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Cálculo de Radiación Térmica, Pinturas Sipa Ltda.

CALCULO DE

RADIACION TÉRMICA

(ANEXO A ESTUDIO DE RIESGOS)

2009

Santiago, Octubre de 2009

Elaborado por:

Daniel Garin Quiroz

RUT: 8.026.828-9

Ingeniero en Prevención de Riesgos

Registro Sesma N°819/85

Aprobado por:

M. Cristina Araya R

RUT: 4.340.923-9

Arquitecto

Valeria Garbin Aste

RUT: 7.040.370-6

Representante Legal

Pinturas Sipa Ltda.

CALCULO DE RADIACION TERMICA PINTURAS SIPA LTDA

PLANTA CERRILLOS

Sustancias más representativas Calor de Calor Latente Temperatura Calor Especifico del Presión de Vapor

Combustión de Vaporización Ebullición del Líquido a Presión Saturado a 25° C y

Constante Humedad Relativa 60%

hc=j/kg hv= j/kg °C j/kg°C Pa

Xileno 42890 343000 138 1720 3130

Figura N° 1

Forma de Incendio con frente

rectangular

Intensidad de la Radiación q = d F E

Radio Equivalente

Altura de la Llama a = 29 beq0,7 · m 0,6

Caudal de Evaporación en la

Combustión

Radiación del Cuerpo Negro E= Fr*Mb*Beq*Hc/4H

Tabla Factor de Visión

Geometrico para incendios

Rectangulares

Tabla para determinar la presión

parcial de vapor

Tablas de Datos de Combustión

del Xileno Normas NFPA.

DATOS GALPON N° 1 BODEGA DE MATERIAS PRIMAS

Materia Prima más representativa Xileno Para calcular la velocidad de la combustión por uniddad de superficie, se emplea la siguiente

Toneladas almacenadas 250 expresión:

Calor de Combustión hc j/kg 42,89 MJ/k Mb hc 10exp-3 kg/m2s

Calor Latente de vaporización hv 343000 cp(te-ta)+hv

Calor Especifico presión constante j/°C=cp 1720

Temperatura de ebullición °C ( te ) 138 Reemplazando se obtiene: Mb= 0,079 kg/m2s

Temperatura Ambiente °C ( ta ) 25

Humedad Relativa % 60

Presión de Vapor Saturado de agua a 25°C 3130

Longitud en mtrs 29,5 Radio Equivalente= beq=√bp/ת Reemplazando se obtiene

Ancho en mtrs 14,2

Pared Interior Lado Norte 7 Largo= b1= 29,5

Pared Interior Lado Oriente 14,75 Ancho=b2= 14,2 beq= Radio Equivalente

Limite Lado Norte 13 p1= 7 Pared Interior Lado Norte 8,1 mtrs

Limite Lado Oriente 42 p2= 14,75 Pared Interior Lado Oriente 8,1 mtrs

Bodega Nitrocelulosa 17 p3= 13 Limite Lado Norte 11 mtrs

Bodega de Solventes 12,63 p4= 42 Limite Lado Oriente 13 mtrs

Velocidad de la Combustión kg/m2s 0,079 p5= 17 Bodega Nitrocelulosa 12,6 mtrs

p6= 12,63 Bodega Nitrocelulosa 10,8 mtrs

Altura de la Llama hllama a=mtrs Factor de Visión Tabla Horizontal

a=29 beq exp0,7*m exp0,6 Fh a/b= c/b

Pared Interior Lado Norte 27 Pared Interior Lado Norte 0.1944 0,92 0,237

Pared Interior Lado Oriente 27 Pared Interior Lado Oriente 0.0803 1,90 1,039

Limite Lado Norte 33 Limite Lado Norte 0.1452 1,12 0,441

Limite Lado Oriente 38 Limite Lado Oriente 0.0154 2,68 2,958

Bodega Nitrocelulosa 37 Bodega Nitrocelulosa 0.1243 1,25 0,576

Bodega de Solventes 33 Bodega de Solventes 0.1452 1,12 0,428

Factor de Visión Tabla Vertical

Fv b/c a/c

Coeficiente de Transmisión Atmosferico Pared Interior Lado Norte 0,2292 4,21 3,86

d= 2,02 (PV * x)-Exp-0,09 Pared Interior Lado Oriente 0.1674 2,00 1,83

Limite Lado Norte 0.2078 2,27 2,54

Pv= Pa x Humedad Relativa/100 Limite Lado Oriente 0.0784 0,70 0,90

Bodega Nitrocelulosa 0.1674 1,74 2,18

Bodega de Solventes 0,2078 2,34 2,61

3130*60 1878 Pv

100

Factor de Visión Máximo Fmax= √Fv2+Fh2

d= 2,02 (Pv * x)-Exp-0,09

Pared Interior Lado Norte 0,86 0,030

Pared Interior Lado Oriente 0,80 0,010

Limite Lado Norte 0,81 0,030

Limite Lado Oriente 0,73 0,001

Bodega Nitrocelulosa 0.79 0,020

Bodega de Solventes 0,81 0,253

Calculo de Intensidad de la Radiación

( Cuerpo Negro) KW/M2

E= Fr * Mb * Beq ( Hc) / 4 * H Pared Interior Lado Norte 88,94

Pared Interior Lado Oriente 88,94

Fr= Factor Adimensional= 0,35 Limite Lado Norte 98,83

Mb=Velocidad Combustión=0,079 kg/m2s Limite Lado Oriente 101,43

Beq= Radio Equivalente Bodega Nitrocelulosa 100,96

Hc= Calor de Combustión J/kg=42890 Bodega de Solventes 97,03

H= Altura de la Llama

Irradiación recibida por una persona u objeto en posición vertical sera: q=d*Fv*E=

Distancias Sin Muro 75% Reduccion kw/m2 Con muro 75% Reduccion kw/m2 Límite Cicular 95/98

kw/m2 Pared Interior kw/m2 Pared Exterior Exterior kw/m2

Pared Interior Lado Norte (1) 17,54 13,16 4,39 3,29 1,10

Pared Interior Lado Oriente (2) 11,92 8,94 2,98 2,23 0,74

Limite Lado Norte (3) 16,66 12,50 4,17 3,12 1,04

Limite Lado Oriente (4) 5,78 4,34 1,45 1,08 0,36

Bodega Nitrocelulosa (5) 16,33 12,25 4,08 3,06 1,02

DATOS GALPON N° 9 BODEGA DE PRODUCTOS TERMINADOS

Materia Prima más representativa Xileno Para calcular la velocidad de la combustión por uniddad de superficie, se emplea la siguiente

Toneladas almacenadas 89 expresión:

Calor de Combustión hc j/kg 42890 Mb hc 10exp-3 kg/m2s

Calor Latente de vaporización hv 343000 cp(te-ta)+hv

Calor Especifico presión constante j/°C 1720

Temperatura de ebullición °C ( te ) 138 Reemplazando se obtiene: Mb= 0,079 kg/m2s

Temperatura Ambiente ( ta ) 25

Humedad Relativa % 60

Presión de Vapor Saturado de agua a 25°C 3130

Longitud en mtrs 23,35 Radio Equivalente= beq=√bp/ת

Ancho en mtrs 19,7

Pared Interior Lado Norte=p1 9,85 Largo= b1= 23,35

Pared Interior Lado Oriente=p2 11,67 Ancho=b2= 19,7 beq= Radio Equivalente

Limite Lado Sur=p3 15,87 p1= 9,85 Pared Interior Lado Norte 8,55 mtrs

Limite Lado Oriente=p4 40,35 p2= 11,67 Pared Interior Lado Oriente 8,55 mtrs

Bodega Nitrocelulosa=p5 19,85 p3= 15,87 Limite Lado Sur 10,86 mtrs

Bodega de Solventes=p6 7,24 p4= 40,35 Limite Lado Oriente 15,91 mtrs

p5= 19,85 Bodega Nitrocelulosa 12.14 mtrs

p6= 7,24 Bodega de Solventes 7,33 mtrs

Altura de la Llama hllama Factor de Visión Tabla Horizontal

a=29 beq exp0,7*m exp0,6 a Fh a/b= c/b

Pared Interior Lado Norte 28 mtrs Pared Interior Lado Norte 0.1452 1,22 0,422

Pared Interior Lado Oriente 28 mtrs Pared Interior Lado Oriente 0.1243 1,44 0,592

Limite Lado Norte 33 mtrs Limite Lado Norte 0.1059 1,44 0,680

Limite Lado Oriente 43 mtrs Limite Lado Oriente 0.0154 2,23 2,048

Bodega Nitrocelulosa 36 mtrs Bodega Nitrocelulosa 0,0355 1,55 0,850

Bodega de Solventes 25 mtrs Bodega de Solventes 0.1687 1.09 0,31

Factor de Visión Tabla Vertical

Fv b/c a/c

Coeficiente de Transmisión Atmosferico Pared Interior Lado Norte 0,2078 2,37 2,88

d= 2,02 (PV * x)-Exp-0,09 Pared Interior Lado Oriente 0,2078 2,00 2,44

Limite Lado Norte 0,1674 1,47 2,12

Pv= Pa x Humedad Relativa/100 Limite Lado Oriente 0,0902 0,58 1,09

Bodega Nitrocelulosa 0,1385 1,18 1,83

3130*60 1878 Pa Bodega de Solventes 0,2292 3,16 3,52

100

Factor de Visión Máximo Fmax= √Fv2+Fh2

d= 2,02 (PV * x)-Exp-0,09

Pared Interior Lado Norte 0,83 0,030

Pared Interior Lado Oriente 0.82 0,020

Limite Lado Norte 0,79 0,010

Limite Lado Oriente 0,73 0,001

Bodega Nitrocelulosa 0.78 0,004

Bodega de Solventes 0,85 0,284

Calculo de Intensidad de la Radiación

( Cuerpo Negro) KW/M2

E= Fr * Mb * Beq ( Hc) / 4 * H Pared Interior Lado Norte 89,26

Pared Interior Lado Oriente 89,26

Fr= Factor Adimensional= 0,35 Limite Lado Norte 95,91

Mb=Velocidad Combustión=0,079 kg/m2s Limite Lado Oriente 107,55

Beq= Radio Equivalente Bodega Nitrocelulosa 101,28

Hc= Calor de Combustión J/kg=42890 Bodega de Solventes 86,04

H= Altura de la Llama

Irradiación recibida por una persona u objeto en posición vertical sera: q=d*Fv*E=

Distancias Sin Muro 75% Reduccion kw/m2 Con muro 75% Reduccion kw/m2 Límite Cicular 95/98

kw/m2 Pared Interior kw/m2 Pared Exterior Exterior kw/m2

Pared Interior Lado Norte (1) 15,35 11,51 3,84 2,88 0,96

Pared Interior Lado Oriente (2) 15,17 11,37 3,79 2,84 0,95

Limite Lado Norte (3) 12,70 9,52 3,17 2,38 0,79

Limite Lado Oriente (4) 7,11 5,33 1,78 1,33 0,44

Bodega Nitrocelulosa (5) 10,91 8,18 2,73 2,05 0,68

Bodega Solventes (6) 16,75 12,57 4,19 3,14 1,05

CONCLUSIONES: DAÑOS POR RADIACION TERMICA-EDIFICIOS Y ESTRUCTURAS

Para efectos de los valores indicados en la Pauta referencial aplicable en Chile (Circular 95/98) , el valor umbral

de daños a las instalaciones y personas se han establecido como 25 Kw/m2, esto para ser establecido como

Accidentes Categoria 2 o Inferior

DAÑOS CON EFECTOS DE RADIACION TERMICA

De acuerdo a los antecedentes indicados en la memoria de calculo incluida, los accidentes derivados de un incendio

de Xileno al interior de las Bodegas, no afectarían con niveles superiores a 5 Kw/m2 en el entorno de la Planta.

Para efectos de los cálculos, se establece el Diámetro Equivalente correspondeinte a la totatalidad de la superficie

de las Bodegas, considerando que es el máximo de delimitación de un potencial derrame incendiado.

Se considera una modelación de derrames de charco y formulaciones con un diametro equivalente y altura de llama

que considere la extensión de un derrame en la totalidad de las superficies de las bodegas.

En las tablas de cálculo adjuntas, se detallan las variables empleadas para definir los niveles de radiación térmica a

partir de las consideraciones establecidas por el SEREMI de Salud, es decir:

1.- Incendio en la totalidad de la Bodega

2.-No intervenen los sistemas automáticos de extinción

3.-Frente de llama equivalente a un incendio del tipo rectangular

4.-Atenuación de la radiación térmica que brindan los muros RF 120

Para efectos de la estimación de consecuencias, se han simulado incendios con el producto más representativo

y desfavorable ( Xileno ).

Tal como lo presentan los resultados de las tablas, para el Xileno ( producto más desfavorable ), no se obtiene

valores superiores a 5 Kw/m2 al límite de la propiedad.

Del análisis de los calculos efectuados, la Radiación Emitida por la Bodegas N°1 y N°9 no afectarian las Bodegas de

Nitrocelulosa , ni la de Solventes.

Con la aplicación de las medidas de protección del elemento humano y protección físicas recomendadas, existente

la razonable seguridad que de ocurrir una emergencia esta no transgrederá los límites de la propiedad.

Bibliografía

(1) ROMANO, A., PICCININI, N., y G.C. BELLO Evaluación de las consecuencias de incendios, explosiones y escapes de sustancias tóxicas

en Plantas Industriales Ing. Química Volumen N° 17.

(2) HOFTWZER, G.W. Heat radiation (Chapter 6 Yellow Book)

Apeldoom, Netherland, TNO.

(3) A.I.Ch.E. Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis New York, American Institute of Chemical Engineers, 1989, 585 págs.

(4) Manual de Almacenamiento de Sustancias Peligrosas SEREMI de SALUD RM Chile, Autores; Ing. Sra. Mabel Ozaryún y Sr. Ivan Cortes

(5) Manual de Protección Contra Incendios de la National Fire Protección Association Editorial MAPFRE

Daniel Garin Quiroz

Ingeniero en Prevención de Riesgos y Medio Ambiente

Registro N° 819/85 SEREMI de SALUD RM.

Santiago, Agosto de 2009