MEMORIA DE CÁLCULO SISTEMA DE VENTILACIÓN BODEGAS DE PINTURAS.

REDES & NETS LTDA. SEGÚN LO ESTABLECIDO EN D.S.78/09 Y SUS MODIFICACIONES. VER 02

INDICE

1.

Introducción. ............................................................................................................... 2

1.1.

Sustancias a Almacenar. ......................................................................................... 2

1.2.

Manejo de las Sustancias en la Bodega. ................................................................. 3

1.3.

Necesidades de Ventilación. ................................................................................... 4

2.

Descripción sistema propuesto. .................................................................................. 5

3.

Memoria de calculo. .................................................................................................... 6

3.1.

Caudal de Entrada: ................................................................................................. 6

3.2.

Caudal de Extracción o de Salida............................................................................ 8

3.3.

Calculo del Número de Renovaciones de Aire por Hora. ......................................... 8

3.4.

Calculo de la Dilución de la Concentración. ............................................................ 9

4.

Conclusiones. ........................................................................................................... 10

1

1. INTRODUCCIÓN. El presente documento contiene la memoria de cálculo para evaluar la tasa de renovación de aire del sistema de ventilación, propuesto en la etapa de diseño de arquitectura (Especificaciones técnicas Bodega), correspondiente a una bodega de sustancias peligrosas, para el almacenamiento de pinturas Antifouling, utilizadas en la impregnación de redes de la industria acuícola. Lo anterior para determinar su requerimiento según las normativas de referencias. La normativa de referencia utilizada para la presente corresponde a: D.S. 594/99 del MINSAL, D.S. 78/09 del MINSAL y sus modificaciones, Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (OGUC), Ventilación de los lugares de trabajo. Interpretación técnica del D.S. Nº 594/99 del MINSAL, Moreno F, ISP Chile, 2014. NTP 741 General dilution ventilation.

1.1.

Sustancias a Almacenar.

Como se indico anteriormente el tipo de sustancias a almacenar en la bodega, corresponde a pintura Antifouling, utilizada para impregnar redes de uso acuícola. La pintura Antifouling, podrá ser en base a agua o en base a solventes. La pintura en base a agua, obtiene sus características de peligrosidad debido a la presencia de Cobre, siendo clasificada según la NCh 382 Of. 2013, como CLASE 9, debido a su potencial peligro para los ambientes acuáticos. Por otro lado, la pintura en base a solvente, es clasificada como CLASE 3, debido a su contenido de Xileno y CLASE 9 por su potencial peligro para los ambientes acuáticos, por su contenido en Cobre. Las principales características físicas-químicas de las pinturas Antifouling, en base a solventes utilizadas se exponen en la siguiente tabla:

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TABLA Nº 1 Principales Características de la Pintura en Base a Solvente a Almacenar

COMPONENTE:

XILENO

NUMERO CAS:

1330 – 20 – 7 CARACTERÍSTICA

EXPRESIÓN

UNIDADES

VALOR

Peso Molecular

M

g/mol

106

Densidad

d

Kg/l

0,87

VLA-ED (DS 594/99)

VLA-ED

mg/m3

347

VLA-ED (DS 594/99)

VLA-ED

ppm

80

Composición promedio estimada

W

%

40

Tasa de evaporación

TE

(Ac-Bu=1)

0,70

Lower Explosive Limit

LEL

%

1,1

Upper Exposive Limit

LEU:

%

6,

1.2.

Manejo de las Sustancias en la Bodega.

La bodega recepcionará pintura, según la programación productiva, la que consiste en impregnar redes de uso acuícola, según la necesidad de los clientes, las que podrán ser con pintura en base a solventes o en base a agua. Por las capacidades de los pozos de impregnación y de la bodega de almacenamiento, ésta almacenara pintura en base a agua, hasta 22 ton y en base a solventes hasta 10 ton., en forma excluyente, es decir, se almacenará un solo tipo de pintura a la vez, según lo requerido para el Bastch de impregnado. No existirá manipulación (trasvasijes) de las pinturas al interior de la bodega, solo su ingreso y retiro a los procesos siguientes. Este movimiento de ingreso y retiro se realizará con un manipulador telescópico móvil, en sus correspondientes envases originales (IBC o Tambores metálicos) por lo que no habrá personal al interior de la bodega en estas maniobras. Los movimientos de ingreso y retiros de pinturas, se realizarán necesariamente con las puertas de ingreso de las bodegas abiertas. Por otro lado, indicar que los embases que contienen la pintura Antifouling, cumplen con la normativa vigente, siendo estos herméticos y una vez abiertos estos serán utilizados en su totalidad. Los envases vacios serán manejados como residuos peligrosos, por lo que serán almacenados en una bodega para Residuos Industriales Peligrosos, cuando corresponda.

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1.3.

Necesidades de Ventilación.

De lo expuesto precedentemente, de lo indicado en el D.S. Nº594/99 del MINSAL “Reglamento Sanitario sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Básicas en los Lugares de Trabajo” y de lo explicitado en “Ventilación de los lugares de trabajo, Interpretación técnica del D.S.Nº 594/99 del MINSAL, Moreno F., ISP Chile, 2014”, no se requiere de un caudal de ventilación para la protección de la salud de las personas que laboran en el área. Lo anterior, debido a que en la bodega no habrá manipulación manual de las sustancias, como tampoco se realizaran labores dentro de ella. Por otro lado, debido a que una de las sustancias a almacenar tiene como componente solventes (Xileno), se deberá disponer de ventilación adecuada para evitar la eventual generación de vapores inflamables. Esta ventilación deberá permitir que la concentración de vapor permanezca bajo el límite inferior de explosión (la concentración más baja de vapor de solvente que puede mantener la combustión). Un vapor de solvente puede inflamarse sólo si su concentración está entre el límite de explosión inferior (LEL, del inglés “Lower Explosion Limit”) y el límite de explosión superior (UEL, del inglés “Upper Explosion Limit”). Esta última es la concentración más elevada de vapor de solvente que puede mantener una llama. Estos valores se pueden encontrar en la siguiente publicación: U.S. Department of Health and Human Services. 2004. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. U.S. Government printing Office. Washington, D.C. 20402. Por lo que en la presente, se determinará el caudal de dilución necesario para evitar la posible generación de vapores de solventes, que pueda causar un evento de incendio o explosión y a modo de referencia se determinará la tasa de renovación de aire al interior de la bodega.

TABLA Nº 2 Normas de Referencia Para Determinar las Tasas de Renovación de Aire.

NORMA DE REFERENCIA DS 594/99 (MINSAL – Chile)

RENOVACIONES/HORA 12 – 60 o mas

Real Decreto 486/1997 (Instituto de Seguridad e higiene en el Trabajo – España)

30 – 50

Norma DIN 1946 (Talleres, alteración alta)

10 – 20

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2. DESCRIPCIÓN SISTEMA PROPUESTO. El sistema propuesto, consiste en un sistema de ventilación del tipo natural, compuesto por celosías distribuidas uniformemente en la parte baja de la bodega, instalada en su frente (Puertas de acceso), para no afectar la resistencia al fuego de las paredes laterales y de fondo, y por un sistema de extracción eólica instalado en la parte superior de la bodega, según se describe a continuación:

TABLA Nº 3 Descripción Celosías Propuestas.

Tipo

Aletas paralelas

Accionamiento

Fijas

Material

Acero galvanizado

Total unidades

6

Dimensiones unitarias

Largo 250 mm x ancho 250 mm

Área útil por celosías

0,04 m2

Área útil celosías (SC)

0,24 m2

TABLA Nº 4 Descripción Extractores Eólicos

Tipo

Extractor eólico de 6 pulgadas

Accionamiento

Diferencia de temperaturas interior-exterior, viento exterior.

Material

Aluminio

Total unidades

2

Caudal de extracción unitaria mínima

1.800 m3/hr

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3. MEMORIA DE CALCULO. 3.1.

Caudal de Entrada:

El Caudal total de entrada a la bodega (CT) estará determinado por: El caudal que ingrese por las celosías (CC), el caudal que ingrese por otras aperturas determinadas (CA) y por el caudal fugitivo que ingrese por aperturas no determinadas o filtraciones (CF), según la siguiente ecuación.

EC (1)

CT = CC + CA + CF

Caudal Celosías (CC): El valor del caudal que ingresé por las celosías estará determinado por la siguiente ecuación: EC (2)

CC = VVD x SC x 3.600

Donde: -

CC SC VVD

=: Caudal que ingresa por las celocias [m3/hr] =: Área útil celosías [m2] =: Velocidad del Viento de diseño [m/s]

La velocidad del viento de diseño corresponde al valor de la componente perpendicular del viento predominante, en este caso por la orientación de de la bodega, correspondería al valor de la velocidad del viento promedio en dirección NE. Este valor es obtenido de la estación meteorológica instalada en la planta REDES&NETS LTDA, con datos obtenidos durante los periodos Junio 2015 a Junio 2016. De lo anterior, se adopto un valor de la velocidad del viento de diseño de VVD = 0,72 m/s CC = 0,72 x 0,24 x 3.600 CC = 622 m3/hr

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Caudal Por Aperturas (CA): La bodega cuenta con un sistema de puertas de ingreso del tipo corredizas, generando un espacio entre la parte superior de estas y su sistema de anclaje a la estructura, esta apertura es apreciable y tiene una altura de 50 mm, distribuyéndose a lo largo del sistema de puertas, lo que da un área aportarte de 0,285 m2 para el ingreso de aire. El valor del caudal que ingresé por esta apertura estará determinado por la siguiente ecuación: EC (3)

CA = VVD x AA x 3.600

Donde: -

CA AA VVD

=: Caudal que ingresa por las aperturas [m3/hr] =: Área determinada [m2] =: Velocidad del Viento de diseño [m/s]

CA = 0,72 x 0,285 x 3.600 CA = 739 m3/hr

Caudal Fugitivo (CF): El caudal de ingreso a la bodega, por filtraciones constructivas no determinadas, se considera como un 30% del caudal de aire ingresado, según se expresa en la siguiente ecuación: EC (4)

CF = (CC + CA) x 0,3

CF = (622 + 739) x 0,3 CF = 408 m3/hr

Según lo indicado en la ecuación EC (1), el valor del caudal total será: CT = 622 + 739 + 408 CT = 1,769 m3/hr

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3.2.

Caudal de Extracción o de Salida

La finalidad principal de los sistemas de ventilación, es lograr una “depresión” o presión negativa al interior de las Bodegas logrando que por las celosías, puertas y otras aberturas, ingrese aire limpio exterior producto del aire extraído. La normativa de referencia indica que el caudal de salida debe ser superior al caudal de entrada, esto significa que el caudal extraído por los ventiladores deber ser mayor al caudal C T, según se indica en la ecuación EC (5). El caudal extraído por los ventiladores propuestos es de: CSALIDA = 2 x 1.800 m3/hr CSALIDA = 3.600 m3/hr EC (5)

CSALIDA > CT

3.600 m3/hr > 1,769 m3/hr

3.3.

Calculo del Número de Renovaciones de Aire por Hora.

El número de renovaciones de aire por hora (NRH) de la bodega estará determinado por la siguiente ecuación: EC (6)

NRH = CT / VT

Donde: NRH CT VT

: Numero de renovación de aire por hora [renovaciones/h] : Caudal de aire necesario a ventilar [m3/h] : Volumen total recinto [m3]

NRH = 1,769 / 55 NRH = 32 renovaciones/hr Según lo expuesto en la tabla Nº2 de al presente, este valor estaría dentro del rango exigido por las normativas de referencias.

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3.4.

Calculo de la Dilución de la Concentración.

El cálculo de la dilución de la concentración para algún compuesto especifico, consiste en la dilución del aire contaminando por este compuesto con aire sin contaminar, con el objetivo de controlar riegos para la salud, riesgos de incendio y explosión, olores y contaminantes molestos. La bodega de pinturas de REDES&NETS LTDA., podrá almacenar pintura antifouling en base a solventes, siendo el principal componente que pueda afectar la calidad del aire el xileno. Según lo expuesto precedentemente, no cabe determinar el caudal de dilución en términos de su exposición a trabajadores, dado que estos no tendrán contacto con el aire interior de la bodega. Por otro lado, en este acapice, se determina el caudal de aire necesario para evitar riesgos por incendio o explosión, producto de la posible acumulación de vapores de xileno, ante eventual fuga o derrames. El caudal de aire que debe aportar la ventilación, para mantener una concentración probable, que impida una combustión de las sustancias de interés, será aquel caudal que permita mantener los vapores de los solventes por debajo del rango de explosividad (LEL) de la sustancia. La ecuación que determinar este caudal esta dado por: EC (7)

QD = ( 22,4 x 100 x d x E x Fs ) / (M x LEI x B )

Donde: QD : Caudal de dilución requerido [m3/h]; d : Densidad del solvente [Kg/L]; M : Peso molecular del solvente [g/mol]; Fs : Factor de seguridad entre 4 - 12 ; E : Disolvente a diluir [L/h]; LEI : Límite Inferior Explosividad [%]; B : Constante igual a 1 para temperaturas de hasta 120 °C. Para temperaturas superiores debe tomarse el valor 0.7. El valor de E, estará determinado por: EC (8)

E = TE x W x V

Donde: TE W V

: Tasa de Evaporación del solvente [1/h] : Composición promedio estimada del solvente en la sustancia [%] : Volumen expuesto a evaporación [L]

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Considerando que las sustancias volátiles, solo podrían darse en caso de un derrame o incidente dentro de la bodega, por lo que se adopta un valor para de E = 58,24 litros, correspondiente a la posibilidad de que se derrame un tambor de 209 litros completo, de este modo: Aplicando ecuación EC(8), se obtiene que la cantidad de disolvente a diluir en el aire de renovación es de: E = 0,7 x 0,4 x 208 = 58,24 L/h Utilizando un factor de seguridad conservador de FS= 10 y considerando que las temperaturas de almacenamiento serán siempre menores a 120 ºC, por lo que la constante B toma el valor B = 1, se obtiene de la ecuación EC(7), que el valor del caudal necesario para mantener las concentraciones de vapores de Xileno, por debajo de su límite de explosividad, es de: QD = (22,4 x 0,87 x 100 x 10 x 58,24) / (106 x 1,1 x 1) QD = 973 m3/h QD = 973 m3/h El caudal requerido para diluir una posible emanación de vapores de solventes, es inferior al caudal de aíre de entrada a la bodega CT, por lo que se cumpliría la condición QT>QD

4. CONCLUSIONES. De acuerdo al los resultados obtenidos, se logra concluir técnicamente que el sistema de ventilación instalado en Bodegas de Pinturas de REDES&NETS LTDA., cumple con el propósito de mantener una adecuada ventilación de la bodega, para su funcionamiento, según las normativas de referencias indicadas.

Elaboró:

Revisó:

Francisco Revuelta Cabrera. Ingeniero Civil Ambiental., Julio 2016

Lorenzo Cisternas Olate. Ingeniero Mecánico Julio 2016

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