Asociación Española de Ingeniería Mecánica
XXI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA
Mantenimiento necesario en instalaciones de GLP D. Venegas Vásconez1, J. Yánez Cabrera2, S. Celi Ortega3, C. Ayabaca Sarria4, L. Tipanluisa Sarchi5, D. Bastidas Briones6, M. Arrocha Carrera7 1
Dpto. de Ingeniería de Materiales. Universidad de Concepción.
[email protected] Dpto. de Ingeniería Mecánica. Universidad Internacional SEK.
[email protected] 3 Dpto. de Ingeniería Mecánica. Universidad Internacional SEK.
[email protected] 4 Dpto. de Ingeniería Mecánica. Escuela Politécnica Nacional.
[email protected] 5 Dpto. de Ingeniería Mecánica. Escuela Politécnica Nacional.
[email protected] 6 Escuela de Diseño, Ingeniería y Arquitectura Instituto Tecnológico de Monterrey.
[email protected] 7 Dpto. de Ingeniería y Arquitectura PLOPINSA.
[email protected] 2
Palabras clave: Mantenimiento, instalación de GLP, accesorios, vida útil, Norma Técnica El gas licuado de petróleo GLP es un combustible que proporciona energía a múltiples equipos y maquinarias que se utilizan en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Para abastecer del combustible a dichos equipos y maquinarias se deben realizar instalaciones que puedan satisfacer la demanda cuando se requiera. Estas instalaciones constan de tanques, tuberías, accesorios, equipos de medición y control, los cuales tienen una vida útil determinada por los fabricantes, por las condiciones de uso y el entorno que rodea a los mismos. Llegar al fin de la vida útil de un elemento de una instalación de GLP puede llevar consigo varios problemas relacionados con la seguridad tanto de las personas como de las edificaciones y entorno a la instalación. Con el fin de incrementar el estándar de seguridad que debe brindar una instalación de GLP. El presente trabajo da los lineamientos generales que se deben tomar en cuenta para el mantenimiento preventivo y correctivo de los elementos involucrados en una instalación de GLP. Se toman recomendaciones dadas por Normas Técnicas internacionales de instalaciones de GLP para llevar a cabo un mantenimiento preventivo y correctivo idóneo de una instalación de GLP.
1.
Antecedentes
El uso del GLP como combustible es muy frecuente para varias aplicaciones en sistemas residenciales, comerciales e industriales. NFPA es un organismo americano que se encarga de realizar normativas sobre aspectos relacionados con la protección de sistemas contra el fuego, siendo una parte muy importante de estas normas aquellas relacionadas con el uso y manejo del GLP (gas licuado de petróleo). Estas normas son realizadas y revisadas por grupos de expertos en las diferentes áreas, y sirven como base para la elaboración de normas nacionales en diferentes países. Para el uso y manejo del GLP, NFPA ha elaborado algunas normas, siendo las más importantes la NFPA 54 [1] y la NFPA 58 [2]. Como complemento se darán también algunos lineamientos adicionales de seguridad, de acuerdo a la expériencia adquirida durante algunos añpos como director de proyectos de GLP, y de las recomendaciones comtempladas en normativas nacionales como: Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2260:2010 [3], y Norma Técnica Peruana NTP 321.123 [4]. El mantenimiento se puede definir como: “Un conjunto de actividades que deben realizarse a instalaciones y equipos, con el fin de prevenir o corregir fallas, buscando que estos continuen prestando el servicio para el cual fueron diseñados” [5].
Mantenimiento necesario en una instalacion de GLP
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De los cual se desprende que en una instalación de GLP, hay varios elementos a los cuales se les deben dar ciertas atenciones con el fin de que continuen prestando el servicio para el que fueron diseñados.
2.
Mantenimiento de una instalación de GLP
Los catálogos de los fabricantes darán las recomendaciones para poder llegar a la vida útil de los equipos. En una instalación de GLP vamos a determinar tres grupos de elementos a los cuales vamos a dar criterios generales de mantenimiento tanto preventivo como correctivo. -
Instalación de GLP.
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Equipos de consumo de GLP
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Equipos de prevención y mitigación.
2.1. Instalación de GLP 2.1.1. Tanques de almacenamiento Los tanques son elementos que no están sometidos a cargas de fatiga, razón por la cual no sufren mayores desgastes, sin embargo NFPA 58 recomienda realizar una verificación de los mismos una vez cada 5 años, a partir de su puesta en operación, y hasta 5 veces; es decir que tienen una vida útil de 30 años. Esta verificación comprende: medición de espesores de paredes y soldadura por ultra sonido, prueba hidrostática según recomendación del fabricante (Figura 1a), prueba de la válvula de seguridad (Figura 1b), verificación del estado de los elementos de control y verificación (multiválvula, control de nivel, valvula de llenado, valvula de alivio de presión, válvula de retorno de presión (Figura 1b). Se recomienda también inspección visual del estado de la pintura exterior del tanque (Figura 1c), y de ser del caso pintar nuevamente el tanque [6] y señalizar de acuerdo a la Normativa respectiva [7]. En el caso de los cilindros de recambio estos deberán ser inspeccionados en las envasadoras, las cuales tienen protocolos de inspección y criterios establecidos para dar de baja a cilindros que se encuentren en mal estado (Figura 1d).
(a)
(c)
(b)
(d) Figura 1: Tanques de almacenamiento de GLP
Diego Venegas et al.
2.1.2. Tuberías Las tuberías tampoco son elementos que están sometidos a cargas o esfuerzos, sin embargo se recomienda que cada año verificar el estado general de pintura (Figura 2a) [6], y cada 5 años se realice una prueba de hermeticidad (Figura 3 a y b). Sobre todo en instalaciones comerciales los ambientes contienen mucha grasa, la cual es un elemento que puede ser un estimulador en caso de un evento con fuego, por ello se recomienda dar limpieza a tubería que se encuentra expuesta a grasa una vez cada 6 meses (Figura 2 b y c). El medio ambiente puede causar corrosión y por ende disminución de la vida útil de la tubería, por ello se recomienda verificar este aspecto en tuberías que se encuentran a la interperie (Figura 2d).
(a)
(b)
(c)
(d) Figura 2: Estado de tuberías de GLP
Como requerimiento obligatorio antes de la puesta en marcha de equipos que consumen el combustible, se deberá verificar la estanqueidad de la instalación, es decir que no existan fugas. Esta prueba se la deberá realizar antes de la puesta en marcha inicial del sitema y siempre que se tenga que hacer una reparación o mantenimiento. El ensayo de estanqueidad (Figura 3 a y b) se lo podrá realizar en tramos, siempre y cuando existan elementos de corte que seccionen a la instalación. Para este ensayo se tomará en cuenta estas consideraciones: -
Se realizará con un manómetro con una escala suficiente para medir la presión de ensayo.
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Se realizará con gas inerte, se prohíbe el uso de gas combustible para este ensayo.
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Se realizará a una presión superior a la presión de servicio.
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La presión se mantendrá por un tiempo necesario para la inspección de la instalación y la detección de las fugas.
Mantenimiento necesario en una instalacion de GLP
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Se revisará el conjunto integro, es decir uniones, válvulas, bridas, codos, etc. Para el caso de las válvulas intermedias se las debe maniobrar en las posiciones cerrada y abierta.
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Como complemento al ensayo de estanqueidad, se comprobará con agua jabonosa todas las juntas y accesorios de la instalación.
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Al final de la prueba de hermeticidad se debe levantar un acta con la firma de los resposables de realizar la prueba y los responsables de verificar el trabajo realizado.
(a)
(b)
Figura 3: Pruebas de hermeticidad de tuberías de conducción de GLP
2.1.3. Mangueras Las mangueras son elementos plásticos, los cuales están a la interperie, por tanto son afectadas directamente por la luz solar. Esto acorta la vida útil de las mismas. Es necesario verificar la ficha técnica del proveedor para determinar la vida útil de las mangueras, y de ser posible cambiarlas antes que esta termine. Verificar la presencia de grasa en los extremos de las mangueras (Figura 4a) y en caso de detectar olor a gas, verificar la fuga con agua jabonosa, la presencia de burbujas será una señal de una fuga de combustible (Figura 4b).
(a)
(b)
Figura 4: Pruebas de hermeticidad de tuberías de conducción de GLP
2.1.4. Reguladores de presión Los reguladores de presión que se instalan en tanques de recambio son elementos que están sometidos a desgaste continuo (acople y desacople) cada vez que los cilindros se vacían.
Diego Venegas et al.
Este desgaste ocasiona fugas de combustible y mal funcionamiento de los reguladores, razón por la cual al primer síntoma de lo mencionado, estosa deben ser cambiados y no procurar alargar la vida ítul de los mismos (generalmente con métodos no técnicos) (Figura 5a). El ambiente grasoso también puede afectar la vida útil de los reguladores, razón por la cual se debe verificar su correcto funcionamiento (Figura 5b).
(a)
(b) Figura 5: Reguladores de presión de GLP en cilindros
2.1.5. Manómetros y contadores Los manómetros contienen una carátula, la cual en ocasiones puede romperse (Figura 6a), esto puede afectar la vida útil de los mismos, es por ello que se debe verificar su correcta medición, caso contrario cambiarlos. Los contadores suelen instalarse en ambientes con mucha humedad, lo cual puede afectar al mecanismo tipo relojería que ocasiona su funcionamiento, provocando lecturas erróneas (Figura 6b). Cuando se detecta esto, el cambio debe ser inmediato.
(a)
(b) Figura 6: Manómetros y contadores de GLP
2.2. Equipos de consumo Como ya se ha mencionado anteriormente y sobre todo en instalaciones comerciales, los equipos de consumo de GLP se encuentran expuestos a ambientes de grasa, lo cual no solo disminuye la vida útil de los mismos, ya que taponan los conductos de salida del combustible, sino que pueden potenciar un evento con presencia de fuego. Es por ello que los equipos que se encuentren con mucha grasa (Figura 7a) deben limpiarse de la misma con agentes propios para el efecto.
Mantenimiento necesario en una instalacion de GLP
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Equipos como los calefones (Figura 7b) deben recibir mantenimiento cada 6 meses (limpieza general) y cada 2 años se deben cambiar los diafragmas, que generalmente son los elementos que sufren más desgaste en su operación.
(a)
(b) Figura 7: Cocina y calefón a gas
2.3. Equipos de prevención y mitigación. 2.3.1. Sistema de enfriamiento Se recomienda la instalación de sistemas de enfriamiento sobre los tanques de almacenamiento, esto con el fin de evitar sobrecalentamiento en ellos en caso que se presente fuego a su alrededor. Este sistema consta de una cisterna de almacenamiento de agua, un sistema de bombeo y presurización, tubería de conducción de agua, rociadores (sobre los tanques). El accionamiento de este sistema debe ser manual. En el caso ideal, este sistema nunca debería funcionar, ya que no es deseable tener fuego en los alrededores del almacenamiento del combustible, y partiendo de esta premisa, todas sus partes se verían fácilmente deterioradas por no realizar la tarea para la que fueron diseñadas. Es por esta razón que los sistemas de enfriamiento no deberían operar, por la operatividad de sus elementos, se sugiere hechar a andar los mismos una vez cada mes por un tiempo de 10 minutos (Figura 8 a y b).
(a)
(b)
Figura 8: Sistemas de enfriamiento sobre tanques de GLP
2.3.2. Extintores En las cercanías de los tanques de almacenamiento y de los equipos de consumo se recomienda la instalación de extintores de polvo químico, este polvo químico según sus fabricantes tienen una vida útil de 1 año, y depués del cual debe ser desalojado del extintor, y este debe volver a cargarse (Figura 9).
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Figura 9: Extintor de polvo químico seco
2.4. Equipos eléctricos y de extracción de grasas. Como se ha mencionado anteriormente, la grasa es indeseable en los sistemas de GLP, debido a que puede magnificar un evento con fuego, y en las cercanías de equipos de consumo hay mucha grasa involucrada. Se recomienda hacer limpieza general de la grasa una vez cada tres meses (Figura 10a). Los extractores son potenciales acumuladores de grasas, se recomienda una limpieza profunda de los mismos una vez cada año (Figura 10b).
(a)
(b) Figura 10: Grasa en las cercanías de equipos de GLP
3.
Mantenimientos invisibles en una instalación de GLP
Hay ciertos trabajos de mantenimiento que pueden realizarse en una instalación de GLP, aplicando ciertos principios mínimos de cuidado que se pueden dar a los elementos constitutivos de una instalación. Partiendo del concepto que el GLP es un combustible, y que su manejo genera peligro, el aislar o delimitar una instalación de personas que no contribuyan con el manejo de la instalación puede ser la diferencia al momento de mantener una instalación. En la Figura 11a se muestra como se delimita el área de almacenamiento, de esta forma se impide que personal no autorizado no ingrese y no pueda manipular el sistema (reguladores, válvulas, entre otros). Dar protección a elementos como los medidores (y su conjunto de regulación y control) del medio ambiente puede ayudar significativamente a mantenerlos en buen estado (Figura 11b).
Mantenimiento necesario en una instalacion de GLP
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En zonas de alto flujo vehícular como los estacionamientos es preferible proteger a tanques y tuberías de posibles colisiones. La Figura 11c muestra como una tubería de GLP puede estar expuesta a golpes en un estacionamiento. Tuberías que tienen que pasar por esquinas o zonas alejadas, pueden fácilmente ser afectadas por el descuido, y pueden ser zonas de acumulación de desechos (Figura 11d), lo cual debe ser evitado. Las tuberías de conducción de GLP deben estar libres en todo su trayecto.
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 11: Mantenimiento a instalaciones de GLP con simples mecanismos de protección
4.
Responsabilidad de la operación de una instalación de GLP
El usuario final será la responsable de brindar la mayor protección al Sistema Centralizado, de su correcto uso, y del cuidado respectivo que se debe tener al manejar el G.L.P., también es el que deberá estar pendiente de los tiempos de uso de los equipos, para de esa forma planificar los mantenimientos respectivos de los mismos. Sin embargo esto no quiere decir que sea el único responsable por la seguridad que se le deba brindar a una instalación.
El resposable técnico de la instalación es el que debe garantizar el funcionamiento óptimo de la misma, desde el punto de vista de cálculos de almacenamiento, diámetros de conducción del fluido, regulación de presión entre otros. La empresa comercializadora del combustible y la autoridad competente serán los que verifiquen la idoneidad del sistema y el cumplimiento de las normativas vigentes para suministrar el combustible y dar los permisos de funcionamiento respectivamente. Los fabricantes de los equipos (reguladores, cocinas, estufas, calentadores, hornos, entre otros) son los responsables del funcionamiento óptimo de los mismos, y deberán reconocer garantías en caso de mala fabricación de ellos.
Diego Venegas et al.
5.
Conclusiones y recomendaciones generales en el manejo de una instalación de GLP
La principal razón de la existencia de las normas técnicas es el dar lineamientos mínimos para el manejo de un determinado sistema. Esto es lo que sucede con las normas de instalaciones de GLP, dan los criterios MÍNIMOS al momento de proyectar, dimensionar, instalar y mantener una instalación. Por tanto todo lo que sea en pro de la seguridad es bienvenido, y los concepctos de mantenimiento son cada vez más aplicados con responsabilidad y obligatoreidad. No se ha mencionado anteriormente, pero toda tarea de mantenimiento en una instalación debe ser documentada por escrito, con firma de responsabilidad por parte de las personas responsables de realizar la actividad, y por parte de la persona que fiscaliza la misma. Los riesgos pueden minimizarse pero nunca eliminarse cuando se tiene almacenado un combustible, por ello hay varios aspectos que se deben tomar en cuenta siempre:
6. [1] [2] [3]
[4] [5] [6] [7]
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En caso de detectar olor a gas, no encender aparatos eléctricos ni artefactos que produzcan chispa.
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Sobre todo en instalaciones industriales hacer caso de la señalización.
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Ubicar los elementos de extinción en sitios de fácil acceso.
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No utilizar llamas abiertas, radios, linternas o artefactos que al encenderse produzcan chispa, en las zonas destinadas al almacenamiento de G.L.P.
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Solicitar periódicamente realizar inspecciones al sistema de almacenamiento de G.L.P. por parte de personal calificado para el efecto.
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Por ningún concepto permitir a personas no aptas el manejo del sistema, es decir no manipular los reguladores, las válvulas, etc.
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No acumular materiales inflamables y explosivos cerca del tanque de almacenamiento.
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Tener siempre a la mano los números de teléfono de las instituciones aptas para solucionar siniestros ocasionados por la utilización de G.L.P. (bomberos).
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No realizar trabajos no previstos en la instalación y en la cercanías de sus elementos sin la consulta previa al personal calificado para el efecto.
Referencias NFPA, “NFPA 54 Código Nacional de Gas Combustible Edición 2009,” 2009. NFPA, “NFPA 58 Código del Gas Licuado de Petróleo Edición 2004,” 2004. Instituto Ecuatoriano de Normalización, “NTE INEN 2260:2010 INSTALACIONES DE GASES COMBUSTIBLES PARA USO, INSTALACIONES DE GASES COMBUSTIBLES PARA RESIDENCIAL, COMERCIAL E INDUSTRIAL. REQUISITOS.,” Quito Ecuador, 2010. INDECOPI, “NORMA TÉCNICA PERUANA GAS LICUADO DE PETRÓLEO . Instalaciones para Consumidores Directos y Redes de Distribución 321.123,” 2012. L. A. CuartasPerez, “¿ Qué Es El Mantenimiento ?,” Univ. Nac. Medellin, pp. 1–11, 2008. Instituto Ecuatoriano de Normalización, “NTE INEN 440:1984 Colores de identificación de tuberías,” 1984. Instituto Ecuatoriano de Normalización, “NTE INEN 439:1984 Señalética de Seguridad,” 1984.
