Fugas en recipientes

FUGAS EN RECIPIENTES Y CONDUCCIONES
La mayoría de accidentes graves en los que intervienen sustancias peligrosas, comienzan con una fuga de su lugar de confinamiento (depósitos, tuberías, reactores, válvulas, bombas, etc.), por lo que hay que prestar una especial atención a este fenómeno.
Hay que distinguir tres tipos de fugas atendiendo al fluido de que se trate:
i. Fugas de líquidos:derrames de sustancias líquidas de un continente cuando el fluido permanece líquido durante el proceso.
ii. Fugas de gas/vapor: escapes de sustancias en fase gas de un continente. El cálculo exige tratamientos distintos si el fluido almacenado es gas a presión o si es un vapor en equilibrio con un líquido.
iii. Fugas bifásicas: mezclas de gas y líquido a menudo resultantes de la ebullicióndel líquido en las condiciones de descarga.
Según la duración y tamaño del escape:
* Fuga instantánea: colapso del recipiente por vertido muy rápido de su contenido.
* Fuga continua o semicontinua: pérdida de contenido de magnitud y duración limitadas.
El esquema de abajo presenta los tipos de fugas en depósitos de líquidos almacenados bajo presión.

Agujero pequeño en el lado devapor de un tanque a presión |
Colapso de un tanque a presión |

Agujero mediano en el lado de vapor de un tanque a presión |
Escape de gas licuado en un tanque a presión |

Derrame de líquido refrigerado en un cubeto |
Fuga de un líquido refrigerado de un tanque cilíndrico |
El objetivo principal de un modelo de fugas adecuado consiste en describir correctamente dos variables:
a.La cantidad de fluido liberada, y
b. Las condiciones de presión y temperatura de la sustancia fugada.
Este último aspecto es el más difícil de considerar, puesto que en las fugas se producen procesos de transferencia de energía entre el continente y su entorno. La simplificación de estas transferencias de energía hace que los modelos aplicados traten dos tipos de procesos:
a. Adiabático:es aquel proceso que se realiza sin transferencia de calor con el exterior. Se produce cuando el fluido sufre grandes cambios de densidad muy rápidamente o cuando el recipiente está térmicamente aislado. Es el caso de los procesos en los que el calor que recibe el recipiente desde el exterior, durante el tiempo que dure la fuga, es prácticamente despreciable frente a la energía del fluido quecontiene el recipiente.
b. Isotermo: es aquél que se produce sin cambio de temperatura. Se suele producir cuando no hay cambios importantes de densidad (líquidos), o el proceso es lento y el fluido en el recipiente tiene una inercia térmica suficiente o cuando la presión en el recipiente se mantiene casi constante durante la fuga.
En el caso que nos ocupa, las fugas durante el trasiego, cargay transporte de productos clasificados, se van analizar utilizando los modelos isotérmicos.
 
Fugas de líquidos
Para el estudio de estos casos, es necesaria la resolución de las ecuaciones que se obtienen a partir de los balances de masa y energía que sirven para determinar la cantidad de líquido fugada.
En el caso de flujos de líquidos procedentes de recipientes, la presión en el punto defuga se considerará igual a la suma de la presión sobre la superficie del líquido más la presión hidrostática del peso de la columna de líquido hasta el agujero de salida.
Hipótesis y limitaciones
El modelo usado comporta las siguientes hipótesis para la realización de los cálculos:
* No existen entradas o salidas de fluidos desde el recipiente o equipo, distintas a las de la fuga.
* Elorificio por el que se produce la fuga se asimila a uno circular cuyo diámetro es pequeño con respecto al diámetro del recipiente o equipo y grande con respecto al espesor de la pared.
* No existen gradientes de temperatura en el fluido interior contenido en el recipiente o equipo.
* La superficie libre del líquido es horizontal.
* Los gases y vapores se comportan como gases...