La válvula 'Single -Time' actúa en casos excepcionales de extrema gravedad

Las medidas de seguridad necesarias en determinados procesos químicos exotérmicos o que utilizan reactivos altamente contaminantes, requieren de una válvula que permita el acceso 'instantáneo' de agentes inhibidores, enfriadores o supresores. En este artículo, Fike le propone la utilización de un disco de ruptura como válvula de apertura instantánea. La válvula 'Single Time' deberá reponerse después de su actuación (Single-Time). Esta particularidad no debería ser un problema ni económico ni de mantenimiento ya que su actuación se limita a situaciones excepcionales de extrema gravedad.

Cualquier proceso industrial que implica reacciones químicas tiene un factor de riesgo asociado. El peligro principal en las reacciones químicas se presenta por las así llamadas reacciones térmicas o exotérmicas (generadoras de calor). Las reacciones incontroladas (o de escape) pueden ocurrir como resultado de varias situaciones, tales como la carga equivocada de las materias primas, el fallo del sistema de enfriamiento de los reactores, o la presencia de contaminantes. Si la generación del calor excede la capacidad de los reactores de liberarlo, la reacción se puede acelerar (o descontrolarse) y como consecuencia la presión y la temperatura se incrementan rápidamente.

Una liberación repentina de energía de tales reacciones incontroladas tiene el potencial de causar daño a los trabajadores, los equipos y/o el medio ambiente.

Los diseñadores de procesos y los expertos de seguridad deben centrarse en la prevención de las condiciones favorables a un crecimiento de las reacciones combinadas con sistemas de emergencia/eficientes de liberación adecuadamente configurados. Las válvulas 'Single-Time' de Fike tienen una intervención eficaz en las reacciones descontroladas para la descarga eficaz del contenido del reactor. Interactúan con los sistemas probados de aviso temprano de detección (EWDS - Early Warning Detection Systems), parando el comienzo de la reacción descontrolada antes de los potencialmente catastróficos procesos dinámicos.

La presentación de situaciones que pueden propiciar la existencia de reacciones exotérmicas/descontroladas deben ser estudiadas. Los pasos siguientes son considerados necesarios por los diseñadores de procesos y los expertos de seguridad para asegurar un nivel de seguridad adecuado contra los peligros por reacciones químicas:

Para ocuparse de los peligros relacionados con las reacciones químicas hay que identificarlos y después desarrollar una comprensión de la posible frecuencia y los efectos/consecuencias. La asistencia contra el riesgo debe considerar todas las desviaciones de proceso previsibles y las consecuencias en caso de ocurrir. Donde las consecuencias se consideren graves, la metodología del análisis del riesgo se debe utilizar para identificar todas las condiciones posibles que puedan conducir a esos acontecimientos. Basándose en estos análisis, las estrategias convenientes para la prevención de accidentes o la protección de las instalaciones pueden ser determinantes.

En algunos casos, puede ser posible evitar o reducir significativamente los peligros a través de un cambio en el diseño de la planta como, por ejemplo, utilizar una menor cantidad de materiales peligrosos en el proceso en un momento determinado, el uso de materiales alternativos (más seguros), el uso de condiciones de procesado menos peligrosas o el uso de procesos 'semi-batch' en vez de procesos 'batch'. Dichos procesos de planta son por lo general más simples, con menos posibilidades de error, menos dependientes de sistemas adicionales de seguridad y responden más lentamente al cambio.

Los diseñadores anticiparán todos los errores humanos posibles y evaluarán cuidadosamente los escenarios donde los errores pueden conducir a resultados catastróficos.

La puesta en práctica de las medidas disponibles de protección tales como el control de temperatura, la instrumentación y los 'interlocks' para eliminar las oportunidades de errores humanos deben ser considerados cuidadosamente. La evaluación de los procedimientos de funcionamiento se debe incluir para reducir al mínimo la probabilidad de un error humano no detectado. Los operadores deben ser entrenados y supervisados adecuadamente antes de que les sean asignadas operaciones críticas que puedan llevar a la posible iniciación de reacciones incontroladas.

Donde las medidas preventivas no puedan proporcionar suficientes márgenes de seguridad, las medidas protectoras se deben incluir para hacer el proceso seguro. Tales medidas protectoras pueden ser dirigidas a la detección a tiempo de la reacción descontrolada y a la intervención para parar las condiciones reactivas peligrosas, o destinadas a asegurar que sistemas efectivos de alivio de emergencia sean instalados.

Una reacción descontrolada, si se detecta a tiempo, puede ser a menudo parada agregando los componentes químicos apropiados para cancelar los efectos del catalizador de las reacciones.

Los sistemas de 'Early Warning Detection System' (EWDS) se han desarrollado para propiciar la detección a tiempo y están a disposición para la industria. Estas acciones incluyen la neutralización, la disolución con agua u otro diluyente apropiado o vertiendo el contenido del reactor en otro recipiente que contenga medios de disolución apropiados. En muchos casos, la activación de sistemas adicionales o de emergencia (de choque) de enfriamiento de los contenidos del reactor pueden ser suficientes para quitar exceso de calor generado por la reacción exotérmica.

El cálculo del venteo apropiado para las posibles reacciones exotérmicas es complejo, al requerirse los datos de la generación de calor y presión que ocurren durante la reacción descontrolada. Por esta razón, no se pueden aplicar generalmente los métodos 'tradicionales' de cálculo de descargas no reactivas.

En la mayoría de sistemas de descarga de procesos reactivos efluentes el aumento de la presión debido a la reacción descontrolada puede ser extremadamente rápido, haciendo necesaria una descarga rápida y sin obstáculo del contenido del reactor a un sistema diseñado adecuadamente para manejarlo.

Basándose en el uso de su probada tecnología de discos de explosión, Fike ofrece las válvulas 'Single-Time' para ayudar en intervenciones de seguridad altamente fiables/eficientes de seguridad para peligros químicos reactivos tales como: enfriamiento rápido, inyección inhibidora, liberación controlada del contenido del reactor y sistema de venteo de emergencia.

La activación de sistemas adicionales de enfriamiento del reactor en el momento apropiado durante la reacción exotérmica puede ser suficiente quitar el calor generado por la reacción descontrolada y parar la reacción.

Las válvulas 'Single-Time' de Fike ofrecen todas las características requeridas para la activación efectiva de tales sistemas críticos de seguridad: el nivel más alto de fiabilidad, flujo sin obstáculos de agente enfriador hacia el reactor, construcción anti-escapes para evitar problemas de integridad del proceso de reacción y mantenimiento.

La inyección rápida y eficaz del agente apropiado al reactor donde se está produciendo la reacción descontrolada para inhibir el proceso o apagar la reacción en una etapa temprana es, a menudo, lo preferible.

Las válvulas 'Single –Time' ofrecen un arsenal de características esenciales para esta función crítica de seguridad; disponibles en una amplia gama de materiales de construcción para resistir la corrosión potencial durante el proceso o su inhibición, anti-escapes para asegurarse de que no haya contaminación de proceso durante la operativa normal, liberar el inhibidor instantáneamente/fiablemente cuando se requiera, y fácil de instalar con un coste mínimo de mantenimiento.

Donde se requiera el vaciado del contenido del reactor para asegurarse de que la reacción descontrolada sea tratada en recipientes de proceso separados (a menudo equipados con un sistema de extinción apropiado o medios diluyentes para moderar la reacción descontrolada), las válvulas 'Single Time' pueden ser utilizadas para iniciar esta secuencia en un momento o una etapa predeterminados de la reacción descontrolada. Ofrecen vaciado inmediato/sin obstáculo del contenido del reactor a un sistema de emergencia diseñado para manejar la reacción, amplia selección de materiales resistentes a la corrosión, partes inmóviles con el nivel más alto de fiabilidad y no requieren de mantenimiento, simplemente se instalan.

Cuando la presión del contenido del reactor alcanza límites predeterminados el vertido del contenido del reactor al sistema de emergencia debe de estar garantizado. Las válvulas 'Single - Time' ofrecen, una fiable rápida y liberación sin obstáculos de los equipos de proceso bajo la tensión de las condiciones de una reacción descontrolada exotérmica. Fike ofrece soluciones para todas las condiciones de los procesos químicos donde las reacciones descontroladas no pueden ser aceptadas y sus efectos deben ser controlados.