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Revista especializada rusa
"SEGURIDAD", 3/2017

Kuprin G.N.
CDCT.,
Director General
SRL UCP «SOPOT»

Kuprin D.S.
Jefe laboratorio protección contraincendios y explosiones
SRL UCP «SOPOT»

Chigalov V.N.
ingeniero principal  laboratorio protección contraincendios y explosiones
SRL UCP «SOPOT»

Doliski S.M.
ingeniero químico  laboratorio protección contra incendios y explosiones SRL UCP «SOPOT»


PROTECCION CONTRA INCENDIOS Y EXPLOSIONES EN LA PRODUCCION DE SUSTANCIAS QUIMICAS PELIGROSAS(SQP)

    El análisis de las operaciones realizadas en la lucha antiterrorista en Siria, Afganistán y otros países, ha dejado clara la alta probabilidad de que los grupos terroristas empleen como parte de su armamento las sustancias químicas peligrosas y venenosas.
En este sentido el desarrollo de nuevas tecnologías cobra gran relevancia, ellas están destinadas a luchar contra las consecuencias del empleo de sustancias peligrosas como armas químicas.
Este artículo se describe un nuevo método de apantallamiento superficial en los derrames de sustancias químicas peligrosas, específicamente en el proceso de producción de dichas sustancias.

    El progreso tecnológico  en nuestros tiempos cada vez cobra mayor impulso. Ello se debe al continuo crecimiento en la producción industrial, la creciente complejidad de los procesos tecnológicos y el desarrollo e introducción de avanzadas tecnologías en la vida cotidiana. Todo lo cual permite a los habitantes del planeta, disfrutar de estos beneficios, hacer mayor y mejor uso de los recursos existentes y finalmente mejorar los niveles de vida.
Sin embargo esta tendencia posee un reverso de la medalla. El enorme desarrollo y velocidad de la industria, a menudo no va aparejada con el correspondiente nivel de la seguridad industrial. Ello trae como resultado que los objetos altamente peligrosos no siempre cumplan con los requisitos y exigencias establecidos, para poder garantizar un desarrollo sostenido. Obviamente esta situación pueden conllevar a consecuencias muy trágicas.
     Por ejemplo:
    El 21 de septiembre del año 2001 en la ciudad francesa de Toulouse se produjo una explosión de 300 toneladas de nitrato de amonio en el Combinado químico AZF. Murieron 30 personas, el número total de heridos fue mayor a 3000, se destruyeron o dañaron miles de casas y edificios, incluyendo cerca de 80 escuelas, 2 Universidades, 185 guarderías, se quedaron sin techo mas de 40 000 personas, más de 130 empresas se vieron precisadas a paralizar sus actividades. La pérdida total fue 3 billones de Euros.
El 19 de marzo del año 2007 debido a la explosión del gas metano emanado en la mina Ulyanovskaya de la región de Kemerovo, murieron 110 personas.
    El 22 de abril del año 2010 en el Golfo de México frente a la costa del estado norteamericano de Louisiana se produjo una explosión que cobró la vida de 11 personas, después que un incendio en 36 horas destruyo y hundió la plataforma de perforación Deepwater Horizon. Detener la fuga de petróleo fue posible solo el 4 de agosto. En las aguas del Golfo de México se derramaron cerca de 5 millones barriles de petróleo crudo.

Рисунок 1. Затопление в результате взрыва буровой платформы в Мексиканском заливе
Figura 1. Hundimiento como resultado de la explosión de la plataforma de perforación en el Golfo de Mexico

El 4 de octubre del año 2010 en el oeste de Hungría en una planta de producción de aluminio se produjo una explosión que destruyó un depósito con residuos venenosos — nombrado lodo rojo. Aproximadamente 1,1 millones de metros cúbicos de sustancias cáusticas inundaron con mas de  3 metros de altura la ciudad de Kolontar y Dechever, situadas a 160 kilómetros al oeste de Budapest. Como resultado de este hecho murieron 10 personas y unas 150 recibieron diferentes lesiones y quemaduras.

Рисунок 2. Истечение красного шлама в городах Колонтар и Дечевер (Венгрия)
Figura  2. Derrame de lodo rojo en las ciudades de  Kolontar y Dechever en Hungria

    El 11 de marzo del año 2011 en el noreste de Japón en la CTE de "Fukushima-1" como consecuencia de un enorme terremoto, se produjo la mayor catástrofe ocurrida en los  últimos 25 años, después del accidente de la planta de energía nuclear de Chernobyl. Posterior a las réplicas de 9,0 grados de magnitud, se produjo un tsunami enorme, dañando cuatro de los seis reactores de la central nuclear y sacando fuera de servicio el sistema de refrigeración, trayendo como resultado una serie de explosiones de hidrógeno que provocaron la fusión completa de la zona nuclear activa.
El daño total causado por el accidente de "Fukushima-1" los expertos lo valoran en 74 billones de dólares. La liquidación completa de la avería, incluyendo el desmantelamiento de los reactores llevara cerca de 40 años.
El 1 de septiembre del 2011 en la terminal ferroviarias de Cheliavinski se produjo un incendio de un vagón ferroviario que transportaba un deposito de bromo hermetizado, lo cual produjo un escape de esta sustancia de alta toxicidad. En las informaciones oficiales se registran que en la respuesta a este hecho participaron 237 personas, de las cuales 55 fueron ingresadas en los hospitales de Cheliavinski y Kopieiska.

Рисунок 3. Утечка брома на железнодорожной станции в Челябинске
Figura 3. Escape de bromo en la estación ferroviaria de Cheliavinski

       El 28 de febrero del año 2012 en una planta química perteneciente a la provincia China de Hebei, se produjo una explosión que cobró la vida a 25 personas. La explosión ocurrió en el taller para la producción de nitroguanidina (se utiliza como combustible de cohetes) de la Compañía "Kjejer" en la ciudad de Shijiazhuang.
    El 12 de agosto del año 2015 en la ciudad de Tianjin (China) se produjeron una serie de poderosas explosiones, causadas por la formación de concentraciones de vapores tóxicos en el aire 27 veces superior a la normativa! Unas 114 personas murieron, unas 70 personas se cuentan como desaparecidos, se registran alrededor de 700 heridos. En el accidente se encontraron varios cientos de toneladas de cianuro de sodio.

Рисунок 4. Последствия взрыва в г. Тяньцзинь (Китай)
Figura 4. Las consecuencias de la explosión en Tianjin (China)

Los desastres mencionadas anteriormente no constituyen una relación exhaustiva, no sólo le quitaron la vida a cientos de personas sino también que le produjeron un daño irreparable al ecosistema de difícil evaluación práctica.      
Un gran número de las víctimas en este tipo de accidentes están a menudo relacionados con las tenencia, trasiego o producción de sustancias químicas peligrosas (SQP), las cuales al escaparse como consecuencia de averías, producen un efecto mortal sobre las personas y todos los seres vivientes de los alrededores.
    Entre los años 2015-2016 la Compañía SRL UCP "SOPOT" de la ciudad de San Peterburgo, ha desarrollado un compuesto binario especializado para la extinción de incendios(ERS), creado sobre la base de silicio (SiO2). Este compuesto no es mas que una espuma extintora que durante el proceso de generación y lanzamiento tienen lugar un proceso de polimerización, conocido en la química coloidal como transición de silicio. De tal manera de una espuma mecánica común pasa al estado sólido, adquiriendo propiedades de adhesión sin precedentes, estabilidad térmica, resistencia mecánica, etc. Además, el compuesto pertenece a la primera clase de biodegradabilidad (de rápida degradación) según GOST 332509-2013, lo cual asegura su absoluta compatibilidad ecológica. También se han desarrollado nuevos medios técnicos y otros se han modernizados para ograr el lanzamiento del compuesto (ERS) con caudales desde  1 l/seg. hasta a 100 l/seg.
    En el año 2017 el laboratorio de protección contra incendios y explosiones de la Compañía SRL UCP "SOPOT" llevo a cabo una extensa investigación dedicada a lograr el aislamiento de la superficie de evaporación de los vapores de las SQP empleando la  espuma de rápida solidificación.

Metodología para la realización de la investigación

En una vasija de vidrio se vierte una SQP sobre la superficie de esta se vierte la espuma formada por el compuesto especializado binario para la extinción de incendios. En la parte superior de la espuma se inserta una tasa plástica que logre penetrar en la profundidad de la espuma. En el agujero formado por la tasa plástica se coloca un tubo de silicona flexible a través del cual se conecta una aspiradora.
En intervalos de tiempo (cada 1 hora) se aspira el aire a través del un tubo indicador de concentraciones de silicona, ubicado por encima de la capa de espuma. Al pasar el aire se  produce el cambio de colores en los indicadores testigos . A través de los análisis comparativos y su correspondiente escala se determina la concentración de vapores de la SQP presentes en el aire aspirado sobre la superficie de la espuma.
    El volumen y duración de la aspiración de aire se determina de conformidad con la instrucción en el trabajo del tubo indicador para cada sustancia (SQP). Con el paso del aire a través del tubo indicador el mismo transforma su color de acuerdo a la concentración de vapores, lo cual una vez comparado con la escala se puede determinar la concentración específica de vapores que se encuentran sobre la capa de espuma.

Рисунок 5. Измерения концентраций паров АХОВ над слоем пены СДКП

Figura 5. Medición de la concentración de vapores de SQP que se encuentran sobre la superficie de la espuma.

De esta forma puede determinarse la capacidad aislante de la espuma. Es decir la capacidad aislante de la espuma será mayor cuanto menor sea la concentración de vapores sobre la espuma. La medición de la concentración alcanzada se debe comparar con el limite máximo de concentración permitida (en lo sucesivo ILC) para el área de trabajo.
    Después de realizar estas mediciones, según la metódica del GOST R 12.4.262-2011, se calcula el coeficiente de penetración, que define la masa de la sustancia que penetra a través de la capa de espuma durante 1seg por cada  1 m2.
    Los resultados de la investigación se muestran en la tabla No.1:

                   Tabla 1. Resultados de las investigaciones

Таблица 1. Результаты исследований


Estas mismas investigaciones se han realizado para algunas sustancias calentándolas hasta una temperatura de 40° C. Los resultados no difieren de los estudios realizados en condiciones normales.

Рисунок 6. Измерения концентраций паров брома над слоем пены СДКП (при температуре брома до 40°С)
Figura 6. Medición de la concentración de los vapores sobre la capa de espuma de ERS( temperatura del Bromo de 40°С

Los resultados de las investigaciones se muestran en la tabla No.2:

                                    Tabla No.2. Los resultados de las investigaciones ( temperatura de las SQP- 40° C

Таблица 2. Результаты исследований (температура АХОВ - 40°С)

Conclusiones

  1. El análisis de los resultados de las investigaciones realizadas demuestran, que la espuma de rápida solidificación, creada a partir de partículas estructuradas de silicio posee la  capacidad de impedir la evaporación de las SQP y la formación de concentraciones por encima del ILC en el transcurso de 1 a mas de 24 horas.

  2. Aplicada sobre sustancias tales como amoniaco, gasolina, bromuro de metilo, hidrógeno, hexáno, hidracina, combustible diésel, dicloruro de etileno, querosén, tolueno, ácido acético, fenol, fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, clorobenceno este período ascendió a más de 6 horas; para el cloroformo más de 4 horas; para la acetona a más de 3 horas.

  3. Al calentar las SQP hasta 40° C y  mantener esta temperatura durante todo el período de la investigación, la contención de vapores por debajo del ILC de sustancias como el amoníaco, bromo, bromuro, hidrógeno, hidracina, tolueno, ácido acético, fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, se mantuvo por más de 6 horas y para el cloroformo llego a 1 hora.

  4. Las investigaciones han demostrado que existe una posibilidad real para reducir el riesgo de intoxicación a causa de la contaminación con productos químicos venenosos en caso de averías o  emergencias, a partir de la aplicación sobre sus superficies de la espuma de rápida solidificación, basada en partículas estructuradas de silicio. Esta tecnología posibilita elevar la seguridad en las operaciones de salvamento y rescate que realizan las fuerzas de los Ministerios de Defensa y Situaciones Excepcionales(Bomberos) así como de las brigadas especiales de las empresas industriales.

Bibilografía

1.    ГОСТ 12.1.005-88 ССVТ. Requisitos generales desde el punto de vista higiénico- sanitario para el aire en la zona de trabajo.

2.    ГОСТ Р 12.4.262-2011 ССVТ. Protección especial para el vestuario de protección contra la acción de  sustancias tóxicas. Métodos para la determinación de la permeabilidad para gases y gases.

3.    Patente de invención №2590379 “Gel de silicio espumoso, utilización de gel de silicio espumoso en calidad de sustancia extintora y gelsemina, método de obtención. Poseedor de patente: SRL UCP “SOPOT”. Prioridad de invención: 26.03.2015.

4.    Abduraguimov J.M, Kuprin G.N.,Kuprin. Tecnologías modernas de de protección contra incendios en los objetivos CTE utilizando la espuma de rápida solidificación basada en partículas estructuradas de silicio. Editora "Seguridad".No.2. 2016. Pag.14-18.

5.    Ternova A., Grichkevich A.A. y otros." Investigación de las características protectoras de la cortina de espuma creada a partir del compuesto especial binario", informe NIR, del Centro científico No.27 MO RF, inv. No.5765.-2016.- pag.32.

6.    Explosión en la ciudad de Tianjin( Busqueda)// NTV) (sitio).-Modo de acceso a: http://www.ntv.ru/novosti/1468696(fecha de circulación 11.05.17)

7.    Las catástrofes antropogénicas más grandes del siglo XXI [Busqueda]. -Modo de acceso a: http://bigpicture.ru/?p=425483 (fecha de circulación 11.05.17).


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