¿Cuánto oxidante realmente necesita en el lugar?
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¿Cuánto oxidante realmente necesita en el lugar?

Por Phillip Ford

El químico más popular para piscinas de venta minorista en la industria de hoy es el hipoclorito de calcio, que viene en gránulos, en polvo, y en paquete. A medida que los consumidores buscan confort y diversión en sus piscinas y spas, confían en los químicos de los oxidantes como el hipoclorito de calcio para limpiar y desinfectar el agua.

Sin embargo, la manipulación y almacenamiento de oxidantes químicos, especialmente en cantidades a granel, presenta severos desafíos a los fabricantes, distribuidores y minoristas.

La guía principal para la clasificación, almacenamiento y manipulación de oxidantes, que es la norma de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) 430, edición 2004, define un oxidante como cualquier material que libere oxígeno fácilmente u otro gas oxidante, o que reaccione fácilmente para promover o iniciar la combustión de materiales combustibles y que pueda someterse a una vigorosa descomposición auto sostenida debido a contaminación o exposición al calor.

En años recientes, han habido varios incendios notables que involucran oxidantes caracterizados por la combustión rápida, la alta liberación de calor y la dificultad de su extinción. Dada su alta combustibilidad, los oxidantes requieren criterios más estrictos de protección para su almacenamiento.

Para determinar el mejor modo de proteger y almacenar los oxidantes, veamos parte de la historia y de la clasificación de los oxidantes y veamos la NFPA 430 analizando un caso de estudio en una instalación con un almacenamiento significativo de oxidantes de Clases 1 a 3.

Fundamentos de los Oxidantes
Los oxidantes aumentan el índice de combustión de los materiales combustibles a grados y rangos variados de severidad desde el más bajo, Clase 1, al más alto, Clase 4.

  • Clase 1 – Un oxidante que no aumenta mensurablemente el índice de combustión de los materiales combustibles con los cuales entra en contacto.
  • Clase 2 – Un oxidante que causa un aumento moderado del índice de combustión de los materiales combustibles con los que entra en contacto.
  • Clase 3 – Un oxidante que causa un aumento severo del índice de combustión de los materiales combustibles con los que entra en contacto.
  • Clase 4 – Un oxidante que puede sufrir una reacción explosiva provocada por la contaminación o por la exposición al shock térmico o físico y que causa un aumento severo del índice de combustión de los materiales combustibles con los que entra en contacto.

Para todos los productos existen Hojas de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS por sus siglas en inglés), que brindan información extensiva relativas a los riesgos de los productos, medidas de extinción de incendios, medidas de liberación accidental, precauciones de almacenamiento y manipulación, controles de exposición, protección personal y propiedades químicas. Sin embargo, para los oxidantes, las MSDS también incluirían el nombre químico del oxidante tanto como la clase a la que pertenece. La mayoría de las MSDSs que tratan sobre oxidantes brindan una guía limitada acerca del almacenamiento y manipulación, pero sí indican que son necesarios el aislamiento, la buena ventilación e indican que es de evitar el almacenamiento junto con materiales incompatibles tales como los materiales orgánicos y ácidos.

Por ejemplo, los arreglos de almacenamiento para productos estándar que incluyen, pero que no se limitan a, almacenamiento en racks, estanterías y pilas sólidas, no siempre presentan una preocupación por una gran pérdida en el caso de un incendio. En la medida en que los arreglos para el almacenamiento de la mercadería estén protegidos por normas NFPA tales como la NFPA 13, Instalación de Sistemas de Rociadores, la exposición a las pérdidas normalmente estará controlada dentro de los parámetros de diseño del sistema automático de protección. Pero cuando el arreglo de almacenamiento y la clasificación de la mercadería involucran a oxidantes, el potencial de una gran pérdida necesita ser considerado y evaluado.

Los oxidantes están diseñados para producir oxígeno y otro gas que reacciona de manera similar al oxígeno y genera la combustión rápida de combustible disponible. En otras palabras, mediante el agregado de oxígeno en cantidades más importantes que las que se encuentran presentes normalmente en la atmósfera, los oxidantes producen un incendio más caluroso y de más rápido esparcimiento que consume combustibles más rápidamente y más vigorosamente de lo que ocurriría de otra manera. La ignición espontánea de los materiales combustibles puede ocurrir. La descomposición puede dar por resultado la liberación de gases tales como el cloro. Y en los casos más severos, puede ocurrir una descomposición rápida que resulte en explosión. En todos los casos que involucran a oxidantes, habrá menos tiempo disponible para los sistemas de protección automática y para el departamento de bomberos para responder y controlar el incendio.

Historia de Pérdidas
La historia de las pérdidas que tienen a oxidantes como protagonistas, especialmente a oxidantes de Clase 3, es consistente si volvemos a los comienzos de la década de los 90s. Algunas de las pérdidas tuvieron factores que contribuyeron al tamaño y alcance del incendio, tales como la contaminación de productos cruzados, que involucraban petróleo, derrames de hypo cal, y explosiones químicas. En varias de estas pérdidas se encontraban productos químicos para piscinas, especialmente el hipoclorito de calcio o “hypo cal” como se lo conoce en la industria. Estas grandes pérdidas costaron desde el $1,000,000 a los $100,000,000 incluyendo los daños a edificios y sus contenidos y la interrupción de los negocios. A pesar de que algunos de estos incendios fueron contenidos dentro del edificio, todos ellos resultaron en al menos la pérdida de todos los contenidos con interrupciones significativas en los negocios.

Algunos ejemplos de pérdidas con oxidantes incluyen:
Junio 1988 – Springfield, Massachussets
El agua de lluvia que caía sobre los productos químicos para piscinas almacenados en un complejo de fábricas generó una reacción química causando la ignición de los combustibles ordinarios. Uno de los productos producido en el complejo eran las tabletas de cloro para piscinas. Grandes cantidades de gas cloro fueron liberadas resultando en la evacuación ambos del edificio y del área circundante. Parte del sistema de rociadores del edificio había sido desconectada debido a la presencia de químicos reactivos al agua y el departamento de bomberos cerró los rociadores restantes para reducir la producción de gas cloro. El incendio duró cuatro días, y se utilizaron 6,000,000 galones de agua. Se necesitaron agentes neutralizadores para tratar los químicos antes de que pudieran ser removidos. La pérdida superó los $2,000,000 por el valor del edificio y de sus contenidos.

Mayo 1995 – Irving, Texas
Un incendio comenzó en la carga de productos químicos para piscinas en forma de tabletas y granulados de un palet. Los empleados detectaron un fuerte olor a cloro, vieron una fuerte llama anaranjada y oyeron fuertes explosiones con significativas cantidades de humo. El resultado fue un incendio que activó seis alarmas y provocó la evacuación de las instalaciones linderas. 120 bomberos respondieron. La pérdida fue de aproximadamente $1,300,000 por los daños a la propiedad y por el costo de interrupción de las operaciones.

Abril 1996 – Albany, Georgia
Un incendio comenzó en un área de almacenamiento de químicos para piscinas de hipoclorito de calcio. A su llegada el departamento de bomberos informó que la estructura del edificio se estaba derrumbando. El único sistema de rociadores que había sido instalado en el cielo raso era insuficiente. Una investigación de la NFPA determinó que no había barreras verticales no combustibles en los racks, el almacenamiento era más alto y más profundo que el permitido en la NFPA 430, no se habían instalado rociadores dentro de los racks a pesar de ser requerimiento en la norma NFPA 430, y la densidad del cielorraso y área de operaciones era menor a la requerida por la NFPA 430. La pérdida total fue mayor a los $9,000,000.

Agosto 2000 – Phoenix, Arizona
Un incendio comenzó en o cerca de un área que contenía químicos para piscinas, como también otros químicos para el hogar y el jardín. Los empleados de una compañía vecina, y un sub-jefe de bomberos que por casualidad se encontraba en el área, vieron humo saliendo del edificio e informaron al departamento de bomberos. A su llegada, el departamento de bomberos inmediatamente realizó un enorme esfuerzo de supresión hasta controlar el incendio. Poco tiempo después de llegar el segundo departamento de bomberos, una parte de la pared de hormigón premoldeada comenzó a derrumbarse, arrastrando otras partes junto con ella. La causa final de la pérdida no fue determinada, pero en teoría los químicos para piscinas jugaron un papel importante en el esparcimiento del incendio.Finalmente, la pérdida se estimó por encima de los $100,000,000.

Un caso de estudio de almacenamiento de oxidantes
Una empresa de Pensilvania establecida hacia el final de la década del 60, llevaba a cabo múltiples operaciones en su planta principal. En las instalaciones se realizaban trabajos con metal para producir bastidores para piscinas y trabajos de matricería plástica de inyección para componentes adicionales de piscinas, y otros productos minoristas. Las instalaciones de 150,000 pies cuadrados tenían aproximadamente 15,000 pies cuadrados de almacenamiento en racks abiertos para mercaderías varias hasta los 15 pies de altura. Dentro de esta área de almacenamiento había 3,000 pies cuadrados de oxidantes de Clase 1, 2 y 3 con una altura de 12 pies. Los oxidantes, principalmente químicos para piscinas, estaban presentes para suplementar la línea de piscinas en los puntos de distribución de la empresa. El producto de almacenamiento más significativo en el grupo de los oxidantes, era el hipoclorito de calcio (68 % por peso), un químico común en piscinas. Otros químicos para piscinas de Clase 3 presentes eran el dicloro-s-triacinetriona de potasio y de sodio. El peso total de los oxidantes de Clase 3 era de aproximadamente 13,000 libras, o 6.5 toneladas. Los oxidantes de Clase 2 que estaban presentes incluían el hipoclorito de bromo y litio. Los de Clase 1 incluían ácido tricloroisocianúrico y mono persulfato de potasio. El total combinado de las Clases 1 y 2 de oxidantes era de aproximadamente 40,000 libras o 20 toneladas. La mayoría de los oxidantes estaban almacenados en contenedores/tambores plásticos que de 4 a 100 libras en peso. Aproximadamente el 50 % de los oxidantes estaban empaquetados en cartón corrugado. 
El edificio de almacenamiento hecho de mampostería con techo estructura metálica estaba protegido por un sistema de rociadores húmedos hidráulicamente diseñados en red con 100 pies cuadrados de espaciamiento utilizando rociadores 8.0 k 165 F sobre el área de almacenamiento. El diseño disponible era de 0.45 gpm por cada pie cuadrado sobre 2000 pies cuadrados requiriendo una demanda en la base de la salida vertical de 1020 gpm @ 102 psi. El sistema estaba soportado por una bomba reforzadora indicada para 1000 gpm a 60 psi. Se contaba con un importante suministro de agua de la ciudad capaz de enviar 3000 gpm en 20 psi.

Una investigación de prevención de pérdidas llevada a cabo por la compañía aseguradora de la empresa comparó los requerimientos de la NFPA 430 para oxidantes con la protección y arreglos de almacenamiento presentes en las instalaciones. Se determinó que la protección presente en ese momento era inadecuada para proteger las instalaciones de un incendio del que participaran oxidantes y se hicieron varias recomendaciones para la mejora del sistema de protección. Las recomendaciones abordaron el tema mediante su división en dos temas de riesgo. Los oxidantes de Clase 3 y como tema separado, los oxidantes de las Clases 1 y 2.

Opciones de oxidantes de Clase 3
Los criterios de protección contra incendios más importantes relacionados con los oxidantes de Clase 3 se refieren al almacenamiento de los mismos en un área o edificio aislado, separado o despegado. El arreglo podría estar en un edificio con sistema de rociadores o no, cumpliendo mínimos criterios de distancia.El Capítulo 7 en la NFPA 430 brinda una guía acerca de los criterios de almacenamiento y de rociadores para diferentes cantidades de oxidantes de Clase 3. En este caso, las cantidades excedían las 2300 libras requiriendo una altura de almacenamiento máxima de 10 pies tanto en arreglos de almacenamiento general en pilas o en racks. Para almacenamiento en racks, la altura presente del cielorraso de 25 pies no era un problema en la medida que hubieran sido respetados los rociadores requeridos en los racks y las barreras según la Fig. 7.4.2.2.1. El diseño requerido dentro de los racks es de 12 cabezales operando con 6 cabezales en dos líneas a 25 psi.Los rociadores deberían ser de cabezales de respuesta rápida y de temperatura normal de 8.0 k.

Se le dieron tres opciones para los oxidantes de Clase 3 a la empresa:
La opción 1 era la de construir un edificio separado a una distancia de al menos 50 pies de las instalaciones principales y protegido por un sistema de diluvio con un diseño de 0.35 gpm por cada pie cuadrado en toda el área.

La opción 2 era la de construir una sala de almacenamiento interior aislada y protegerla según los requerimientos del Capítulo 7 de la NFPA 430.

La opción 3 era la de eliminar el inventario excedente mediante arreglos en un depósito de terceros o dirigiéndose hacia un sistema de inventario just in time (justo a tiempo) y reacomodando los oxidantes de Clase 3 en un remolque exterior de almacenamiento ubicado a por lo menos 75 pies de las instalaciones principales. Este remolque podría no contar con sistema de rociadores.

La empresa revisó y consideró las opciones. Recibieron cotizaciones de contratistas y evaluaron sus necesidades de inventario. Finalmente, descartaron la opción 1 debido al costo y a la preferencia de la compañía. La opción 2 era prohibitivamente costosa sólo por los costos de la construcción de la sala aislada. Se eligió la opción 3 como la mejor solución y las necesidades de inventario totales que fueron evaluadas resultaron ser mucho menores que lo que se esperaba.

El inventario del almacenamiento de los oxidantes de la Clase 3 se redujo por sobre el 50% y fue reubicado en el remolque exterior de almacenamiento situado bien lejos del edificio principal. Dado que la empresa ya era propietaria de uno, el completar la opción 3 no requería gastos para las mejoras físicas en la instalación y aumentó el área de almacenamiento disponible para otro tipo de productos.

Opciones de Clases 1 y 2
Nuevamente, los oxidantes de Clases 1 y 2 deberían ser almacenados en un área o edificio separado, aislado o despegado. El Capítulo 5 de la NFPA 430 brinda una guía sobre los oxidantes de Clase 1 y el Capítulo 6 de la NFPA 430 trata el tema de los oxidantes de Clase 2. En la medida en que los oxidantes estén separados, se pueden almacenar hasta 100 toneladas de oxidantes de Clase 2 en un edificio con sistema de rociadores. Para el almacenamiento en racks, la densidad de los rociadores de cielorraso requerida es de 0.30 gpm por cada pie cuadrado sobre 2000 pies cuadrados para una altura de hasta 16 pies de almacenamiento. Se requiere una línea de rociadores dentro de los racks sobre cada nivel de almacenamiento excepto en el nivel superior. El diseño requerido para sistemas ubicados dentro de racks es de 6 cabezales a 25 psi. Los rociadores deberían ser de cabezales de respuesta rápida y de temperatura normal de 8.0 k. Los rociadores de cielorraso deberían ser de 286 F por sobre el área de almacenamiento en racks.

La empresa comparó sus necesidades para los oxidantes de Clases 1 y 2, contra las cantidades reales de almacenamiento y descubrió que podía reducir su inventario de 27,000 libras a 7,000 libras para los oxidantes de Clase 1 y de 13,000 libras a 6,000 libras para oxidantes de Clase 2. Esto redujo el almacenamiento a dos niveles en varios racks más pequeños. Los rociadores de cielorraso fueron modernizados y actualizados a cabezales de 286 F de cabezales de 165 F. Se instaló un nivel de rociadores dentro de los racks sobre el primer nivel de almacenamiento, se dispuso señalización para mejorar la concientización de los empleados sobre los riesgos de los oxidantes y los operadores que manipulaban materiales peligrosos fueron entrenados en técnicas de manipulación adecuada.

Costo de las mejoras
No hubo costos en de mejoras para la reducción y reubicación de los oxidantes de la Clase 3 dado que la empresa ya era propietaria del remolque utilizado. El costo de las mejoras físicas para el almacenamiento de los oxidantes de Clases 1 y 2 fue de $4,000.

El costo del re aseguramiento de esta nueva situación fue de $15,000 al año. Una vez que la empresa completó las recomendaciones, este costo dejó de ser considerado en la prima. El potencial estimado de pérdida de estas instalaciones fue reducido de $14,500,000 a $1,000,000 mediante el cumplimiento de las recomendaciones.

Historia de la NFPA en el tratamiento del almacenamiento de oxidantes
La comunidad de protección contra incendios ha confiado en la guía de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios para tratar los requerimientos de protección relacionados con la práctica de almacenamiento de productos químicos dentro de los cuales se encuentran los oxidantes. La norma NFPA 430 ha sufrido múltiples cambios desde su concepción en el año 1969 y los primeros años de la década del 70, donde trató y debatió por primera vez el almacenamiento, manipulación y transporte de químicos peligrosos para oxidantes y peróxidos orgánicos. Un código tentativo fue producido originariamente en 1971 y se elaboraron enmiendas en 1974, 1975 y 1980. En 1990, hubo una revisión completa de la norma con requerimientos de diseño y crecientes listas de oxidantes típicos identificados. La norma se designó NFPA 43A en ese momento. Los peróxidos orgánicos fueron separados en su propia norma conocida como la NFPA 43B.
En 1995, hubo un cambio importante en la norma y fue renumerada NFPA 430, Norma para el Almacenamiento de Oxidantes Líquidos y Sólidos. El cambio más importante incluía los requerimientos de protección para el almacenamiento de oxidantes en racks. Desde1995 hasta el año 2000, luego de las experiencias de grandes pérdidas durante ese período de tiempo, el comité de la NPFA realizó grandes cambios a la norma para abordar el almacenamiento de oxidantes y su exposición en ocupaciones minoristas. En el año 2004, nuevos requerimientos fueron creados para el almacenamiento mercantil e industrial de los oxidantes, y hubo otras mejoras en la protección del almacenamiento. Además, se agregaron mejoras anexas para brindar información adicional tanto sobre el comportamiento de los oxidantes como sobre procedimientos de respuesta a la emergencia y procedimientos de incidente.

Una Enmienda Interina Tentativa ha sido sometida a comentario (fecha de cierre Mayo 24, 2006) que propone una fórmula específica de hipoclorito de calcio (nominal 80%, máximo 81%) combinado con sulfato heptahidrato de magnesio (nominal 20%, mínimo 19%) teniendo una cantidad de cloro disponible menor a o igual a 66% y un contenido total de agua de al menos el 17% a incluirse como oxidante de Clase 1. Se han presentado pruebas que apoyan esta propuesta. Esto sólo sería aplicable a esta formula específica de hipoclorito de calcio.

Lecciones aprendidas
La primera lección: las empresas deberían analizar detalladamente cuánto oxidante realmente necesitan tener a mano en comparación con las cantidades existentes presentes. Dado tanto el costo de los materiales de almacenamiento como el riesgo que representa, se puede disminuir de manera importante la exposición de las instalaciones echando una cuidadosa mirada a lo que se necesita, utilizando un sistema de envío just in time, o reubicando los materiales en diferentes lugares y en menores cantidades. Asimismo, las empresas deberían continuamente revisar el reemplazo de un material más peligroso por uno menos peligroso.

Los oxidantes que permanecen luego de determinar los niveles de almacenamiento necesarios, deben adherirse a la separación y protección adecuadas requeridas en la NFPA 430. Su plan de emergencia podría reconocer y abordar el riesgo, y debería capacitar a su personal con cuestiones relativas a la seguridad en la manipulación del material.

Muchas ocupaciones de distribución y ocupaciones minoristas usan oxidantes y el tomar adecuada conciencia de los riesgos es esencial. Mediante la limitación de las cantidades de oxidante presente y mediante la adhesión a las pautas de la norma NFPA 430, usted puede ayudar a su empresa a evitar una pérdida potencialmente seria.

Por Phillip Ford es Ingeniero de Cuentas en Liberty Mutual Property

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