ALMACENAMIENTO DE LIQUIDOS

ASTM .........American Society for Testing Materials API ..............American Petroleum Institute NFPA ..........National Fire Protection Association STI ..............Steel Tank Institute UL ...............Underwriters Laboratories Inc. (E.U.A.) ULC ............Underwriters Laboratories of Canada

Las entidades antes señaladas reglamentan, entre otros conceptos, los siguientes:

• Procedimientos y materiales de fabricación • Protección contra la corrosión • Protección contra incendio • Pruebas de hermeticidad • Almacenamiento de líquidos • Instalación • Boquillas • Refuerzos • Operación • Detección de fugas

Para el almacenamiento de combustibles se utilizarán tanques enterrados y/o superficiales. Las características de estos sistemas se mencionan a continuación. 2.2 Tanques Enterrados o Subterráneos Todos los tanques enterrados para almacenamiento de combustibles cumplirán con el criterio de doble contención, utilizando tanques de pared doble con un espacio anular (intersticial) para contener posibles fugas del producto almacenado en el tanque primario. El tanque contará con un dispositivo de detección electrónica de fugas en el espacio que se encuentra entre la pared del tanque primario (interno) y la del secundario (externo). Este sistema de control detectará el agua que penetre por la pared secundaria o el producto que se llegara a fugar del contenedor primario. Lo anterior con el objeto de evitar contaminación del subsuelo y mantos freáticos en apego a la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección del Ambiente. El fabricante garantizará la hermeticidad de los tanques primario y secundario. El sistema de detección electrónica de fugas en el espacio anular debe detectar fugas de manera inmediata durante la vida útil del tanque de almacenamiento y estará colocado conforme a las indicaciones del fabricante. El sistema empleado proporcionará una lectura constante que indique el buen estado de operación del sistema en su conjunto para la detección de fugas en el espacio anular. Este espacio intersticial podrá ser del tipo seco o lleno de agua salada. Los tanques tendrán una entrada hombre para inspección y limpieza interior y por lo menos seis boquillas adicionales para la instalación de los accesorios requeridos, las cuales podrán estar distribuidas a lo largo del lomo superior del tanque o agrupadas dentro de contenedores que no permitan el contacto de los tubos de extensión de los accesorios con el material de relleno.

Cuando las condiciones del proyecto lo requieran, se podrán utilizar tanques con compartimientos internos aprobados con las normas de UL. Accesorios Los accesorios que se instalen en los tanques serán los siguientes:

• Dispositivo para la purga del tanque. • Accesorios para la detección electrónica de fugas en el espacio anular de los

tanques. • Bocatoma para la recuperación de vapores Fase I. • Bocatoma de llenado con válvula de sobrellenado. • Dispositivo para el sistema de control de inventarios. • Entrada hombre. • Bomba sumergible.

2.2.1 Características Generales de los Tanques Los requerimientos presentados a continuación aplican a los tanques de almacenamiento de líquidos inflamables, los cuales serán del tipo cilíndrico horizontal atmosférico de pared doble. MATERIALES DE FABRICACION PARA TANQUES DE DOBLE PARED Los tanques de almacenamiento podrán ser fabricados con cualquiera de los materiales que

se indican en los cinco casos que se presentan a continuación en la tabla 2.1.

TABLA 2.1 Caso Contenedor Primario Contenedor Secundario

1 Acero al Carbón Fibra de Vidrio 2 Acero al Carbón Polietileno de Alta Densidad 3 Fibra de Vidrio Fibra de Vidrio

4 Acero al Carbón Acero al Carbón recubierto con fibra de vidrio

5

Otros tanques de almacenamiento que califiquen como sistema de doble contención, avalados por normas y códigos aplicables

Otros tanques de almacenamiento que califiquen como sistema de doble contención, avalados por normas y códigos aplicables

Cuando el contenedor primario sea de acero al carbón, su tipo y espesor mínimo de placa estarán de acuerdo a lo indicado por los códigos UL-58 y ASTM A 36-A569-A635. Para el caso de que el contenedor primario sea no metálico, éste será de fibra de vidrio y su espesor mínimo estará de acuerdo a lo estipulado por el código UL-1316. El espesor del contenedor secundario estará dimensionado por los requerimientos que establecen los códigos UL-58, UL-1316, UL-1746 o la norma vigente que lo regule. El fabricante del tanque deberá proporcionar al titular de la constancia de trámite, cuando entregue los tanques, la actualización vigente anual y el estampado en el tanque que otorga UL y/o ULC, garantizando el estricto cumplimiento de las normas UL-58, UL-1746 y/o

UL-1316 según sea el caso, y la Norma Oficial Mexicana correspondiente. Se otorgará una garantía por escrito de 30 años de vida útil contra corrosión o defectos de fabricación, siendo reemplazados los tanques al término de este período. Capacidades: La capacidad nominal mínima requerida para los tanques de almacenamiento será de 30,000 lts. Placas de desgaste: Estarán localizadas en el interior del tanque, exactamente debajo de donde se ubiquen las boquillas. Boquillas: Las boquillas tendrán un diámetro variable de acuerdo a su uso y estarán localizadas en la parte superior del cuerpo del tanque, sobre la línea longitudinal superior del cilindro y/o sobre la tapa de la entrada hombre. 2.2.2 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION La instalación de los tanques se hará de acuerdo a los lineamientos generales marcados en las presentes especificaciones y a lo indicado en los códigos NFPA 30, 30 A y 31. Los tanques quedarán confinados en gravilla o cualquier otro material de relleno recomendado por el fabricante. PREPARATIVOS PARA LA MANIOBRA DEL TANQUE

• Hay que preparar debidamente el sitio donde se descargará el tanque, procurando que el piso esté nivelado y libre de protuberancias, rocas o cascajo que pudiese haber en el lugar.

• Los tanques no deben ser rodados, ni golpeados. Deben mantenerse atados hasta que estén listos para su instalación y en caso de fuertes vientos se inmovilizarán con bolsas de arena o cuñas de madera.

• Al momento de recibir el tanque se deberá proceder a realizar la inspección y verificar que no esté dañado.

• En todo el perímetro de las fosas de tanques se colocarán bardas o tapiales para evitar el paso de vehículos y peatones.

• Las grúas o el equipo para izar los tanques deberán ser los apropiados para las maniobras.

EXCAVACION Y COLOCACION La empresa responsable deberá contemplar las precauciones necesarias para la protección de los obreros que estén trabajando en la fosa o cerca de ella. El sistema empleado para la excavación y colocación de los tanques, se basará en los datos obtenidos por el estudio de mecánica de suelos. Una vez establecidas las medidas de seguridad, se deberán tomar las precauciones necesarias de acuerdo a la presencia o ausencia de agua subterránea y tráfico en el área. Se podrán utilizar mallas geotextiles de poliester, con la finalidad de estabilizar los taludes y evitar la contaminación del material de relleno. La distancia mínima entre la colindancia del predio y el límite de la excavación para la fosa de los tanques será de 1.50 m. Dimensiones de la excavación: Independientemente del tamaño del tanque, deberá dejarse un mínimo de 50 cms del corte del terreno al paño del tanque, y un claro mínimo de 50 cms entre tanques cuando éstos estén colocados en la misma excavación de acuerdo a los planos 2.4 y 2.5. asimismo se tomarán en cuenta los siguientes factores:

• El desnivel resultante de la pendiente mínima del 1% de las tuberías de producto y recuperación de vapor del dispensario más alejado hacia el tanque.

• La cama de gravilla o material de relleno de 30 cm mínimo de espesor. • El diámetro del tanque a instalar. • En áreas que no tengan tránsito vehicular, la profundidad del tanque será de 90 cm

mínimo. • En áreas con tránsito vehicular, la profundidad del tanque será de 125 cm mínimo. • La profundidad máxima para enterrar un tanque será de 2.00 m medidos de la parte

superior del tanque al nivel de piso terminado. • En todos los casos, la profundidad estará medida a partir del nivel de piso terminado

hasta el lomo del tanque incluyendo el espesor de la losa de concreto del propio piso.

Colocación del tanque: Efectúe las pruebas que recomienda el fabricante antes de la instalación del tanque y cuando haya sido colocado en la fosa.

• Utilice los puntos de sujeción que indique el fabricante para izar los tanques y utilice cuerdas de nylon para guiarlo.

• La compañía deberá efectuar las maniobras de acuerdo a las más estrictas normas de seguridad para evitar situaciones de riesgo y peligro.

Anclaje y relleno: De acuerdo a las características del terreno, la empresa responsable determinará el tipo de anclaje que se requiera para sujetar los tanques en fosa seca o húmeda. El material de relleno será el que especifique el fabricante del tanque y se deben evitar materiales blandos que se desmoronen, compacten o deformen cuando estén expuestos a cargas o en presencia de agua. Fosas de concreto: Los tanques de doble pared no requieren necesariamente ser alojados en fosas de concreto, tabique o mampostería, sin embargo, si el estudio de mecánica de suelos lo recomienda, se construirá la fosa. El piso del fondo de la fosa tendrá una pendiente del 1% hacia una de las esquinas de la fosa donde, en caso de requerirse, se construirá un cárcamo de bombeo de 60 cm mínimo de profundidad, de tal manera que en ese punto reconozca el agua que por alguna causa llegue a estar dentro de las fosas. 2.2.3 POZOS DE OBSERVACION Y MONITOREO En caso de falla de los dispositivos de prevención contra derrames y de detección de fugas, se debe detectar la presencia de hidrocarburos en el subsuelo antes que éstos migren fuera de las instalaciones, por lo cual se deberán instalar los dispositivos que se describen a continuación. POZOS DE OBSERVACION El pozo de observación permite detectar la presencia de vapores de hidrocarburos en el subsuelo. Los pozos deben ser instalados cerca de los tanques en el relleno de gravilla cuando el nivel del agua subterránea está abajo del nivel máximo de excavación o cuando los tanques están colocados en fosas de concreto. El pozo de observación consiste en un tubo con ranuras en la parte inferior y liso en su parte superior. En ningún caso se deberán instalar tubos ranurados en toda su longitud, dado que éstos serían un conducto para la infiltración de contaminantes a las capas inferiores del

suelo en caso de derrame en la superficie, además las observaciones no serían confiables por existir mucha dilución. Se instalará el siguiente número de pozos de observación, dependiendo del número de tanques en la misma fosa: NUMERO DE TANQUES EN LA MISMA FOSA

NUMERO DE POZOS REQUERIDO

UBICACIONE DENTRO DE LA FOSA

1 1 Cerca del extremo del tanque 2 a 4 2 En esquinas diagonales

Más de 4 Variable A definir según posición relativa de los tanques

Los pozos deberán ser equipados con las partes indicadas en el plano 2.6, las cuales se mencionan a continuación:

• Tubo ranurado de 50.8 mm (2") de diámetro interior mínimo, con 1.5 m (5") de longitud y con conexión de rosca. Los pozos de observación deben enterrarse hasta la profundidad máxima de excavación de la fosa.

• Tubo liso de 50.8 mm (2") de diámetro interior mínimo, con longitud necesaria para alcanzar la superficie y con conexión de rosca.

• Un tapón inferior y un tapón superior. • Una capa de bentonita en la parte superior del pozo, cubriendo el tubo liso, de un

espesor mínimo de 0.60 m y anillo de radio a partir de 50.8 mm (2") y sello de cemento para evitar el escurrimiento preferencial a lo largo del tubo.

• Una tapa superior metálica sellada que evite la infiltración de agua o líquido al pozo y sellada con cemento.

El tubo del pozo de observación tendrá las características descritas en la tabla 2.2. Opcionalmente pueden ser instalados sensores electrónicos para monitoreo de vapores de hidrocarburos, con conexión eléctrica para lectura remota en el tablero. Los pozos de observación quedarán identificados, sellados y asegurados para prevenir la introducción accidental o deliberada de productos, agua u otros materiales. La identificación de los pozos será con su registro y cubierta metálica y un triángulo equilátero pintado de negro al centro de dicha cubierta. POZOS DE MONITOREO El pozo de monitoreo permite evaluar la calidad del agua subterránea. Se debe instalar cuando el nivel freático más cercano a la superficie (somero) esté a menos de 15.0 m de profundidad. Si el nivel de las aguas subterráneas está arriba del nivel de excavación de las fosas, los pozos de observación se sustituyen por pozos de monitoreo. El pozo de monitoreo consiste en un tubo con ranuras en la parte inferior y liso en la parte superior. En ningún caso se deberán instalar tubos ranurados en toda su longitud, dado que éstos serían un conducto para la infiltración de contaminantes a las capas inferiores del suelo en caso de derrame en la superficie. Se instalarán 3 pozos de monitoreo, en triángulo, en el perímetro de las instalaciones de tanques, islas y tuberías. Si se conoce el sentido de escurrimiento del agua subterránea se deberá instalar un pozo de monitoreo de agua abajo de las instalaciones. El diámetro de

perforación deberá ser al menos 101.6 mm (4") mayor que el diámetro del tubo que se instalará. Los pozos deberán ser equipados con las siguientes partes, de acuerdo con el plano 2.6.

• Tubo ranurado de 50.8 mm (2") de diámetro interior mínimo y con conexión de rosca. El tubo ranurado deberá instalarse al menos 3 m (10 ft) por debajo del nivel freático bajo (en época de secas) y 0.60 m arriba del nivel freático alto (en época de lluvia).

• Tubo liso de 50.8 mm (2") de diámetro interior mínimo, de longitud necesaria para alcanzar la superficie y con conexión de rosca.

• Un tapón inferior y un tapón superior. • Una masa filtrante e inerte de arena sílica, malla 30-40, en la parte ranurada del

tubo. • Una capa de bentonita arriba de la arena sílica de un espesor mínimo de 0.60 m para

evitar la contaminación del pozo. • Una capa de bentonita en la parte superior del pozo cubriendo el tubo liso, de un

espesor mínimo de 0.60 m y sello de cemento para evitar el escurrimiento preferencial a lo largo del tubo.

• Una tapa superior metálica sellada que evite la infiltración de agua o líquido en el pozo y sellada con cemento.

El tubo del pozo de monitoreo tendrá las características descritas en la tabla 2.2. Opcionalmente pueden ser instalados sensores electrónicos para monitoreo de vapores de hidrocarburos, con conexión eléctrica para lectura remota en la consola. Los pozos de monitoreo quedarán identificados, sellados y asegurados para prevenir la introducción accidental o deliberada de productos, agua u otros materiales. La identificación de los pozos será con su registro y cubierta metálica y un triángulo equilátero pintado de negro al centro de dicha cubierta.

TABLA 2.2

Material del tubo: PVC liso cédula 40 u 80 ASTM 1785; o Acero Inoxidable; o bronce.

Tipo de Suelo Tamaño de la Ranura (en mm) Arcilla/limo

Arena Fina 0.25 a 0.50

Arena Mediana

Arena Gruesa

Arena Muy Gruesa

Gravilla Muy Fina

Gravilla Fina

1.0

DEPOSITOS DE ALMACENAMIENTO DE LIQUIDOS

Para contener toda clase de líquidos, su uso es ideal para la industria alimentaría y química en general.

DEPOSITOS VERTICALES

• Diámetros desde 1.200 hasta 4.000 mm y capacidades hasta 250.000 litros. • También fabricamos ISOTERMOS, aislados de 50 mm a 200 mm.

VERTICAL BASE PLANA VERTICAL VIROLA ALARGADA VERTICAL CON PATAS

DEPOSITOS HORIZONTALES

• Diámetros desde 1.200 hasta 4.000 mm y capacidades hasta 250.000 litros. • También fabricamos ISOTERMOS, aislados de 50 mm a 200 mm.

HORIZONTA CON PATAS HORIZONTAL ENTERRADO

DEPOSITOS RECTANGULARES MODELO MEL.

• Capacidades estandarizadas desde 800 hasta 4.000 litros.

DEPOSITO RECTANGULAR CAPACIDAD LARGO ANCHO ALTO

800 1335 890 1120 1000 1400 955 1270 1500 1635 1095 1330 2000 1690 1160 1590 2500 1860 1260 1630 3000 1915 1325 1850 3500 2000 1360 1730

4000 2050 1410 1910 TINAS VERTCALES CON TAPA MODELO MEL.

• Capacidades estandarizadas desde 500 hasta 3.000 litros.

TINAS CON TAPA CAPACIDAD LARGO ANCHO ALTO

500 1335 890 1120 1000 1400 955 1270 2000 1635 1095 1330

3000 1690 1160 1590

Para información detallada y precios contactar con nuestro departamento técnico

2

10.-Secciones de tubos

aletados.

11.-Intercambiadores de calor en servicio en una

refinería.

12.-Enfriadores de gas

13-Tabque horizontal de 144" D.E. x 400" T.T.

14.-Torres de destilación de 42" D.E. x 747" T.T.

15.-Cristalizador tipo circulación forzada

16.-Tanques recibidores de gas inerte.

17.-Tanque vertical 165" D.EXT. x 76" - 0" largo

18.-Evaporador tipo tubos largos verticales

3

19.-Fermentador de 2' -6" D.E. x 40' - 0" T.T..

20.-Columna fraccionad

21.-Calentador de agua de alimentación de alta presión

22-Reactor

23.-Tanque de alimentac180" D.E. x 85' - 0" larg

24.-Tanque vertical con serpentin

25.-Haz de tubos de repuesto

26.-Intercambiador tipo Baffle"

27.- Haz de tubos tipo "Rod Baffle"

TIPOS DE RECIPIENTES Existen numerosos tipos de recipientes que se utilizan en las plantas industriales o de procesos. Algunos de estos tienen la finalidad de almacenar sustancias que se dirigen o convergen de algún proceso, este tipo de recipientes son llamados en general tanques. Los diferentes tipos de recipientes que existen, se clasifican de la siguiente manera: POR SU USO: Los podemos dividir en recipientes de almacenamiento y en recipientes de procesos. Los primeros nos sirven únicamente para almacenar fluidos a presión y de acuerdo con sus servicios son conocidos como tanques de almacenamiento, tanques de día, tanques acumuladores, etc. POR SU FORMA: Los recipientes a presión pueden ser cilíndricos o esféricos. Los primeros son horizontales o verticales y pueden tener en algunos casos, chaquetas para incrementar o decrecer la temperatura de los fluidos según sea el caso. Los esféricos se utilizan generalmente como tanques de almacenamiento, y se recomiendan para almacenar grandes volúmenes esféricos a altas presiones. Puesto que la forma esférica es la forma natural que toman los cuerpos al ser sometidos a presión interna esta sería la forma más económica para almacenar fluidos a presión sin embargo en la fabricación de estos es mucho más cara a comparación de los recipientes cilíndricos. Los tipos más comunes de recipientes pueden ser clasificados de acuerdo a su geometría como: 1.- Recipientes Abiertos.

1. Tanques Abiertos. Recipientes Cerrados. Tanques cilíndricos verticales, fondo plano. Recipientes cilíndricos horizontales y verticales con cabezas formadas. Recipientes esféricos.

Indicaremos algunas de las generalidades en el uso de los tipos más comunes de recipientes:

• RECIPIENTES ABIERTOS: Los recipientes abiertos son comúnmente utilizados como tanque igualador o de oscilación como tinas para dosificar operaciones donde los materiales pueden ser decantados como: desecadores, reactores químicos, depósitos, etc.

Obviamente este tipo de recipiente es más que el recipiente cerrado de una misma capacidad y construcción. La decisión de que un recipiente abierto o cerrado es usado dependerá del fluido a ser manejado y de la operación. Estos recipientes son fabricados de acero, cartón, concreto…. Sin embargo en los procesos industriales son construidos de acero por su bajo costo inicial y fácil fabricación.

• RECIPIENTES CERRADOS: Fluidos combustibles o tóxicos o gases finos deben ser almacenados en recipientes cerrados. Sustancias químicas peligrosas, tales como ácidos o sosa cáustica son menos peligrosas si son almacenadas en recipientes cerrados.

• TANQUES CILINDRICOS DE FONDO PLANO: El diseño en el tanque cilíndrico vertical operando a la presión atmosférica, es el tanque cilíndrico con un techo cónico y un fondo plano descansando directamente en una cimentación compuesta de arena, grava o piedra triturada. En los casos donde se desea usar una alimentación de gravedad, el tanque es levantado arriba del terreno y el fondo plano debe ser incorporado por columnas y vigas de acero.

• RECIPIENTES CILINDRICOS HORIZONTALES Y VERTICALES CON CABEZAS FORMADAS: Son usados cuando la presión de vapor del líquido manejado puede determinar un diseño más resistente. Varios códigos han sido desarrollados o por medio de los esfuerzos del API y el ASME para gobernar el diseño de tales recipientes. Una gran variedad de cabezas formadas son usadas para cerrar los extremos de los recipientes cilíndricos. Las cabezas formadas incluyen la semiesférica, elíptica, toriesférica, cabeza estándar común y toricoidal. Para propósitos especiales de placas planas son usadas para cerrar un recipiente abierto. Sin embargo las cabezas planas son raramente usadas en recipientes grandes.

• RECIPIENTES ESFERICOS: El almacenamiento de grandes volúmenes bajo presiones materiales son normalmente de los recipientes esféricos. Las capacidades y presiones utilizadas varían grandemente. Para los recipientes mayores el rango de capacidad es de 1000 hasta 25000 Psi (70.31 - 1757.75 Kg/cm²).

Y de 10 hasta 200 Psi (0.7031 - 14.06 Kg/cm²) para los recipientes menores. Cuando una masa dada de gas esta almacenada bajo la presión es obvio que el volumen de almacenamiento requerido será inversamente proporcional a la presión de almacenamiento. En general cuando para una masa dada, el recipiente esférico es más económico para grandes volúmenes y bajas presiones de operación. A presiones altas de operación de almacenamiento, el volumen de gas es reducido y por lo tanto en tipo de recipientes cilíndricos es más económico. TIPOS DE TAPAS DE RECIPIENTES BAJO PRESION INTERNA Los recipientes sometidos a presión pueden estar construidos por diferentes tipos de tapas o cabezas. Cada una de estas es más recomendable a ciertas condiciones de operación y costo monetario. TAPAS PLANAS: Se utilizan para recipientes sujetos a presión atmosférica, generalmente, aunque en algunos casos se usan también en recipientes a presión. Su costo entre las tapas es el más bajo. Se utilizan también como fondos de tanques de almacenamiento de grandes dimensiones.

TAPAS TORIESFERICAS: Son las de mayor aceptación en la industria, debido a su bajo costo y a que soportan grandes presiones manométricas, su característica principal es que el radio del abombado es aproximadamente igual al diámetro. Se pueden fabricar en diámetros desde 0.3 hasta 6 mts. (11.8 - 236.22 pulgs.). TAPAS SEMIELIPTICAS: Son empleadas cuando el espesor calculado de una tapa toriesférica es relativamente alto, ya que las tapas semielípticas soportan mayores presiones que las toriesféricas. El proceso de fabricación de estas tapas es troquelado, su silueta describe una elipse relación 2:1, su costo es alto y en México se fabrican hasta un diámetro máximo de 3 mts. TAPAS SEMIESFERICAS: Utilizadas exclusivamente para soportar presiones críticas, como su nombre lo indica, su silueta describe una media circunferencia perfecta, su costo es alto y no hay límite dimensional para su fabricación. TAPA 80:10: Ya que en México no se cuentan con prensas lo suficientemente grande, para troquelar tapas semielípticas 2:1 de dimensiones relativamente grandes, hemos optado por fabricar este tipo de tapas, cuyas características principales son: El radio de abombado es el 80% de diámetro y el radio de esquina o de nudillos es igual a el 10% del diámetro. Estas tapas las utilizamos como equivalentes a la semielíptica 2:1. TAPAS CONICAS: Se utilizan generalmente en fondos donde pudiese haber acumulación de sólidos y como transiciones en cambios de diámetro de recipientes cilíndricos. Su uso es muy común en torres fraccionadoras o de destilación, no hay límites en cuanto a dimensiones para su fabricación y su única limitación consiste en que el ángulo de vértice no deberá de ser calculado como tapa plana. TAPAS TORICONICAS: A diferencia de las tapas cónicas, este tipo de tapas tienen en su diámetro, mayor radio de transición que no deberá ser menor al 6% del diámetro mayor ó 3 veces el espesor. Tiene las mismas restricciones que las cónicas a excepción de que en México no se pueden fabricar con un diámetro mayor de 6 mas. TAPAS PLANAS CON CEJA: Estas tapas se utilizan generalmente para presión atmosférica, su costo es relativamente bajo, y tienen un límite dimensional de 6 mts. De diámetro máximo.

TAPAS ÚNICAMENTE ABOMBADAS: Son empleadas en recipientes a presión manométrica relativamente baja, su costo puede considerarse bajo, sin embargo, si se usan para soportar presiones relativamente altas, será necesario analizar la concentración de esfuerzos generada, al efectuar un cambio brusco de dirección.

CRITERIOS DE DISEÑO

MATERIALES PARA RECIPIENTES A PRESION

ESPECIFICACIONES DE LOS ACEROS.

Los aceros al carbón y de baja aleación son usualmente usados donde las condiciones de servicio lo permitan por los bajos costos y la gran utilidad de estos aceros.

Los recipientes a presión pueden ser fabricados de placas de acero conociendo las especificaciones de SA-7, SA-113 C y SA-283 A, B, C, y D, con las siguientes consideraciones:

1.- Los recipientes no contengan líquidos ó gases letales.

2.- La temperatura de operación está entre -20 y 650°F.

3.- El espesor de la placa no exceda de 5/8"

4.- El acero sea manufacturado por horno eléctrico u horno abierto.

5.- El material no sea usado para calderas.

Uno de los aceros más usados en los propósitos generales en la construcción de recipientes a presión es el SA-283 C.

Estos aceros tienen una buena ductilidad, fusión de soldadura y fácilmente máquinables. Este es también uno de los aceros más económicos apropiados para recipientes a presión; sin embargo, su uso es limitado a recipientes con espesores de placas que no excedan de 5/8" para recipientes con un gran espesor de cascarón y presión de operación moderadas el acero SA-285 C es muy usado. En el caso de presiones altas o diámetros largos de recipientes, un acero de alta resistencia puede ser usado como el acero SA-212 B es conveniente para semejantes aplicaciones y requiere un espesor de cascarón de solamente de 790% que el requerido por el SA-285 C. Este acero es también fácilmente fabricado pero es más caro que otros aceros.

El acero SA-283 no puede ser usado en aplicaciones con temperaturas sobre 650°F; el SA-285 no puede ser usado en aplicaciones con temperaturas que excedan de 900°F, y el SA-212 tiene muchos esfuerzos permisibles bajos en las temperaturas más altas, por lo que el acero para temperaturas entre 650 y 1000°F.

El acero SA-204, el cual contiene 0.4 a 0.6% de molibdeno es satisfactorio y tiene buenas cualidades. Para temperaturas de servicio bajas (-50 a -150°F) un acero niquelado tal como un SA-203 puede ser usado. Los esfuerzos permisibles para estos aceros no están especificados por temperaturas bajas de -20°F. Normalmente el fabricante hace pruebas de impacto para determinar la aplicación del acero y fracturas a bajas temperaturas.

En la etapa de diseño de recipientes a presión, la selección de los materiales de construcción es de relevante importancia, para lo cual necesitamos definir una secuencia lógica para la selección de estos.

Así pues realizaremos un breve análisis de la filosofía a que sigue la ASME, para seleccionar sus materiales y por consiguiente para especificarlos como adecuados en la construcción de los recipientes a presión.

CLASES DE MATERIALES.

El código ASME indica la forma de suministro de los materiales más utilizados, lo cual va implícita en su especificación. A continuación se dan algunos ejemplos de materiales, su especificación y forma de suministro. Ver tabla USC-23.

Debido a la existencia de diferentes materiales disponibles en el mercado, en ocasiones no resulta sencilla la tarea de seleccionar el material ya que deben considerarse varios aspectos como costos, disponibilidad de material, requerimientos de procesos y operación, facilidad de formato, etc.

Así pues es necesario una explicación más amplia acerca del criterio de la selección de los materiales que pueden aplicarse a los recipientes como:

ACEROS AL CARBON Es el más disponible y económico de los aceros, recomendables para la mayoría de los recipientes donde no existen altas presiones ni temperaturas.

ACEROS DE BAJA ALEACION Como su nombre lo indica, estos aceros contienen bajos porcentajes de elementos de aleación como níquel, cromo, etc. Y en general están fabricados para cumplir condiciones de uso específico. Son un poco más costosos que los aceros al carbón. Por otra parte no se considera que sean resistentes a la corrosión, pero tienen mejor comportamiento en resistencia mecánica para rangos más altos de temperaturas respecto a los aceros al carbón.

En la tabla 3.1 se puede observar los aceros recomendados para los rangos de temperatura más usuales.

ACEROS DE ALTA ALEACION Comúnmente llamados aceros inoxidables. Su costo en general es mayor que para los dos anteriores. El contenido de elementos de aleación es mayor, lo que ocasiona que tengan alta resistencia a la corrosión.

MATERIALES NO FERROSOS El propósito de utilizar este tipo de materiales es con el fin de manejar sustancias con alto poder corrosivo para facilitar la limpieza en recipientes que procesan alimentos y proveen tenacidad en la entalla en servicios a baja temperatura.

PROPIEDADES QUE DEBEN TENER LOS MATERIALES PARA SATISFACER LAS CONDICIONES DE SERVICIO

PROPIEDADES MECANICAS. Al considerar las propiedades mecánicas del material es deseable que tenga buena resistencia a la tensión, alto nivel de cedencia, por cierto de alargamiento alto y mínima reducción de área. Con estas propiedades principales se establecen los esfuerzos de diseño para el material en cuestión. PROPIEDADES FISICAS. En este tipo de propiedades se buscará que el material deseado tenga coeficiente de dilatación térmica. PROPIEDADES QUIMICAS. La principal propiedad química que debemos considerar en el material que utilizaremos en la fabricación de recipientes a presión es su resistencia a la corrosión. Este factor es de muchísima importancia ya que un material mal seleccionado nos causará muchos problemas, las consecuencias que se derivan de ello son:

a. Reposición del equipo corroído. Un material que no sea resistente al ataque corrosivo puede corroerse en poco tiempo de servicio.

b. Sobre diseño en las dimensiones. Para materiales poco resistentes al ataque corrosivo puede ser necesario dejar un excedente en los espesores dejando margen para la corrosión, esto trae como consecuencia que los equipos resulten más pegados, de tal forma que encarecen el diseño además de no ser siempre la mejor solución.

c. Mantenimiento preventivo. Para proteger los equipos del medio corrosivo es necesario usar pinturas protectoras.

d. Paros debido a la corrosión de equipos. Un recipiente a presión que ha sido atacado por la corrosión necesariamente debe ser retirado de operación, lo cual implica las pérdidas en la producción.

e. Contaminación o pérdida del producto. Cuando los componentes de los recipientes a presión se han llegado a producir perforaciones en las paredes metálicas, los productos de la corrosión contaminan el producto, el cual en algunos casos es corrosivo.

SOLDABILIDAD. Los materiales usados para fabricar recipientes a presión deben tener buenas propiedades de soldabilidad, dado que la mayoría de los componentes son de construcción soldada. Para el caso en que se tengan que soldar materiales diferentes entre él, estos deberán ser compatibles en lo que a soldabilidad se refiere. Un material, cuando más elementos contenga, mayores precauciones deberán tomarse durante los procedimientos de soldadura, de tal manera que se conserven las características que proporcionan los elementos de aleación. EVALUACION DE LOS MATERIALES SUGERIDOS

• Vida estimada de la planta • Duración estimada del material • Confiabilidad del material • Disponibilidad y tiempo de entrega del material • Costo del material • Costo de mantenimiento e inspección

TEMPERATURA

EN °C

TEMPERATURA

EN °F

MATERIAL PARA

CASCARON

CABEZAS Y

PLANTILLAS DE

REFUERZO

-67 a -46.1 -90 a -51 SA-203 B* SA-203 A

-45.6 a -40.5 -50 a -41 SA-516-65 SA-203 B

-40 a 15.6 -40 a +60 SA-516-70+ SA-516-65

15.6 a 343 +60 a 650 SA-285-C SA-515-70

344 a 412.8 -651 a +775 SA-515-70

• Para espesores mayores de 51 mm llevarán relevado de esfuerzos.

+ Para temperaturas de -20°F llevará relevado de esfuerzos. TABLA 3.1 ACEROS RECOMENDABLES PARA DIFERENTES TEMPERATURAS CONSEPTO DE ESFUERZO ADMISIBLE

• ESFUERZOS ADMISIBLES Son los grados de exactitud con los cuales las cargas pueden ser estimadas, la confiabilidad de los esfuerzos estimados para estas cargas, la uniformidad del material, el peligro a la falla ocurre y en otras consideraciones como: Esfuerzos locales con concentración de esfuerzos, fatiga y corrosión.

Para materiales que sean sometidos a temperaturas inferiores al rango de termofluencia los esfuerzos admisibles se pueden considerar con el 25% de la resistencia a la tensión o el 62.5% de la resistencia a la cedencia a la temperatura de operación. Los materiales usados para anclaje en el rango de temperatura de -20 a 400°F (-28.88 a 204.44°C) se considera que es un 20% de la resistencia a la cedencia. El porcentaje de resistencia a la cedencia usando como esfuerzo admisible es controlado por un número de factores tales como la exactitud con la cual la carga de confiabilidad de los esfuerzos con frecuencia se usa un esfuerzo admisible para aceros estructurales. Adm.= Sy ó adm= 2 Sy 2 3

FILOSOFIA DE DISEÑO En general los recipientes a presión diseñados de acuerdo con el código ASME Secc. VIII Div. 1. son diseñados por reglas que no requieren una evaluación detallada de todos los esfuerzos. Se reconoce que existen esfuerzos secundarios elevados flexionantes pero al admitir un factor elevado de seguridad y las reglas del diseño, estos esfuerzos serán compensados como regla general cuando se realiza un análisis mas detallado de esfuerzos permiten considerar esfuerzos admisibles mayores en lugar de usar un factor de seguridad elevado como el utilizado en el código. Un factor de seguridad elevado refleja una falta de conocimiento de los esfuerzos reales. El diseñador debe de familiarizarse con los diversos tipos de esfuerzos y cargas para lograr un diseño económico y seguro. CATEGORIAS DE EXPOSICION

Zona A Para grandes ciudades donde por lo menos el 50% de los edificios excede a 70' pies de altura. Zona B Áreas urbanas suburbanas y boscosas. Zona C Para terreno abierto como terracerias donde cualquier obstrucción sea menor a 30' pies. Zona D Para áreas costeras, planas, incluye aquellas áreas localizadas como mínimo a 10 veces la altura de la estructura. CATEGORIAS DE FALLAS TIPODE FALLAS - CARGAS Categorías de fallas

1. Material 2. Diseño 3. Fabricación 4. Servicio

a. Letal b. Fatiga (cíclica) c. Fragilidad d. T elevada e. Elevado choque o vibración f. Contenido del recipiente

1. Hidrogeno 3. Aire comprimido 2. Amoniaco 4. Sosa cáustica 5. Cloruros

Tipo de fallas 1. Deformación Elástica 1. Fractura por Fragilidad 2. Deformación Plástica 3. Inestabilidad Plástica 4. Corrosión

Tipo de Cargas Estable e Inestable Cargas Estables

a. Presión b. Peso propio c. Carga de viento d. Fluido e. Escaleras, plataformas f. Carga térmica

Cargas Inestables

a. Prueba Hidrostática b. Sísmica c. Transporte d. Arranque y paro de equipo e. Carga térmica f. Montaje g. Emergencia

CRITERIOS DE DISEÑO EN RECIPIENTES Las unidades de equipo de proceso pueden fallar en servicio por diversas razones. Las consideraciones por tipo de falla que pueda presentarse es uno de los criterios que deben usarse en el diseño de equipo. La falla puede ser el resultado de una deformación plástica excesiva o elástica o por termofluéncia (creep). Como un resultado de tal deformación el equipo puede fallar al no realizar su función especifica sin llegar a la ruptura. Las fallas pueden clasificarse:

• Deformación Elástica excesiva • Inestabilidad elástica, Inestabilidad plástica,

Ruptura por fragilidad, Termofluéncia o Corrosión. La Inestabilidad Elástica Es un fenómeno asociado con las estructuras que tienen limitada su rigidez y están sujetas a compresión, flexión, torsión, combinación de tales cargas. La inestabilidad elástica es una condición de la cual la inestabilidad elástica es una condición en la cual la forma de la estructura es alterada como resultado de rigidez insuficiente. Inestabilidad plastica El criterio de mayor uso para el diseño de equipo es aquel que mantiene los esfuerzos inducidos dentro de la región elástica del material de construcción con el fin de evitar la deformación plástica como resultado de exceder el punto de cedensia. Sadm = Su ; Sadm = Sy Fs Fs Fs = 4 (ASME) Para controlar la presión en el recipiente nos ayuda la válvula de alivio. Paj = Pop + 0.1 Pop = 1.1Po MAWP = Máxima P de Trabajo Adm. Mop = Max P de Op. MOP < 10 a 20% de MAWP S = Esfuerzo F = Deformaciones Sy = Esfuerzo de cedencia Su = Esfuerzo ultimo

S Sy F Fragilidad En los recipientes se producen cambios críticos en las propiedades físicas del material del recipiente durante el servicio; uno de estos con frecuencia encontrado es el hidrogeno el cual bajo la acción de elevada presión y/o elevada temperatura produce dos efectos: 1.- Una difusión es el material produciendo una combinación en su forma molecular dentro del metal de manera que al estar el recipiente sometido a elevadas presiones la superficie se combina ó se producen ampollas. 2.- Una perdida de carbono, este ataque es ocasionado por la formación de metano resultando en la creación de fisuras con la consecuente pérdida de resistencia y dureza, con lo que se aumenta la ductibilidad del metal, presentándose una falla por fragilidad. Esto es más frecuente en aceros con mayor nivel de resistencia, lo mismo que con la presencia de boquillas u otras fuentes de concentración de esfuerzos. Los aceros más usados para este tipo de servicios son los aceros al cromo - molibdeno.

Termofluencia Nos indica que a temperaturas elevadas la deformación inelástica del material en función del tiempo es definida como la CREEP. El cromo, molibdeno y el níquel son los elementos adecuados de aleación para servicios de alta temperatura. Fatiga La falla a la fatiga se presenta por la aplicación repetida de pequeñas cargas, las cuales por si mismas son incapaces de producir deformación plástica que pueda detectarse con el tiempo, estas cargas hacen que se habrá una grieta y que se propague a través de la pieza; ocurre la intensificación de los esfuerzos y por ultimo, resulta una fractura frágil y repentina. Los metales ferrosos y sus aleaciones tienen un valor límite de esfuerzos

o PRIMEROS USOS DEL HIERRO Y DEL ACERO Hierro: elemento químico natural y metálico de gran resistencia mecánica (Fe). 3000 a. C. Se emplean ya utensilios tales como herramientas y adornos hechos de "acero" en el antiguo Egipto. Se encuentran dagas y brazaletes de hierro en la pirámide de Keops con más de 5000 años de antigüedad. 1000 a. C. Inicio de la edad del hierro, primeros indicios en su fabricación se cree que un incendio forestal en el monte Ide de la antigua Troya (actual Turquía) fundió depósitos ferrosos produciendo hierro. Otros creen que se comenzó a emplear a partir de fragmentos de meteoritos donde el hierro aparece en aleación con Níquel. 490 a. C. Batalla de Maratón Grecia. Los atenienses vencen con sus armas de hierro a los persas, que aún emplean el bronce, con un balance de 6400 contra 192 muertos. Acero: aleación de hierro (99 %) y carbono (1 %) y de otros elementos de la más alta resistencia mecánica. 1000 a. C. Se cree que el primer acero se fabrico por accidente al calentar hierro con carbón vegetal siendo este último absorbido por la capa exterior de hierro que al ser martillado produjo una capa endurecida de acero. De esta forma se llevó a cabo la fabricación de armas tales como las espadas de Toledo y 1779 d. C. Se construye el puente Coalbrokedale de30 m de claro, sobre el río sueon en Shropshire. Se dice que este puente cambia la historia de la revolución industrial, al introducir el hierro como material estructural, siendo el hierro 4 veces más resistente que la piedra y 30 veces más que la madera. 1819 se fabrican los primeros ángulos laminados de hierro en E.U.A. 1840 el hiero dulce más maleable, comienza a desplazar al hierro fundido en el laminado de perfiles. 1848 Willian Kelly fabrica acero con el proceso Bessenor en E.U.A. 1855 Henry Bessenor consigue una patente inglesa para la fabricación de acero en grandes cantidades Kelly y Bessenor observan que un chorro de aire a través del hierro fundido quema las impurezas del metal, pero también eliminaba el carbono y magnesio. 1870 con el proceso Bessenor se fabrican grandes cantidades de acero al bajo carbono. 1884 se terminan las primeras vigas IE (I estándar) de acero en E.U.A. La primera estructura reticular el edificio de la Home Insurance Company de Chicago, Ill. Es montada. William Le Baron Jerry diseña el primer "rascacielos" (10 niveles) con columnas de acero recubiertas de ladrillo. Las vigas de los seis pisos inferiores se fabrican en hierro forjado, mientras que las de los pisos restantes se fabrican en acero. 1889 se construye la torre Eiffel de París, con 300m de altura, en hierro forjado, comienza el uso de elevadores para pasajeros operando mecánicamente.

o FABRICACIÓN DEL ACERO La materia prima para la fabricación del acero es el mineral de hierro, coque y caliza. Mineral de hierro: tiene un color rojizo debido al óxido de fierro. Coque: es el producto de la combustión del carbón mineral (grafito) es ligero, gris y lustroso. Para convertir el coque en carbón mineral se emplean baterizo de hierro donde el carbón se coloca eliminándole el gas y alquitran, después es enfriado, secado y cribado para enviarlo a los altos hornos (Coah.).

Piedra caliza: es carbonato de calcio de gran pureza que se emplea en la fundición de acero para eliminar sus impurezas (Nuevo León). El primer producto de la fusión del hierro y el coque se conoce como arrabio, el cual se obtiene aproximadamente a los 1650 0 C. Una vez en el alto horno, los tres componentes se funden a los 1650 0 C, que aviva el fuego y quema el coque, produciendo monóxido de carbono el cual produce más calor y extrae el oxígeno, del mineral de hierro dejándolo puro. La alta temperatura funde también la caliza, que siendo menos densa flota en el crisol combinándose con las impurezas sólidas del mineral formando la escoria, misma que se extrae diez minutos antes de cada colada. Para obtener una tonelada de arrabio, se requieren aproximadamente las siguientes cantidades de materia prima:

• 1600 Kg de mineral de hierro. • 700 Kg de coque. • 200 Kg de piedra caliza. • 4000 Kg de aire inyectado gradualmente.

Los hornos de hoyo abierto se cargan con las cantidades indicadas, mismo que se introducen con algo de chatarra para reciclarlo mediante grúas mecánicas. Además se agregan 200 toneladas de arrabio líquido para completar la carga. Dentro del horno, la carga formada por 1/3 parte de chatarra y 2/3 partes de arrabio. Se refina por calor producido al quemar gas natural o aceite diesel y alcanzar temperaturas mayores a los 1650 0 C. Durante 10 horas se mantiene la mezcla en ebullición eliminando las impurezas y produciendo así acero. Algunos otros elementos como silicio, manganeso, carbono, etc., son controlados en la proporción requerida para el acero a producir. La caliza fundida aglutina las impurezas de la carga retirándola de acero líquido y formando la escoria que flota en la superficie. Mientras tanto se realizan pruebas para verificar la calidad del acero. Cuando la colada alcanza las especificaciones y condiciones requeridas se agregan "ferroligas" (substancias para hacer aleaciones con el hierro y dar propiedades especiales). Después de alcanzar las condiciones de salida, la colada se "pica" con un explosivo detonado eléctricamente, permitiendo la salida del acero fundido para recubrirse en ollas de 275 toneladas c/u de donde se vacía a los lingotes de 9 a 20 toneladas. Laminación. La laminación del lingote inicia con un molino desbastador, el lingote de acero calentado a 1330 0 C se hace pasar entre dos enormes rodillos arrancados por motores de 3500 H.P. convirtiéndolo en lupias de sección cuadrada o en planchones de sección rectangular. Ambos son la materia prima para obtener placa laminada, perfiles laminados, rieles, varilla corrugada, alambrón, etc. Laminado en caliente: Es el proceso más común de laminado y consiste en calentar la lupia (o planchón) a una temperatura que permita el comportamiento plástico del material para así extruirlo en los "castillos" de laminado y obtener las secciones laminadas deseadas. Laminado en frío Es un proceso que permite obtener secciones con un punto de fluencia más elevado, al extruir el material a temperatura completamente más baja que la del laminado en caliente.

o VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL VENTAJAS Alta resistencia: la alta resistencia del acero por unidad de peso, permite estructuras relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la construcción de puentes, edificios altos y estructuras cimentadas en suelos blandos. Homogeneidad: las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales. Elasticidad: el acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente elástico (Ley de Hooke) hasta alcanzar esfuerzos considerables. Precisión dimensional: los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección. Ductilidad: el acero permite soportar grandes deformaciones sin falla, alcanzando altos esfuerzos en tensión, ayudando a que las fallas sean evidentes. Tenacidad: el acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica). Facilidad de unión con otros miembros: el acero en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles. Rapidez de montaje: la velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales. Disponibilidad de secciones y tamaños: el acero se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas. Costo de recuperación: las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero. Reciclable: el acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina. Permite ampliaciones fácilmente: el acero permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla. Se pueden prefabricar estructuras: el acero permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud. DESVENTAJAS DEL ACERO Corrosión: el acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes alquidálicos (primarios anticorrosivos) exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable. Calor, fuego: en el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto, asbesto, etc. Pandeo elástico: debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero. Fatiga: la resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión (cargas pulsantes y alternativas). Resistencia de plastificación solamente para columnas cortas.

RELACION ESFUERZO-DEFORMACION DEL ACERO Sea una barra de acero al bajo carbono (A-36) sujeta a tensión con sección circular.

Todos los elementos de distintos materiales a nivel molecular fallan a cortante. Sí graficamos para cada valor de esfuerzo alcanzando

Su deformación unitaria real

Obtenemos

Aceros Estructurales (De acuerdo a la American Society of Testing Materials ASMT)

Aceros generales (A-36) Aceros estructurales de carbono (A-529)

-b.1 Bajo contenido de carbono (<0.15 %) -b.2 Dulce al carbono (0.15 – 0.29 %) -b.3 Medio al carbono (0.30 – 0.59 %) -b.4 Alto contenido de carbono (0.6 – 1.7 %) Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (Mo, V y Cr), (A-441 y

A-572) aleación al 5 %. Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación, resistentes a la

corrosión atmosférica (A-242, A-588). Acero templado y revenido (A-514).

Designación ASTM

Acero Formas Usos Fy min Ksi

Fumin tensión ksi

A-36 NOM B-254

Al carbono Perfiles, barras y placas

Puentes, edificios estructurales en gral. Atornillados, remachados y soldados

36 e < 8" 32 e > 8"

58 – 80

A-529 NOM B-99

Al carbono Perfiles y placas e< ½"

Igual al A-36 42 60-85

A-441 NOM B-284

Al magneso, vanadio de alta resistencia y baja aleación

Perfiles, placas y barras e < 8"

Igual al A-36 Tanques

40-50 60-70

A-572 NOM B

Alta resistencia y baja aleación

Perfiles, placas y barras e< 6"

Construcciones atornilladas, remaches. No en puentes soldados cuando Fy> 55 ksi

42-65 60-80

A-242 NOM B-282

Alta resistencia, baja aleación y resistente a la corrosión atmosférica

Perfiles, placas y barras e< 4"

Construcciones soldadas, atornillada, técnica especial de soldadura

42-50 63-70

A-514 Templados y revenidos

Placas e< 4"

Construcciones soldada especialmente. No se usa si se requiere gran ductilidad

90-100 100-150

A-53 NOM B-177

Tubo de acero con o sin costura negros y galvanizados por inmersión en caliente.

A-500 NOM B-199

Tubo de acero para usos estructurales formados en frío con o sin costura de sección circular y otras formas.

A-501 NOM B-200

Tubo de acero al carbono con o sin costura formado en caliente para uso estructural.

A-606 NOM B-277

Lámina de acero de baja aleación y alta resistencia. Laminada en caliente o en frío, resistente a la corrosión.

A-570 NOM B-347

Lámina de acero al carbono laminada en caliente para uso estructural.

A-27 NOM B-353

Piezas coladas de acero de alta resistencia.

A-668 Forjados de acero al carbono y de aleación para uso industrial general.

A más resistencia de acero menor soldabilidad y más frágil, debido a su alto contenido de carbono.

PROYECTO ESTRUCTURAL Objetivo del proyectista estructural El proyectista debe aprender a distribuir y a proporcionar las partes de las estructuras de manera que tengan suficiente resistencia, su montaje sea practico y sean económicas. Seguridad Las estructuras no solo deben soportar las cargas impuestas (edo. límite de

falla),sino que además las deflexiones y vibraciones resultantes, no sean excesivas alarmando a los ocupantes, o provoquen agrietamientos (edo límite

de servicio)

Costo El proyectista debe siempre procurar abatir los costos de construcción sin reducir la resistencia, algunas ideas que permiten hacerlo son usando secciones estándar haciendo detallado simple de conexiones y previendo un mantenimiento sencillo.

Factibilidad Las estructuras diseñadas deben fabricarse y montarse sin problemas, por lo que el proyectista debe adecuarse al equipo e instalaciones disponibles debiendo aprender como se realiza la fabricación y el montaje de las estructuras para poder detallarlas adecuadamente, debiendo aprender tolerancias de montaje, dimensiones máximas de transporte, especificaciones sobre instalaciones; de tal manera que el proyectista se sienta capaz de fabricar y montar la estructura que esta diseñando.

Especificaciones Y Códigos De Construcción Las especificaciones de diseño de estructuras no se han desarrollado para restringir al ingeniero sino para proteger al usuario de estas. No todo se encuentra en los reglamentos así que sin impactar los códigos o especificaciones empleados, la responsabilidad final de la estructura (seguridad) recae en el ingeniero estructural. Cargas Una de las tareas más importantes del proyectista es determinar de la manera más precisa posible el valor de las cargas que soportará la estructura durante su vida útil, así como su posición y también determinar las combinaciones más desfavorables que de acuerdo a los reglamentos pueda presentarse. TIPOS DE CARGAS

• Cargas muertas • Cargas vivas • Cargas accidentales

CARGAS MUERTAS Son aquellas cuya magnitud y posición, permanecen prácticamente constantes durante la vida útil de la estructura.

• Peso propio. • Instalaciones. • Empujes de rellenos definitivos.

Cargas debidas a deformaciones permanentes.

CARGAS VIVAS Son cargas variables en magnitud y posición debidas al funcionamiento propio de la estructura.

• Personal. • Mobiliario. • Empujes de cargas de almacenes.

Estas cargas se especifican como uniformemente repartidas por unidad de área en el ANSI y otros códigos como el RCDF-87 título 6. Cargas vivas máximas para diseño por carga gravitacional (combinación común). Cargas vivas medias para diseño por estado límite de servicio. Cargas vivas instantáneas para diseño por combinación accidental.

La vida útil de una estructura es de aproximadamente 50 años. Cargas vivas de impacto (de acuerdo al IMCA) Instituto Mexicano de la Construcción en Acero. Incremento de carga

Soportes de elevadores 100 %

Soportes de maquinaria ligera impulsada por motores eléctricos 20 %

Soportes de maquinaria con movimiento alternativo o impulsada con motores de combustión

50 %

Tirantes que soporten pisos y balcones 33 % Cargas vivas para estructuras especiales:

• Para puentes de FFCC las normas de la American Ralway Engineering Association (AREA).

• Para puentes carreteros las normas de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

• Para edificios el Unifor Building Code (UBC): CARGAS ACCIDENTALES: VIENTO: Estas cargas dependen de la ubicación de la estructura, de su altura, del área expuesta y de la posición. Las cargas de viento se manifiestan como presiones y succiones. En las NTC-Viento del RCDF-87 se especifica el cálculo de estas presiones de acuerdo a las características de la estructura. En general ni se especifican normas de diseño para el efecto de huracanes o tornados, debido a que se considera incosteable el diseño contra estos efectos; sin embargo, se sabe que el detallado cuidadoso del refuerzo, y la unión de refuerzos en los sistemas de piso con muros mejora notablemente su comportamiento.

SISMO: Estas cargas inducidas en las estructuras están en relación a su masa y elevación a partir del suelo; así como de las aceleraciones del terreno y de la capacidad de la estructura para disipar energía; estas cargas se pueden determinar como fuerzas estáticas horizontales aplicadas a las masas de la estructura, aunque en ocasiones debido a la altura de los edificios o esbeltez se hace necesario un análisis dinámico para determinar las fuerzas máximas a que estará sometida la estructura.

METODOS DE DISEÑO: En un principio, las estructuras se diseñaron empleando esfuerzos permisibles o de trabajo, que limitaban el esfuerzo normal o tangencial de una pieza o una fracción del esfuerzo de fluencia del material, razón por la cual se le denomina comúnmente "diseño elástico" aunque es más correcto el termino: "diseño por esfuerzos permisibles o de trabajo".

Cabe señalar que si se aprovecha la resistencia del material más allá de su punto de fluencia (como es el caso del acero) y se defina el esfuerzo permisible en función del esfuerzo de falla se estará diseñando plásticamente, por lo cual es impropio el término de diseño elástico.

DISEÑO PLASTICO: Actualmente las estructura se diseñan teniendo en cuenta separadamente las cargas P que se multiplican por un factor de carga Fc > 1 que amplifica las cargas, y por otro lado la resistencia del elemento se obtiene nominalmente considerando su capacidad última de falla (Rn) para conseguir secciones económicas , se reduce con factores de resistencia Fr < 1; de tal manera que la ecuación básica de diseño resulta: FcP < FrRn De donde: F.S. a la falla = Fc > 1/ Fr < 1 >> 1

Sin embargo, este diseño denominado comúnmente "plástico" debería llamarse "diseño por factores de carga y resistencia", pues si en lugar de elegir la resistencia a la ruptura (Fu) tomamos el esfuerzo de fluencia (Fy) obtenemos un diseño elástico

El método LRFD y el de las NTC-Metálicas siguen este método para el diseño por estados límites de falla; es decir, el diseño para elementos mecánicos y/o esfuerzos que aseguran la resistencia mecánica del elemento estructural ante el colapso. Mientras que el diseño por estado límite de servicio incluye la revisión por deflexiones, vibraciones y demás efectos en las estructuras para que no afecten su buen funcionamiento. FACTORES DE CARGA:

Los factores de carga incrementan sus magnitudes para tomar en cuenta las incertidumbres para estimar sus valores:

REGLAMENTO LRFD COMBINACIONES MAS FRECUENTES

Carga muerta = D U = 1.4 D

Carga viva = L U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R)

Carga viva en techo = Lr U = 1.2 D +1.6 (Lr ó S ó R)

Carga viento = W U = 1.2 D +1.3 W + 0.5 L +0.5 (Lr ó S ó R)

Carga por sismo = E U = 1.2 D + 1.5 E + (0.5L ó 0.2S)

Carga de nieve = S U = 0.9 D – (1.3 W ó 1.5 E)

Carga de lluvia = R

Carga última total = U

Carga muerta = CM *1.4 CMmáx ó 1.5 CMmáx

Carga viva = CV *1.4 (CMmáx + CVmáx ) ó1.5(CMmáx + Cvmáx )

Carga por viento = V **1.1 (CMmed. + CVinst. + S en una dirección ó V)

Carga sísmica = S ***0.9 (CMmin + CVmin) + 1.1 (S en una dirección o V

****1.0 (CMmed. + CVmed)

* Combinaciones comunes. ** Combinaciones accidentales. *** Caso de volteo. **** Revisión por estado límite de servicio FACTORES DE RESISTENCIA: Para estimar con precisión la resistencia última de un elemento estructural se deben tomar en cuenta la incertidumbre que se tiene en las hipótesis de diseño, resistencia de materiales, dimensiones de cada sección, mano de obra, aproximación de los análisis, etc. REGLAMENTO LRFD Factores de resistencia:

• Aplastamiento en zonas de pernos, fluencia del alma bajo cargas concentradas, cortante en tornillos o en juntas tipo fricción.

o Vigas sometidas a flexión y cortante, soldaduras tipo filete con esfuerzos

permisibles paralelos a su eje. o Columnas, aplastamiento del alma, aplastamiento en agujeros.

0.80 Cortante en el área efectiva de soldaduras de penetración parcial. o Tornillos a tensión, soldaduras de tapón o muesca, fractura de la sección

neta de miembros a tensión o Aplastamiento en tornillos (diferentes al tipo A-307) o Aplastamiento en tornillos A-307.

Aplastamiento en cimentaciones de concreto. NTC- DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS:

Fr CASO

0.9 Resistencia a tensión para estado límite de flujo plástico en la sección total, resistencia a flexión y cortante en vigas, determinación de cargas críticas, tensión o compresión paralela al eje de soldaduras tipo filete y de penetración parcial.

0.80 Tensión normal al área efectiva en soldaduras de penetración parcial cortante en el área efectiva en soldaduras de penetración completa.

0.75 Resistencia a tensión por estado límite de fractura en la sección neta, resistencia a compresión para estado límite de pandeo local en secciones tipo 4, cortante en el área efectiva en soldaduras de filete, cortante paralela al eje de la soldadura de penetración parcial, resistencia a tensión de tornillos.

0.70 Resistencia a compresión de columnas de sección transversal circular hueca tipo 4.

0.60 Resistencia al cortante en conexiones por aplastamiento.

NTC – METALICAS GENERALIDADES : Tipos de estructura:

• TIPO 1.- Comúnmente designados marcos rígidos o estructuras continuas, los miembros que las componen están unidas por conexiones rígidas (nodos rígidos). Tales conexiones deben ser capaces de transmitir cuando menos 1.25 veces el momento y fuerzas normales y cortantes de diseño de cada uno de los miembros que une la conexión.

• TIPO 2.- Comúnmente designados armaduras, unidas con conexiones que permiten rotaciones relativas, siendo capaces de transmitir el 100% de las fuerzas normales y cortantes, así como momentos no mayores del 20% de los momentos resistentes de diseño de los miembros que une la conexión. Las estructuras tipo 1, se pueden analizar por los métodos elásticos o plásticos para este último deberán cumplirse las siguientes condiciones:

• Fy < 0.8 Fu • La gráfica esfuerzo - deformacion debe presentar la siguiente características:

• las secciones de los miembros que forman la estructura sean todas tipo 1 (secciones compactas).

• Los miembros estén contraventeados lateralmente. • Se usa doble atiesador en almas donde se formen articulaciones plásticas en la

sección donde hay cargas concentradas.

.6.- SECCIONES DE PERFILES LAMINADOS:

NTC ESTRUCTURAS METALICAS PROPIEDADES GEOMETRICAS: Areas de secciones transversales de los miembros:

· Area total (At) es el área completa de la sección transversal · Area neta (An) es el área que se obtiene de la suma de las dos del grueso de cada elemento

de la sección por su ancho neto: a) Barras a tensión: Barras a cortante. b) Para vigas agujeradas en una normal al eje de la pieza:

n = número de orificios. c) varios agujeros que están en diagonal o zigzag respecto al eje del miembro debe determinarse la trayectoria del menor ancho neto:

n = número de orificios en la trayectoria de falla considerada. n = número de espacios entre agujeros de la trayectoria del menor ancho neto. · Para soldaduras de tapón no se debe considerar el metal de aportación como parte de la sección neta NTC – ESTRUCTURAS METALICAS Propiedades geométricas: - Area neta efectiva (Ae). Para miembros sujetos a tensión: - Cuando la carga se transmite directamente a cada una de las partes que componen la sección transversal del miembro por medio de remaches y tornillos o soldaduras colocados en todas ellas. - Cuando la carga se transmite por medio de remaches o tornillos colocados en alguna de las partes que forman la sección pero no a todas Ae = Uan U = coeficiente de reducción de área < 1 - Cuando la carga se transmite por medio de soldaduras colocadas en algunas partes que forman la sección pero no en todas Ae = Uat Ae = área neta efectiva. At = área total. VALORES DE U:

• a) En secciones laminadas IE, IR, IS y TR donde: bf > 2/3 h conectadas por los patines. Nota: cuando la conexión es atornillada o remachada debe haber al menos tres conectores en cada línea a la dirección de los esfuerzos U = 0.9

• b) Secciones IE, IR, IS, TR, que no cumpla con el requisito anterior y secciones restantes (incluidas las formadas con placas). Nota: Cuando la conexión es remachada o atornillada debe haber dos o tres conectores en cada línea en dirección de los esfuerzos U = 0.85

� c) Todos los miembros con conexiones remachadas o atornilladas que tengan solo dos conectores en cada línea de la dirección de los esfuerzos U = 0.75

o d) Elementos planos conectados a lo largo de sus bordes longitudinales con soldadura tipo filete o de penetración y cuando la separación transversal entre conectores excede los 20 cm U = 0.70 Para miembros principales se recomiendan siempre al menos 2 líneas de conectores en la dirección del esfuerzo. Placas unión En el diseño de placas que forman conexiones remachadas o atornilladas sujetas a tensión, como placas laterales con a tope, o placas unión en armaduras se obtendrá el área neta como se indico anteriormente pero se limitara a no más del 85 % del área total aunque An > 0.85 At. No se aplican cargas que produzcan falla por fatiga ni halla fallas de tipo frágil . ESTABILIDAD Y RELACIONES DE ESBELTEZ La relación de esbeltez (kL/r) de los miembros comprimidos axialmente o flexocomprimidos se determina con la longitud efectiva (kL) y el menor radio de giro de la sección transversal. L = longitud libre de la columna entre secciones soportadas lateralmente. K = factor de longitud efectiva que se determina de acuerdo a las condiciones de apoyo de la columna. Debe cuidarse de emplear en todos los casos el valor de kL/r máximo ya que estos valores cambian de una dirección a otra. Las longitudes efectivas son:

FACTORES DE LONGITUD EFECTIVA Para determinar el factor de longitud efectiva de una sección deben considerarse los elementos que se conectan al primero en ambos extremos, considerando tres casos: a) Miembros con extremos fijos linealmente: Se considera K = 1.0 , pues el pandeo se debe a las deformaciones ocasionadas entre sus extremos. b) Miembros a las que puedan despreciarse los efectos de esbeltez . Estos efectos pueden despreciarse en columnas de entrepiso de marcos rígidos que forman parte de estructuras regulares cuando se cumple en el entrepiso "i" lo siguiente:

donde: D ei = desplazamiento horizontal del entrepiso i Hi = altura del entrepiso i Vi = cortante del entrepiso Wi* = peso de la construcción arriba del nivel i Cuando los desplazamientos son ocasionados por sismo se multiplica por el factor de comportamiento sísmico (Q) empleado al reducir las fuerzas sísmicas. Así como las columnas de edificios regulares rigidizadas por marcos desplazados lateralmente, muros o combinación de ambos. Columnas de marcos rígidos de uno o dos niveles aunque no tengan contraventeos o muros. *Pueden emplearse valores menores si se justifica con un análisis adecuado C) Miembros en los que no puede despreciarse los efectos de esbeltez debidos a desplazamientos lineales en sus extremos: Los efectos de esbeltez no pueden despreciarse en columnas de marcos rígidos que pertenecen a estructuras regulares, como los desplazamientos laterales del entrepiso correspondiente, exceden del límite establecido en b). Tal es el caso de columnas en edificios cuya estabilidad lateral depende exclusivamente de la rigidez a la flexión de columnas y vigas unidas entre sí por medio de conexiones rígidas. El factor k > 1.0 debe determinarse analíticamente, ya sea: 1* A través del cálculo de los índices de rotación (Y i) de los extremos del miembro en cuestión, y obteniendo del nomograma de factores de longitud efectiva su valor (NTC-concreto).

donde: n = numero de columnas que llegan al nodo del miembro en cuestión (incluyendo el miembro analizado). i = Extremo considerado (solo se consideran los elementos contenidos en un plano de análisis). m = numero de trabes que llegan al nodo del miembro en cuestión. 2* A través de un análisis de interacción: flexión-carga axial de toda la estructura considerando el sistema de cargas aplicado.

Relaciones de esbeltez máximo: Para miembros en compresión kL/r <= 200 Para miembros en tensión pueden tener cualquier valor, pero se recomienda :

Miembros principales kL/r <= 240 Miembros secundarios kL/r <= 300

Para el caso de varillas (a tensión) puede tener cualquier valor pero se deben pretensionar para evitar vibraciones: MARCOS CONTRAVENTEADOS El sistema de contraventeo de una estructura de varios niveles deberá ser adecuado para:

• Evitar el pandeo de las estructuras bajo cargas verticales. • Conservar la estabilidad lateral de la estructura incluyendo los efectos P-D bajo

cargas verticales y horizontales de diseño. Si el edificio tiene muros de cortante ligados a los marcos por medio de losas de concreto u otros sistemas de piso de rigidez suficiente, los muros se considerarán como parte del sistema vertical del contraventeo. Al analizar el pandeo y la estabilidad lateral de la estructura puede considerarse a las columnas, vigas y diagonales de los marcos contraventeados como una armadura vertical en voladizo (en uniones articuladas) y deben considerarse sus deformaciones axiales.

Las fuerzas axiales de todos los miembros de los marcos contraventeados producidos por las fuerzas verticales y horizontales de diseño (Pi) deben cumplir: P < 0.85 Py Donde: Py = At Fy Las vigas incluidas en el sistema vertical de contraventeos se deben diseñar a flexocompresión considerando las fuerzas axiales debido a cargas laterales.

MARCOS SIN CONTRAVENTEO: Las resistencias de marcos que pertenecen a edificios sin contraventeos ni muros de cortante deben determinarse con un ángulo que incluye el efecto de los desplazamientos laterales y de las deformaciones axiales de columnas. Dichos marcos deben ser estables bajo la combinación de cargas laterales y verticales. Las fuerzas axiales en columnas deberán limitarse a 0.75 Py, Donde: Py = At Fy CLASIFICACION DE LAS SECCIONES: Las secciones estructurales metálicas se clasifican en cuatro tipos de acuerdo a las relaciones ancho/espesor máximo de los elementos que las componen:

• SECCION TIPO 1(Secciones para diseño plástico): Son aquellas que pueden alcanzar el momento plástico y conservarlo durante la rotación necesaria para que ocurra la redistribución de esfuerzos (momentos) en la estructura. Mp = Fy Z Z = C S Z = módulo plástico C > 1

• SECCION TIPO 2 (Para diseño plástico sin rotación, secciones compactas): Son

aquellas que pueden alcanzar el momento plástico, pero no tienen capacidad bajo momento constante Mp.

My = Fy S S = I/C

• SECCIONES TIPO 3 (para diseño a la fluencia o elástica, secciones semicompactas): Son aquellas que pueden alcanzar el momento elástico My (iniciación del flujo plástico).

• SECCIONES TIPO 4 (Secciones esbeltas): Son aquellas que tienen como límite de

resistencia el pandeo local de alguno de sus elementos (por esfuerzos de compresión).

RELACIONES ANCHO-GRUESO PARA SECCIONES DE PERFILES METALICOS TABLA 2.3.1 NTC (PAG. 22). VALORES MAXIMOS ADMISIBLES DE RELACION ANCHO –ESPESOR

ANCHO: Elementos planos no atiesados Son aquellos que están soportados a lo largo de uno solo de sus bordes paralelos a la dirección de la fuerza de compresión. Su ancho se toma como sigue:

• En placas, la distancia del borde libre a la primera fila de soldadura, remaches o tornillos.

• En alas de ángulos, patines de canales y almas de tes, la dimensión nominal total.

• En patines de secciones I, H, T, la mitad de la dimensión nominal total. • En perfiles hechos con lámina doblada, la distancia del borde libre a la iniciación de

la curva que une el elemento considerado con el resto del perfil. ELEMENTOS PLANOS ATIESADOS (S1, S2, S3) Son aquellos que están soportados a lo largo de sus dos bordes paralelos al esfuerzo de compresión. Su ancho se toma como sigue:

a. En patines de secciones de cajón hechos en cuatro placas, la distancia entre líneas adyacentes de soldaduras, remaches o tornillos.

• En patines de secciones laminadas en cajón la distancia libre entre almas, menos los radios de las dos curvas de unión.

• En almas de secciones formadas por placas H, I o en cajón la distancia entre líneas

adyacente de remaches o tornillos, en secciones soldadas la distancia libre entre patines. • En almas de secciones laminadas en caliente o dobladas en frío, la distancia entre la

iniciaciones de las curvas de unión con las curvas de soporte.

GRUESO: En elementos de grueso uniforme, este se toma igual al valor nominal. En patines de espesor variable se toma el grueso nominal medio a la mitad de la distancia entre el borde y la cara del alma.

SECCIONES CIRCULARES HUECAS (OC).

En estos la relación b/t se determina por el cociente diámetro exterior/grueso de la pared. SECCIONES ESBELTAS (TIPO 4) Elementos planos no atiesados Para determinar la resistencia de diseño de estas secciones debe incluirse un factor de reducción Qs calculado xomo sigue:

• Para ángulos (LI, LD) aislados:

Si

Si

• Para ángulos o placas que sobresalen de columnas u otros miembros flexocomprimidos y para patines comprimidos de vigas y trabes armadas:

Si

Si

Elementos planos atiesados (S4) Para elementos en secciones tipo 4, deberá utilizarse un ancho efectivo reducido (be), en la determinación de las propiedades geométricas necesarias para calcular la resistencia del miembro.

• Para patines de secciones cuadradas o rectangulares huecas con paredes de grueso uniforme (PTR).

f = esfuerzo de compresión existente en el elemento atiesado, producido por las solicitaciones de diseño.

• Para calcular cualquier otro elemento plano atiesado comprimido uniformemente:

donde: b = ancho del elemento comprimido (cm) be = ancho efectivo reducido (cm) t = grueso del elemento comprimido (cm) f = esfuerzo de compresión existente en el elemento atiesado, producido por las acciones de diseño (kg/cm2) El factor de área Qa = área efectiva/área total = Ae/At Ae = At - å (b – be) t Donde n = elementos planos que componen la sección. Secciones Formadas Por Elementos Planos Atiesados Y No Atiesados: Para determinar la resistencia de este tipo de secciones se considera el factor Q = QsQa, donde el esfuerzo "f", empleado para calcular "be" debe cumplir f £ Qsfy. Obteniendo Qs correspondiendo al elemento no atiesado que tiene la mayor relación b/t. DISEÑO DE MIEMBROS SUJETOS A TENSION. NTC-METALICAS: Para el diseño de miembros a tensión de acuerdo a las NTC se consideran dos estados que son:

• Estado límite de flujo plástico en la sección total (para limitar la elongación del miembro): Rt = Fr Fy At Fr = 0.9

• Estado límite de fractura en la sección total: Rt = Fr Fu Ae Fr = 0.75 Donde: Fr = factor de resistencia Rt = resistencia a tensión del miembro (kgf) At = área total de la sección (cm2) Ae = área neta efectiva de la sección (cm2) Fy = esfuerzo de fluencia del acero empleado(kgf/cm2) Fu = esfuerzo último (de ruptura) del acero (kgf/cm2) a tensión. En miembros sin agujeros conectados mediante soldaduras colocadas en todos los elementos que componen su sección transversal, se tomará Ae = At. Si existen agujeros entre las conexiones soldadas de los extremos del elemento, o bien si contienen soldaduras de tapón o ranura se empleará el área neta efectiva a través de los agujeros. Elementos planos atiesados (S4)

Para elementos en secciones tipo 4, deberá utilizarse un ancho efectivo reducido (be), en la determinación de las propiedades geométricas necesarias para calcular la resistencia del miembro.

• Para patines de secciones cuadradas o rectangulares huecas con paredes de grueso uniforme (PTR).

f = esfuerzo de compresión existente en el elemento atiesado, producido por las solicitaciones de diseño.

• Para calcular cualquier otro elemento plano atiesado comprimido uniformemente:

donde: b = ancho del elemento comprimido (cm) be = ancho efectivo reducido (cm) t = grueso del elemento comprimido (cm) f = esfuerzo de compresión existente en el elemento atiesado, producido por las acciones de diseño (kg/cm2) El factor de área Qa = área efectiva/área total = Ae/At Ae = At - å (b – be) t Donde n = elementos planos que componen la sección. Secciones Formadas Por Elementos Planos Atiesados Y No Atiesados: Para determinar la resistencia de este tipo de secciones se considera el factor Q = QsQa, donde el esfuerzo "f", empleado para calcular "be" debe cumplir f £ Qsfy. Obteniendo Qs correspondiendo al elemento no atiesado que tiene la mayor relación b/t. DISEÑO DE MIEMBROS SUJETOS A TENSION. NTC-METALICAS: Para el diseño de miembros a tensión de acuerdo a las NTC se consideran dos estados que son:

• Estado límite de flujo plástico en la sección total (para limitar la elongación del miembro):

Rt = Fr Fy At Fr = 0.9

• Estado límite de fractura en la sección total: Rt = Fr Fu Ae Fr = 0.75 Donde: Fr = factor de resistencia Rt = resistencia a tensión del miembro (kgf) At = área total de la sección (cm2) Ae = área neta efectiva de la sección (cm2) Fy = esfuerzo de fluencia del acero empleado(kgf/cm2) Fu = esfuerzo último (de ruptura) del acero (kgf/cm2) a tensión. En miembros sin agujeros conectados mediante soldaduras colocadas en todos los elementos que componen su sección transversal, se tomará Ae = At. Si existen agujeros entre las conexiones soldadas de los extremos del elemento, o bien si contienen soldaduras de tapón o ranura se empleará el área neta efectiva a través de los agujeros. CABLES Son los miembros más simples para diseño a tensión, se definen como miembros flexibles a tensión, formados por uno a más grupos de alambres, torones o cuerdas. TORON: Es un arreglo helicoidal de alambres en torno de un alambre para obtener una sección simétrica. CABLE: Es un conjunto de torones arreglado helicoidalmente en torno a un núcleo formado por un torón, cable de alambre o de fibras (los cuales se usan principalmente para fines de izaje). La resistencia mínima de fluencia se mide al 0.7% de elongamiento bajo carga y sus módulos de elasticidad van de 1.97 x 106 a 2.11 x 106 kg/cm2, ya que el acero es estirado en frío. El cable se especifica de acuerdo a su diámetro nominal mientras que el alambre se especifica de acuerdo a su calibre en vez del diámetro. La elongación del cable consiste básicamente en dos puntos:

• Un estiramiento debido al reacomodo radial y axial de los alambres y torones que lo componen.

• El estiramiento elástico de los alambres que forman la sección. Por lo tanto el estiramiento depende del valor de la carga, el número de torones por cable, el número de alambres por torón, el paso de los arreglos helicoidales y el tipo de acero empleado. La elección del cable se realiza a partir de las tablas del fabricante, especificando la carga última (de ruptura) contra su diámetro nominal, debiendo limitar su elongación de acuerdo al módulo de elasticidad tabulado y el área neta de la sección del cable. EJEMPLO DE TABLA:

� nominal Resistencia a la ruptura

Area neta Peso unitario Módulo de elasticidad

½" 13.6 ton 0.97 cm2 0.77 kg/cm2 1.69 x 106

kg/cm2

¾" 30.8 ton 2.18 cm2 1.76 kg/cm2 1.69 x 106

kg/cm2

1" 55.3 ton 3.87 cm2 3.13 kg/cm2 1.69 x 106

kg/cm2

EJEMPLO: Obtener el diámetro nominal del cable necesario para izar una carga de 20 Ton. Si el acero del cable empleado es de 1.96 x 106 kg/cm2, y su longitud es de 10 m. Si la elongación máxima debe ser del 0.5 %. L = 10 metros

�nominal Rmm (Ton) Ruptura

A (cm2) Peso (kg/m)

½" 13.2 0.97 0.77

5/8" 21.1 1.51 1.22

¾" 29.9 2.18 1.76

7/8" 40.5 2.96 2.40

1" 53.7 3.87 3.13

Factor de carga = 1.5 AeFu = Rn

Ae = área neta efectiva

Para �7/8"

� se acepta por ser menor MIEMBROS A FLEXOCOMPRESION Se consideran miembros de eje recto y sección transversal constante con dos ejes de simetría. Para fines de diseño con las NTC- metálicas se consideran los miembros flexocomprimidos pertenecientes a uno de los dos tipos de estructuras:

• ESTRUCTURAS REGULARES: Formadas por marcos planos con o sin contraventeo vertical, con o sin muros estructurales: paralelos o casi paralelos ligados entre sí en todos sus entrepisos a través de sistemas de piso con resistencia y rigidez suficiente para hacer que todos los marcos y muros trabajen en conjunto para soportar las fuerzas laterales debido al sismo o viento, o para proporcionar

a la estructura, la rigidez suficiente para evitar el pandeo en conjunto bajo cargas verticales. Además todos los marcos deben ser simétricos y todas las columnas de un entrepiso deberán tener la misma altura aunque haya entrepiso con diferente altura

• ESTRUCTURAS IRREGULARES: Cuando ocurre alguno de los siguientes casos:

• No esta formada por marcos planos. • No están los muros paralelos entre sí. • No forman dos sistemas de marcos perpendiculares entre sí. • Los sistemas de piso no tienen la rigidez o resistencia suficiente para distribuir

fuerzas laterales de manera uniforme. • Cuando zonas importantes de los entrepisos están huecas. • Cuando la geometría de los marcos difiere sustancialmente de unos a otros. • Cuando algún entrepiso tiene columnas de distinta altura.

Una estructura puede ser regular en una dirección e irregular en otra. Ejemplos de Estructuras: REGULARES: Edificios de departamentos, oficinas. IRREGULARES: Teatros, cines, plantas industriales, auditorios. METODOS DE ANALISIS Y DISEÑO Los elementos mecánicos de diseño se pueden obtener con análisis de primer orden , basados en la geometría inicial de la estructura; o un análisis de segundo orden considerando al menos los incrementos de las fuerzas internas debidas a cargas verticales al actuar sobre la estructura deformada.

Xo = Desplazamiento inicial El análisis es interactivo Cuando sean significativas las cargas axiales se considerará la interacción flexión – carga axial en las rigideces y cargas de sujeción.

� PA �PA� PA

KG = Rigidez geométrica En las NTC- se da un procedimiento aproximado para efectuar el análisis de segundo orden de estructuras regulares. La dificultad de diseño esta en proporción inversa a la exactitud del análisis efectuado, ya que se consideran factores de amplificación que deberán calcularse aún si no se ha hecho el análisis respectivo.

• DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS QUE FORMAN PARTE DE ESTRUCTURAS IRREGULARES En todos los casos deberán revisarse las secciones extremas y la columna completa , incluyendo efectos de segundo orden.

• Revisión de secciones extremas: • Secciones 1 y 2 deberá satisfacer:

• Secciones tipo 3 y 4 deberá cumplirse:

• REVISION DE LA COLUMNA COMPLETA • Secciones 1 y 2 deberá cumplirse:

• Secciones 3 y 4 deberá cumplirse:

Rc = resistencia a compresion de la columna

• DISEÑO DE MIEMBROS A FLEXOTENSION: Para miembros de eje recto y sección transversal constante con dos ejes de simetría sujeta simultáneamente a tensión y flexión (flexotensión), deberá satisfacer la condición siguiente:

Rt = resistencia a tensión CONEXIONES SOLDADAS La practica de la soldadura data de hace miles de años , se sabe que en la antigua Grecia se lograba la unión de piezas metálicas a través del calor y golpes (forja) para obtener piezas compuestas con cierta resistencia mecánica. Se define a la soldadura como un proceso del cual se realiza la unión de partes metálicas mediante calentamiento para alcanzar un estado plástico con o sin el aporte de un material adicional de refuerzo. VENTAJAS DE LA SOLDADURA

• El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de material (hasta de un 15%).

• La soldadura requiere menos trabajo y por lo tanto menos personal que la colocación de remaches o tornillos (un soldador puede reemplazar una cuadrilla de remachadores).

• La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos.

• Las conexiones soldadas son más rígidas que las demás, lo cual permite una verdadera continuidad en la transmisión de elementos mecánicos entre miembros.

• Debido a la mayor resistencia del metal de aportación las conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga.

• Las estructuras soldadas pueden repararse muy fácilmente a diferencia del resto. • Las conexiones soldadas han permitido la construcción de estructuras soldadas y

"limpias". • Las conexiones soldadas permiten ajustes de proyecto más fácilmente que en otro

tipo de conexiones. • El trabajo de soldadura es silencioso comparado con el remachado. • Hay un ahorro considerable en el cálculo, detallado y montaje de las estructuras.

DESVENTAJAS • Las conexiones rígidas puede n no ser óptimas en el diseño . • La revisión de las conexiones soldadas no es muy sencillo con respecto al resto. • La creencia de la baja resistencia a la fatiga en conexiones soldadas (no se permite

aún en algunos puentes ferroviarios U.S.A). El arco eléctrico se forma al polarizar el metal base negativamente y el electrodo positivamente, al acercar el electrodo se forma el arco eléctrico localizado en las zonas más próximas donde el metal base alcanza temperaturas de 3000 a 6000ºCque derriten también el acero del electrodo debido al campo electromagnético formado, el metal de aporte es forzado a depositarse en el metal base, por lo que es posible realizar soldaduras contra la gravedad a su vez el recubrimiento del electrodo formado por minerales inertes (rutilo) se funde y alcanza la superficie del material líquido que al enfriarse forma una costra protectora de la soldadura mientras se enfría, el gas que se desprende del arco es parte

debido al recubrimiento que forma una barrera protectora al depósito del metal para evitar que se mezcle con aire (hidrógeno) y quede porosa la soldadura. Una vez enfriado el cordón, es necesario retirar la "cáscara", para revisar o bien para aplicar un siguiente cordón.

CLASIFICACION DE LA SOLDADURA POR SU TIPO:

• FILETE: el cordón está formado en su sección transversal por un ángulo diedro Este tipo de soldadura sirve para unir dos piezas no alineadas entre sí; y por ser este caso muy común en la conexión de miembros estructurales, se emplea en el 80 % de los casos.

• SOLDADURAS DE PENETRACION (RANURA): Se obtienen depositando metal

de aportación entre los bordes de dos placas que pueden estar alineadas en el mismo plano.

• PENETRACION PARCIAL: cuando la soldadura no penetra totalmente las placas, o cuando una placa es más delgada que la otra.

• PENETRACION COMPLETA: cuando la soldadura atraviesa todo el espesor de las placas (iguales). Esta soldadura se prefiere cuando las placas o elementos planos deben quedar en el mismo plano. Son aproximadamente el 15 % de las estructuras metálicas.

• SOLDADURAS DE TAPON Y RANURA: se hacen en placas traslapadas, rellenando por completo con metal de aportación un agujero circular (tapón) o alargado (ranura) hecho en una de ellas y teniendo como fondo la otra placa.

Se emplean cuando la longitud de filete no es suficiente para proporcionar toda la resistencia de la conexión. Forman aproximadamente el 5 % de las estructuras metálicas.

• CLASIFICACION POR SU POSICION:

• CLASIFICACION POR ENSAMBLE

SIMBOLOGIA PARA UNIONES SOLDADAS AWS

DIMENSIONES EFECTIVAS DE SOLDADURAS

• El área efectiva de las soldaduras de penetración o de filete es el producto de su longitud efectiva por la garganta efectiva.

• El área efectiva de soldaduras de tapón o de ranura es el área de la sección transversal nominal del tapón o ranura, medida en el plano de falla.

• La longitud efectiva de una soldadura a tope entre 2 piezas es el ancho de la pieza más angosta, aún en el caso de soldaduras inclinadas respecto al eje de la pieza.

• La longitud efectiva de una soldadura de filete es la longitud total del filete incluyendo retornos. Si el filete esta en un agujero circular o ranura la longitud será la del eje del cordón trazado por el centro del plano de la garganta, pero el área efectiva no será mayor que el área nominal del agujero o ranura medida en el plano de falla.

RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS SOLDADURAS La resistencia de diseño de las soldaduras es igual al menor de los siguientes resultados:

donde: FMB = resistencia nominal del metal base FS = resistencia nominal del metal de aporte (electrodo) Tabla 5.2.3 Las soldaduras utilizadas en estructuras deberán resistir gran número de repeticiones de carga durante su vida útil, y se diseñaran tomando en cuenta la posibilidad de falla por fatiga. Resistencia De Diseño Tipo de soldadura Material FR FMB o FS Nivel de

resistencia requerido

Soldadura tipo filete

Metal base* ----- ------ Puede usarse soldadura de resistencia igual o menor que la compatible con el metal base

Electrodo 0.75 0.6 FEXX El diseño del metal base queda regido de acuerdo al caso particular, que está sufriendo de acuerdo a las NTC

Metal base 0.90 Fy

Soldadura de penetración completa

Metal base 0.90 Fy Debe usarse soldadura compatible con el metal base (E60, E70)

Metal base 0.90 Fy Puede usarse soldadura de resistencia igual o menor que la soldadura compatible con el metal base

Metal base 0.90 Fy

Metal base Electrodo

0.90 0.80

0.60 Fu 0.60FEXX

Soldadura de penetración parcial

Metal base Electrodo

0.90 0.80

Fy 0.60 FEXX

Puede usarse soldadura de resistencia igual o menor a la del electrodo compatible al metal base

Metal base 0.90 Fy

Metal base 0.90 Fy * De acuerdo a la conexión que soporte el material se diseñara de acuerdo a las NTC

Metal base* Electrodo

0.75 0.60 FEXX

Soldadura de tapón o ranura

Metal base* Electrodo

0.75 0.60 FEXX Puede usarse soldadura con resistencia igual o menor que el del electrodo compatible con el metal base

Consultar en las NTC-Metálicas las tablas 5.2.7 y tabla 5.2.3

Calcular la resistencia de la siguiente soldadura

Garganta efectiva = 0.34 cm Longitud efectiva = 50 cm Area efectiva = 17 cm2

kg/cm2

kg kg

TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA Los tornillos deben satisfacer alguna de las siguientes normas ASTM-325 o ASTM-490. Todos los tornillos A-325 o A-490 deben apretarse hasta que haya en ellos una tensión mayor o igual a la siguiente tabla. Toneladas (métricas)

� tornillo A-325 A-440

½ 5.4 6.8

5/8 8.6 10.9

¾ 12.7 15.9

7/8 17.7 22.2

1 23.1 29.0

1 1/8 25.4 36.3

1 ¼ 32.2 46.3

1 3/8 38.6 54.9

El fuste es el que da la medida.

Tanto la tuerca como el tornillo deben ser de alta resistencia, para que sirva la conexión. El apriete puede realizarse utilizando medidores de tensión o usando llaves calibradas. * Area efectiva al aplastamiento de tornillos es igual a: (Aeap)

donde: d = diámetro del fuste. Lap = longitud de aplastamiento (grueso de la placa donde se aloja). * Resistencia de diseño de tornillos (RT).

donde: FR = factor de resistencia. Af = área transversal nominal del fuerte.

Los factores de resistencia y las resistencias nominales se dan en la siguiente tabla. Los tornillos que trabajan en tensión directa, se dimensionaran de manera que su resistencia requerida promedio, calculada con el diámetro nominal y sin considerar tensiones producidas en el apriete, no excedan la resistencia de diseño. La fuerza aplicada en el tornillo será igual a la suma de las provocadas por las fuerzas externas factorizadas más las tensiones producidas por la sección de palanca debido a la deformación de las partes conectadas.

Elementos de unión

Resistencia a la tensión Resistencia a cortante

FR Rn (kg/cm2) FR Rn (kg/cm2)

T. A-307 0.75 3160(1) 0.6 1900(2,3)

T. A-325 rosca dentro del plano de corte

0.75 6330 0.65 3800(3)

T. A-325 rosca fuera del plano de corte

0.75 6330 0.65 8060(3)

T. A-490 rosca dentro del plano de corte

0.75 7900 0.65 4750(3)

T. A-490 rosca fuera del plano de corte

0.75 7900 0.65 6330(3)

• Carga elástica únicamente. • Se permite que la rosca esté en el plano de corte. • Cuando para unir miembros en tensión se emplean conexiones por aplastamiento

con tornillos colocados en una longitud medida paralelamente en dirección de la fuerza > de 125 cm los valores se reducen en un 20 %.

Determine la resistencia de la conexión siguiente:

A tensión FR = 0.75 Rn = 7900 kg/cm2 RT = 16,886.25 kg/cm2 Af = 2.85 cm2

Pu = 1.4 * 1000 Pu = 14000 kg RT > Pu � se acepta Apriete de 15.9 ton. Determine la resistencia de la conexión siguiente:

Af = 5.07 cm2 FR = 0.65 Rn = 3800 kg/cm2

� consideraremos un tornillo que quede la cuerda fuera del plano de corte

Mejor despejamos el área necesaria

cm2 esta área casi equivale a un tornillo de 1 1/8" Af = 6.42 cm2 Rn = 5060 kg/cm2 FR = 0.65

se acepta este tornillo

SECCIÓN 1.a GENERALIDADES

Artículo 1. Objeto.

La presente instrucción tiene por finalidad establecer las prescripciones técnicas a las que han de ajustarse el almacenamiento y actividades conexas de los productos químicos corrosivos en estado líquido a la presión y temperatura de almacenamiento, en las actividades sujetas a este reglamento. Artículo 2. Campo de aplicación.

Esta instrucción técnica complementaria (ITC) se aplicará a las instalaciones de almacenamiento, manipulación, carga y descarga de los líquidos corrosivos comprendidos en la clasificación establecida en el artículo 4 «Clasificación de productos» excepto:

1. Los almacenamientos que no superen la cantidad total almacenada de 200 l de clase a), 400 l de clase b) y 1.000 l de clase c).

2. Los almacenamientos integrados en unidades de proceso, en las cantidades necesarias para garantizar la continuidad del proceso.

Se aplicará también esta ITC a las estaciones de carga y descarga de contenedores, vehículos o vagones cisterna de líquidos corrosivos, aunque la carga o descarga sea hacia o desde instalaciones de proceso.

3. Los almacenamientos no permanentes en expectativa de tránsito cuando su período de almacenamiento previsto sea inferior a setenta y dos horas.

4. Los almacenamientos de productos para los que existan reglamentaciones de seguridad industrial específicas.

5. Almacenamiento de residuos tóxicos y peligrosos.

Asimismo se incluyen en el ámbito de esta instrucción los servicios, o la parte de los mismos relativos a los almacenamientos de líquidos, así, por ejemplo, los accesos, el drenaje del área de almacenamiento, el correspondiente sistema de protección contra incendios y las estaciones de depuración de las aguas contaminadas cuando estén dedicadas exclusivamente al servicio de almacenamiento.

Artículo 3. Definiciones usadas en esta Instrucción.

A los efectos de esta ITC se aplicarán las siguientes definiciones:

1. Almacenamiento: es el conjunto de recipientes de todo tipo que contengan o puedan contener productos corrosivos, incluyendo los tanques y depósitos propiamente dichos, sus cubetos de retención, las calles intermedias de circulación y separación, las tuberías de conexión y las zonas e instalaciones de carga, descarga y trasiego anejas.

2. Almacenamiento en tránsito: almacenamiento no permanente de productos corrosivos en espera de ser reexpedido y cuyo período de almacenamiento previsto no supere las setenta y dos horas continuas. No obstante si en el almacén existiera producto corrosivo durante más de 8 días al mes o 36 días al año, no será considerado almacenamiento en tránsito.

3. Área de las instalaciones: superficie delimitada por el perímetro de la instalación considerada.

4. Cargadero: lugar donde se realizan las operaciones de carga y descarga. 5. Cubeto: cavidad destinada a retener los productos contenidos en los

elementos de almacenamiento en caso de vertido o fuga de los mismos. 6. Inspección periódica: toda inspección o prueba posterior a la puesta en

servicio de los aparatos o equipos realizada por el Organismo de Control. 7. Inspector propio: el personal técnico competente designado por el usuario,

con experiencia en la inspección de instalaciones de almacenamiento, carga y descarga y trasiego de líquidos corrosivos.

8. Líquido corrosivo: las sustancias y preparados que deban clasificarse y marcarse como tales según la legislación vigente para el Transporte de Mercancías Peligrosas y para el envasado y etiquetado de sustancias peligrosas.

9. Prueba hidráulica: es la comprobación que se realiza con el recipiente lleno de agua, sometiéndolo a la presión prescrita por el código de diseño, o las normas empleadas en la construcción.

En casos debidamente justificados en el proyecto, el usuario podrá sustituir el fluido de prueba por otro distinto del agua.

10. Reacciones peligrosas: entre otras, se considerarán reacciones peligrosas las que dan lugar a:

a. Una combustión y/o una considerable producción de calor, b. La emanación de gases inflamables y/o tóxicos, c. La formación de materias líquidas corrosivas y d. La formación de materias inestables.

11. Recipiente: toda cavidad con capacidad de almacenamiento. A efectos de esta ITC, las tuberías no se consideran como recipientes.

12. Recipiente a presión: recipiente diseñado para soportar una presión interna manométrica superior a 0,5 bar.

13. Recipiente fijo: recipiente no susceptible de traslado, o el trasladable con más de 3.000 litros de capacidad.

14. Recipiente móvil: recipiente con capacidad hasta 3.000 litros, susceptible de ser trasladado de lugar.

15. Revisión periódica: toda revisión o prueba posterior a la puesta en servicio de los aparatos o equipos, realizada por el inspector propio u organismo de control.

16. Sistema de tuberías: se entiende por sistema de tuberías el conjunto de tuberías, bridas, válvulas, juntas, tornillos y demás accesorios de tuberías sometidos a la presión y a la acción del líquido.

17. Sistemas de venteo y alivio de presión: son los sistemas diseñados para prevenir los efectos de las alteraciones de la presión interna de un recipiente de almacenamiento.

18. Sobreespesor de corrosión: espesor de pared del elemento de contención (tanques, recipientes y tuberías), suplementario al mínimo requerido para la resistencia mecánica (estructural y de presión), que pueda consumirse durante la vida útil del equipo.

19. Tanque atmosférico: recipiente diseñado para soportar una presión interna monométrica de hasta 0,15 bar.

20. Tanque a baja presión: recipiente diseñado para soportar una presión interna manométrica superior a 0,1 5 bar e inferior a 0,5 bar.

21. Unidad de proceso: es el conjunto de elementos e instalaciones de producción, incluyendo los equipos de proceso y los recipientes necesarios para la continuidad del proceso, situados dentro de los límites de batería de las unidades de proceso.

22. Vías de comunicación públicas: son las carreteras, caminos y líneas de ferrocarril de uso público.

23. Vida útil: es el tiempo de utilización de recipientes y tuberías hasta que se consume el sobreespesor de corrosión.

Artículo 4. Clasificación de productos.

1. Corrosivos clase a): sustancias muy corrosivas. Pertenecen a este grupo las sustancias que provocan una necrosis perceptible del tejido cutáneo en el lugar de aplicación, al aplicarse sobre la piel intacta de un animal por un período de tiempo de tres minutos como máximo.

2. Corrosivos clase b): sustancias corrosivas. Pertenecen a este grupo las sustancias que provocan una necrosis perceptible del tejido cutáneo en el lugar de aplicación, al aplicarse sobre la piel intacta de un animal por un período de tiempo comprendido entre tres minutos como mínimo y sesenta minutos como máximo.

3. Corrosivos clase c): sustancias con un grado menor de corrosividad. Pertenecen a este grupo las sustancias que provocan una necrosis perceptible del tejido cutáneo en el lugar de aplicación, al aplicarse sobre la piel intacta de un animal por un período de tiempo a partir de una hora y hasta cuatro horas como máximo. También pertenecen a la clase c) los productos que no son peligrosos para los tejidos epiteliales, pero que son corrosivos para el acero al carbono o el aluminio produciendo una corrosión a una velocidad superior a 6,25 mm/año a una temperatura de 55 °C cuando se aplica a una superficie de dichos materiales. Para las pruebas con acero, el metal utilizado deberá ser del tipo P. (ISO 2604(IV)-1975) o de un tipo similar, y para las pruebas con aluminio, de los tipos no revestidos 7075-T6 o AZ5GU-T6.

Nota: Esta clasificación coincide esencialmente con la correspondiente a la clase 8 del Acuerdo europeo sobre el transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera (ADR). Artículo 5. Inscripción.

El proyecto de la instalación de almacenamiento de líquidos corrosivos en edificios o establecimientos no industriales se desarrollará, bien como parte del proyecto general del edificio o establecimiento, o bien en un proyecto específico. En este último caso será redactado y firmado por técnico titulado competente que, cuando fuera distinto del autor del proyecto general, deberá actuar coordinadamente con éste y ateniéndose a los aspectos básicos de la instalación reflejados en el proyecto general del edificio o establecimiento. El proyecto a que hace referencia el Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos estará compuesto de los documentos enumerados a continuación:

1. Memoria en la que consten, al menos, los apartados siguientes: a. Almacenamiento y recipientes. Descripción de sus capacidades,

dimensiones, productos almacenados con sus fichas de datos de seguridad, establecidas en el Reglamento sobre notificación de sustancias nuevas y clasificación, envasado y etiquetado de sustancias peligrosas, especificación de materiales, código de diseño, temperaturas y presiones tanto de servicio como máximas, estudio de protección de los materiales y elementos de trasiego.

El sobreespesor de corrosión se justificará indicando las velocidades de corrosión en las condiciones más desfavorables esperadas (concentración y temperatura).

b. Justificación del cumplimiento de las prescripciones de seguridad de esta instrucción técnica complementaria, o de las medidas sustitutorias propuestas, en su caso, y de lo exigido en la legislación aplicable sobre tratamiento de efluentes.

2. Planos, que incluirán al menos los siguientes: a. Plano general de situación (escala 1:2.500 o en su defecto 1:5.000),

en el que se señalarán el almacenamiento y los núcleos de población existentes dentro de un círculo de 1 kilómetro de radio, con centro en dicho almacenamiento.

b. Plano general de conjunto, en el que se indicarán las distancias reglamentarias de seguridad y los viales y edificios dentro del parque, señalando los cerramientos que rodean los depósitos y tuberías.

c. Planos de detalle de cada tipo de recipiente y de todos los sistemas de seguridad anejos al mismo, así como de las redes de drenaje.

d. Diagrama de flujo de las conexiones entre depósitos y entre estos y los cargaderos.

3. Presupuesto.

4. Instrucciones para el uso, conservación y seguridad de la instalación en lo que respecta alas personas y a los bienes, así como medidas de emergencia propuestas en caso de accidente.

5. Plan de inspección de las instalaciones. 6. Plan de emergencia.

En los casos de ampliación, modificación o traslado, el proyecto se referirá a lo ampliado, modificado o trasladado y a lo que, como consecuencia, resulte afectado. Para almacenamientos con capacidades inferiores a los siguientes: corrosivos de la clase a), 800 litros; corrosivos de la clase b), 1.600 litros; corrosivos de la clase c), 4.000 litros, el proyecto podrá sustituirse por un escrito firmado por el propietario del almacenamiento o su representante legal, en el que se haga constar los productos que se van a almacenar, las características de los mismos y la descripción del almacén, así como los medios de protección de que se va a disponer, los cuales, en todo caso, deberán cumplir, como mínimo, lo establecido en la presente ITC. Con el certificado final de obra o, en su caso, del organismo de control, se presentará certificado de construcción de los recipientes extendido por el fabricante. SECCIÓN 2.a ALMACENAMIENTO EN RECIPIENTES FIJOS

CAPÍTULO I. Condiciones generales Artículo 6. Tipos de almacenamiento.

Los almacenamientos podrán situarse en el exterior o interior de edificios, tanto sobre o bajo el nivel del suelo. En cualquier caso, se mantendrá accesible toda la superficie lateral exterior de los tanques y depósitos. Los recipientes para almacenamiento de líquidos corrosivos podrán ser de los tipos siguientes:

1. Tanques atmosféricos. 2. Tanques a baja presión. 3. Recipiente a presión.

Los recipientes a presión podrán utilizarse como tanques a baja presión y ambos como tanques atmosféricos.

Artículo 7. Diseño y construcción de recipientes y tuberías.

1. Materiales. Los tanques y depósitos, así como los sistemas de tuberías, se diseñarán y fabricarán con materiales que, cumpliendo con las exigencias mecánicas de los equipos, permitan una vida útil razonable. Ésta se determinará de acuerdo con la previsión de su renovación y/o sustitución.

Para la determinación de la vida útil de dichos materiales deberá tenerse en cuenta no sólo las velocidades de corrosión cuando se trate de materiales

homogéneos, sino también en caso de materiales no homogéneos o recubrimientos superficiales, la pérdida de características físico-químicas tales como: adherencia, endurecimiento, fragilidad, envejecimiento, porosidad, etc.

2. Normas de diseño. Los recipientes estarán diseñados de acuerdo con las reglamentaciones técnicas vigentes sobre la materia y, en su ausencia, con códigos o normas de reconocida solvencia. Cuando sea de aplicación, deberán ser conformes a lo establecido en la reglamentación sobre aparatos a presión.

Las acciones a tener en cuenta en el diseño serán las señaladas en el código o procedimiento de diseño, y como mínimo serán las siguientes:

a. Peso total lleno de agua o de líquido a contener cuando la densidad de éste sea superior a la del agua.

b. Sobrecarga de uso. c. Sobrecarga de viento y nieve. d. Acciones sísmicas. e. Efectos de la lluvia. f. Temperatura del producto y por efecto de la acción solar. g. Efectos de la corrosión interior y exterior. h. Efectos de las dilataciones y contracciones sobre los soportes.

Cuando en la selección del material de construcción se haya adoptado un material que esté sujeto a corrosión, se proveerá un sobreespesor para éste, en función de la vida útil prevista y la velocidad de corrosión en las condiciones más desfavorables que en la operación puedan producirse.

Los sobreespesores de corrosión, así como los espesores de recubrimiento, no se considerarán en los cálculos de espesor de los recipientes y tuberías a efectos de su resistencia mecánica.

3. Fabricación. Los recipientes podrán ser de cualquier forma o tipo y durante la fabricación se seguirán las inspecciones y pruebas establecidas en las reglamentaciones técnicas vigentes sobre la materia y, en su ausencia, en el código o norma elegido.

Cuando no exista código aplicable, el técnico que redacte el proyecto justificará debidamente el procedimiento seguido y establecerá las inspecciones y pruebas a que deberá someterse el recipiente.

Las conexiones a un recipiente por las que el líquido pueda circular normalmente llevarán una válvula manual externa situada lo más próxima a la pared del recipiente. Se permite la adición de válvulas automáticas, internas o externas.

Las conexiones por debajo del nivel del líquido, a través de las cuales éste normalmente no circula, llevarán un cierre estanco. Este cierre puede ser una válvula sellada y precintada, tapón o brida ciega o una combinación de éstos.

Artículo 8. Sistemas de venteo y alivio depresión.

Todo recipiente deberá disponer de sistemas de venteo o alivio de presión para prevenir la formación de vacío o presión interna, de tal modo que se evite la deformación del techo o de las paredes como consecuencia de las variaciones de presión producidas por efecto de los llenados, vaciados o cambios de temperatura. Las salidas de dicho sistema estarán alejadas de los puntos de operación y vías de circulación en donde las personas puedan verse expuestas, o se protegerán adecuadamente para evitar las proyecciones de líquidos y vapores. Los venteos normales de un tanque atmosférico se dimensionarán de acuerdo con códigos de reconocida solvencia o, como mínimo, tendrán un tamaño igual al mayor de las tuberías de llenado o vaciado y, en ningún caso, inferior a 35 milímetros de diámetro interior. Si cualquier recipiente tiene más de una conexión de llenado o vaciado, la dimensión del sistema de venteo o alivio de presión se basará en el flujo máximo posible. Cuando un producto, por efecto de la acción de la humedad del aire, aumente su acción corrosiva, se tendrá en cuenta este efecto para disponer de un sistema que lo evite o corrija, salvo que se haya previsto tal posibilidad en el diseño. Igualmente deberá evitarse en lo posible la emisión a la atmósfera de vapores perjudiciales de líquidos corrosivos y, en todo caso, controlar sus efectos. Para recipientes a presión o tanque a baja presión el cálculo del sistema de alivio de presión se hará de acuerdo con el código de diseño adoptado. Artículo 9. Sistemas de tuberías.

El diseño, materiales, fabricación, ensamblaje, pruebas e inspecciones de los sistemas de tuberías conteniendo líquidos corrosivos, serán adecuados a la velocidad de corrosión, presión, pérdida de carga y temperatura de trabajo esperadas, para el producto a contener y para los máximos esfuerzos combinados debido a presiones, dilataciones u otras semejantes en las condiciones normales de servicio, transitorias de puesta en marcha, situaciones anormales y de emergencia. Cuando pueda quedar líquido confinado entre equipos o secciones de tuberías y haya la posibilidad de que este líquido se dilate o vaporice, deberá instalarse un sistema que impida alcanzar presiones superiores a las de diseño del equipo o tubería siempre que la cantidad retenida exceda a 250 litros. Asimismo, la instalación estará dotada de las necesarias válvulas de purga, con el fin de evitar una retención de líquidos en las tuberías cuando deba intervenirse o desmontarse las tuberías o recipientes. Aquellos puntos del sistema de tuberías en los que exista la posibilidad de proyección de líquido (por ejemplo, bridas) y se encuentren próximos a los puntos de operación en donde las personas puedan verse expuestas, o vías de

circulación, deberán protegerse mediante apantallamientos u otros sistemas adecuados. Sólo se instalarán tuberías enterradas en casos excepcionales debidamente justificados. Artículo 10. Instalaciones de recipientes dentro de edificios.

El almacenamiento en recipientes fijos dentro de edificios o estructuras cerradas será permitido solamente si la instalación de recipientes en el exterior no es recomendable debido a exigencias locales o consideraciones tales como: temperatura, viscosidad, pureza, estabilidad, higroscopicidad; lo cual debe justificarse en el proyecto. El acceso a la zona de almacenamiento se restringirá, por medios eficaces, a las personas autorizadas.

1. Características de los edificios. Las características del edificio que albergue este tipo de recipientes serán tales que garanticen una resistencia al líquido corrosivo almacenado de tal forma que no pueda dañarse ni la estructura ni las cimentaciones del mismo o contiguos, así como la imposibilidad de que el líquido derramado invada otras dependencias y tenga un sistema de drenaje a lugar seguro.

Se dispondrá necesariamente de ventilación adecuada para evitar que se superen las concentraciones máximas admisibles en las condiciones normales de trabajo. Esta ventilación se expulsará al exterior mediante conductos exclusivos para tal fin.

2. Sistemas de venteo y alivio de presión. Los sistemas de venteo y alivio de presión de recipientes de superficie situados dentro de edificios cumplirán con lo establecido en el artículo 8 de la presente ITC.

Artículo 11. Sistemas de protección contra la corrosión medioambiental.

Las paredes del recipiente y sus tuberías se protegerán contra la corrosión exterior. A título enunciativo podrá utilizarse alguno de los métodos siguientes:

a. Uso de pinturas o recubrimientos. b. Protección catódica. c. Empleo de materiales resistentes a la corrosión.

CAPÍTULO II. Distancias entre instalaciones y entre recipientes Artículo 12. Distancias entre instalaciones.

No existen requerimientos especiales de distancias entre instalaciones de líquidos corrosivos entre sí, ni respecto a otras instalaciones de la planta o fábrica, excepto los siguientes:

La pared interior de los cubetos distará, como mínimo, 1,5 metros del vallado exterior de la planta. El resto de las instalaciones del almacenamiento distarán al menos 3 metros de dicho vallado. Las instalaciones de líquidos corrosivos, especialmente los recipientes y tuberías, deberán protegerse de los efectos de siniestros procedentes de otras instalaciones que presenten riesgos de incendio o explosión, en particular recipientes de inflamables y combustibles, cuando dichos efectos puedan afectar gravemente a la estabilidad de los materiales de construcción o a la peligrosidad de los productos contenidos (emisión de vapores tóxicos al calentarse, etc.). Artículo 13. Distancias entre recipientes.

a. La separación entre dos recipientes de líquidos corrosivos contiguos debe ser la suficiente para garantizar un buen acceso a los mismos, con un mínimo de 1 metro.

b. Los líquidos corrosivos que, además, sean inflamables o combustibles podrán almacenarse junto con otros líquidos inflamables o combustibles en las condiciones descritas en la ITC MIE-APQ 1.

c. Los líquidos corrosivos que no sean inflamables ni combustibles podrán almacenarse dentro de cubetos de líquidos inflamables y combustibles, siempre que los materiales, protecciones (excepto la protección con cámara de espuma), disposición y tipo de recipientes sean los exigidos en la ITC MIE-APQ 1 a la clase de productos para los que se diseñó el cubeto.

Si los líquidos corrosivos están en cubeto propio, deberán estar separados de los recipientes de líquidos inflamables y combustibles por una distancia igual o mayor que la que corresponde a los de la clase D en los cuadros II-5 y II-6 de la ITC MIE-APQ 1. CAPÍTULO III. Obra civil Artículo 14. Cimentaciones.

Consideraciones para su diseño. El diseño de las cimentaciones para recipientes y equipos incluidos en áreas de almacenamiento deberá ajustarse a la normativa vigente para este tipo de instalación. La diversidad de condiciones existentes en los distintos suelos, climas y ambientes hace que la determinación de la carga y asentamiento admisibles deba realizarse particularmente en cada instalación. En cualquier caso el interesado debe especificar la metodología empleada en el cálculo de las cimentaciones. En lo posible se evitará la construcción de cimentaciones de recipientes en condiciones como las indicadas a continuación que, de ser inevitables, deben merecer consideración especial:

• Lugares en los que una parte de la cimentación quede sobre roca o terreno natural y otra parte sobre relleno, o con profundidades variables de relleno, o donde haya sido precisa una preconsolidación del terreno.

• Lugares pantanosos o con material compresible en el subsuelo.

• Lugares de dudosa estabilidad del suelo, como consecuencia de la proximidad de cursos de agua, excavaciones profundas o grandes cargas, o en fuerte pendiente.

• Lugares en que los recipientes queden expuestos a posibles inundaciones que originarían su flotación, desplazamiento o socavado.

1. Cimentaciones típicas de los recipientes.-En el caso de tanques con fondo plano la superficie sobre la que descanse el fondo del tanque deberá quedar a 30 cm, como mínimo, por encima del suelo y deberá ser impermeable al producto a contener, de forma que las posibles fugas por el fondo salgan al exterior.

En el almacenamiento de líquidos criogénicos, deben adoptarse precauciones especiales para evitar la congelación, y subsiguiente variación del volumen del subsuelo.

2. Influencia de la prueba hidráulica.-Al realizar la primera prueba hidráulica se deben tomar precauciones especiales por si fallara la cimentación. El primer tanque que se pruebe en un determinado emplazamiento se controlará especialmente y se registrarán los asentamientos en función de las cargas.

Un procedimiento consiste en marcar en la periferia de los tanques cuatro puntos simétricos (8 si el tanque tiene más de 25 m de diámetro), que se usarán como referencia de niveles.

Cuando el terreno sea adecuado se puede llenar el tanque hasta la mitad rápidamente; se comprobarán entonces los niveles y si no se han producido asentamientos diferenciales, se puede llenar el tanque hasta las tres cuartas partes de su capacidad, repitiendo entonces la lectura. Si el tanque sigue nivelado se termina el llenado, repitiendo las lecturas. Se deja el tanque lleno durante cuarenta y ocho horas y si los niveles se mantienen ya constantes se puede vaciar el tanque, teniendo la precaución de abrir una entrada de aire suficiente para evitar la deformación del mismo por vacío. Si se han instalado tanques similares en terreno semejante en las pruebas de aquellos se pueden omitir las paradas en la mitad y tres cuartos del llenado.

En terrenos blandos, en los que se prevén asentamientos de más de 300 mm, conviene llenar lentamente. Se añadirá el agua de forma que suba cada día 0,6 m hasta una altura de 3 m. Seguidamente se detiene el llenado, y se registran en días sucesivos, los niveles de referencia, que se anotan en una escala en función del tiempo, para establecer la curva de asentamiento.

Cuando el asentamiento diario comience a disminuir, se añade agua al tanque con incrementos de alturas cada vez menores.

Cuando la carga de agua esté próxima a la capacidad del tanque, se añade el agua a la hora de la salida del sol, en pequeña cantidad, a fin de hacer lecturas durante el día, y descargando el tanque si se observan asentamientos indebidos. En suelos blandos estas pruebas se deben hacer a lo largo de amplios períodos de tiempo de acuerdo con la buena práctica.

Los datos sobre resistencia al esfuerzo cortante del suelo y sobre espesor de los estratos permiten establecer alturas seguras para el llenado inicial.

Para realizar dicho procedimiento de prueba se debe disponer de un sistema adecuado para llenado y vaciado. Se debe evitar la descarga junto a la propia cimentación, para no dar lugar a la erosión y el reblandecimiento del terreno circundante.

Artículo 15. Cubetos de retención.

1. Los recipientes fijos para almacenamiento de líquidos corrosivos exteriores o dentro de edificios deberán disponer de un cubeto de retención, que podrá ser común a varios recipientes.

2. No deberán estar en el mismo cubeto recipientes con productos que presenten reacciones peligrosas o que puedan reducir por debajo de los mínimos las exigencias mecánicas de diseño del resto de las instalaciones.

3. La distancia mínima horizontal entre la pared mojada del recipiente y el borde interior de la coronación del cubeto, será igual o superior a 1 m.

El fondo del cubeto tendrá una pendiente mínima del 1 por 100, de forma que todo el producto derramado escurra rápidamente hacia el punto de recogida y posterior tratamiento de efluentes.

4. Recipiente de doble pared.-Cuando un recipiente tenga doble pared, ésta podrá ser considerada como cubeto si se cumplen las siguientes condiciones:

a. Misma presión de diseño y material adecuado para el producto. b. Sistema de detección de fugas con alarma. c. Tubuladuras del recipiente interior sólo en ¡aparte superior y con

dispositivo automático de cierre. d. Losa con bordillo, de 10 cm de altura mínima, para recogida de

derrames de las tuberías, con pendiente hacia la red de drenajes. 5. Capacidad del cubeto.-La capacidad útil del cubeto será, como mínimo,

igual a la capacidad del recipiente mayor.

Cuando un cubeto contiene un solo recipiente, su capacidad se mide considerando que tal recipiente no existe, es decir, será el volumen del líquido que pueda quedar retenido dentro del cubeto, incluyendo el del recipiente hasta el nivel del líquido en el cubeto.

Cuando el cubeto contiene dos o más recipientes, su capacidad se mide considerando que no existe el recipiente mayor, pero sí los demás, es decir, descontando del volumen total del cubeto vacío el volumen de la parte de cada recipiente que quedaría sumergido bajo el nivel del líquido, excepto el del mayor.

6. Cubetos alejados de los recipientes.-Si las disposiciones adoptadas permiten al cubeto cumplir complementariamente su misión de retención de productos en caso de fuga accidental sin que los recipientes estén en el interior del cubeto, estos cubetos podrán estar más o menos alejados de los recipientes, de manera que lleven los derrames a una zona que presente menos riesgos, siempre que se cumplan las condiciones siguientes:

a. La disposición y la pendiente del suelo alrededor del tanque deben ser tales que en caso de fuga los productos discurran únicamente hacia el cubeto de recogida de derrames.

b. El trayecto recorrido por los derrames accidentales entre los recipientes y el cubeto de retención no deben atravesar zonas de riesgo ni cortar vías de acceso a éstas.

7. Construcción y disposición de cubetos. a. Las paredes y fondos de los cubetos deberán ser de un material que

asegure la estanquidad de los productos almacenados durante el tiempo necesario previsto para su evacuación, con un tiempo mínimo de cuarenta y ocho horas, debiendo ser diseñadas para poder resistir la presión hidrostática debida a la altura total del líquido a cubeto lleno.

b. En los cubetos deberán existir accesos normales y de emergencia, señalizados, con un mínimo de dos en total y en número tal que no haya que recorrer una distancia superior a 25 metros hasta alcanzar un acceso desde cualquier punto del interior del cubeto. Se dispondrá de accesos directos a zonas de operación frecuente.

c. Como mínimo, la cuarta parte de la periferia del cubeto debe ser accesible por dos vías diferentes. Estas vías deberán tener una anchura de 2,5 m y una altura libre de 4 m como mínimo para permitir el acceso de vehículos de emergencia. Cuando el almacenamiento tenga lugar dentro de edificios, la anterior condición se entenderá aplicable al menos a una de las fachadas del recinto que contenga el cubeto, debiendo ésta disponer, además, de accesos desde el exterior para el personal de los servicios de emergencia.

d. Las tuberías no deben atravesar más cubeto que el del recipiente o recipientes a los cuales estén conectadas.

El paso de las tuberías a través de las paredes de los cubetos deberá hacerse de forma que su estanquidad quede asegurada.

e. La pendiente del fondo del cubeto desde el tanque hasta el sumidero de drenaje será, como mínimo, del 1 por 100.

f. Se prohibe, en el interior de los cubetos, el empleo permanente de mangueras flexibles. Su utilización se limitará a operaciones de corta duración.

g. Los canales de evacuación tendrán una sección mínima de 400 centímetros cuadrados, con una pendiente, también mínima, del 1 por 100 hacia el punto de salida.

Artículo 16. Límites exteriores de las instalaciones: vallado.

Cuando el almacenamiento esté fuera del recinto vallado de una factoría, se cercará con una valla resistente de 2,5 m de altura como mínimo, con una puerta que deberá abrir hacia fuera. SECCIÓN 3.a ALMACENAMIENTO DE RECIPIENTES MÓVILES

Artículo 17. Campo de aplicación.

Las exigencias de este capítulo se aplican a los almacenamientos de líquidos corrosivos en recipientes móviles con capacidad unitaria inferior a 3.000 litros. Artículo 18. Generalidades.

1. A efectos de este capítulo los recipientes móviles deberán cumplir con las condiciones constructivas y pruebas establecidas en la legislación aplicable para el transporte de mercancías peligrosas, siendo este aspecto acreditado por el fabricante.

2. Los almacenamientos en el interior de edificios dispondrán obligatoriamente de un mínimo de dos accesos independientes señalizados. El recorrido máximo real (sorteando pilas u otros obstáculos) al exterior o a una vía segura de evacuación no superará 25 metros. En ningún caso la disposición de los recipientes obstruirá las salidas normales o de emergencia, ni será un obstáculo para el acceso a equipos o áreas destinados a la seguridad. Se podrá disponer de una sola salida cuando la superficie de almacenamiento sea 25 metros cuadrados o la distancia a recorrer para alcanzar la salida sea inferior a 6 m.

3. No podrán almacenarse en la misma pila o estantería productos diferentes que presenten posibles reacciones peligrosas. Cuando se almacenen líquidos de diferentes clases en una misma pila o estantería se considerará todo el conjunto como un líquido de la clase más corrosiva.

4. La instalación eléctrica deberá cumplir con las exigencias de la legislación aplicable.

5. Los recipientes para el uso de almacenamiento de líquidos corrosivos deberán estar agrupados mediante paletizado, envasado, empaquetado u operaciones similares cuando la estabilidad del conjunto lo precise, o para prevenir excesivo esfuerzo sobre las paredes de los mismos.

6. La altura máxima de apilamiento de envases apoyados directamente unos encima de otros vendrá determinada por la resistencia del propio envase y la densidad de los productos almacenados. Los recipientes estarán

protegidos contra riesgos que provoquen su caída, rotura y derrame del líquido contenido.

7. Los almacenamientos en interiores dispondrán de ventilación natural o forzada. La ventilación se canalizará al exterior mediante conductos exclusivos para tal fin.

8. El suelo y los primeros 100 milímetros (a contar desde el mismo) de las paredes alrededor de todo el recinto de almacenamiento deberán ser resistentes y estancos al líquido, inclusive en puertas y aberturas para evitar el flujo de líquidos a las áreas adjuntas. Alternativamente, el suelo podrá drenar a un lugar seguro.

SECCIÓN 4.a INSTALACIONES PARA CARGA Y DESCARGA

Artículo 19. Clasificación.

Se consideran estaciones de carga y descarga aquellos lugares en los que se efectúan las operaciones siguientes:

a. Trasvase entre unidades de transporte y los almacenamientos o viceversa. b. Trasvase entre unidades de transporte y las instalaciones de proceso o

viceversa. c. Trasvase entre instalaciones de proceso o de almacenamiento y recipientes

móviles.

Artículo 20. Cargaderos.

1. Cargaderos terrestres. Las instalaciones de cargaderos terrestres de camiones o vagones cisterna deberán adaptar su diseño y criterios de operación a los requisitos de la reglamentación sobre transporte, carga y descarga de mercancías peligrosas:

a. Un cargadero puede tener varios puestos de carga o descarga de camiones cisterna o vagones cisterna de ferrocarril. Su disposición será tal que cualquier derrame accidental se conducirá mediante la adecuada pendiente hacia un canal o sumidero de recogida, de modo que no pueda llegar a una vía o cauce públicos. Se procurará evitar derrames de producto sobre el suelo en las conexiones y desconexiones, empleando los medios de recogida que se consideren apropiados.

b. Los cargaderos de camiones se situarán deforma que los camiones que a ellos se dirijan o de ellos procedan puedan hacerlo por caminos de libre circulación. Los accesos serán amplios y bien señalizados.

c. Las vías de los cargaderos de vagones estarán sin pendiente en la zona de carga y descarga.

d. Los vagones y camiones cisterna que se encuentren cargando o descargando estarán frenados por calzos, cuñas o sistemas similares.

e. El pavimento de las zonas de estacionamiento para operación de carga y descarga de camiones y de vagones cisterna deberá ser impermeable y resistente al líquido trasvasado.

f. Se dispondrá de toma de tierra, si hay otros productos inflamables en proceso de carga y descarga, para evacuar la carga electrostática.

g. Antes de iniciarla operación de carga o descarga, el personal de la instalación efectuará una comprobación visual del estado de las mangueras y conexiones.

h. Se dispondrá de un sistema de corte automático de fluido por pérdida de presión.

Anualmente se comprobará la estanquidad de las mangueras sometiéndolas a la pruebas establecidas en las normas aplicables o las recomendaciones del fabricante y, como mínimo, a 1,1 veces la presión máxima de servicio.

2. Cargaderos marítimos y fluviales. La conexión entre las válvulas del barco y las tuberías de transporte se establecerá mediante mangueras o brazos articulados.

Las mangueras podrán estar soportadas por estructuras o mástiles, simplemente apoyadas en el suelo o izadas por los propios medios del barco.

Los brazos articulados estarán soportados por una estructura metálica y las articulaciones serán totalmente herméticas.

Si el movimiento de los brazos articulados es automático o semiautomático los mandos de funcionamiento para acercar o retirar los extremos de los mismos alas válvulas del buque estarán situados en lugar apropiado para vigilar toda la operación de conexión.

Las conexiones entre barcos y tubería de tierra deberán quedar con total libertad de movimientos para poder seguir al buque en sus desplazamientos normales, durante la carga o descarga, sin ofrecer más resistencia que la propia de las instalaciones.

La instalación dispondrá de un sistema para que, una vez terminada la operación de carga/descarga, se puedan vaciar las tuberías y mangueras de productos que pudieran contener, y de medios adecuados para recogerlos, en número y capacidad suficientes.

Las instalaciones de carga y descarga de buques-tanque o barcazas se montarán de modo que en cualquier momento se pueda detener el trasiego en las condiciones de operación, para lo cual se establecerá una comunicación permanente, adecuada con el lugar y personas que controlen la operación.

Se tomarán las previsiones necesarias para que un cierre eventual brusco de válvulas no pueda provocar la rotura de tuberías, mangueras o sus uniones.

Las mangueras flexibles que se utilicen en las operaciones de carga y descarga de líquidos corrosivos de los buques-tanque y barcazas serán inspeccionadas periódicamente por personal de la instalación para comprobación de su estado y, al menos cada año, sufrirán una prueba de presión y de deformación para asegurarse de la permanencia de sus características originales.

Se dispondrá de válvula de corte automática, con separación física automática en caso de movimiento del buque.

Las rótulas de los brazos articulados serán mantenidas en correcto estado de funcionamiento de modo que mantengan su estanquidad a la presión de trabajo y no sufran agarrotamiento que pueda ocasionarla rotura del brazo durante el movimiento del buque.

3. Operaciones de carga y descarga. Estas operaciones se realizarán de acuerdo con lo dispuesto en la normativa de carga y descarga para el transporte de mercancías peligrosas.

SECCIÓN 5.a TRATAMIENTO DE EFLUENTES

Artículo 21. Depuración de efluentes líquidos.

Todos los efluentes líquidos que puedan presentar algún grado de contaminación deberán ser tratados de forma que el vertido final de la planta cumpla con la legislación vigente en materia de vertidos. Artículo 22. Lodos y residuos sólidos.

Los Iodos y residuos sólidos de carácter contaminante deberán ser eliminados por un procedimiento adecuado que no dé lugar a la contaminación de aguas superficiales o subterráneas por infiltración o escorrentías, ni produzca contaminación atmosférica, o del suelo, por encima de los niveles permitidos en la legislación vigente. Artículo 23. Emisión de contaminantes a la atmósfera.

La concentración de contaminantes dentro del recinto del almacenamiento deberá cumplir lo establecido en la legislación vigente para los lugares de trabajo. Los niveles de emisión de contaminantes a la atmósfera, en el exterior de dicho recinto de almacenamiento, cumplirán lo preceptuado en la legislación aplicable en materia de protección del ambiente atmosférico y sobre la prevención y corrección de la contaminación atmosférica de origen industrial. SECCIÓN 6.a MEDIDAS DE SEGURIDAD

Artículo 24. Instalaciones de seguridad.

1. Señalización. En el almacenamiento y, sobre todo, en áreas de manipulación se colocarán, bien visibles, señales normalizadas, según establece el Real Decreto 485/1997 sobre disposiciones mínimas en materia de seguridad y salud en el trabajo que indiquen claramente la presencia de líquidos corrosivos, además de los que pudieran existir por otro tipo de riesgo.

2. Prevención de derrames. Para evitar proyecciones de líquido corrosivo por rebosamiento, tanto de tanques o depósitos como de cisternas en operaciones de carga y descarga, se adoptarán las siguientes medidas de prevención de derrames:

a. En tanques y depósitos. El sistema de protección en tanques y depósitos dependerá del tipo de instalación, de modo que se garantice que no haya sobrellenados de los recipientes por medio de dos elementos de seguridad independientes, por ejemplo, indicadores de nivel y alarma independiente de alto nivel. La válvula de bloqueo podrá ser de accionamiento automático o manual.

En instalaciones portuarias se admitirá la observación constante del nivel del depósito por operario conectado por radioteléfono o medio de comunicación eficaz con quien accione la válvula de bloqueo.

b. En cisternas. Se utilizará tubo buzo telescópico hasta el fondo de la cisterna o llenado por el fondo de la misma y se tendrán en cuenta las disposiciones al respecto establecidas en la reglamentación sobre carga/descarga de materias peligrosas.

c. En mangueras. Se evitará el goteo en los extremos de las mangueras. Caso de producirse, se recogerá adecuadamente.

3. Iluminación. El almacenamiento estará convenientemente iluminado cuando se efectúe manipulación de líquidos corrosivos.

4. Duchas y lavaojos. Se instalarán duchas y lavaojos en las inmediaciones de los lugares de trabajo, fundamentalmente en áreas de carga y descarga, llenado de bidones, bombas y puntos de toma de muestras. Las duchas y lavaojos no distarán más de 10 metros de los puestos de trabajo indicados y estarán libres de obstáculos y debidamente señalizados.

5. Seguridad contra incendios. En el caso de que los productos corrosivos almacenados sean inflamables o combustibles, se protegerán contra incendios conforme a lo establecido en la ITC-MIE-APQ-1.

En caso de edificios para uso no industrial se estará, además, a lo dispuesto en la reglamentación vigente de protección contra incendios.

El diseño, ejecución, instalación y mantenimiento de las instalaciones de seguridad contra incendios, así como sus materiales, componentes y equipos, cumplirán lo establecido en el Real Decreto 1942/1993, de 5 de

noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones de Protección Contra Incendios.

Artículo 25. Equipo de protección personal.

Teniendo en cuenta las características del producto almacenado y el tipo de operación a realizar, el personal del almacenamiento dispondrá para la manipulación de ropa apropiada y de equipos de protección y primeros auxilios para ojos y cara, manos, pies y piernas, etc. Todos los equipos de protección personal cumplirán con la reglamentación vigente que les sea aplicable. Artículo 26. Formación del personal.

Los procedimientos de operación se establecerán por escrito. El personal del almacenamiento, en su plan de formación, recibirá instrucciones específicas del titular del almacenamiento, oralmente y por escrito, sobre:

a. Propiedades de los líquidos corrosivos que se almacenan. b. Función y uso correcto de los elementos e instalaciones de seguridad y del

equipo de protección personal. c. Consecuencias de un incorrecto funcionamiento o uso de los elementos e

instalaciones de seguridad y del equipo de protección personal. d. Peligro que pueda derivarse de un derrame o fugas de los líquidos

almacenados y acciones a adoptar.

El personal del almacenamiento tendrá acceso a la información relativa a los riesgos de los productos y procedimientos de actuación en caso de emergencia, que se encontrará disponible en letreros bien visibles. Artículo 27. Plan de revisiones.

Cada almacenamiento tendrá un plan de revisiones propias para comprobar la disponibilidad y buen estado de los elementos e instalaciones de seguridad y equipo de protección personal. Se mantendrá un registro de las revisiones realizadas. El plan comprenderá la revisión periódica de:

a. Duchas y lavaojos. Las duchas y lavaojos deberán ser probados como mínimo una vez a la semana, como parte de la rutina operatoria del almacenamiento. Se harán constar todas las deficiencias al titular de la instalación y éste proveerá su inmediata reparación.

b. Equipos de protección personal. Los equipos de protección personal se revisarán periódicamente siguiendo las instrucciones de sus fabricantes/suministradores.

c. Equipos y sistemas de protección contra incendios.

Artículo 28. Plan de emergencia.

Cada almacenamiento o conjunto de almacenamientos dentro de una misma propiedad tendrá su plan de emergencia. El plan considerará las emergencias que pueden producirse, la forma precisa de controlarlas por el personal del almacenamiento y la posible actuación de servicios externos. Se tendrá en cuenta la aplicación del Real Decreto 1254/1999, de 16 de julio, por el que se aprueban medidas de control de los riesgos inherentes a los accidentes graves en los que intervengan sustancias peligrosas. El personal que deba intervenir conocerá el plan de emergencia y realizará periódicamente ejercicios prácticos de simulación de siniestros como mínimo una vez al año, debiendo dejar constancia de su realización. Se deberá tener equipos adecuados de protección personal para intervención en emergencias. SECCIÓN 7.a MANTENIMIENTO YREVISIONESPERIÓDICAS

Artículo 29. Generalidades.

Además del mantenimiento ordinario de las instalaciones, cada almacenamiento dispondrá de un plan de revisiones propias para comprobar la disponibilidad y buen estado de los equipos e instalaciones, que comprenderá la revisión periódica de los elementos indicados en esta sección. Se dispondrá de un registro de las revisiones realizadas y un historial de los equipos, a fin de comprobar que no se sobrepase la vida útil de los que la tengan definida y controlar las reparaciones o modificaciones que se hagan en los mismos. Cada empresa designará un responsable de dichas revisiones, propio o ajeno, el cual reunirá los requisitos que la legislación exija y actuará ante la Administración como inspector propio en aquellas funciones que los distintos reglamentos así lo exijan. Artículo 30. Revisiones periódicas .

Independientemente de lo establecido en el artículo 4 del Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos, se procederá a la revisión periódica de las instalaciones, conforme se indica a continuación: Cada año se realizarán, además de las comprobaciones recomendadas por el fabricante, las siguientes operaciones:

a. Se comprobará visualmente: el correcto estado de los cubetos, cimentaciones de recipientes, vallado, cerramiento, drenajes, bombas, equipos, instalaciones auxiliares, alarmas y enclavamientos, etc.

b. En los recipientes y tuberías se comprobará el estado de las paredes y medición de espesores si se observase algún deterioro en el momento de la revisión.

c. Se verificarán los venteos en caso de no existir documento justificativo de haber efectuado pruebas periódicas por el servicio de mantenimiento de la planta.

d. Comprobación del correcto estado de las mangueras, acoplamientos y brazos de carga.

e. Comprobación de la protección catódica, si existe.

Cada cinco años se medirán los espesores de los recipientes y tuberías metálicas. En los recipientes no metálicos, instalados en superficie, cada cinco años se realizará una revisión interior que incluirá la comprobación visual del estado superficial del recipiente así como el control de la estanqueidad del fondo en especial de las soldaduras. Las revisiones serán realizadas por inspector propio u organismo de control y de su resultado se emitirá el certificado correspondiente.