Las instalaciones en alta mar se enfrentan a algunos de los entornos más duros de la Tierra, en los que un solo fallo del prensaestopas puede desencadenar incendios catastróficos, explosiones o paradas completas del sistema. Los prensaestopas tradicionales simplemente no son suficientes cuando se trata de vapores de hidrocarburos, condiciones climáticas extremas y la amenaza constante de incendios en las operaciones de petróleo y gas.
La protección contra diluvio (DTS01) es un sistema especializado de extinción de incendios que proporciona protección automática mediante pulverización de agua para prensaestopas en zonas peligrosas en alta mar, cumpliendo los siguientes requisitos DNV GL1 y API2 normas para mejorar la seguridad en atmósferas explosivas. Este sistema se activa durante las emergencias de incendio para enfriar los equipos y evitar la propagación de las llamas a través de las penetraciones de los cables.
Después de haber trabajado con los principales operadores en alta mar del Mar del Norte, Oriente Medio y las regiones de Asia y el Pacífico, he sido testigo directo de cómo una protección adecuada contra diluvios puede marcar la diferencia entre un incidente controlado y una emergencia en toda la plataforma. Permítanme compartir con ustedes lo que todo ingeniero offshore debe saber sobre este sistema de seguridad crítico.
Índice
- ¿Qué es el sistema de protección contra diluvios DTS01?
- ¿Por qué requieren protección especial los prensaestopas para cables marinos?
- ¿Cómo funciona la protección contra diluvios con los prensaestopas?
- ¿Cuáles son los principales requisitos de diseño?
- ¿Cómo seleccionar prensaestopas compatibles?
- Preguntas frecuentes sobre la protección contra diluvios para prensaestopas
¿Qué es el sistema de protección contra diluvios DTS01?
DTS01 (Deluge Type System 01) es un sistema automático de extinción de incendios diseñado específicamente para instalaciones en alta mar, que proporciona protección mediante rociado de agua de gran volumen para equipos eléctricos y penetraciones de cables en zonas peligrosas.
El sistema representa una barrera de seguridad crítica en la gestión de riesgos en alta mar, diseñado para funcionar en los entornos marinos más difíciles, donde los métodos tradicionales de extinción de incendios resultan inadecuados.
Componentes básicos del sistema
Red de detección: Los sistemas avanzados de detección de calor y llamas supervisan continuamente las zonas peligrosas. Suelen incluir cables lineales de detección de calor3, Detectores de llama UV/IR4y sensores de temperatura colocados estratégicamente alrededor de las instalaciones de prensaestopas.
Distribución de agua: Bombas de gran capacidad suministran agua de mar a través de redes de tuberías resistentes a la corrosión. El sistema mantiene una presión constante y un caudal capaz de suministrar entre 10 y 20 litros por minuto y metro cuadrado de superficie protegida.
Mecanismo de activación: La activación automática se produce a través de sistemas de control redundantes, que suelen requerir la confirmación de varios puntos de detección para evitar falsas alarmas y garantizar al mismo tiempo una respuesta rápida durante emergencias auténticas.
Sistemas de drenaje: El drenaje eficaz del agua evita la acumulación que podría dañar el equipo eléctrico o crear peligros adicionales durante el funcionamiento del sistema.
Recuerdo haber trabajado con Hassan, responsable de seguridad de una importante plataforma petrolífera del Golfo Pérsico. En sus instalaciones se produjo un pequeño incendio eléctrico en una zona de unión de cables. El sistema DTS01 se activó en 45 segundos, conteniendo el fuego antes de que pudiera propagarse a los equipos de procesamiento de hidrocarburos adyacentes. Sin esta protección, el incidente podría haberse convertido en una emergencia grave que hubiera requerido la evacuación de la plataforma 😊.
Marco normativo
Normas DNV GL: El sistema debe cumplir con DNV-OS-D301 para sistemas de protección contra incendios y DNV-RP-G101 para la planificación de inspecciones basadas en riesgos.
Requisitos API: API RP 14C proporciona directrices para los sistemas de seguridad en alta mar, incluidos los criterios de diseño de protección contra diluvios y las normas de rendimiento.
Normas internacionales: En IEC 618925 cubre las instalaciones eléctricas en unidades offshore móviles y fijas, especificando los requisitos de protección para los sistemas de cables.
¿Por qué requieren protección especial los prensaestopas para cables marinos?
Los prensaestopas para cables en alta mar se enfrentan a riesgos únicos, como la exposición a vapores de hidrocarburos, condiciones climáticas extremas y la posibilidad de una rápida propagación del fuego en espacios confinados, por lo que los sistemas de protección especializados son esenciales para la seguridad del personal y la protección de los activos.
El entorno offshore crea una tormenta perfecta de condiciones que pueden convertir pequeños fallos eléctricos en grandes catástrofes. Comprender estos riesgos es crucial para un diseño adecuado del sistema de protección.
Peligros únicos en alta mar
| Tipo de peligro | Nivel de riesgo | Posibles consecuencias | Requisitos de protección |
|---|---|---|---|
| Vapores de hidrocarburos | Extremo | Explosión, fogonazo | Equipamiento Ex + diluvio |
| Corrosión por niebla salina | Alta | Degradación de las juntas, formación de arcos | Acero inoxidable + revestimientos protectores |
| Condiciones meteorológicas extremas | Alta | Daños físicos, inundaciones | Clasificación IP mejorada + protección estructural |
| Espacios confinados | Medio | Propagación rápida del fuego | Sistemas de supresión activa |
Entorno de hidrocarburos: Las plataformas petrolíferas y de gas contienen numerosas fuentes de vapores inflamables. Un simple arco eléctrico procedente de un prensaestopas dañado puede inflamar estos vapores y provocar llamaradas o explosiones. La protección contra diluvio proporciona refrigeración inmediata y supresión de vapores.
Atmósfera corrosiva: La niebla salina constante acelera la corrosión de los componentes metálicos, lo que puede poner en peligro las carcasas antideflagrantes y los sistemas de sellado de prensaestopas. La combinación de corrosión y fallos eléctricos aumenta considerablemente el riesgo de incendio.
Extremos meteorológicos: Las instalaciones en alta mar se enfrentan a huracanes, temperaturas extremas y grandes olas. Estas condiciones pueden dañar los prensaestopas, creando puntos de entrada de humedad y posibles fuentes de ignición.
Limitaciones de la ruta de escape: A diferencia de las instalaciones en tierra, las plataformas marinas tienen opciones de evacuación limitadas. Los sistemas de extinción de incendios deben contener rápidamente los incidentes para evitar que el personal quede atrapado.
Riesgos de propagación del fuego
Los prensaestopas representan puntos de penetración críticos donde los incendios pueden propagarse entre compartimentos. Sin la protección adecuada, un incendio que se inicie en una zona puede propagarse rápidamente por las rutas de cables, desbordando las capacidades de extinción de incendios de la plataforma.
David, jefe de proyecto de un operador del Mar del Norte, explicó cómo su evaluación de riesgos identificó las penetraciones de cables como las vías de propagación de incendios de mayor riesgo en su plataforma. La implantación de la protección DTS01 alrededor de las principales instalaciones de prensaestopas redujo el riesgo de incendio calculado en más de 60%, lo que mejoró significativamente sus argumentos de seguridad ante los organismos reguladores.
¿Cómo funciona la protección contra diluvios con los prensaestopas?
Los sistemas de protección contra diluvios se integran con las instalaciones de prensaestopas mediante boquillas pulverizadoras estratégicamente situadas, redes de detección y sistemas de drenaje que proporcionan una completa extinción de incendios al tiempo que mantienen la integridad del sistema eléctrico.
La integración requiere una cuidadosa coordinación entre los ingenieros de protección contra incendios, los diseñadores eléctricos y los fabricantes de prensaestopas para garantizar un rendimiento óptimo en condiciones de emergencia.
Diseño de integración de sistemas
Optimización del patrón de pulverización: Las boquillas de diluvio se colocan para proporcionar una cobertura de agua uniforme sobre las zonas de prensaestopas sin crear una presión de agua excesiva que podría dañar los equipos sensibles. Los caudales de pulverización habituales oscilan entre 10 y 20 l/min/m² en función de la evaluación del riesgo de incendio.
Cartografía de la zona de detección: Los detectores de calor y llamas están situados estratégicamente para proporcionar una alerta temprana, evitando al mismo tiempo las falsas alarmas de las fuentes de calor operativas normales. Los cables lineales de detección de calor suelen discurrir por rutas de bandejas portacables para ofrecer una cobertura completa.
Protección eléctrica: Los prensaestopas y el equipo eléctrico asociado deben mantener su funcionalidad durante la activación del diluvio. Esto requiere un sellado mejorado (IP68 como mínimo) y materiales resistentes a la corrosión capaces de soportar la exposición continua al agua.
Secuencia de activación
Fase de detección: Múltiples sensores deben confirmar las condiciones de incendio para evitar falsas activaciones. El tiempo de confirmación típico oscila entre 15 y 45 segundos, dependiendo de la configuración del sistema de detección.
Preactivación: Suenan alarmas de advertencia y los sistemas eléctricos no esenciales pueden apagarse automáticamente para evitar riesgos eléctricos durante la aplicación de agua.
Activación del diluvio: Comienza la pulverización de agua a gran volumen, dirigida a las zonas de prensaestopas y a los equipos circundantes. El sistema se mantiene en funcionamiento hasta que el personal cualificado lo restablece manualmente.
Después del incidente: Los sistemas de drenaje eliminan el agua acumulada al tiempo que mantienen la protección ante posibles escenarios de reignición.
Control del rendimiento
Los modernos sistemas DTS01 incluyen amplias funciones de supervisión que realizan un seguimiento de la presión del sistema, los caudales, las posiciones de las válvulas y el estado de los detectores. Esta supervisión continua garantiza la disponibilidad del sistema y avisa con antelación de las necesidades de mantenimiento.
¿Cuáles son los principales requisitos de diseño?
Los requisitos de diseño del DTS01 abarcan la capacidad de suministro de agua, los patrones de cobertura de pulverización, la sensibilidad de detección, la adecuación del drenaje y la compatibilidad de materiales, todo ello manteniendo la funcionalidad del sistema eléctrico durante la activación de emergencia.
Un diseño adecuado requiere equilibrar la eficacia de la protección contra incendios con la fiabilidad del sistema eléctrico, garantizando que el remedio no sea peor que la enfermedad.
Especificaciones del suministro de agua
Requisitos de caudal: Mínimo 10 L/min/m² para zonas generales, aumentando a 20 L/min/m² para zonas de alto riesgo que contengan múltiples penetraciones de cables o equipos de procesamiento de hidrocarburos.
Normas de presión: El sistema debe mantener una presión de 7-10 bar en las boquillas de pulverización para garantizar una formación de gotas y una cobertura eficaces. Las variaciones de presión no deben superar ±10% en toda la zona protegida.
Capacidad de duración: Los sistemas deben funcionar de forma continua durante un mínimo de 30 minutos, aunque muchas instalaciones están diseñadas para funcionar durante más de 60 minutos para tener en cuenta posibles situaciones de reignición.
Calidad del agua: Los sistemas de agua de mar requieren inhibidores de la corrosión y filtración para evitar la obstrucción de las boquillas. Los sistemas de agua dulce ofrecen una mejor compatibilidad de los equipos, pero requieren una mayor capacidad de almacenamiento.
Normas de cobertura y detección
| Parámetro | Requisito mínimo | Prácticas recomendadas | Aplicaciones críticas |
|---|---|---|---|
| Cobertura de pulverización | 100% de zona protegida | 110% con zonas de solapamiento | 120% con boquillas redundantes |
| Detección Respuesta | 60 segundos máximo | 30 segundos típicos | 15 segundos para alto riesgo |
| Tamaño de las gotas de agua | 1-3 mm de diámetro | 1,5-2,5 mm óptimo | Niebla fina para la supresión de vapores |
| Capacidad de drenaje | 150% de tasa de pulverización | 200% con capacidad de sobrecarga | 250% para espacios reducidos |
Sensibilidad de detección: Los sistemas deben detectar incendios de forma fiable, evitando al mismo tiempo las falsas alarmas provocadas por la soldadura, los trabajos en caliente o el funcionamiento de los equipos. La detección multicriterio mediante sensores de calor, llamas y humo proporciona una fiabilidad óptima.
Compatibilidad medioambiental: Todos los componentes deben funcionar de forma fiable en condiciones marinas, como niebla salina, ciclos de temperatura (de -20 °C a +60 °C), vibraciones y posibles inundaciones en condiciones meteorológicas adversas.
Normas sobre materiales y construcción
Resistencia a la corrosión: Todos los componentes húmedos deben ser de acero inoxidable 316L o materiales equivalentes resistentes a la corrosión. Los revestimientos protectores pueden complementar la selección de materiales, pero no pueden sustituir a la especificación de materiales adecuada.
Compatibilidad eléctrica: Los prensaestopas y el equipo eléctrico deben mantener el sellado IP68 durante y después de la activación del diluvio. Los materiales de junta mejorados y las disposiciones de drenaje son esenciales.
Diseño estructural: Las tuberías y los sistemas de soporte deben resistir los movimientos de la plataforma, los ciclos térmicos y el posible impacto de las actividades de mantenimiento, manteniendo al mismo tiempo la integridad del sistema.
¿Cómo seleccionar prensaestopas compatibles?
Los prensaestopas compatibles deben proporcionar un sellado mejorado (IP68), resistencia a la corrosión e integridad estructural, al tiempo que mantienen el rendimiento eléctrico durante la activación del sistema de diluvio y la exposición al agua a largo plazo.
La selección requiere comprender tanto los requisitos operativos normales como las condiciones de emergencia que se producen durante la activación del diluvio.
Requisitos de sellado reforzados
Normas de clasificación IP: IP68 representa la clasificación mínima aceptable, pero las condiciones de prueba específicas son muy importantes. Busque prensaestopas probados para IP68 con inmersión continua en lugar de solo con inmersión temporal.
Selección del material de la junta: Las juntas de NBR estándar pueden degradarse con la exposición continua al agua. Las juntas de EPDM o silicona ofrecen una mayor resistencia al agua y estabilidad térmica para instalaciones protegidas contra diluvios.
Barreras de sellado múltiple: Los prensaestopas Premium incorporan múltiples etapas de sellado para proporcionar redundancia durante la exposición prolongada al agua. Suelen incluir sellos de entrada de cables, sellos de rosca y sellos de barrera interna.
Compatibilidad de materiales
Materiales de la carrocería: El acero inoxidable 316L proporciona una resistencia óptima a la corrosión para entornos marinos de diluvio. El latón puede ser aceptable para sistemas de agua dulce, pero requiere revestimientos protectores para la exposición al agua de mar.
Especificaciones de hardware: Todos los pernos, tuercas y arandelas deben ser de acero inoxidable de calidad marina o de materiales superdúplex. Los herrajes de acero al carbono estándar fallarán rápidamente en entornos protegidos contra diluvios.
Continuidad eléctrica: Las instalaciones a prueba de explosiones requieren una conexión eléctrica continua a través del conjunto del prensaestopas. Asegúrese de que todos los componentes mantienen la conductividad a pesar de la posible corrosión o daños en el revestimiento.
Verificación del rendimiento
Hassan, nuestro contacto en instalaciones petroquímicas de Arabia Saudí, aprendió la importancia de realizar pruebas adecuadas cuando su selección inicial de prensaestopas falló tras sólo seis meses de pruebas del sistema de diluvio. Las juntas no podían soportar los ciclos térmicos entre las condiciones calurosas del desierto y el agua fría del diluvio. Suministramos prensaestopas con juntas de EPDM para temperaturas comprendidas entre -40 °C y +150 °C, que han funcionado a la perfección en las pruebas trimestrales de diluvio realizadas durante más de tres años.
Pruebas en fábrica: Los fabricantes de renombre proporcionan certificados de prueba completos que incluyen la verificación del grado IP, pruebas de resistencia a la corrosión y datos de rendimiento de ciclos térmicos.
Verificación sobre el terreno: La instalación debe incluir pruebas de presión y verificación de la integridad de las juntas antes de la puesta en servicio del sistema. Los programas de inspección periódica deben tener en cuenta el entorno agresivo del diluvio.
Conclusión
La protección contra diluvio (DTS01) representa un sistema de seguridad crítico para las instalaciones de prensaestopas en alta mar, ya que proporciona una capacidad esencial de extinción de incendios en entornos peligrosos en los que los métodos de protección tradicionales resultan inadecuados. El éxito requiere una cuidadosa integración de sistemas de detección, redes de distribución de agua y prensaestopas especialmente diseñados capaces de mantener la integridad durante la activación de emergencia.
La clave para una protección eficaz contra diluvios reside en comprender los retos exclusivos de los entornos marinos y seleccionar componentes diseñados específicamente para estas exigentes condiciones. En Bepto, nuestros prensaestopas marinos incorporan sistemas de sellado mejorados, materiales resistentes a la corrosión y diseños probados que mantienen la fiabilidad durante el funcionamiento del sistema de diluvio. Con una especificación e instalación adecuadas, estos sistemas proporcionan la sólida protección esencial para la seguridad en alta mar y el cumplimiento de la normativa.
Preguntas frecuentes sobre la protección contra diluvios para prensaestopas
P: ¿Qué grado de protección IP necesitan los prensaestopas para los sistemas de protección contra diluvios?
A: Los prensaestopas requieren una clasificación IP68 como mínimo para aplicaciones de diluvio, probados específicamente para inmersión continua en lugar de inmersión temporal. El sellado mejorado con juntas de EPDM o silicona proporciona un rendimiento óptimo a largo plazo.
P: ¿Con qué frecuencia deben inspeccionarse los prensaestopas protegidos contra diluvio?
A: Inspeccionar trimestralmente durante las pruebas rutinarias del sistema de diluvio, con inspecciones anuales detalladas que incluyan la verificación de la integridad de las juntas. Sustituir las juntas cada 3-5 años o inmediatamente si se observa degradación durante las pruebas.
P: ¿Pueden funcionar los prensaestopas antideflagrantes estándar con los sistemas de diluvio?
A: Los prensaestopas estándar con clasificación Ex pueden no proporcionar una resistencia al agua adecuada para entornos de diluvio. Especifique prensaestopas antideflagrantes de grado marino con sellado mejorado y materiales resistentes a la corrosión para una compatibilidad fiable con diluvios.
P: ¿Qué materiales son mejores para los prensaestopas en zonas protegidas contra diluvios?
A: El acero inoxidable 316L proporciona una resistencia óptima a la corrosión para los sistemas de diluvio de agua de mar. Toda la tornillería debe ser de acero inoxidable de calidad marina, y las juntas deben ser de EPDM o silicona para resistir la temperatura y el agua.
P: ¿Cómo afecta la activación del diluvio al rendimiento eléctrico de los prensaestopas?
A: Los prensaestopas especificados correctamente mantienen la integridad eléctrica durante la activación del diluvio mediante un diseño mejorado de sellado y drenaje. Sin embargo, puede producirse cierta degradación temporal del rendimiento hasta que se complete el drenaje del agua tras la parada del sistema.
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Explore el papel de DNV como sociedad de clasificación líder y sus normas para los sectores de la energía marítima y offshore. ↩
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Conozca las normas elaboradas por el API para mejorar la seguridad de las operaciones y la protección del medio ambiente en la industria del petróleo y el gas. ↩
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Descubra los principios de funcionamiento de los detectores térmicos lineales para la detección de incendios en entornos industriales y peligrosos. ↩
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Comprenda cómo se utilizan los sensores ultravioleta e infrarrojos combinados para detectar incendios de forma fiable y rechazar las falsas alarmas. ↩
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Revise el ámbito de aplicación de esta norma de la Comisión Electrotécnica Internacional para unidades offshore móviles y fijas. ↩
