por estas razones, los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos son una parte cada vez más importante de la gestión del peligro de fuegos de hidrocarburos y de la gestión de riesgos en las instalaciones de generación de energía y de petróleo y gas de todo el mundo, incluidas las refinerías petroleras y las plantas de procesamiento downstream. 

¿Qué son los recubrimientos para la protección pasiva contra el fuego?

El acero pierde su resistencia estructural a altas temperaturas. A unos 538°C (1000°F), pierde alrededor del 40% de su resistencia de diseño. En un incendio, esto puede ser cuestión de minutos. Cuando el acero alcanza su temperatura central crítica, falla, con consecuencias potencialmente peligrosas.

Los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego se aplican al acero estructural. Cuando se expone al calor elevado de un incendio, este recubrimiento se hincha y forma una capa aislante que permite al acero mantener su capacidad de carga hasta cuatro horas. Como sistemas de protección pasiva contra el fuego, estos recubrimientos están diseñados para contener y minimizar los efectos de un incendio. No impiden que se produzcan incendios, pero sí proporcionan un valioso tiempo adicional para la evacuación del personal y minimizan los daños de los bienes materiales mientras los bomberos apagan el fuego. 

Cómo pueden reducir los costes del proyecto los recubrimientos de protección pasiva contra incendios con hidrocarburos

Los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego para hidrocarburos se aplican a una serie de estructuras de acero dentro de las instalaciones de generación de energía y de petróleo y gas, incluido el acero estructural (vigas, collares, refuerzos, capas de defensa, etc.), soportes para tuberías y soportes de tanques de contención (faldones, monturas, patas, etc.). Cuentan con una serie de ventajas sobre otros sistemas de protección pasiva contra el fuego utilizados en las industrias de generación de energía y de petróleo y gas. Por ejemplo, son más ligeros y fáciles de aplicar que los productos de base cemento, lo que supone un importante ahorro de tiempo y costes durante la aplicación, el transporte y el mantenimiento.

Para reducir aún más los costes del proyecto, existen recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos de alta eficiencia. Estos recubrimientos ofrecen el mismo rendimiento que los recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos estándar pero con un espesor de película seca más bajo, lo que reduce los costes del producto, los costes de mano de obra y el tiempo de aplicación, y, por tanto, reduce los costes totales del proyecto. En un proyecto de construcción o mantenimiento de gran envergadura, un recubrimiento de alta eficacia, como el Hempafire XTR 100 de Hempel, puede ahorrar a los propietarios y operadores de activos tiempo y gasto considerables.

Funcionamiento de los recubrimientos para la protección pasiva contra el fuego

Los recubrimientos para la protección pasiva contra el fuego son pinturas intumescentes reactivas. Cuando se exponen a temperaturas más altas, se producen una serie de mecanismos de descomposición y procesos físicos. Entre ellos, la liberación de ácido por encima de 150°C y la esterificación de compuestos ricos en carbono por encima de 250°C. Debido a los gases liberados, el material se carboniza y el recubrimiento comienza a hincharse, formando una película que tiene entre 5 y 10 veces el grosor del recubrimiento original.

Esta película aísla el acero al reducir la tasa de transferencia de calor del fuego al acero.

El tiempo que un recubrimiento protector protege el acero se conoce como ”duración del fuego”. Este tiempo varía de 30 minutos a cuatro horas y viene determinado por una serie de factores, como el tipo de recubrimiento y el espesor de película seca aplicado. 

Un sistema de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos de dos capas, con refuerzo de malla y capa de acabado. Muchos sistemas requieren un refuerzo de malla, ya sea en todo el sistema o solo alrededor de las bridas de secciones.

Protección contra el elevado calor de los fuegos de hidrocarburos (pool fire)

A la hora de seleccionar un sistema de recubrimiento de protección pasiva, hay que tener en cuenta una serie de factores, entre ellos los requisitos de eficiencia del proyecto. Sin embargo, la consideración más importante es el tipo de fuego al que puede estar expuesto el recubrimiento.

Existen tres tipos principales de fuego, que arden a diferentes temperaturas según el material. En las instalaciones de generación de energía y de petróleo y gas, los fuegos de hidrocarburos (pool fire) y jet fire son los más comunes. Estas generan más calor que los fuegos celulósicos y, por ello, en estas instalaciones se requieren recubrimientos protectores especialmente diseñados. Además de la elevada temperatura de combustión, los fuegos de hidrocarburos (pool fire) pueden generar flujos de calor superiores a 150 kW/m2. Los incendios jet fire tienden a ser más localizados, pero los flujos de calor pueden ser el doble de fuertes. 

  • Fuegos celulósicos
    Material inflamable: 
     Madera, tejidos, papel, etc.
    Temperatura del fuego:   800-950°C
    Zona:  Construcción civil, como edificios de oficinas, fábricas, centros de transporte y bloques de oficinas

  • Fuegos de hidrocarburos (pool fire)
    Material: 
    Oil & gas fuels 
    Fire temperature:  Up to 1100°C 
    Area:  Power generation, oil & gas and petrochemical industries

  • Fuegos de hidrocarburos jet fire
    Material inflamable:  
     Combustibles de petróleo y gas comprimidos
    Temperatura del fuego:   Hasta 1200°C
    Zona:   Industrias del petróleo y el gas y petroquímicas 

Certificación y especificación

La principal norma internacional para la aprobación de recubrimientos de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos para instalaciones onshore es la UL 1709. Con esta norma, los recubrimientos están certificados para ofrecer la duración del fuego requerida en condiciones de funcionamiento. Tienen clasificación de fuego de hidrocarburos (número de horas de duración del fuego) en espesores de película secos específicos. Por ejemplo, el epoxi intumescente Hempafire XTR 100 de Hempel tiene las siguientes clasificaciones UL 1709.

A la hora de seleccionar un sistema de recubrimiento de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos, hay que tener en cuenta muchos factores, desde las condiciones de aplicación hasta el tipo de fuego y la duración requerida del mismo. También es esencial que se tenga en cuenta el rendimiento en el entorno de uso final. Por estas razones, se recomienda encarecidamente consultar al fabricante

Para seleccionar el sistema correcto de protección pasiva contra el fuego de hidrocarburos para su proyecto y entorno de uso final, póngase en contacto con su oficina local de Hempel.
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