ALMACENAMIENTO DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

ALMACENAMIENTO DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

1. presentado por: Clara Patricia Castellanos Cárdenas.

   • procesos de la industria química 2275964

2. Almacenar productos como: materias primas, productos semi elaborados, catalizadores, reactivos y todos los productos acabados en las plantas químicas es una de las operaciones básicas y fundamentales de la industria.

   • SÓLIDOS
     • Los sólidos por lo general pueden ser: duros, blandos o frágiles, resistentes, polvorientos.
       • Sistema de almacenamiento de sólidos: almacenamiento a la intemperie (granel), depósitos, silos, tolvas
         • depósitos: sirven para almacenar sólidos demasiados valiosos o demasiado solubles
         • silos: son contenedores de distintas formas que pueden tener una capacidad de unos pocos metros cúbicos o de unos centenares, y que pueden ser abiertos herméticamente cerrados, se utilizan para el almacenamiento o conservación de una extensa gama de productos como granos, harinas, forraje o líquidos.
           • Silos de misiles: se les llamas silos de misiles a las estructuras subterráneas que almacenan misiles
           • Silos de bolsa: son bolsas plásticas de gran tamaño generalmente entre 2 y 2.5 metros de diámetro y de largo varia dependiendo de la cantidad del material a almacenar. Se compactan usando máquina hecha para este fin, y ambos finales se sellan.
           • Silos de torre: es una estructura generalmente de 4 a 8 metros de diámetro; y de 10 a 25 metros de altura. una ventaja de los silos de torre es que el ensilaje tiende a empacarse bien gracias a su propio peso.
           • Silos bunker: son trincheras hechas generalmente de hormigón que se llenan y comprimen con tractores y maquinas de carga, su costo es bajo y son convenientes para operaciones muy grandes. La trinchera rellena se cubre con una carpa para sellarlo herméticamente.
         • Almacenamiento a la intemperie: Este almacenamiento se hace para materiales gruesos como grava y carbón, y sirve para aplicar grandes cantidades de sólidos sin protección al clima
           • -ventaja: este es un método de almacenamiento que ayuda a economizar en el caso de que hayan toneladas de material sólido -Desventaja: el almacenamiento a la intemperie puede dar lugar a problemas ambientales como formación de polvo o lixiviación de material soluble contenido en el apilamiento.
         • tolvas: dispositivo similar a un embudo de gran talla destinado al deposito y canalización de materiales granulados o pulverizados
           • Tolva vibratoria: se usan para ampliar la abertura de los depósitos de almacenamiento y provocar el flujo al romper los puentes formados por el material. Son comunes dos tipos de tolvas vibratorias:
             • Tolva tipo giratorio: la vibración se aplica perpendicularmente el canal de flujo.
             • Tolva tipo torbellino: al proporcionar una elevación y una oscilación combinada al material, hace que se rompan los puentes que se forman.
           • Alimentadores de tornillo sin fin: En este caso es importante un tornillo sin fin de forma helicoidal de paso variable para producir u arrastre uniforme del material por la abertura completa de la tolva. Para que haya fluido uniforme la relación numérica de abertura de alimentador del tornillo sin fin, el diámetro no debe sobrepasar los 6.
           • -ventajas: menor segregación, menor contaminación -desventajas: mayor inversión mayor coste de mantenimiento.
         • especificaciones de materiales a granel para obtener el mejor flujo: tamaño de partícula, contenido de humedad, temperaturas elevadas, control de nivel de sólidos
         • Presión en depósitos y silos: La presión real de los sólidos depende de el coeficiente de fricción entre los sólidos y las paredes del recipiente. Generalmente hay fricción entre la pared y los granos de sólido y, debido al entrecruzamientos de las partículas, el efecto de esta fracción se propaga a través de la masa.
         • Presiones hidrostática en el diseño de un silo: Aplicando presiones hidrostáticas, los espesores de pared resultaban excesivamente elevados. Por otro lado, esta teoría no tenía en cuenta los esfuerzos de rozamiento que aparecen en las paredes del silo.
         • Diseño funcional de silos y tolvas: El diseño funcional de los silos y tolvas debe realizarse teniendo en cuenta las características de flujo del material a granel para ser manipulado. Muchos silos hoy en día presentan un patrón de flujo, de acuerdo a: Flujo másico Flujo embudo Flujo expandido
           • Flujo másico: patrón de flujo “primero en entrar-primero en salir” permitiendo que todo el material este en movimiento durante la descarga. No existen regiones estancadas de material. El tiempo de residencia es uniforme permitiendo la aireación efectiva de los materiales finos.
           • Flujo embudo: patrón de flujo “primero en entrar-último en salir” en donde solo parte del material se mueve durante la descarga y el resto de material permanece estancado. Es aceptable si el sólido a granel es suficientemente grueso. Presenta libre fluidez.
           • Flujo expandido: es una combinación de flujo másico y flujo embudo, el cual se logra cuando una tolva de flujo másico es instalada debajo de una tolva de flujo embudo. Una de las principales ventajas de este patrón de flujo es el ahorro de espacio.
   • LÍQUIDOS
     • Clasificación de los tanques:
       • tanques atmosféricos: operan ligeramente por encima de la presión atmosférica (1/2 psig)
       • Tanques a bajas presiones: operan hasta 15 psig por encima de la presión atmosférica
       • Tanque a altas presiones: (funcionamiento sobre los 15 psig) son tratados separadamente de los demás, por todos los códigos normas y regulaciones
     • otras clasificaciones son según: -su forma -el producto que almacenan -su material de fabricación
       • Según su forma: son diseñados con el fin de almacenar productos con presión de vapor relativamente baja ( no tiende a producir vapores a temperatura ambiente). La presión manejada es la presión atmosférica y los fluidos almacenados en este tipo de tanque deben tener un flash point mayor a 150 °f
         • Tanques cilíndricos con fondo y tapa cóncavas: para almacenar productos con presiones de vapor relativamente altas (gran tendencia emitir vapores a temperatura ambiente). Para reducir pérdidas del producto por evaporación. Además la forma del fondo y la tapa proporcionan una mayor resistencia a los esfuerzos causados por altas presiones que se dan.
         • Tanques cilíndricos con techo flotante: su tapa superior se encuentra en contacto directo con el producto almacenado y flota sobre él con el fin de evitar acumulación de vapores.
         • Tanques esféricos: son construidos herméticamente lo cuál eliminan las pérdidas cuando se llenan o desocupan, son utilizados para almacenar productos que poseen una presión de vapor muy alta (25 a 200 psi).
         • Tanques con techo de domo geodésico: pueden reducir las pérdidas por evaporación en una cifra cercana al 15% los techos geodésicos son mas livianos, poseen buena estabilidad sísmica y una durabilidad más prolongada.
         • Cilíndricos con techo cónico: son diseñados con el fin de almacenar productos con presión de vapor relativamente baja (no tiende a producir vapores a temperatura ambiente) la presión manejada es la presión atmosférica, y os fluidos almacenados ene ste tipo de tanque deben tener un flash point mayor a 150°f
     • otras clasificaciones:
       • Según el producto que almacenan:
         • -Tanques para almacenar crudos -para almacenar líquidos volátiles -para almacenar agua -para almacenar residuos, etc.
       • Según su material de fabricación:
         • -Tanques de acero -tanques de fibra de vidrio -tanques de concreto
     • Diseño de tanques: 1. tipo de producto, especificaciones, comportamiento 2. áreas disponibles y distancias 3. capacidad de trabajo, selección de materiales, propiedades, composición 4. cargas estáticas y dinámicas sobre los equipos 5. mecanismo de desgaste, erosión, corrosión, abrasión, fatiga, stress térmico, tensiones residuales
     • capacidad de los tanques: la capacidad de los tanques de almacenamiento se mide en barriles, se encuentran tanques de hasta 200 mil barriles de capacidad.
       • En Colombia existen tanques de capacidad de 250, 500, 1000, 3000, 5000, 10000, 20000, 50000 y 120000 barriles.
     • Operación y mantenimiento:
       • Medidas complementarias
         • Sistema de prevención y mitigación
           • Pasiva
             • Medidas pasivas: 1. Distancias mínimas entre tanques e instalaciones 2. muros de contención 3. medios de conducción de derrames 4. muros protectores 5. aislamiento térmico e ignifugacion 6. ventilación 7. vías de acceso y escape 8. inertización de espacios cerrados
           • Activa
             • Medidas activas: 1. protección e instalación para la lucha de incendios 2. cortinas de agua, pulverizadores 3. válvulas de seccionamiento
       • Inspecciones periódicas
         • En operación
         • Fuera de servicio
           • Técnicas de inspección: Visual, radiográfica, ultrasonido, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, caja de vacío, emisión acústica, flujo magnético y corriente de Eddy
     • Corrosión de tanques
       • Ambientes corrosivos: -superficie externa expuesta a la atmosfera -superficie externa bajo el fondo del tanque expuesta en el suelo -superficie en donde se encuentran vapores -superficie inmersa en líquido
       • Protección anticorrosión: -inhibidores -recubrimientos -protección catódica
     • Normatividad de almacenamiento de líquidos
       • ASME:Boiler and Pressure Vessel Code Diseño de recipientes cilíndricos y esféricos
       • ULS:Underwrites Laboratories Standars Tanques de acero para líquidos inflamables
       • BSI: British Standart Institution Diseño de tanques en plástico reforzado
       • ASTM:Tanques de plástico reforzados con fibra de vidrio
       • API 620 1990:Tanques que operan a presiones de vapor menores a 2,5 psig y temperaturas inferiores a 93 ºC
       • API 650 1998:Tanques que operan a presiones de vapor menores a 1,5 psig y temperaturas no superiores a 121 ºC
       • API 12D: Especificaciones para tanques con capacidades entre 75 y 1500 m3
       • NORMA API 650: Espesor mínimo de las laminas del fondo 1/4” Tensiones perimetrales superiores a 10 ton/m2 del casco a la base, se deben diseñar platinas anulares de mayor espesor que el fondo
       • API 12 F:Especificaciones para tanques con capacidades entre 13,5 y 75 m3
   • Bodega (bulto y granel)
     • La disposición que se le da a las materia(materias primas, insumos, abarrotes, telas, textiles, repuestos y productos en general) en un lugar determinado llamado bodega o almacén.
       • NTC 1692: si se manejan montacargas el espacio debe permitir su operación cómoda; si la bodega es pequeña y solamente circulan personas, el espacio puede ser entre 1.5 y 2 metros. Altura no debe almacenarse sacos y tambores a alturas mayores de 2 metros a menos que se aseguren contra caídas y exista una forma seguros de bajarlos. También hay que tener en cuenta que el techo de la bodega debe quedar por lo menos un metro mas arriba que el último
       • NTP-1.112: seguridad en el almacenamiento de materiales mediante paletizado o apilamiento sobre el suelo.
       • NTC 5689: Esta norma se aplica a estanterías industriales para estibas, estanterías de entrepaños removibles (aquellas previstas para que una mayoría de entre paños puedan ser removidos) y estibas auto apilables, fabricadas con perfiles estructurales formados en frío o laminados en caliente.
       • NTC 4435: Una hoja de seguridad para materiales describe los riesgos de un material y suministra información sobre cómo se puede manipular, usar y almacenar con seguridad el material.
       • UNE-EN 15635: garantizar el correcto estado de las estanterías metálicas del almacén y, por ende, la seguridad de la mercancía y del personal que opera en el almacén. En general, la legislación UNE no es de cumplimiento obligatorio.

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