Instalación de tanques criogénicos: emplazamiento, cimentación y distancias de separación

Los requisitos de instalación de tanques criogénicos abarcan una cimentación de hormigón con capacidad de carga, distancias de separación respecto a edificios y fuentes de ignición, acceso para la cisterna de reparto, ventilación en zonas cerradas y puesta a tierra eléctrica. Las distancias exactas las fija la normativa nacional aplicable, así que confírmelas localmente antes de verter el hormigón.

La mayoría de los retrasos en un proyecto de tanque criogénico no los causa el tanque. Los causa un emplazamiento que no está listo: una losa vertida con dimensiones incorrectas, una puerta a la que la cisterna de reparto no puede acceder, o una distancia de separación que la autoridad local no acepta.

Esta guía describe qué preparar antes de que llegue el tanque, y qué información proporciona KAF Cryogenics para que sus contratistas civiles y eléctricos diseñen el emplazamiento correctamente desde el principio.

¿Cuáles son los principales requisitos de instalación de un tanque criogénico?

Un tanque de almacenamiento criogénico es un recipiente a presión con aislamiento al vacío, pesado, que se llena mediante cisterna por carretera y se conecta a un vaporizador y a la tubería de proceso. La instalación tiene por tanto un componente civil, un componente de disposición en planta y un componente eléctrico, y cada uno debe resolverse antes de la entrega.

• Cimentación dimensionada para el peso total en operación del tanque, incluyendo cargas sísmicas y de viento
• Distancias de separación respecto a edificios, límites de propiedad, zonas ocupadas y fuentes de ignición, según exija la normativa aplicable a su emplazamiento
• Una ruta y una zona de estacionamiento que la cisterna de reparto pueda utilizar con seguridad, incluyendo espacio de maniobra
• Ventilación cuando el tanque o la descarga de su venteo se encuentre en una zona cerrada o parcialmente cerrada
• Contención o una superficie de derrame definida cuando el producto y la normativa local lo exijan
• Puesta a tierra y equipotencialidad del tanque, la tubería y el punto de llenado
• Señalización, control de acceso y protección contra impacto de vehículos

El dimensionamiento es lo primero, porque la capacidad y la clase de presión determinan el peso, la huella en planta y la disposición de las conexiones. Si la capacidad todavía está por definir, nuestra guía sobre cómo dimensionar un tanque de almacenamiento criogénico explica el método antes de comprometerse con un diseño civil.

¿Qué cimentación necesita un tanque de almacenamiento criogénico?

Un tanque criogénico vertical concentra una carga considerable en una superficie reducida. La cimentación suele ser una losa de hormigón armado o una viga de anillo diseñada por un ingeniero civil a partir de las cargas que proporciona el fabricante. No es una losa genérica, y no debe verterse antes de que se emita el plano del equipo.

• Peso vacío, peso total en operación y peso de prueba, ya que la carga de la prueba hidrostática puede superar la carga de operación
• Disposición de la placa base o de las patas, patrón de agujeros de los pernos y tamaño de los pernos de anclaje
• Altura total y diámetro para la carga de viento y el espacio de izado
• Posición de las boquillas y conexiones, para que la losa no bloquee las rutas de tubería y de cableado

La losa debe estar nivelada dentro de la tolerancia indicada en el manual de instalación y completamente curada antes del izado. Las condiciones del terreno, la profundidad de helada y la clasificación sísmica las decide el ingeniero responsable del emplazamiento, no el proveedor del tanque. Los tanques horizontales reparten su carga sobre las bancadas y suelen adaptarse mejor a un terreno más débil o a una restricción de altura, como explica nuestra comparativa entre tanques criogénicos verticales y horizontales.

¿Cómo se determinan las distancias de separación y las holguras?

No existe una distancia de separación universal para un tanque criogénico. La holgura exigida respecto a edificios, límites de propiedad, fuentes de ignición, puertas y tomas de aire la establece la normativa nacional aplicable en el emplazamiento y la norma con la que se diseña la instalación. Varía según el producto almacenado, la capacidad y lo que se encuentre junto al tanque.

El procedimiento correcto es, por tanto, establecer primero el marco normativo aplicable y diseñar después la disposición en planta, en lugar de copiar una cifra de otro emplazamiento o de otro país.

• Identifique la normativa y la norma que rigen el emplazamiento, y la autoridad que la aprobará
• Confirme la clasificación del producto, ya que el oxígeno, los gases inertes y los productos inflamables como el GNL y el GLP se tratan de forma distinta
• Establezca las holguras respecto a edificios ocupados, límites de propiedad y vías de acceso público
• Establezca las holguras respecto a fuentes de ignición, equipos eléctricos, desagües, fosos y aberturas bajo rasante
• Compruebe dónde pueden terminar las descargas de venteo y alivio y qué debe mantenerse despejado alrededor de ellas
• Confirme el requisito por escrito con la autoridad aprobadora antes de finalizar la disposición en planta

Conviene señalar dos aspectos específicos del producto desde el principio. El oxígeno enriquece la atmósfera alrededor de cualquier fuga o venteo, por lo que los combustibles, aceites y fuentes de ignición se mantienen alejados de la zona del tanque. El GNL y el GLP conllevan su propia clasificación de zona peligrosa. Ninguno de los dos sustituye el requisito local. Si su proyecto incluye varios recipientes, nuestra guía sobre disposición en planta de parques de tanques cubre la agrupación y el espacio de ampliación.

¿Qué acceso necesita la cisterna de reparto?

Un tanque estacionario se rellena mediante un semirremolque o un camión cisterna que debe llegar hasta el punto de llenado, permanecer estacionado con seguridad durante la transferencia y salir de nuevo. El acceso es el requisito que más a menudo se descubre demasiado tarde, porque la losa se diseña en torno al tanque en lugar de en torno al vehículo.

• Anchura de la puerta, anchura de la vía interior y radio de giro para un vehículo articulado
• Capacidad portante del terreno a lo largo de la ruta de reparto y en la posición de estacionamiento
• Holgura vertical, incluyendo cables, marquesinas y puentes de tubería
• Distancia entre el punto de estacionamiento de la cisterna y la conexión de llenado, acorde con la longitud de manguera que transporta
• Una posición de estacionamiento que no bloquee el acceso de emergencia durante la transferencia
• Calzos de rueda, bolardos o barreras cuando se requiera protección contra impacto

Pregunte a su proveedor de gas qué vehículo prestará servicio en el emplazamiento y diseñe el acceso en torno a ese vehículo.

¿Qué ventilación necesita una instalación de tanque criogénico en interior?

Los tanques criogénicos se instalan normalmente al aire libre. La razón es sencilla: el nitrógeno y el argón son incoloros e inodoros, y un pequeño volumen de líquido se convierte en un gran volumen de gas, de modo que en un espacio cerrado un venteo o una fuga puede desplazar el oxígeno sin ningún aviso para las personas cercanas. La ubicación al aire libre permite que ese gas se disperse.

• Ventilación dimensionada para el volumen cerrado y la liberación previsible, diseñada por un ingeniero de ventilación
• Monitorización de oxígeno con alarmas donde el personal pueda entrar en una zona que pueda quedar deficiente en oxígeno
• Líneas de venteo y alivio conducidas a un lugar exterior seguro, alejado de puertas, ventanas y tomas de aire
• Sin puntos bajos, fosos ni zanjas donde pueda acumularse vapor frío y denso
• Procedimientos de entrada y señalización para cualquier espacio clasificado como espacio confinado

El peligro subyacente se explica en nuestro artículo sobre deficiencia y enriquecimiento de oxígeno en servicio criogénico. Cualquiera que especifique una instalación en interior o parcialmente cerrada debería leerlo antes de finalizar la disposición en planta.

¿Qué contención, puesta a tierra e instrumentación se necesitan?

Los líquidos criogénicos se evaporan rápidamente en lugar de formar un charco como un derrame de combustible, por lo que la filosofía de contención difiere de la de un parque de tanques de petróleo. Algunos productos y algunas jurisdicciones aún exigen una zona de derrame definida o un sistema de drenaje, y las instalaciones de GNL y GLP se tratan bajo su propia normativa. Confirme esto con la misma autoridad que fija sus distancias de separación.

• Una superficie no combustible bajo el tanque y alrededor de él, libre de aceite, grasa y vegetación
• Superficie del terreno y drenaje diseñados para que el líquido criogénico no pueda verterse en desagües, fosos o sótanos
• Protección del hormigón y las estructuras adyacentes frente a la fragilización por frío causada por un derrame
• Puesta a tierra de la estructura del tanque y equipotencialidad entre el tanque, la tubería y el punto de puesta a tierra de la cisterna
• Protección contra rayos cuando la evaluación de riesgos del emplazamiento así lo exija
• Equipos aptos para la clasificación de zona peligrosa cuando se almacene GNL o GLP
• Cableado de potencia y de señal para la instrumentación de nivel y presión, además de iluminación en el punto de llenado

Si tiene previsto añadir monitorización remota de nivel, tienda el cableado durante la instalación en lugar de hacerlo después. Nuestro artículo sobre telemetría de tanques criogénicos explica qué mide el sistema y qué comprobar en un tanque ya existente.

¿Qué proporciona KAF Cryogenics para el diseño de instalación de tanques criogénicos?

KAF Cryogenics suministra el equipo y la información técnica que sus diseñadores necesitan. No sustituimos al ingeniero local ni a la autoridad aprobadora, y no presentamos las distancias de separación como una ley universal, porque estas se fijan en el lugar donde se instala el tanque.

• Planos generales y de cimentación con dimensiones y detalles de anclaje
• Pesos vacío, en operación y de prueba para el diseño civil
• Listado de boquillas, tamaños de conexión y orientaciones para el diseñador de tubería
• Datos de presión de diseño, temperatura de diseño y fluido de servicio
• El expediente de certificación del recipiente: PED 2014/68/EU o ASME según corresponda, con EN 13458 para recipientes estáticos con aislamiento al vacío
• Documentación de instalación, puesta en marcha y operación

Ambos canales de suministro incluyen la misma documentación. Un tanque nuevo se fabrica según su especificación, y un tanque de segunda mano certificado se inspecciona, se somete a ensayos no destructivos, se prueba en vacío y en presión, y se vende con un expediente documental y garantía por escrito. Cuando el plazo es ajustado, una unidad usada certificada puede enviarse desde stock en semanas en lugar de los meses que suele requerir una fabricación nueva, lo que a menudo decide si el programa civil o el equipo marca el ritmo del proyecto.

Una vez que el tanque está sobre su cimentación, el siguiente paso es la purga, el enfriamiento y el primer llenado, tratados en nuestra guía de puesta en marcha.

Preguntas frecuentes

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