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Seguridad en plantas de biogás:
Peligros y medidas de seguridad
Taller de Seguridad en Biogás, 8-9 de Noviembre de 2017
Manuel Maciejczyk
Gerente General, Asociación Alemana de Biogás
Contenido
• Peligros en plantas de biogás
• Medidas de seguridad en plantas de biogás
• Lecciones aprendidas
• Mejores prácticas
2 Manuel Maciejczyk
3
La siguiente presentación es un resumen de accidentes y experiencias
relevantes en el campo de la seguridad en plantas de biogás a través de
los últimos 20 años.
Sin embargo, cabe destacar, que la tecnología del biogás puede ser igual
de segura que otras tecnologías cuando se siguen ciertas precauciones
básicas.
Las medidas de seguridad mencionadas a lo largo de este taller pueden
variar, siempre y cuando se utilice una solución tecnológica equivalente.
De ser necesario, deberá consultar a la autoridad pública
correspondiente.
¡Aviso importante!
Manuel Maciejczyk
4
• Salva vidas y previene perjuicios a la salud de las personas pero también pérdidas
materiales y económicas.
• La seguridad en plantas de biogás es especialmente importante para mercados de
biogás en desarrollo.
• Cada accidente perjudica la imagen de la tecnología, y por tanto también del sector
• Si la experiencia en Alemania puede mostrar algo, es que los accidentes en plantas
de biogás se pueden prevenir con la regulación y controles apropiados en todas las
etapas de un proyecto: desde la planeación hasta la operación diaria.
¿Porqué es importante la seguridad en
plantas de biogás?
Manuel Maciejczyk
Accidentes en plantas de biogás con
personas lesionadas en Alemania N
úmer
o de
pla
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de
biog
ás
Acc
iden
tes
con
pers
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lesi
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as
Fuente: SVLFG (Agencia Alemana para la Seguridad y Salud Ocupacional en la Agricultura)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
2013 2014 2015 2016
Manuel Maciejczyk 5
Manuel Maciejczyk 6
¿Cuáles son los principales peligros en plantas
de biogás?
¿Cuál peligro ocasiona más accidentes con
personas lesionadas?
Pregunta
Tipo de accidentes
7 Manuel Maciejczyk
Accidentes en plantas de biogás entre 2009 y 2011 en Alemania
Áreas de trabajo en las que ocurren los
accidentes
48
11 9 8 8
6 5
2 2 0.5 0
10
20
30
40
50
60
Manuel Maciejczyk 8 Fuente: SVLFG (Agencia Alemana para la Seguridad y Salud Ocupacional en la Agricultura)
Año Víctimas
mortales Descripción del accidente
2011 1 Golpe en la Cabeza con el borde del tractor al caer de éste
2012 2 Golpeado por el cajón de la cargadora
Atropellado por el tractor
2013 1 Lastimado por el alimentador de sustrato, al éste iniciarse automaticamente
2014 0 -
2015 4
Sepultado por el ensilaje
Sofocación en el pozo preliminar (2 personas) Lastimado por el alimentador de sustrato, al éste iniciarse automaticamente
2016 1 Lastimado por el alimentador de sustrato, al éste iniciarse automaticamente
2017 3
Lastimado por el alimentador de sustrato, al éste iniciarse automaticamente
Golpeado por una viga de la estructura de tejado del digestor
Sofocación en una trampa de condensado
Accidentes mortales en plantas de
biogás en Alemania
Manuel Maciejczyk 9
Peligros en plantas de biogás
• Clasificación general de los peligros:
• Peligros para la salud humana (enfoque de esta presentación)
• Peligros para el medio ambiente:
- emisiones gaseosas (CH4, CO2, NH3, NOx, SOx, CH2O …)
- emisiones al suelo o el agua (digestato, silaje, auxiliares…)
10 Fotos: Josef Barth y Uwe Mühling
Manuel Maciejczyk
Peligros para la salud humana
11
Choques eléctricos
causados por
components eléctricos
Peligro por fuego
Peligros de explosiones
Ruido Peligros
mecánicos
Superficies
calientes
Fuente: ISO 7010
1
Agentes
biológicos
Caídas,
choques,
etc.
Manuel Maciejczyk
12 Manuel Maciejczyk
¿Dónde ocurren esos peligros?
En la producción de biogás
13 Manuel Maciejczyk
En la planta de cogeneración
¿Dónde ocurren esos peligros?
Sustancias peligrosas
• Químicos como auxiliares tecnológicos (nutrientes esenciales) y compuestos para la desulfurización (sustancias cancerígenas, altamente tóxicas) son materiales que se utilizan normalmente en una planta de biogás.
• Asimismo, agentes biológicos, como microrganismos que pueden causar infecciones o tener efectos tóxicos en seres humanos.
• Peligros típicos de estas sustancias: • Inhalar polvos o aerosoles con contenido de
hongos, bacterias o endotoxinas procedentes de por ejemplo ensilaje o de gallinaza seca.
• Presencia de patógenos como salmonella, enterobacter, clostridia, listeria)
14 Manuel Maciejczyk
15
• La prevención de los efectos de sustancias peligrosas se da a través de medidas sanitarias:
• Control de la salud del ganado: no se deberá utilizar estiércol o purines proveniente de ganado con problemas de salud.
• Control de los sustratos utilizados: se deberá evitar la utilización de biomasa con alto riesgo de presencia de patógenos.
Sustancias peligrosas: prevención
Esterilización a presión (133 °C, 20 minutos, 3 bar)
Pasteurización (a 70°C por una hora)
Sanitización controlada (Proceso anaeróbico con temperatura, MGRT*)
• En Alemania, el pre-saneamiento de algunos sustratos es obligatorio (estipulado
por la ley europea EC 1774/2002). Dependiendo del sustrato, la regulación
estipula los siguientes procedimientos:
*MGRT: Minimum guaranteed retention time
(tiempo de retención mínimo garantizado)
Manuel Maciejczyk
Peligros eléctricos
• Los peligros eléctricos están presentes en plantas de biogás a través de diverso equipo eléctrico:
• Equipo de control, planta de cogeneración, bombas, agitadores, instrumentos de medición, etc.
• Las principales causas de accidentes a causa de peligros eléctrico son: • Equipo eléctrico o líneas eléctricas defectuosas
• Protección contra rayos defectuosa
• Instalaciones eléctricas defectuosas
• Peligro procedente de campos eléctricos o magnéticos debido a efectos irritantes en el cuerpo humano provocados por la circulación de corrientes de inducción causadas por campos eléctricos, corrientes inducidas o campos magnéticos. Estos efectos se producen en un intervalo de frecuencia de hasta 30 kHz (intervalo de baja frecuencia). Ejemplo: radiación electromagnética, eléctrica y magnética procedente del generador de la unidad CHP (peligro para personas con marcapasos).
• Algunas medidas preventivas incluyen el uso de equipo eléctrico seguro y apropiado para plantas de biogás, así como el asesoramiento de un profesional calificado
16 Manuel Maciejczyk
17
• En general, los peligros mecánicos no son específicos de la tecnología del biogás. Sin
embargo, los tipos de accidente más comunes en las plantas de biogás son atribuibles
a peligros mecánicos: caídas, impactos, contusiones, cortes.
Peligros mecánicos
¿peligro de aplastar? ¿peligro de caída?
Manuel Maciejczyk
• Enterrado por ensilaje
• Caídas:
• En tanques
• En un área de construcción
• Desde el silo
• De la escalera
• …
Peligros mecánicos
18 Manuel Maciejczyk
ppm = partes por millón = 10-6 = 0,000 001 %
Componentes del biogás / biometano
Manuel Maciejczyk 19
Biogás Biometano
(calidad similar al gas natural)
Metano (CH4) 50-70% > 97%
Dióxido de carbono (CO2) 30-45% < 3%
Oxígeno (O2) 2-4% < 0,5%
Sulfuro de hidrógeno (H2S) < 0-6,000 ppm < 5 ppm
• El biogás es una mezcla de diferentes gases y los peligros originados por el biogás
se dan a causa de la presencia y la concentración de diferentes gases:
Peligros originados por el biogás
20 Manuel Maciejczyk
Fuente: SVLFG (Agencia Alemana para la Seguridad y Salud Ocupacional en la Agricultura)
21
Dependiendo de las circunstancias, dos tipos de explosiones pueden ocurrir en plantas
de biogás:
• La deflagración se caracteriza por la propagación subsónica de una flama. El nivel de
sobrepresión que resulta de una deflagración depende de la velocidad de la flama,
que depende de la turbulencia y el número de objetos en la zona de combustión.
• En un área libre, la sobrepresión es limitada mientras que en un espacio confinado
puede resultar en sobrepresiones significativas.
• Niveles bajos de sobrepresión pueden resultar en daño a oídos, moretones, cortadas
a causa de objetos proyectados. Niveles más altos pueden dañar un edificio y como
resultado herir a personas dentro y alrededor del edificio.
Dos tipos de explosiones pueden ocurrir
en plantas de biogás
Manuel Maciejczyk
22
O…
• Una detonación se caracteriza por la propagación supersónica de una flama y
siempre da pie sobrepresiones.
• Si muchos obstáculos están presentes en la zona de combustión o si la expansión
del gas es limitada debido a confinamiento parcial, la velocidad de la flama puede
acelerarse de niveles subsónicos a niveles supersónicos. Esto se conoce como la
transición de deflagración a detonación (DDT).
• La sobrepresión de una detonación es lo suficientemente alta como para destruir
edificios que se encuentren en el rango de la nube de explosión o para dañar
seriamente edificios cercanos. Personas que se encuentren dentro del rango de la
nube de explosión pueden sufrir heridas pulmonares fatales y aquellas personas
que se encuentren en las cercanías, pueden sufrir daños auditivos o a causa de
objetos proyectados por la explosión.
Dos tipos de explosions pueden ocurrir
en plantas de biogás
Manuel Maciejczyk
23
Peligro de explosión
• El biogás puede ser explosivo cuando tres
condiciones se dan al mismo tiempo:
• Una concentración de metano entre 4.4 -
16.5 Vol. % o una concentración de biogás
entre 6 - 22 Vol.%)
• Una concentración de aire (oxígeno) mayor
a 11.6 Vol. %
• Presencia de una Fuente de ignición a una
temperatura de 700° C,
• El triángulo de explosividad del biogás
muestra el rango de explosividad del biogás
en relación con el contenido de metano.
Manuel Maciejczyk
24
Peligro de explosión – posibles fuentes
de ignición
Manuel Maciejczyk
Manuel Maciejczyk
Ejercicio:
Encuentre el peligro en esta fotografía
25
26
• Varios materiales con riesgo de peligro de incendio están presentes en una planta de
biogás:
• Biogás
• Materiales inflamables (construcciones de madera, granos, polvo, carbón activado, aceite
de motor, cables eléctricos, material de aislamiento…)
• Elementos traza para procesos biológicos
• Ácido sulfúrico para el lavador de gases y aire
• Peligro de incendio debido a las superficies calientes
• Superficies calientes de motores
• Antorcha de gas
• Sistemas de secado del digestato
• Armario de control eléctrico
• Peligro de quemaduras: agua caliente, vapor
Peligro de incendio
Manuel Maciejczyk
Protección contra incendios
1. Protección estructural contra incendios
• Aislamiento térmico para digestores y tanques: normalmente un material inflamable
según la norma B 2 DIN 4102, o ignífugo según B 1 DIN 4102
• Cuarto de la planta de cogeneración: paredes, suportes y cielo rasos deben ser al
menos resistentes al fuego (según la norma F 90 en Alemania)
• La puertas en paredes resistentes al fuego deben ser al menos retardantes al fuego
y de cierre automático
• Ductos, tuberías y cables son por si mismos deben ser incapaces de propagar el
fuego
• Checar regularmente las instalaciones eléctricas mediante una termografía
27 Manuel Maciejczyk
28
• La distancia horizontal de protección entre el almacenamiento de gas y otros
edificios que no pertenezcan a la planta de biogás (más bajos de 7.5m) o vías de
transporte público debe ser de al menos 6 metros.
Protección contra incendios -
Distancias de seguridad
• Si un edificio es más alto que 7.5 metros, la
distancia se calcula así:
a = 0.4 x H1 + 3 m.
• Si hay dos edificios más altos que 7.5 metros, la
distancia se calcula así:
a = 0.4 x H1 + 0.4 x H2
• La distancia de seguridad de 6 metros también
debe respetarse para el tanque de
almacenamiento de gas y cuartos para
motores de combustión.
Manuel Maciejczyk
Protección contra incendios
2. Protección contra incendios técnica
• Extinguidor portátil para fuegos de las clases A, B y C
• Suficientes extinguidores de CO2 / suministro de agua de protección contra
incendios
• Detector de fuego/humo
3. Protección contra incendios organizacional
• Creación de un concepto/plan contra incendios
► Recomendación: implementar un plan de zonas EX
• Empleados de la planta y compañías externas deben ser instruidos
periódicamente
• Mantener la documentación de la planta completa
• Chequeos regulares – chequeo de protección contra incendios
• Instrucciones específicas para trabajos con alto riesgo de incendio
• Prácticas con la brigada de incendios local en la planta
29 Manuel Maciejczyk
Recomendaciones para el cuerpo de
bomberos
• Prácticas regulares con la brigada contra incendios
• Considerar las distancias de seguridad para el cuerpo de bomberos y la dirección
del viento
• ¿Se necesita protección respiratoria?
• ¿Detección de gas? Quién es responsable de calibrar el equipo?
• Usar los dispositivos de seguridad (válvulas de seguridad, botones de apagado,
antorcha de gas
• ¿Utilizar agua o espuma? (¿biodegradable?)
• Instrucciones detalladas para extinguir incendios
en ciertas áreas de la planta como:
• El digestor
• El cuarto de la planta de cogeneración
• Equipo de secado
30 Manuel Maciejczyk
Ejercicio:
Encuentre el peligro de incendio en esta
fotografía
Manuel Maciejczyk 31
32
Ejercicio:
¿Hay la suficiente distancia entre los
dos componentes de la fotografía?
Manuel Maciejczyk
Otras fuentes de peligro
• Del entorno:
• Inundaciones
• Temblores/terremotos
• Tormentas/huracanes
• Hielo y/o nieve
• Apagones
• Lluvias Fuertes
• Heladas
• Comportamiento inadecuado:
• Acciones de personas no
autorizadas
• Peligros causados por el
personal:
Errores de operación
Servicio de guardia no
funciona
Errores deliberados
Sabotaje
Manuel Maciejczyk 33
Contenido
• Peligros en plantas de biogás
• Medidas de seguridad en plantas de biogás
• Lecciones aprendidas
• Mejores prácticas
34 Manuel Maciejczyk
Responsabilidades de fabricantes y
operadores de plantas de biogás en
Alemania
De los fabricantes:
• Cumplimiento con la norma europea
de maquinaria 2006/42/EG =
Ley Alemana de Seguridad de
Aparatos
• Instrucciones de operación y
análisis de riesgo para el producto
(planta o componentes)
• Declaración de incorporación
(por ejemplo ATEX / Zonas EX) /
instrucciones de instalación
• Declaración de conformidad
(marcado CE)
• Instrucciones para el mantenimiento
De los operadores:
• Responsabilidad por la seguridad en la
planta
• Realizar una evaluación de riesgos
• Preparar un documento de protección
contra explosiones, como parte de la
evaluación de riesgos
• Instrucciones de seguridad
• Prueba de los equipos
• Mantenimiento
• Creación de un manual de seguridad
para sustancias peligrosas,
maquinaria, etc.
• Crear instrucciones de trabajo para
limpiar el digestor, entrar en pozos,
etc. Manuel Maciejczyk 35
• El objetivo de una evaluación de los peligros es proteger y reducir la exposición a
riesgos y peligros por parte de los empleados de la personas en la planta de
biogás.
• El dueño/operador de la planta debe determinar, evaluar y en dado caso, minimizar
los peligros y considerarlos al diseñar
• espacios de trabajo
• procesos de producción
• procedimientos de trabajo
• y seleccionar herramientas de trabajo
• e interacciones de todo lo anterior
• Los hallazgos de la evaluación de riesgos y todas las actualizaciones posteriores
deben ser documentadas!
Evaluación de los peligros
36 Manuel Maciejczyk
37
¿Cuando es necesaria una evaluación del riesgo?
• A modo de primer análisis antes de la puesta en marcha
• En intervalos regulares, pero en particular:
Cuando haya cambios en las regulaciones
Cuando haya cambios en el “state of the art” de la tecnología
• Cuando las instalaciones de la planta sean expandidas o reconstruidas,
• Cuando ocurran cambios significativos en la organización
• Después de accidentes o situaciones parecidas
Evaluación del riesgo
Manuel Maciejczyk
38
¿Cómo evaluar los peligros y los
riesgos?
Manuel Maciejczyk
39
Medidas de protección según el principio TOP
Diseño de medidas de protección
Evaluación del riesgo para estados de operación específicos: puesta en marcha,
mantenimiento y labores de reparación
Manuel Maciejczyk
40
• Estructura organizacional:
• Responsabilidades
• Delegados para el fin de semana o feriados
• Servicio de guardia 24 horas – 7 días a la semana
• Definir derecho a dictar instrucciones/ supervisar
• Sistema de licencia de trabajo (tanto para personal interno como externo)
• Sistema para trabajo en solitario
• Instrucciones de operación:
• Recopilación de instrucciones de operación
• Capacitaciones para personal operativo
• Personal externo: introducción a la planta / permiso de trabajo para la planta /
introducción a los peligros en la planta
• El operador de la planta deberá organizar sesiones informativas acerca de la
manipulación segura de equipo de trabajo. Estas deberán repetirse de acuerdo a los
hallazgos de la evaluación del riesgo.
Medidas de seguridad organizacionales
Manuel Maciejczyk
41
• Responsabilidades / derecho a emitir instrucciones: lista de contactos (personal
interno y externo, autoridades, agencias, etc.)
• Plan de emergencia (instrucciones de operación en caso de accidentes, incendio,
explosión, fuga de sustrato, apagón, prevención del acceso de personas no
autorizadas, etc.)
• Evaluación de riesgo/documento de protección
contra explosiones
• Instrucciones de operación para los empleados
• Manuales de instrucciones del fabricante
• Registro de sustancias peligrosas
• Hojas de información de seguridad
Documentación - 1
Manuel Maciejczyk
42
• Formularios de autorización
• Plan de mantenimiento y reparaciones (incluyendo programación de acuerdo a las
instrucciones del fabricante)
• Recorridos regulares de inspección y diario de operaciones
• Evidencia de pruebas recurrentes (pruebas al equipo eléctrico y de trabajo)
• Evidencia de capacitaciones iniciales y recurrentes
• Plan de inventario de las instalaciones y el equipo (plano de la planta, plano de
tuberías y diagrama de instrumentación, etc.)
• Matriz de manejo de procesos
• Certificado de prevención de incendios
Documentación - 2
Manuel Maciejczyk
43
Inspecciones recomendadas
Objeto a inspeccionar Frecuencia de inspección
Extinguidores de fuego Cada dos años
Equipo de seguridad (por ejemplo, alarma de gas,
sistemas de ventilación y equipo de inertización) Al menos una vez al año
Aparatos, sistemas de protección y sistemas de
seguridad Cada tres años
Protección general contra explosiones Antes de la puesta en marcha y
periódicamente al menos cada 6 años
Inspecciones para cumplimiento con la legislación
acerca de cuerpos de agua
Antes de la puesta en marcha, luego cada 5
años y en áreas de protección casa 2.5 años
Inspecciones relacionadas con la seguridad Antes de la puesta en marcha, luego cada 3 o
5 años (dependiendo del permiso)
Inspección eléctrica de interruptores Cada 4 años
Tanques a presión
Inspección externa cada 2 años
Inspección interna cada 5 años
Inspección de la resistencia cada 10 años
Manuel Maciejczyk
44
Equipo de protección persona (EPP)
Manuel Maciejczyk
45
Medidas de protección personal
Manuel Maciejczyk
46
Medidas de protección personal
Manuel Maciejczyk
Medidas de seguridad organizacional –
Red de Capacitación de Biogás
• Establecida en el año 2013 por la
Asociación Alemana de Biogás y
otras entidades alemanas.
• Cuenta ya con más de 5.200
participantes
• Esta red apoya a los operadores
de plantas de biogás en el
cumplimiento de al menos dos días
de capacitación en temas de
seguridad requeridos para cumplir
con la ley.
Manuel Maciejczyk 47
Red de Capacitación
48
Acciones durante las varias etapas de
una evaluación de peligros
Manuel Maciejczyk
1. Requisitos para la organización operativa
2. Requisitos generales para trabajos
3. Peligros generales - Tecnología
4. Peligros generales - Eléctricos
5. Depósito de silo
6. Sistema de alimentación
7. Digestor / digestor secundario / tanques de
almacenamiento herméticos
8. Tanques de almacenamiento a prueba de olores o abiertos
9. Calefacción
10. Tecnología de bombeo / líneas de sustrato
11. Tecnología de gas / tuberías de gas
12. Planta de cogeneración / procesamiento de gas
13. Control / procesos de control
14. Sustancias peligrosas en plantas de biogás
15. Peligros ocupacionales
16. Peligros relacionados con el entorno
17. Peligros en las diferentes fases del ciclo de vida de una
planta
18. Otros componentes de la planta 49
Ejemplo de un documento de
evaluación del peligro
Manuel Maciejczyk
Documento de evaluación del peligro
Manuel Maciejczyk 50
Plan de protección contra explosiones
Según el Decreto de Seguridad Industrial, sin importar la actividad o la ocupación de los
trabajadores, todas las plantas de biogás en Alemania son sujeto de inspecciones
obligatorias antes de la puesta en marcha (§ 15) y a más tardar después de 1, 3 o 6
años(§16)*.
• En principio, eso implica que todas las plantas de biogás en Alemania
necesitan un documento de protección contra explosiones!
• El operador tiene la responsabilidad de asegurar que la documentación
respecto a cambios al sistema, como diagramas de circuitos, instrucciones de
operación, documento de protección contra explosiones, sean
respectivamente actualizados.
*Inspección de zonas EX cada 6 años. Inspecciones adicionales al equipo, sistemas de protección y aparatos de acuerdo a ATEX cada 3 años.
Inspección adicional a sistemas de ventilación, equipo de alarma de gas, sistemas de inversión cada año.
Manuel Maciejczyk 51
52
• Peligros de explosión deben ser determinados y evaluados. En particular, se debe
determinar donde potenciales atmósferas explosivas pueden ocurrir. Potenciales
atmósferas explosivas deben ser clasificadas en zonas EX = el documento de zonas
EX es necesario para todas las plantas de biogás!
• Potenciales zonas explosivas deben ser identificadas en las entradas con la
señalización apropiada (señal con letras en negro en un fondo amarillo)
• En aquellas áreas en las que mezclas explosivas de gas o aire pueden ocurrir y
que son clasificadas como zonas EX, solo se puede utilizar aparatos especiales
y oficialmente aceptados.
Plan de protección contra explosiones
Manuel Maciejczyk
Protección integrada
contra explosiones
Evaluación del riesgo y precauciones
53 Manuel Maciejczyk
54
Zonas EX
Manuel Maciejczyk
Evaluación del riesgo y precauciones
55
Descripción de una etiqueta ATEX
Manuel Maciejczyk
Ex-Zones
Recolección de ejemplos de zonas EX en plantas de biogás de la Asociación para la Prevención y el Seguro de
Accidentes Laborales (BGR 104 – publicado en Mayo 2014)
Manuel Maciejczyk 56
4.8.6.2 Surroundings of simple plastic film systems
a) The technical leakproofness is monitored for the first time and repeatedly, e.g., detection by gas camera, followed by check with foaming agents or suitable gas detector.
2.4.3.3 2.4.3.5
No zone None
b) same as a), but without recurrent check
2.4.3.3 Zone 2: 3m around the plastic film and 2m down at 45° see figure, …
None
4.8.15 Surroundings of manual sampling points for gas
4.8.15.1 Inside spaces Manual sampling point technically leakproof by shutoff valve and additional closure.
2.4.3.3 2.4.4.2
Zone 2: 1m around the exit point None
4.8.15.2 Outdoors same as 4.8.15.1 2.4.3.3 2.4.4.2
Zone 2: spherically in the close vicinity around the exit point
57
Zonas de protección contra explosiones
BGR 104 (2014) / DGUV R 113-001
Manuel Maciejczyk
Plano de zonas EX
Manuel Maciejczyk 58
Plano de zonas EX
Manuel Maciejczyk 59
60
Señalización de seguridad
Manuel Maciejczyk
61
Señalización de seguridad – Zonas EX
Manuel Maciejczyk
62
Zonas EX en digestores de tipo laguna
cubierta
Manuel Maciejczyk
La principal diferencia es que las zonas explosivas alrededor del tanque de almacenamiento de gas y la
válvula de sobrepresión y subpresión están a nivel del suelo, mientras que para otro tipos de digestores,
estas se encuentran a varios metros de altura.
63
Ejercicio:
¿Cuál es el problema en la fotografía?
Manuel Maciejczyk
Manuel Maciejczyk 64
¿Alguna pregunta específica acerca
de medidas técnicas en plantas de
biogás?
Visiten la página
www.biogas-safety.com
¡También en español!
• Aberturas por la que se lleva a cabo la alimentación, por
ejemplo equipo de alimentación de sustrato sólido, deben
estar aseguradas para prevenir que personas caigan en
éstas. Algunas medidas para prevenir esto son:
• tolvas de carga cubiertas con una altura de > 1,30 m en
combinación con una cubierta
• tolvas de carga sin cubierta con una altura de ≥ 1,80 m
• rejillas fijas con un espacio de malla ≤ 20 cm
• trampillas con mecanismo de auto-cierre en las
aperturas verticales
• canales de lavado en los que las aberturas verticales
están cubiertas
• Protección contra choques (cargador, tractores...)
• Para labores de mantenimiento, el sistema de alimentación
debe estar apagado por completo !!!!!!!!
Requisitos de seguridad para
sistemas de alimentación de sustrato sólido
Manuel Maciejczyk 65
Manuel Maciejczyk 66
• Todo tanque hermético al gas deberá estar equipado con al menos un dispositivo de
protección para evitar que la presión sobrepase los límites establecidos o caiga por
debajo de los mismos.
• Cualquier gas que se libere, siempre que sea necesario, deberá ser descargado de
forma segura.
• Si hay sobrepresión en el sistema de gas, por norma general, un equipo de consumo
de gas alternativo (p. ej. antorcha de gas) debería evitar la liberación incontrolada de
biogás
Requisitos de seguridad de los dispositivos de
protección contra sobrepresión y subpresión
• Los dispositivos de protección contra sobrepresión y
subpresión deberán ser resistentes a las heladas.
• Los sellos líquidos utilizados como dispositivos de
protección deberán concebirse de manera que el
líquido sellante fluya automáticamente en dirección de
retorno en caso de sobrepresión o subpresión.
• El almacenamiento de gas deberá tener una presión menor
a 0.1 bar
• Los sistemas de almacenamiento de gas deben ser herméticos,
resistentes a la presión y al entorno, a la luz ultravioleta, a la
temperatura y a las condiciones meteorológicas.
• Los siguientes requisitos de los materiales son fundamentales,
especialmente para las membranas:
• Resistencia a la rotura min. 500 N/5 cm
o resistencia tensil 250 N/5 cm
• Permeabilidad con respecto al metano < 1000 m3/(m2 x d
× bar) (actualmente 250-500)
• Estabilidad térmica para la aplicación específica (proceso
de digestión mesofílico y termofílico)
• Antes de su puesta en servicio, se deberán someter a
pruebas de fugas
Requisitos de seguridad del tanque de
almacenamiento de gas
Manuel Maciejczyk 67
• Las piezas de transporte de gas de la planta de biogás deberán
protegerse frente a influencias y daños químicos, climatológicos y - en
áreas vulnerables - mecánicos
(p. ej. defensas protectoras contra impactos por colisión en áreas
donde circulan vehículos).
• Las tuberías deben ser resistentes al contenido que y a la corrosión.
Materiales resistentes al biogás son por ejemplo el acero,
acero inoxidable, polietileno (PE-HD) y PVC-U.
• Consejo con respecto a tuberías de PVC-U:
El PVC no es resistente a la radiación UV y presenta una baja
resistencia al impacto. Un almacenamiento y procesamiento correctos
son esenciales dondequiera que se utilice, lo que significa, en
particular, seguir las instrucciones relevantes (por ejemplo, las
instrucciones del fabricante) por lo que se refiere a la instalación.
Requisitos de seguridad de las piezas de
transporte de gas
Manuel Maciejczyk 68
• Deberá ser posible, de forma fácil y segura, inspeccionar y mantener las trampas de
condensado sin tener que escalar dentro de las cámaras o pozos. De lo contrario, se
deberá ventilar adecuadamente y sólo se podrán realizar las labores de
mantenimiento después de una comprobación de gases.
• Las tuberías de descarga de condensado deben estar diseñadas para ser resistentes
a las heladas y estar operativas en todo momento.
• Los sistemas de sellado presurizados deben diseñarse de manera que no puedan
producirse fugas del líquido de sellado cuando el sistema está activado, sino que se
produzca un flujo de retorno automáticamente. El nivel de llenado del sello líquido se
corresponderá al menos con una presión de 15 hPa (columna de agua de 150 mm o
15 mbares) por encima de la presión de respuesta máxima de los dispositivos de
seguridad y será monitorizado mediante instrumental de medición.
Requisitos de seguridad de las trampas
de condensado
Manuel Maciejczyk 69
• Dispositivos detectores deberán colocarse arriba en las proximidades de posibles
salidas de gas, dependiendo de las propiedades del gas a medir. Las influencias de la
ventilación y de los diferentes estados de operación deberán considerarse.
• Instrucciones de operación deberán estar por escrito para el caso en el que la alarma
de gas se active.
Requisitos de seguridad para
dispositivos de alarma de gas
Manuel Maciejczyk 70
• Toda planta de biogás necesita y debe tener un dispositivo de consume de
biogás alternativo, por ejemplo una antorcha de gas!
• Si se lleva a cabo la desulfurización mediante el suministro de aire a los espacios
de gas en el digestor, el aire añadido deberá ser distribuido espacialmente y
proporcionado de manera que, incluso en caso de fallo del sistema de control del
flujo, no sea posible bombear un flujo volumétrico total significativamente superior
al 6 % del biogás producido en el mismo intervalo de tiempo.
• Los sistemas de control con funciones de seguridad deberán ser diseñados de
manera que sean a prueba de fallos, a no ser que estén respaldados por un
sistema redundante, por ejemplo, un dispositivo mecánico de protección contra
sobrepresión para proteger contra las sobrepresiones o un dispositivo anti-
desborde para proteger contra el sobrellenado.
• Con el fin de prevenir que se formen diferencias de potencial, todas las partes de
la planta electro-conductoras deberán conectarse entre sí y, asimismo, al
conductor de protección y la compensación de potencial.
Otros requisitos de seguridad …
Manuel Maciejczyk 71
Instrucciones de seguridad para entrar
en tanques y pozos
• Medidas de comprobación en áreas peligrosas
• Ventilación del tanque o pozo
• Elevador de rescate con soga de seguridad y en dado
caso, protección contra caídas
• Equipo personal de protección: detector portátil de zonas
EX o emisión de gases
• Aparato de respiración portátil
• Una segunda persona debe estar afuera del tanque/pozo
en caso de emergencia
• Uso de dragas de succión: https://www.youtube.com/watch?time_continue=215&v=lhayJgEVS9c
Manuel Maciejczyk 72
Contenido
• Peligros en plantas de biogás
• Medidas de seguridad en plantas de biogás
• Lecciones aprendidas
• Mejores prácticas
73 Manuel Maciejczyk
74
• Planos inadecuados / diagramas de flujo R&I
• Protección contra rayos defectuoso
• Antorcha de gas defectuosa o instalada incorrectamente
• Almacenamiento de gas sin estática
• Tuberías de gas de PVC sobre el suelo sin protección UV
• Falta de planes y/o reportes de pruebas: hermeticidad de gas, seguridad eléctrica,
prueba previa a la puesta en marcha
• Falta de documentación: manuales, instrucciones de operación, declaración de
conformidad, hojas de datos de seguridad, declaraciones de los etc.
• Falta de un concepto de electricidad en caso de emergencia
Ejemplos de defectos comunes en
plantas de biogás 1
Fuente: KAS – Dr. Ziegenfuß
Manuel Maciejczyk
75
• Las instalaciones de instrumentación, control y automatización no están conectadas
o no funcionan adecuadamente
• Protección contra sobrellenado del digestor defectuosa
• Cableado defectuoso: en la parada de emergencia, detector de humo y gas
• Falta de evaluación del riesgo, concepto/plan de seguridad, concepto de protección
contra incendios
• Inadecuada cantidad de agua en caso de incendios, falta de suficientes
extinguidores
• Falta de señalización de zonas EX
• Falta de plan de protección contra explosiones
• Falta de alarma y plan de emergencia
Ejemplos de defectos comunes en
plantas de biogás 2
Fuente: KAS – Dr. Ziegenfuß
Manuel Maciejczyk
Lecciones aprendidas 1
• Una planta de biogás es un procesos complejo que presenta varios peligros.
• El personal operativo y el propietario de la planta necesitan conocimientos y
capacidades profesionales. Es importante la capacitación periódica de estas
personas!!!
• También diseñadores de plantas, fabricantes y compañías de servicio son
necesarias.
• Los fabricantes de plantas de biogás alemanes han acumulado mucha experiencia
en cuanto al tema de seguridad en los últimos años.
• Hay muchos diseñadores y fabricantes experimentados de plantas de biogás, es
recomendable recolectar varias ofertas.
76 Manuel Maciejczyk
Lecciones aprendidas 2
• Medidas para la estandarización de componentes y materiales para plantas de biogás
están en proceso de desarrollo.
• El problema en Alemania es que hay varias autoridades responsables y muchas
reglas, que resultan confusas. Para los operadores de plantas y fabricantes, es difícil
estar informado acerca de las diferentes regulaciones.
• Existe el riesgo de exceso de regulación y que la carga sea desproporcionada para
los operadores y fabricantes – riesgo para el sector!
¡Que sea simple, pero seguro!
77 Manuel Maciejczyk
Actividades de la Asociación Alemana de
Biogás en el tema de seguridad
• Creación de nuevas reglas específicas para biogás en colaboración con otras asociaciones
(DVGW, DWA):
• DWA M – 377: Requisitos estáticos para cubiertas de membrana en plantas de biogás
• DWA M – 375: Hermeticidad técnica de sistemas de almacenamiento de las membranas
de biogás
• DWA M – 305: Requisitos técnicos para antorchas de biogás
• Creación de listas de verificación, formularios e información específica para seguridad en
plantas de biogás
• Formación de grupos de trabajo acerca de temas de seguridad
• Capacitación de la industria de biogás
- Biogas Journal – edición especial acerca de seguridad
- Información regular para operadores de plantas y fabricantes
- Presentaciones y artículos para revistas acerca de los temas de seguridad
• Participación en grupos de trabajo a nivel nacional, pero también internacional EU e ISO
78 Manuel Maciejczyk
79
¡Gracias por su atención!
Manuel Maciejczyk
Manuel Maciejczyk 80
Back-up
Initial start-up
and restart of a
biogas plant
are particularly
dangerous
phases
Manuel Maciejczyk
Inspection documents
Membrane gas storage Biogas pipe
Operating instruction for a biogas system in
normal operation - 1
In general:
• During filling and emptying, pay attention to pressure fluctuations and ensure good accessibility to the
operating equipment.
• Avoid ignition sources, according to 1.4.4, in the zones according to the Explosion Protection
Document.
Daily:
• Record the gas meter reading and operating hours of the motor.
• Check the motor oil level.
• In the control room, at the control box, check whether the malfunction lights are illuminated.
• Check the water pressure in the heating system.
• Check the air-dosing pump of the desulphurization system for operability.
• Monitor the digester temperature.
• Select the agitation intervals so that no layer of scum/sediment layer develops.
• For all inlets and outlets, assure that the liquid manure/substrate flow is maintained according to the
process regulations.
• The airflow injected for desulphurization must be matched to the current gas production rate (max. 6%
vol.).
• Check the fill levels in the digester and end storage.
• Check the membrane connectors (e.g., attachment hose at the membrane gas storage).
Operating instruction for a biogas system in
normal operation - 2
Weekly:
• Check the fill level of the sealing liquids in the overpressure and under-pressure protectors and
condensate separator; if necessary, in the case of a danger of frost, check the antifreeze agent (if the
weather warrants, daily checks are also required).
• Check the submerged propeller function; observe whether vibrations are present.
• Visually inspect the motor and the lines.
• Check the gas magnet valve for function and contamination.
• Check the intermediate space of the self-closing gas shutoff valve for tightness.
Monthly:
• Actuate all scrapers a few times so that they are not stuck.
• Possibly remove the oil deposits in the CHP unit and clean the oil catch basin.
Twice a year:
• Check the ventilation and exhaust in the machine room of the CHP unit.
• Inspect the electrical systems for damage.
• Check the under-pressure monitor of the gas system for function.
• Check the function of the gas sensors, fire detector (if present).
Operating instruction for a biogas system in
normal operation - 3
Annually:
• Check the gas-carrying system parts for damage, tightness, and corrosion.
• Calibrate the gas sensor with suitable test gas.
Every 2 years:
• Check the fire extinguishers.
Pits and shafts:
Before entry and during presence in the pits and ducts, it must be guaranteed that there is no hazard
of poisoning, as well that there is sufficient breathable air present. Operating equipment must be
reliably secured so they don’t switch on (lock out procedures). Ensure that there is sufficient
ventilation. In the case of insufficient ventilation, there is a danger of asphyxiation, fire, and explosion.