¿Qué son los sellos de cubierta?

Mar 03, 2024

Los petroleros están diseñados para transportar sustancias a base de petróleo en forma líquida. Dentro de los tanques de estos buques, existe una tendencia a la formación de vapores gaseosos por encima del nivel de la carga líquida. Incluso después de descargar la carga, cuando tenemos los tanques vacíos, estos gases quedan atrás y a menudo plantean condiciones peligrosas.

Estos contenidos gaseosos, ricos en concentración de oxígeno, son altamente inflamables y explosivos por naturaleza, agravando a menudo los riesgos de combustión, que puede ser extremadamente peligrosa.

Por lo tanto, según las directrices reglamentarias, todos los camiones cisterna deben estar equipados con un sistema de gas inerte (IGT) que reduzca drásticamente este riesgo.

Los gases inertes, también conocidos como gases de tipo noble, son gases no reactivos o poco reactivos que no tienen características de combustión u oxidación.

En otras palabras, estos gases no reaccionan para provocar un incendio. Los gases inertes ideales son el helio, el neón, el argón, el criptón, etc. Aparte de estos, los gases con bajo contenido de oxígeno y los que carecen de capacidad de combustión también se clasifican como gases inertes ya que tienen riesgos insignificantes de explosión o incendio.

Un sistema de gas inerte emplea el concepto de soplar con fuerza gases inertes dentro del tanque a través de una extensa disposición de tuberías para reducir la concentración de oxígeno inflamable atrapado dentro de ellos y hacerlos menos reactivos a las combusticiones. Básicamente, al bombear gases inertes dentro del tanque, se crea una mezcla de gases inertes y vapores de aceite que es mucho menos reactiva.

A todos los efectos prácticos, para que un gas sea calificado como gas inerte a bordo de un buque, según los requisitos de SOLAS, debe tener un contenido máximo de nivel de oxígeno del 8% en volumen.

Además, la mezcla de gases resultante debería tener una concentración máxima de oxígeno del 10% en el peor de los casos. A todos los efectos prácticos, cualquier concentración superior al 11-12% se considera nociva y explosiva.

Asimismo, la cantidad de gases inertes a suministrar en el interior de las bodegas de los tanques no podrá ser indefinida ni en exceso únicamente con el único fin de reducir los riesgos de inflamabilidad. Esto se debe a que una acumulación excesiva de presión también puede tener efectos adversos y provocar explosiones de tanques, fallas estructurales y otros tipos de daños.

A efectos prácticos, para un tanque de aceite completamente lleno con cierto espacio libre por encima del nivel del líquido, se puede acomodar un margen máximo del 5% de contenido de gas inerte. Por supuesto, dependiendo del nivel de carga en los tanques, esto puede ser mayor.

Las principales fuentes de estos suministros de gas inerte son:

Un sello de plataforma es como un sistema preventivo o mecanismo de tope que evita el reflujo de la mezcla de gas inerte y vapor de aceite a sus fuentes.

Ahora bien, como sabemos desde arriba, el gas inerte se produce y suministra a partir de las fuentes indicadas. Como todos estos mecanismos o sistemas están situados cerca o cerca de los espacios del motor y de la maquinaria debido a su propósito y requisito de energía, cualquier reflujo de sustancias combustibles en forma de mezcla de gas inerte y vapor es altamente riesgoso y combustible.

Llegados a este punto, puede surgir una pregunta: ¿Cómo los gases con niveles de concentración de oxígeno dentro del 10% son de riesgo potencial? La respuesta está en el hecho de que una concentración de oxígeno del 8 al 10% sigue siendo bastante significativa en zonas con un índice de calor y actividad eléctrica elevados. A diferencia de los gases inertes ideales como el helio o el neón, la concentración de estos gases residuales no es casi nula. Por lo tanto, estas mezclas son poco combustibles o moderadamente combustibles, ¡pero no completamente incombustibles!

Los espacios de maquinaria y todo tipo de regiones en el camino hacia la(s) sala(s) de máquinas tienen una temperatura más alta, múltiples fuentes de ignición, líneas eléctricas y una red de equipos y sistemas en constante funcionamiento.

Por lo tanto, en caso de cualquier tipo de fuga o acumulación de gases concentrados e inflamables, y también bajo una exposición constante a un entorno propenso a riesgos durante un período prolongado de tiempo, los riesgos se multiplican. Por lo tanto, se debe tener todo el cuidado posible para garantizar que cualquier forma de gas procedente de las bodegas de carga no vuelva a sus fuentes a través de la misma red ni se libere en entornos peligrosos.

Los sistemas IGT suelen tener válvulas (de tipo antirretorno) en sus líneas de suministro. Pero a menudo las válvulas no son 100 % fiables y, en caso de cualquier tipo de fallo o fuga, el riesgo vuelve a aparecer.

Por lo tanto, los sellos de cubierta garantizan protección contra el peligroso reflujo o flujo inverso de la mezcla de gas inerte y vapor de aceite, actuando como una barrera de seguridad secundaria confiable.

Válvula húmeda: este es el tipo más común de mecanismo de sellado de plataforma utilizado. Esto se basa en la física de las diferencias de presión. La línea de entrada de gases se hace fluir hacia un contenedor parcialmente lleno de agua y una salida para los gases a la cubierta principal o al tanque. Ahora bien, si la presión positiva o aguas arriba de los gases es mayor que la presión hidráulica de la columna de agua, no hay problema.

Sin embargo, en el caso inverso, cuando la salida tiene una presión mayor o una presión negativa resultante, los gases tienden a refluir, y es entonces cuando la columna de agua actúa como una barrera, impidiendo el riesgoso reflujo de los gases hacia la línea de entrada.

Aquí, esencialmente, el agua actúa como un acolchado o tapón contra los gases al mantener un diferencial de presión positivo. Esto también es menos costoso. El concepto fundamental se basa en un medidor venturi. Las desventajas incluyen efectos de corrosión, menores caudales de gas inerte a través de las líneas debido a las limitaciones de agua y, a menudo, gotas y partículas de agua que pasan junto con los gases.

Tipo semiseco: El principio de este segundo tipo funciona en base a la succión de agua siempre que la presión neta de la cámara se vuelve negativa; es decir, existe la posibilidad de que el agua regrese a la ruta de origen a través de la tubería. Sin embargo, los fundamentos del medidor venturi siguen siendo los mismos. En este diseño, esencialmente, el paso del gas inerte desde la fuente hasta los espacios de cubierta y los tanques permanece seco y sin obstrucción alguna.

Sin embargo, hay un compartimento separado adjunto a esta tubería que contiene agua. Durante el flujo de aire positivo, es decir, cuando el gas fluye desde la fuente a los tanques de carga, el agua permanece en su cámara designada.

Sin embargo, en caso de reflujo o diferencial de presión negativa, el agua de la bodega se extrae o succiona debido a la acción de succión o vacío. Ahora, la columna de agua, como en el sello tipo válvula húmeda, actúa como una barrera y evita que el agua refluya. El tipo de sello semiseco puede considerarse una mejora con respecto al tipo húmedo.

Tipo seco: Esta es la forma más avanzada de mecanismo de sellado de plataforma. Combina el principio de los dos anteriores de forma automatizada. El paso de gases inertes a través de las tuberías permanece en su mayor parte seco. Y el agua se almacena por separado en un tanque contiguo separado conocido como tanque de retención. En caso de presión negativa o flujo inverso, hay sensores de detección que se activan. Estos, a su vez, activan un mecanismo de liberación en forma de control de válvula automatizado hacia el tanque de retención, que libera agua a las tuberías.

Esta agua, una vez más, actúa como barrera e impide el reflujo de gases hacia la fuente. Todas las acciones de llenado y drenaje de agua se realizan mediante válvulas automatizadas. La única desventaja de este sistema es que, como todos los demás sistemas automatizados, una falla puede hacer que el sistema deje de funcionar y aumentar el riesgo de reflujo de gas. Por lo tanto, este tipo de sellos requieren inspecciones y mantenimiento regulares. Se instalan habitualmente en la mayoría de los camiones cisterna modernos.

Los sellos de cubierta generalmente se colocan en lugares intermitentes en el camino de la red de tuberías de gas inerte a intervalos designados. Externamente parecen un cilindro cerrado o una carcasa metálica que se eleva por encima del nivel de la cubierta principal y son estrictamente herméticos al aire y al agua.

Tienen entradas y salidas para las tuberías y, a menudo, se mantienen a una presión definida mediante sistemas de control de presión. También disponen de aberturas o pequeñas arquetas para trabajos de reparación y mantenimiento. Todos los bordes del contenedor sellado están bien soldados o atornillados según los requisitos. A menudo están protegidos contra los efectos corrosivos y las influencias externas e internas.

Desde un punto de vista estructural, como estos revestimientos para el compartimento de sellado de la cubierta imponen cargas adicionales sobre la cubierta, se instalan preferiblemente a modo de elementos de refuerzo bajo la cubierta. Los sellos de cubierta generalmente se instalan en etapas posteriores de la construcción como elementos de equipo o tubería. Para evitar riesgos, los petroleros los inspeccionan y mantienen periódicamente.

Los componentes comunes del sistema de sellado de plataforma distintos del mecanismo mencionado anteriormente son:

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Subhodeep es graduado en Arquitectura Naval e Ingeniería Oceánica. Interesado en las complejidades de las estructuras marinas y los aspectos del diseño basado en objetivos, se dedica a compartir y difundir conocimientos técnicos comunes dentro de este sector que, en este mismo momento, requiere un cambio para volver a florecer y recuperar su antigua gloria.