Comparativa del hidrógeno, el gas natural y la gasolina: En la

Comparativa del hidrógeno, el gas natural y la gasolina:
En la historia ha habido grandes accidentes con el hidrógeno, quizá el mas significativo
fue el incendio en el dirigible Hindenburg (1937), otro accidente inpactante fue la
explosión en el despegue del transbordador espacial Callenger (1986) al producirse un
fallo en al sistema de propulsión y provocar éste una explosión en el hidrógeno líquido
que se utilizaba como combustible.
Como se ha visto anteriormente el hidrógeno es un gas inflamable, lo que lo hace
peligroso. Pero ¿hasta qué punto?, ¿hasta que punto es mas o menos peligroso que los
gases y combustibles que utilizamos en la actualidad y que conocemos su peligro?.
Un parámetro a considerar es la concentración mínima que ha de haber de hidrógeno
y de oxígeno para producirse una combustión. Mientras que el grado de inflamabilidad
del gas natural y de la gasolina son de 5,3% y 1% en volumen respectivamente, el del
hidrógeno es del 4,1%. Eso quiere decir que un recipiente que contenga un 1% de
gasolina ya es inflamable, mientras que uno con la misma cantidad de hidrógeno o de
gas natural, no lo es. No obstante el rango de inflamabilidad del hidrógeno es mas
amplio, está entre el 4% y el 75% de mezcla en el aire, mientras que el de la gasolina
está entre el 1 y el 8% y el del gas natural entre el 5 y el 15%. La explosividad o lo que
es lo mismo la cantidad mínima de concentración del gas con el aire produce una
explosión, la del hidrógeno es del 13% mientras que la del gas natural es del 6,3% y la
de la gasolina el 1,1%.
Incendio del dirigible Hindengurg 1937
Explosión del transbordador espacial Challenger 1986
La energía de explosión del hidrógeno es de paroximadamente 2 kilotones por metro
cúbico, bastante menor que la del gas natural (7 kilotones con la misma cantidad), y la
de la gasolina (44 kT/m3). De donde se demuestra que los riesgos de explosión en
depósitos de hidrógeno son mucho menores que en los depósitos de gas natural o de
gasolina.
Una propiedad que tiene el hidrógeno superior al gas natural y a la gasolina es el
coeficiente de difusión, esto es que en caso de fuga el H2 que escapa a la atmósfera es
mucho más rápido que le gasolina o el gas natural ya que el coeficiente del hidrógeno
es de 0,61 cm2 por segundo, mientras que el coeficiente de difusión del gas natural es
de 0,16 cm2/s y el de la gasolina tan solo 0,05 cm2/s, por lo que el riesgo de que se
formen bolsas de gas en espacios ventilados es mucho menor trabajando con
hidrógeno.
Con respecto a la velocidad de ignición o lo que es lo mismo a la velocidad que
progresa la llama de hidrógeno es extremadamente elevada, 2,7 m/s la del gas natural
de 0,4 m/s, lo que significa que un incendio en el que se queme gas natural o gasolina
será mucho más lento que uno provocado con hidrógeno, lo que es favorable en el
peligro que entraña a los depósitos que pudiera haber a su alrededor ya que al estar
menos tiempo ardiendo, las protecciones térmicas de los mismos aguantan mejor que
si se les esta aplicando una alta temperatura durante un tiempo mayor, que es lo que
pasaría con el gas natural y sobre todo con la gasolina.
La energía de ignición del hidrógeno es de tan solo 0,02 mJ, como se puede comprobar
bastante menos que la del gas natural y la de la gasolina, que son 0,29 mJ y 0,24 mJ
respectivamente.
Por último, la temperatura de autoignición del hidrógeno es de 520 °C mientas que la
de la gasolina es solo de 240 °C.
Por tanto, se llega a la conclusión de que el hidrógeno no es más peligroso que los
combustibles que se utilizan en la actualidad, aunque no por ello es un combustible sin
riesgo, por lo que es necesario mantener unas normas de seguridad similares a las de
los demás combustibles.
Ficha de características del hidrógeno:
Propiedades del hidrógeno
El hidrógeno Seguridad:
El hidrógeno es un gas inflamable, además de asfixiante por desplazamiento del aire.
También es incoloro, inoloro, insípido, altamente inflamable pero no tóxico ni
corrosivo.
Se dispersa rápidamente lo que hace que en un ambiente aireado se diluya
rápidamente.
Tiene muy poca densidad (14 veces menos que el aire).
Cuando se quema forma una llama azul pálido casi invisible.
Es propenso a fugas dada su baja viscosidad y su bajo peso molecular.
Las mezclas de gas y aire son explosivas entre el 4% y el 75% de mezcla.
Algunos de los riesgos que se tienen cuando se trabaja con hidrógeno son los
siguientes:
Fuego
Explosiones que, dependiendo de la mezcla se produce una detonación o una
deflagración.
Liberación de presión ya que al estar almacenado en tanques o bombonas a altas
presiones, cualquier fuga brusca puede originar un cambio drástico de presión o bien
una explosión por debilitación del casco de la bombona. Para evitar estos riesgos
existen una serie de válvulas de seguridad y discos de ruptura
Fragilización y ataque por hidrógeno que consiste en que ciertos materiales en
principio capaces de transportar y almacenar hidrógeno, con el tiempo los materiales
de los que están hechos van deteriorándose por acción del hidrógeno y debilitándose
hasta producir fugas. Imprescindible utilizar materiales homologados.
Riesgos para la seguridad:
Quemaduras frías debido a la temperatura de los gases.
Quemaduras a 2.323 °Kelvin que debido a la baja emisividad de la llama o a que su
combustión produce una poca radiación en el espectro infrarrojo, no somos capaces
de percibir su calor hasta que se está muy cerca de ella.
Quemaduras por exposición a radiación ultravioleta ya que la combustión produce luz
ultravioleta, produciendo quemaduras similares a las quemaduras solares.
Asfixia por desplazamiento de aire.
Los efectos que se sienten cuando una persona se encuentra expuesta a una alta
concentración son los siguientes:
Dolor de cabeza, zumbido en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, nausea,
vómitos y depresión de todos los sentidos. La piel puede adquirir una coloración
azulada.
En concentraciones de oxígeno inferiores al 10%, puede causar perdida de conciencia,
movimientos convulsivos, colapso respiratorio y muerte.
Primeros auxilios:
Llevar a la víctima al aire libre lo antes posible (utilizando equipos de respiración
autónoma). Solamente el personal entrenado debe suministrar oxígeno suplementario
y si fuese necesaria resucitación cardio-pulmonar. Recibir asistencia médica
inmediatamente.
En caso de incendio:
Conocer que la temperatura de ignición es de 571°C , el límite inferior de
inflamabilidad es del 4% y el superior del 75%, siendo causa de de ignición cargas
electrostáticas o exceso de temperatura.
El hidrógeno al ser más ligero que el aire puede acumularse en la parte superior de los
lugares cerrados. La presión del cilindro puede aumentar por calentamiento y llegar a
romperse si los dispositivos de descarga de presión fallan.
En caso de incendio, puede apagarse mediante extintores de CO2, polvo químico, rocío
de agua o agua pulverizada.
En primer lugar se evacuará a todo el personal, si es posible y cumpliendo con las
normas de seguridad, se cortará el suministro de gas y se procederá a enfriar las
bombonas rociándolas con agua manteniéndose a la mayor distancia posible, pero
atención no extinguir las llamas ya que si estas se extinguen, puede haber un escape
de gas sin quemar y al contacto con el aire producir una segunda explosión. Por lo que
antes de extinguir las llamas es preciso cerrar y controlar cualquier escape de gas.
Si el problema ocurre en el transcurso de un accidente de tráfico y un camión de
transporte de bombonas se encuentra involucrado en el incendio, se ha de aislar la
zona 1600 metros a la redonda y combatir el incendio a máxima distancia empleando
mangueras de alta presión.
El personal de rescate ha de contar con un equipo de respiración autónoma y
equipamiento aislante térmico.
En caso de escape de gas, hay que despejar la zona al menos 800 metros, teniendo en
cuenta la dirección del viento. Posteriormente cerrar el suministro. Hay que tener en
cuenta que la llama de hidrógeno es difícil de percibir ya que durante el día es
prácticamente invisible y además no se siente su calor hasta que esta quemando, otro
de los problemas s que no se percibe olor alguno. Para hacer la llama visible, se puede
acercar una escoba o cualquier elemento que prenda. Nunca entrar en la zona donde
se encuentra el hidrógeno si la concentración es mayor del 10% del limite bajo de
explosividad (0.4%).
Si el escape se origina por problemas en una tubería o depósito, será preciso inertizar
dicho elemento insertando gas por ejemplo nitrógeno al menos durante una hora.
Hasta este momento no se puede iniciar la reparación. Mientras tanto el área ha de
ventilarse y permanecerá aislada hasta que desaparezca la totalidad del mismo, para
controlar la concentración del gas existe equipamiento además de los propios sensores
de seguridad, aunque no hay que hacer mucho caso de los sensores de seguridad de la
sala al haber estado expuestos a un incendio.
Sensores detectores de hidrógeno
Manejo y almacenamiento:
Señalización de tubos
Código de colores de bombonas de almacenamiento de gas
Precauciones que deben tomarse durante el manejo de bombonas:
Utilización de carros adecuados para el trasporte de las bombonas.
No arrastrar ni hacer rodar las bombonas.
No transportar en espacios cerrados, como contenedores, furgonetas, baúles etc.
No golpearlas.
No someterlas a altas temperaturas.
Almacenar en lugares ventilados ya que el escape de una bombona puede ocasionar
un aumento de presión.
Durante su uso:
La válvula ha de permanecer cerrada hasta estar correctamente conectada la toma de
gas.
No se pueden utilizar herramientas que hagan saltar chispas incluidos martillos de
acero.
Una vez conectado el sistema y dado paso al gas, revisar que no hay escape utilizando
equipos de medida o test de agua jabonosa.
En caso de que algo no funcione correctamente, avisar al fabricante.
No utilizar herramientas inadecuadas para manejar la válvula o cualquier otro
mecanismo de la bombona o la instalación.
Utilización de válvulas de seguridad para evitar entrada de gases en la instalación o
bombona.
Nunca hacer que la bombona o la instalación sea parte de un circuito eléctrico.
Jamás descargue el contenido de la bombona o abra una espita de la instalación de
manera inadecuada.
Tras su uso:
Primero cierre la válvula de la bombona o la llave de paso general.
Marque las bombonas vacías con etiqueta que indique que se encuentra vacía.
Las bombonas que hayan sido expuestas al fuego o que tengan cualquier anomalía no
han de ser reutilizadas.
Si hay alguna bombona que presente cualquier anomalía póngase en contacto con el
proveedor, él le dará instrucciones.
Almacenamiento:
Las bombonas se han de almacenar en posición vertical, alejadas al menos 6 metros de
materiales combustibles u oxidantes y a una temperatura adecuada, separadas por
una barrera a prueba de fuego de al menos 1.5 metros de altura y con una resistencia
térmica de al menos 30 minutos.
El área donde se encuentren las bombonas ha de se un área seca, con una
temperatura inferior a 50 °C , bien ventilada lejos de fuentes de ignición o con cargas
electrostaticas y lejos de salidas de emergencia.
Separe las bombonas llenas de las vacías, procurando que la primera que se almacene
sea también la primera en utilizarse.
La zona ha de estar delimitada para personal autorizado.
Señalizada con carteles de "NO FUMAR" y "PROHIBIDO EL PASO A PERSONAL NO
AUTORIZADO"
Extintor de CO2 y sistema de mangueras adecuado.
Dentro del área todos los equipos electrónicos han de ser a prueba de explosiones.
Señalización y etiquetado de extintores de CO2
Extintores de CO2
Señalización de tráfico de mercancías inflamables
Equipo de protección individual:
Son necesarios guantes industriales, totalmente limpios de aceites y otros elementos.
Gafas ajustables de seguridad.
Botas con puntera reforzada.
Para mas información se puede acceder a los siguientes documentos:
Real decreto 379/2.001 Que hace referencia a reglamento del almacenamiento de
productos químicos y sus instrucciones técnicas.
Real decreto 681/2.003 Que hace referencia a la protección de la salud y la seguridad
de los trabajadores expuestos a los riesgos derivados de atmósferas explosivas en el
lugar de trabajo.
ITC MIE-APQ-5: Sobre el almacenamiento y utilización de botellas y botellones de
gases comprimidos, licuados y disueltos a presión.
ITC MIE-AP-7: Sobre el reglamento de aparatos a presión.