¿Qué son los sellos de cubierta?

Los petroleros están designados 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 la descarga de la carga, cuando tenemos los tanques vacíos, estos gases quedan atrás y, a menudo, presentan condiciones peligrosas.

Estos contenidos gaseosos, ricos en concentración de oxígeno, son de naturaleza altamente inflamable y explosiva, agravando a menudo los riesgos de combustión, que pueden ser extremadamente peligrosas.

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

Los gases inertes, también conocidos como gases de tipo noble, son gases no reactivos o insignificantemente 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 helio, neón, argón, criptón, etc. Aparte de estos, los gases con bajo contenido de oxígeno y aquellos 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 de las bodegas del tanque a través de un extenso arreglo de tuberías para reducir la concentración de oxígeno inflamable atrapado dentro de ellos y hacerlos menos reactivos a las combustiones. Esencialmente, al bombear gases inertes dentro del tanque, se crea una mezcla de gases inertes y vapores de aceite que es mucho menos reactivo.

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

Además, la mezcla de gases resultante debe 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 no podrá ser indefinida ni en exceso 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 la explosión del tanque, fallas estructurales y otras formas de daño.

A efectos prácticos, para un tanque de aceite completamente lleno con algo de 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 más.

Las principales fuentes de estos suministros de gas inerte son:

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

Ahora, como sabemos desde arriba, el gas inerte se produce y se suministra desde las fuentes dadas. Como todos estos mecanismos o sistemas están situados cerca o cerca de los espacios de motores y máquinas debido a su propósito y requerimiento de potencia, cualquier reflujo de sustancias combustibles en forma de mezcla de gas inerte y vapor es altamente riesgoso y combustible.

En este punto, puede surgir una pregunta: ¿Cómo los gases con niveles de concentración de oxígeno dentro del 10% pueden ser de riesgo potencial? La respuesta está en el hecho de que una concentración de oxígeno del 8 al 10 % sigue siendo bastante significativa en áreas con un alto índice de calor y actividad eléctrica. 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 máquinas y todo tipo de regiones en el camino de 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 operación constante.

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 de tiempo prolongado, los riesgos se multiplican. Por lo tanto, se debe tener todo el cuidado para garantizar que cualquier forma de gases de las bodegas de carga no se revierta a sus fuentes a través de la misma red o se libere en entornos peligrosos.

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

Por lo tanto, los sellos de cubierta garantizan la protección contra el reflujo arriesgado o el 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 que se utiliza. Esto se basa en la física de los diferenciales de presión. La línea de entrada de gases se hace para fluir hacia un recipiente parcialmente lleno de agua y una salida para los gases a la tubería principal de cubierta o tanques. Ahora, 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 contrario, cuando la salida tiene una presión más alta o una presión negativa resultante, los gases tienden a fluir hacia atrás, y es entonces cuando la columna de agua actúa como una barrera, evitando el peligroso reflujo de los gases hacia la línea de entrada.

Aquí, esencialmente, el agua actúa como un relleno 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 de venturi. Las desventajas incluyen efectos de corrosión, tasas de flujo menores de gas inerte a través de las líneas debido a las limitaciones de agua y, a menudo, gotas de agua y partículas 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 sea negativa; es decir, existe la posibilidad de que el agua retroceda a la ruta de la fuente a través de la tubería. Sin embargo, los fundamentos del medidor venturi siguen siendo los mismos. En este diseño, esencialmente, el paso de gas inerte desde la fuente hasta los espacios de cubierta y tanques permanece seco sin ninguna obstrucción.

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 hasta 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 fluya hacia atrás. El tipo de sello semiseco puede considerarse una mejora sobre el tipo húmedo.

Tipo seco: esta es la forma más avanzada de mecanismo de sellado de cubierta. Combina el principio de los dos anteriores de forma automatizada. El paso de gases inertes a través de las líneas permanece mayoritariamente 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 un control de válvula automatizado al tanque de retención, que libera agua en las tuberías.

Esta agua, una vez más, actúa como una barrera y evita el reflujo de gases a la fuente. Todas las acciones de llenado y vaciado 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 aumente el riesgo de reflujo de gas. Por lo tanto, este tipo de sellos requieren mantenimiento e inspecciones regulares. Se instalan comúnmente en la mayoría de los camiones cisterna modernos.

Los sellos de cubierta generalmente se colocan en ubicaciones intermitentes en el camino de la red de tuberías de gas inerte a intervalos designados. Aparecen externamente como un cilindro cerrado o una carcasa de metal 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 tienen aberturas o pequeñas bocas de acceso para trabajos de reparación y mantenimiento. Todos los bordes de los límites 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, dado que estos revestimientos para el compartimento de sellado de la cubierta imponen cargas adicionales sobre la cubierta, se instalan preferentemente a modo de miembros 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, son inspeccionados y mantenidos regularmente por los petroleros.

Los componentes comunes del sistema de sellado de la plataforma, además del mecanismo mencionado anteriormente, son:

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Subhodeep es licenciado 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 propagar el conocimiento técnico común dentro de este sector que, en este mismo momento, requiere un cambio radical para recuperar su antiguo esplendor.