E 3 anteproyecto

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  • 1. 2010 E-3. PROYECTO DEFINITIVO. LAILA MARÍA HERNÁNDEZ BOGETVEDT SAÚL GARCÍA GARCÍA INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL, MECANICA 19/05/2010
  • 2. ÍNDICE INTRODUCCIÓN………………………………….…….3 RESUMEN EN INGLÉS………………………………...5 MEMORIA……………………………………...………..7 o AGENTES………………………………………..…………7 o ANTECEDENTES………………………………...………..9 o PLANOS…………………………………………………..15 o DESCRIPCION DEL PROYECTO………………...……..18 MEMORIA CONSTRUCTIVA…………………….….66 o SUSTENTACION Y PRESTACIONES DEL EDIFICIO..66 CUMPLIMIENTO DEL CTE…………………………..73 o SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO …….…………73 o INSTALACIONES………………………………………..87 ANEXO 1……………………………………………….90 2
  • 3. INTRODUCCIÓN ESTACIÓN DE SERVICIO DE HIDRÓGENO PARA LA ISLA DE GRAN CANARIA. El Incremento global de de las temperaturas del planeta Tierra es un hecho reconocido por la gran mayoría de naciones de la llamada Comunidad Internacional. Los científicos e investigadores más acreditados, prevén a día de hoy que las consecuencias negativas de este fenómeno serán muchas y, en algunos casos podrán ser catastróficas. La actividad humana está relacionada de manera directa con los orígenes del efecto que se ha bautizado como “Calentamiento Global”, sin bien en la actualidad la cuestión discutida es si la intervención del hombre es la causante o un catalizador de dicho fenómeno. Ante esta situación los países con mayores recursos económicos y tecnológicos, han decido emprender un largo camino hacia la transición y posterior sustitución de un sistema económico productivo sustentado en los combustibles fósiles, cuya combustión se responsabiliza de originar, potenciar y agravar el calentamiento global o cambio climático, hacía un nuevo horizonte en el que la energía provenga de fuentes que produzcan menor o ninguna contaminación. Así se lograría reducir o cesar en gran parte la emisión de los nocivos Gases de Efecto Invernadero, procedente de la combustión de hidrocarburos y co-responsables del efecto invernadero que está modificando el clima de la Tierra. Entre las alternativas propuestas para sustituir a los combustibles fósiles en los años venideros una de las más destacadas y con amplias perspectivas de alcanzar el éxito comercial, y por tanto superar la barrera de la viabilidad económica, es el uso de las denominadas Pilas de Combustible de Hidrógeno. Esta prometedora tecnología está demostrando ser muy capaz de cubrir las necesidades planteadas tanto por la demanda doméstica como la industrial. Además, junto con los vehículos de propulsión híbrido eléctrica y eléctrica, son la solución ideal para el transporte por carretera. Así nuestro proyecto está enfocado concretamente a la utilización de las pilas de combustible de hidrógeno en el sector del transporte por carretera, tanto en el ámbito privado como en el público. Para ello nuestro equipo de diseño ha proyectado una estación de servicio de hidrógeno en la isla de Gran Canaria, emplazada en el polígono Industrial de Arinaga. 3
  • 4. La transición hacia lo que se ha bautizado como “Economía del hidrogeno”, concepto que resumidamente significa la sustitución progresiva de los hidrocarburos, en aquellos sectores económicos e industriales en los que sea posible, requiere de experiencias experimentales a gran escala. El fin natural de dichos proyectos es la obtención de la experiencia e información, fruto de su aplicación en condiciones próximas a las de “mercado”, necesaria para dar el paso final de la introducción con éxito del hidrógeno a gran escala. Por esta razón el proyecto planteado por nuestro equipo, ha dado un paso más allá, incorporando un reto extra en la instalación propuesta. La estación de servicio de hidrógeno producirá in situ el hidrógeno a distribuir, producción de H2 que se realizará empleando una fuente de energía eléctrica renovable, la eólica. Para ello tres aerogeneradores de 3 Mw. de potencia cada uno nos proporcionaran la energía eléctrica indispensable para producción del gas. Además de esta importante característica, la incorporación de la energía eólica, hemos decidido plantear un proyecto abierto a la incorporación de los nuevos adelantos tecnológicos que sin duda están por llegar. El fin de una estación de servicio es suministrar del combustible necesario a un determinado volumen de automóviles o vehículos de transporte o de carga. Bien, los proyectistas de nuevo hemos marcado un ambicioso objetivo. La flota de vehículos de pila de combustible de H2 a la que le suministraremos energía será la mayor de Europa, 90 automóviles privados y 10 guaguas. Ello requerirá una producción diaria de 500 kg de hidrógeno. Nuestra ambición está justificada. La razón principal para plantearnos estos objetivos, en el momento de confeccionar este trabajo ningún proyecto europeo plantea la consecución de metas tan complicadas, es la particularidad de las Islas Canarias de constituir un sistema cerrado, energéticamente hablando. Así como nuestra particularidad demográfica, una elevada población, y características políticas, un territorio de la Unión Europea próximo al continente africano. Creemos que estas razones planteadas justifican la naturaleza del proyecto, ya que tanto de las consecuencias del éxito en la consecución del proyecto, como su desarrollo satisfactorio, proporcionarán a las Islas Canarias una más que envidiable posición en un futuro no muy lejano, y nos situarían como plataforma líder en la transición hacia la Economía del Hidrógeno, por supuesto la implicación de las distintas administraciones del estado, nacionales, locales y regionales será fundamental en la financiación responsable de este proyecto de gran repercusión económica, social y tecnológica. 4
  • 5. HYDROGEN STATION FOR THE GRAN CANARIA ISLAND The overall increase in temperatures on Earth is a fact recognized by most nations of the so- called International Community. The most reputed scientists and researchers, provide a day that the negative consequences of this phenomenon are many and, in some cases can be catastrophic. Human activity is directly related to the origins of the effect has been dubbed "Global Warming", though at present the issue discussed is whether the intervention of man is the cause or a catalyst for this phenomenon. In this situation the countries with greater financial resources and technology, have decided to embark on a long road to the transition and subsequent replacement of a productive economic system based on fossil fuels, whose combustion is responsible for originating, enhance and aggravate global warming or changes climate was a new horizon where the energy comes from sources that produce less or no pollution. This would reduce or remove much of the harmful emission of Greenhouse Gases from the combustion of hydrocarbons and co-responsible for the greenhouse effect that is altering the Earth's climate. Among the proposed alternatives to replace fossil fuels in the coming years, one of the most prominent and broad prospects for commercial success, and thus overcome the barrier of the economic viability, is the use of so-called hydrogen fuel cells. This promising technology is proving to be very capable of meeting the needs of both domestic demands as industrial. In addition, vehicles with hybrid electric propulsion and electric are the ideal solution for road transport. So our project is focused specifically on the use of hydrogen fuel cells in road transport sector, both in private and public. For this our design team has designed a hydrogen service station on the island of Gran Canaria, located in the industrial Arinaga. The transition to what has been called "hydrogen economy", a concept that is briefly the progressive replacement of fossil fuels in those economic and industrial sectors where possible, require large-scale pilot experiments. The natural order of these projects is to get the experience and information resulting from its application in conditions close to those of "market" to give the final step in the successful introduction of hydrogen on a large scale. For this reason, the project raised by our team, has taken a step further, incorporating an extra challenge to the proposed installation. The service station will produce hydrogen on site to distribute hydrogen, the production of H2 to be conducted using a renewable power source, wind. 5
  • 6. For this three wind turbines of 3 Mw power each will provide the electricity necessary for production of gas. Besides this important feature, the incorporation of wind power, we have decided to establish an open project to the incorporation of new technological advances that are undoubtedly coming in the forehead years. The end of a service station is to supply the fuel necessary for a certain volume of private cars or public transportation vehicles or cargo. Well, the designers have set an ambitious new goal. The fleet of fuel cell H2 to provide power to most of Europe will be 90 cars and 10 buses. This will require a daily production of 500 kg of hydrogen. Our ambition is justified. The main reason for considering these objectives, at the time of composing this work poses any project achieving goals so complicated; it is the particularity of the Canary Islands to form a closed and isolated system, energetically speaking. Among other particularities, such as our demographics, high populated region, and political characteristics (A territory of the European Union next to the African continent). We believe these reasons justify the raised nature of the project, and that the consequences of success in achieving the project and its successful development, the Canary Islands to provide a more enviable position in the not too distant future, and we stand as a leader in the transition to the Hydrogen Economy, of course, the involvement of the various administrations of the state, national, local and regional authorities will be essential in funding for this project of great economic, social and technological repercussion. There is no doubt that if we success achieving our main goals, this state of the art installation will become a model to follow worldwide. 6
  • 7. MEMORIA PROMOTOR En la Ley de Ordenación de la Edificación de España, el Promotor es uno de los agentes de la edificación contemplados. Puede tratarse de cualquier persona física o jurídica que decide, impulsa, programa y financia una obra de edificación. Para ello debe ser dueña del solar sobre el que se va a edificar, o tener derechos sobre él. Se ocupa de encargar el proyecto de edificación y suministrar al proyectista la información previa necesaria. Tiene que autorizar cualquier modificación en el proyecto. Debe gestionar y obtener las licencias y autorizaciones necesarias para edificar y contratar la ejecución del proyecto. Dicho contrato de obra debe ser firmado por el Promotor y el Constructor, actuando el Director de obra y el Director de ejecución de obra como árbitros. Así mismo, una vez finalizada la obra, ambos firman el acta de recepción de obra, tanto la provisional, como la definitiva (que se firma una vez el Constructor haya solucionado aquellos aspectos considerados insuficientes por el Promotor después del final de obra). El Promotor es responsable civil (sin perjuicio de la responsabilidad que pudiera corresponder a los demás agentes de la edificación) de los defectos de ejecución relativos al acabado de la obra por un plazo de un año; por un plazo de tres años de los vicios o defectos constructivos que afecten a la habitabilidad del inmueble; y durante diez años de los vicios que afecten a sus elementos estructurales. Todos estos plazos se computan desde la firma del acta de recepción de obra. Existe un periodo de 2 años desde el momento en que aparecen para reclamar los defectos detectados dentro de cada uno de estos plazos. Para cubrir los daños, el Promotor debe disponer de un seguro de daños materiales o de caución por importes del 5%, del 30% y del 100 % (del coste final del precio de ejecución material de la obra más honorarios), respectivamente, por cada tipo de defecto indicado. La prima de estos seguros debe estar pagada antes de la firma del acta de recepción de obra. Al finalizar la obra, el Promotor tiene la obligación de redactar el Libro del edificio y para ello, recibe del Director de obra, y del resto de los agentes la Documentación de Obra ejecutada y las garantías. El Libro del edificio incluye información sobre el mantenimiento del edificio y las garantías de los agentes participantes en la construcción. El Libro del edificio se entrega por este al propietario o a la comunidad de propietarios del edificio en el momento de la escritura. 7
  • 8. Promotores: Carburos Metálicos 35214 - Telde (Gran Canaria) Urb. Ind. Salinetas C/ El Pescador, 21 Tel. 928 13 24 62 Fax: 928 13 10 72 http://www.carburos.com/index.html Gobierno de Canarias C Leon y Castillo Nº 200 35004 Las Palmas de Gran Canaria Tel. 928 899 400 www.gobcan.com Iberdrola-Renovables Sede Social IBERDROLA RENOVABLES Calle Menorca numero 19, planta 13 46023 Valencia. Tel: +34 963.884.588 Fax: + 34 963.884.589 8
  • 9. http://www.iberdrolarenovables.es/ Cabildo de Gran Canaria C/ Profesor Agustín Millares Carló, 35002 Tel. http://www.grancanaria.com/index4.html TÉCNICOS PROYECTISTAS Proyectista: Es el responsable de formular el proyecto y plasmar en el papel el cambio planificado. Requiere unas cualidades técnicas y una visión futurista. Puede ser una persona física o jurídica. Artículo 2. Definiciones. El autor o autores, por encargo del promotor, de la totalidad o parte del proyecto de obra. Definición según el REAL DECRETO 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción. BOE núm. 256 de 25 de octubre. Técnicos Proyectistas: - Ingenieros Técnicos Industriales, especialidad en mecánica LAILA MARÍA HERNÁNDEZ BOGETVEDT SAÚL GARCÍA GARCÍA - Ingenieros Técnicos Industriales, especialidad en eléctrica Sin designar. 9
  • 10. INFORMACIÓN PREVIA Antecedentes La popularización de la pila de combustible puede suponer para la sociedad actual un cambio radical. Será como pasar de la sociedad del petróleo a la sociedad del hidrógeno, un elemento que se encuentra libre en la naturaleza y es prácticamente inagotable. Pero éste es un cambio que no afectaría únicamente al automóvil. El paso al hidrógeno supone más que el asegurar un combustible económico y sin efectos contaminantes para el transporte. Significa cambiar la infraestructura de nuestras poblaciones de forma que todo pase por el hidrógeno. Sólo así, los esfuerzos que se hagan tendrán su máximo sentido. Lo que sí parece estar claro es que la utilización del hidrógeno pasa por la pila de combustible, pese a que todavía, hay quien defiende el motor de agua apoyándose en que el agua es precisamente la mejor forma de llegar al hidrógeno. Apoyándonos en una plataforma completamente renovable gracias a los recursos dados por el entorno Canario, aprovecharemos mediante energías renovables la energía solar y la energía eólica. Con estos datos de partida hemos elaborado un proyecto en el cual intentamos conseguir un producto final totalmente ecológico, aprovechando las energías producidas por la naturaleza para producir hidrogeno de manera de que no solo alimentemos a nuestra propia estación sino también abastecer a la isla de hidrogeno. No solo buscaremos una estación normal para pequeños turismos sino una estación para todo tipo de vehículos, caminos, etc. Para ver más información ver Anexo1. 10
  • 11. EMPLAZAMIENTO 11
  • 12. 12
  • 13. DATOS CATASTRÁLES: 13
  • 14. 14
  • 15. 15
  • 16. 16
  • 17. 17
  • 18. NORMATIVA URBANÍSTICA BOLETÍN OFICIAL DE LA PROVINCIA DE LAS PALMAS ILUSTRE AYUNTAMIENTO DE AGÜIMES Plan General de Ordenación de Agüimes..................................................................3032 Boletín Oficial de la Provincia de Las Palmas. Número 27, miércoles 3 de marzo de 2004 BOLETÍN OFICIAL DE LA PROVINCIA DE LAS PALMAS Boletín Oficial de Canarias núm. 46, lunes 8 de marzo de 2004...................................2955 II. AUTORIDADES Y PERSONAL. Nombramientos, situaciones e incidencias Consejería de Medio Ambiente y Ordenación Territorial 317 DECRETO 22/2004, de 2 de marzo, por el que se dispone el cese, a petición propia, de D. Félix Rodríguez de la Cruz como Director General de Ordenación del Territorio. De conformidad con lo dispuesto en el artículo 20.d) de la Ley territorial 1/1983, de 14 de abril, del Gobierno y de la Administración Pública de la Comunidad Autónoma de Canarias. A propuesta del Consejero de Medio Ambiente y Ordenación Territorial y previa deliberación del Gobierno en sesión celebrada el día 2 de marzo de 2004. Vengo en disponer el cese, a petición propia, de D. Félix Rodríguez de la Cruz como Director General de Ordenación del Territorio, agradeciéndole los servicios prestados. Dado en Santa Cruz de Tenerife, a 2 de marzo de 2004. EL PRESIDENTE DEL GOBIERNO, Adán Martín Menis. EL CONSEJERO DE MEDIO AMBIENTE Y ORDENACIÓN TERRITORIAL, Augusto Lorenzo Tejera. 18
  • 19. III. OTRAS RESOLUCIONES Consejería de Medio Ambiente y Ordenación Territorial 318 Dirección General de Urbanismo.- Resolución de 27 de febrero de 2004, por la que se hace público el Acuerdo de la Comisión de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente de Canarias de 2 de febrero de 2004, relativo a la toma de conocimiento del Texto Refundido, término municipal de Agüimes (Gran Canaria). 319 Dirección General de Urbanismo.- Resolución de 27 de febrero de 2004, por la que se hace público el Acuerdo de la Comisión de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente de Canarias de 2 de febrero de 2004, relativo a aplicación del procedimiento de Evaluación del Impacto Ecológico del Proyecto Instalación de planta de descontaminación de vehículos (C.A.R.D.S.) en Urbanización Industrial Lomo Blanco, término municipal de Las Palmas de Gran Canaria.-Expte. nº 46/2003. 320 Dirección General de Urbanismo.- Resolución de 27 de febrero de 2004, por la que se hace público el Acuerdo de la Comisión de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente de Canarias de 2 de febrero de 2004, relativo a la toma de conocimiento del Texto Refundido, término municipal de Tejeda (Gran Canaria). DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO RECOMENDACIONES DE DISEÑO Y DE COSNTRUCCIÓN DE ESTACIONES DE SERVICIO DE HIDRÓGRENO. Antes de iniciar el desarrollo del proyecto básico de la Estación de Servicio de Hidrógeno para la Isla de Gran Canaria, hemos de hacer constar los múltiples escollos, inconvenientes y desafíos a los que tenemos que dar respuesta. La implantación y puesta en funcionamiento de una instalación que distribuya y produzca gas hidrógeno, tanto en estado gaseoso como líquido (criogenizado) de forma comercial, constituye un hito tecnológico a nivel europeo y nacional, este hecho lo constata el número actual de estaciones de H2, el cual no supera los 140, aunque se augura una rápida expansión de estas instalaciones. 19
  • 20. Por lo tanto, toda instalación de este tipo se convierte automáticamente en una “planta piloto” y en un “demostrador de tecnología”,, en la que se aplican tecnologías de vanguardia, las cuales o bien están dando sus primeros pasos comerciales o aún no han superado su etapa experimental. Las normas y legislaciones nacionales que debieran cumplirse aún están por desarrollarse y redactarse, salvo determinados aspectos concretos de las mismas, como puede ser las normas sobre Atmósferas Explosivas o instalaciones de alta presión. Dadas las consecuencias y la importancia que implica la sustitución de los combustibles fósiles en todos los sectores de la economía en los que sea posible, para cualquier nación desarrollada, la Unión Europea ha financiado y promovido, conjuntamente con las mayores empresas del sector energético, el programa HyMoves. Este proyecto esta encaminado a lograr que en el horizonte del año 2020, el uso del hidrógeno como fuente de energía en el “mix” europeo se aproxime al 25%. Esta iniciativa a su vez esta compuesta por diversos programas que tratan de solventar todos los problemas surgidos a la hora de sustituir los hidrocarburos por otras fuentes de energía, en este caso el H2. Entre los programas más importantes se encuentra la iniciativa HyApproval, programa al que se han adherido China, Canadá, Estados Unidos y la India. La ambiciosa finalidad de dicha iniciativa es la redacción de la legislación y las normas comunes aplicables en todas las naciones de la Unión Europea, y así asegurar el desarrollo de la infraestructura necesaria para expandir con éxito el empleo del H2 como energía alternativa a nivel europeo. Todas las indicaciones, normas y recomendaciones elaboradas por distintos grupos de trabajo formados por ingenieros y científicos, se recogen en el manual “Handbook for hydrogen refuelling Station Approval” siendo su última edición la del 4 de Junio del año 2008. Serán las indicaciones dictadas en este libro las que trataremos de cumplir en nuestro proyecto de Estación de Servicio de Hidrógeno para la isla de gran Canaria. Diseño General: Directrices.- Como normal general, las estaciones de servicio de hidrógeno se deben situar en espacios abiertos. El suministro y repostaje de H2 en instalaciones interiores esta prohibido en la totalidad de normas y legislaciones vigentes en la Unión Europea. Para cualquier instalación que se planee instalar en instalación subterránea se requerirá un exhaustivo estudio. La estación no deberá localizarse debajo o próxima a cualquier instalación de cables eléctricos o líneas eléctricas de distribución de baja, media o alta tensión, así como conducciones, tuberías, etc. de fluidos, líquidos o materiales inflamables; se evitará de igual manera cualquier circuito de distribución de materiales oxidantes. 20
  • 21. Para incrementar la seguridad de la instalación, prestaremos especial atención al recorrido de cualquier oleoducto o gaseoducto cercano a la estación, como también a la situación de cualquier instalación de almacenamiento de hidrocarburos o materiales inflamables de grandes dimensiones. Como es lógico, las posibles fugas procedentes de estas, pueden poner en peligro la integridad de nuestra estación. Toda estación de servicio de suministro de hidrógeno, se localizará en un emplazamiento en el que los vehículos pesados de suministro de materias primas, equipos de trabajo y repuestos puedan acceder fácilmente. De la misma manera los vehículos de los servicios de emergencia deben disfrutar de fácil acceso a la instalación. La estación tendrá rutas de evacuación bien dispuestas y señalizadas claramente. En aquellas edificaciones o recintos de la instalación, en el que clientes y personal de servicio puedan quedar atrapados en su interior en caso de incendio, deberán tener como mínimo dos vías de escape hacia el exterior del recinto, separadas la una de la otra, estratégicamente situadas en relación al riesgo o nivel de peligro considerado. Tras el estudio de los planos que acompañan a nuestro proyecto, se comprueba que las medidas de seguridad indicadas por el manual se cumplen y superan a la norma. Tanto en cuanto a la proximidad de líneas de suministro eléctrico, instalaciones petroquímicas o similares y fácil acceso, tanto como para clientes, vehículos de suministro y servicios de emergencia. Para evitar o minimizar el impacto de vehículos contra cualquier instalación principal o sensible, se colocaran barreras o bolardos. También se procederá a erigir barreras de protección y vallas de seguridad para evitar que la instalación sufra daños ocasionados por las maniobras de los vehículos de mantenimiento y suministro y por estacionamiento de grandes cargas desautorizadas. Por supuesto, si la estación ha sido diseñada para prestar sus servicios de manera automatizada o en el caso de carecer de personal presente permanentemente en la instalación, las instalaciones se diseñaran con las oportunas medidas de seguridad. En la lámina número 1 se pueden apreciar algunas de las medidas de seguridad descritas en este párrafo. El vallado de las zonas de acceso prohibido al público o terceros es obligatorio, a no ser que se dispongan de cualquier otro sistema alternativo que impida el paso a las mismas. En las zonas donde se coloquen vallas de seguridad se guardara una distancia mínima de 0,8m entre la instalación o la estructura cercada, para evitar así cualquier situación de enclaustramiento. La altura mínima de estas barreras será de 2m, y por supuesto no podrá usarse madera o cualquier otro material combustible en su construcción. Todas las puertas presentes en la instalación tendrán su sentido de apertura orientado hacia el exterior de la estación, el ancho de las mismas será lo suficientemente ancho para facilitar el acceso o la salida de las personas o vehículos. 21
  • 22. Los muros cortafuegos o pantallas contra incendios se construirán en obra de ladrillo, hormigón o de cualquier otro material no combustible que asegure un mínimo de RF 90. En aquellas áreas destinadas al almacenamiento, producción, trasvase y manipulación de envases de H2 estará iluminada permanentemente. Por supuesto se instalaran las pertinentes luces de emergencia necesarias en estas zonas. La estación contará en su diseño general con los sistemas y dispositivos adecuados para retener cualquier posible derrame o pérdida de hidrógeno líquido o de cualquier otro material, especialmente si este es de naturaleza inflamable. Los caminos y las plataformas de estacionamiento de la “hidrogenera”, se construirán con materiales no combustibles, especialmente las superficies inferiores de las zanjas por donde transcurren los circuitos de conducción de hidrógeno, así como las zonas de conexión y los puntos de suministro y repostaje de vehículos. En las fotografías que acompañan a este trabajo se puede apreciar que en las áreas descritas se prescinde de materiales asfálticos y se le sustituyen por adoquines. El asfalto y cualquier otro material de origen bituminoso se clasificarán como combustible. Las conducciones de H2 que no han sido recubiertas de material aislante, propensas a soportar condensaciones de aire líquido que pueda llegar a filtrarse, se construirán con materiales incombustibles. Características de las Estructuras y Edificios de la Estación.- Los edificios y estructuras destinados a albergar equipos e instalaciones de hidrógeno no podrán superar la altura de una planta, serán diseñados para tal fin, lo que implica dotar a la estructura de respiraderos y sistemas de ventilación en los puntos más altos de la edificación. Las dimensiones del recinto donde se produzca el hidrógeno y se realicen otros trabajos, deberán proporcionar un ambiente de trabajo saludable de acuerdo con las condiciones climáticas del emplazamiento de la instalación. Para asegurarnos que el H2 no penetrará en los conductos de servicio, circuitos eléctricos, escaleras y lugares de paso dirigidas hacia las áreas que han sido clasificadas como zonas seguras, por ejemplo: el exterior de recintos de riesgo o peligro. 22
  • 23. Todas aquellas edificaciones en las que se realicen operaciones que involucren la manipulación y el uso de H2 deberán proyectarse con una resistencia al fuego adecuada, determinada por la legislación europea, nacional o local según se halle dispuesto. En su diseño se tendrá en cuenta la elaboración de un plan de evacuación de emergencia la instalación.Las puertas que no conduzcan al exterior del edificio serán resistentes al fuego y además deberán contar con mecanismos de auto cierre. En el caso que se construyan cubiertas, estructuras y edificaciones de contención o de mitigación de daños frente a posibles explosiones, tales como muros de contención de hormigón, tendremos en cuenta que dichas estructuras dirijan la presión de la onda expansiva resultante de la explosión hacia una zona en la que no produzcan ningún daño, por normal general hacia el exterior y hacia arriba. Además calcularemos la resistencia de la estructura de tal manera que tras soportar una explosión no puedan salir despedidos fragmentos de la misma en direcciones que no hayamos previsto. El área total de expansión del posible evento explosivo no deberá ser menor que la superficie de la cubierta o tejado de la edificación o en el caso de tratarse de un muro o tabique de cerramiento, no será menor que la longitud más pequeña de dicha estructura. La zona calculada para una “expansión explosiva preventiva” podrá consistir en la combinación de cualquiera de los siguientes elementos: Un área abierta hacia el exterior. Puertas basculantes dirigidas hacia el exterior. Compuertas con cierres de fácil apertura. Cubiertas ligeras. Las edificaciones contarán con la iluminación necesaria para que todas las labores y operaciones a realizar en la estación se puedan ejecutar con la luz adecuada en cualquier momento y situación. Los equipos eléctricos y de iluminación instalados serán compatibles con las medidas de seguridad aplicables en instalaciones de atmósferas explosivas en este caso hidrógeno (Láminas 2, 3 y 4). En las zonas donde se ejecuten tareas que requieran de calefacción o suministro de calor, se empleará preferiblemente sistemas de agua caliente o de aire caliente. Se considerará posible que en estos sistemas se produzca contaminación o filtraciones de H2, por lo tanto se diseñará la instalación de calor o calefacción a tal efecto. En cualquier caso la fuente de calor se emplazará en un lugar alejado de cualquier instalación principal de riesgo o peligrosa. 23
  • 24. Los edificios o las estructuras cerradas de nuestra instalación se diseñaran de forma que se realice una buena ventilación y renovación de aire tanto en los niveles de suelo como en los puntos más elevados de la edificación. Situaremos respiraderos y ventanucos de ventilación en las cotas más elevadas y en la cubierta del edificio. En aquellas zonas o construcciones en las que la ventilación natural no sea posible, dispondremos de los sistemas de renovación y ventilación forzada requerida, instalando por supuestos los detectores y sensores de gas apropiados para tal fin. Los sistemas industriales de hidrógeno deben ser diseñados, fabricados y probados de acuerdo con las leyes y normativas nacionales reconocidas para aparatos y sistemas de presión (En Europa la PED., Directiva Europea de Aparatos de Presión y la ASME, Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, para los Estados Unidos) y, donde sea apropiado y requerido, deberán cumplir las normas comunitarias, estatales y/o regionales. Las instalaciones eléctricas y mecánicas en Europa cumplirán las normas ATEX (Normas de la UE conocidas como: Potentially Explosive Atmospheres, o ATmosphères EXplosibles, ATEX) sobre Atmósferas Potencialmente explosivas. La legislación española traspone a las leyes nacionales las obligaciones indicadas en la ATEX. Las consideraciones sobre seguridad marcadas por la ISO 15916 habrán de aplicarse de manera particular. 24
  • 25. Las estaciones de servicio de hidrógeno serán diseñadas de manera que, si eventualmente se produjera un fallo de potencia que afectase a la instalación y a los equipos componentes, se activen y armen dispositivos de condición de parada segura. Las conducciones, los sistemas de bombeo y el resto de equipos sensibles irán enterados y conectados, de esta manera se evitarán los peligros originados por la electricidad estática y por las corrientes eléctricas parásitas. La resistencia de entre los equipos y la tierra será de 10 Ohms. Almacenamiento del Hidrógeno.- Almacenamiento de Hidrógeno Gaseoso.- El sistema de almacenamiento más comúnmente empleado en las instalaciones de H2, consiste en depósitos cilíndricos de acero, en los cuales se introduce el gas a alta presión. Esta disposición puede variar de un sistema individual aislado a un conjunto de depósitos cilíndricos. A parte del acero estos contenedores pueden fabricarse con fibras de carbono compuestas. Como es lógico pensar, cualquier material o sustancia inflamable se mantendrá alejada de los depósitos. Las conexiones entre cada uno de los depósitos, los circuitos de trasvase y de bombeo se caracterizarán por unas elevadas tasas de durabilidad, resistencia a la corrosión y impermeabilidad. Las conducciones subterráneas serán de topes soldados y se deberá considerar la influencia de las altas presiones de trabajo en las mismas. La naturaleza del proceso productivo del H2 gaseoso se caracteriza por su baja presión, en torno a 1 MPa, por lo tanto será necesario instalar un compresor con la finalidad de elevar la presión a 85 MPa, medida ideal para su posterior manipulación para el repostaje de vehículos. Almacenamiento de Hidrógeno Líquido.- Para poder almacenar el H2 en estado líquido, este deberá estar sometido a temperaturas extremadamente bajas, en torno a los -252º C. La razón para mantener el gas en estas condiciones, es el mayor contenido energético del hidrógeno en estado líquido por unidad de volumen, además de esta forma se requiere menos espacio para su almacenamiento. El proceso de licuado del H presenta el inconveniente de consumir una moderada cantidad de energía, aproximadamente el 30% del contenido energético del mismo. Los depósitos de almacenamiento de H2 líquido se componen generalmente de un contenedor o casco exterior y uno interior, ambos separados por una cámara de vacío, para minimizar el efecto de cualquier subida de temperaturas por el calor circundante. En el interior del tanque, el gas estará contenido en los dos estados gaseoso y líquido. 25
  • 26. Los depósitos de hidrógeno se confeccionan tanto para su disposición horizontal como para su colocación vertical. En el diseño de los mismos, evitaremos cualquier tipo de filtración de calor hacia el interior del depósito y trataremos de disminuir el fenómeno de ebullición del hidrógeno. La transferencia de calor a los tanques de H2 se producirá por conducción, convección o radiación dependiendo de cómo hayamos proyectado la instalación. La vaporización del hidrógeno de su estado líquido al estado gaseoso, ebullición, es inevitable, siempre tendrá lugar. Por lo tanto la instalación de almacenaje deberá contar con un sistema de recirculación y de sobre presión, para expulsar el gas y mantener el equilibrio en el interior del depósito. El gas evacuado será tratado adecuadamente, bien mediante su reutilización o en su caso debe ventilarse correctamente. Los sistemas de presión, serán asistidos y complementados por los correspondientes sistemas de evacuación y purgado de gas. La presión del tanque siempre será superior a la atmosférica. El sistema criogénico en el que se basa el almacenamiento líquido del hidrógeno provoca los consiguientes cambios de temperatura; la instalación se contraerá con las bajas temperaturas y se dilatará al aumentar la misma, esta fatiga térmica será tenida en cuenta en el diseño de la instalación. Cuando se considere la instalación de dispositivos para el purgado de H gaseoso, habrá que recordar que gran parte de este gas flotará menos en el aire que en el hidrógeno del ambiente. La formación de nubes de H es un peligroso riesgo que no puede tener lugar por el carácter asfixiante de las mismas. La superficie, las estructuras bajo las que se sustenten los depósitos de hidrógeno así como los sistemas de ventilación y trasvase de gas, se construirán con materiales no ignífugos, inflamables e impermeables a las mezclas criogénicas utilizadas en la instalación. Dispondremos de un circuito de drenaje situado en la zona inferior de los depósitos, para recoger las condensaciones de mezclas líquidas de oxígeno enriquecido antes de que estas penetren en el suelo o en cualquier respiradero antes de que se evapore. Las superficies en esta área de almacenamiento, no se recubrirán de asfalto o de cualquier otro material bituminoso similar con propiedades inflamables. En aquellos procesos de la instalación o equipos que necesiten calor para evaporar el hidrógeno líquido, este provendrá en la medida de lo posible de un circuito de agua caliente o 26
  • 27. vapor, así se elimina la necesidad de contar con sistemas eléctricos en la vecindad, evitando además posibles contaminaciones de aceites o de sustancias propias en el funcionamiento de estos equipos. Almacenamiento Subterráneo.- Si se toman y prevén las medidas de precaución y de seguridad necesarias, el hidrógeno puede almacenarse de manera subterránea. Este tipo de configuración tiene la ventaja de evitar que se propaguen fuegos por el envolvimiento sucesivo de edificios, estructuras, instalaciones de servicio, vehículos estacionados, etc. Beneficios adicionales son: mejor aprovechamiento del espacio en la estación, mejora de la estética y reducida exposición a un impacto mecánico intencionado o fortuito. Los puntos enunciados a continuación nos proporcionaran una idea mejor de las precauciones a tener en cuenta en el almacenamiento subterráneo de H2. Claramente, como ya se ha expuesto y se recordará en todos los apartados de este trabajo, el objetivo principal es la prevención y contención de cualquier derrame o pérdida de hidrógeno que se produzca en la instalación. Para ello, se instalaran los detectores y sensores necesarios, y se diseñaran circuitos de recogida para estas fugas. Los gases o líquidos almacenados en depósitos subterráneos que se evaporan en condiciones de temperatura ambiente siempre estarán mejor situados en la superficie dada la facilidad de ventilación y de disipación en el aire. Las sustancias vaporizadas en procesos criogénicos tienen temperaturas más bajas y son más densos que el aire durante algún tiempo. El espacio que rodea el “aljibe” puede describirse como un recinto confinado entre tres o más tabiques de hormigón que lo rodean. Espacios confinados como el descrito, crean al personal y los trabajadores de la estación situaciones de riego y de peligro importantes cuando realizan las lógicas operaciones de mantenimiento y de reparación en este recinto. El mayor peligro que se puede presentar en estas operaciones, es el riesgo de asfixia; si se produce un derrame de H2, y las acciones de evacuación y ventilación de los gases no se realizan de manera rápida y eficaz. Además, el riesgo de ignición se incrementa debido a la atmósfera enriquecida en oxígeno resultante de la licuación del aire en contacto con las conducciones de hidrógeno que no han recibido aislante térmico. Este particular caso de posible ignición, aumenta el riesgo de explosión, 27
  • 28. puesto que los gases se concentran en un recinto cerrado, aumentando la potencia de la posible explosión. Si se opta por el almacenamiento subterráneo, se tomaran especiales medidas para evitar que los derrames o pérdidas de hidrógeno se filtren en los conductos, circuitos y tuberías instaladas en las zanjas subterráneas, o penetren en los cimientos de las estructuras de la estación. Sistemas de Almacenamiento Enterrados.- Si se opta por este sistema tendremos en cuenta: Proporcionar a todos los elementos la protección necesaria contra la corrosión. (Protección catódica, esmaltados o recubrimientos de cualquier otro material, materiales de construcción) Limitaciones de diseño estructural (fuerzas y movimientos del suelo, bolsas de aguas subterráneas o posibilidad de congelación del suelo) Integridad del depósito frente a las variaciones de presión (construcción de muros dobles, estudios comparativos con las conducciones y circuitos dispuestos en zanjas) Almacenamiento de H2 Líquido en Aljibes.- El almacenamiento de hidrógeno líquido, típicamente consiste en un tanque criogénico de acero inoxidable, el cual puede estar tanto sellado como contenido en un aljibe de obra (hormigón). Las condiciones normales de almacenamiento líquido son 0,2 MPa (20 Bares) y 25 K aproximadamente. El depósito subterráneo podrá instalares a su vez en el interior de un aljibe para evitar la corrosión de esta manera. Tendremos que calcular que material se interpondrá entre las paredes de ambos contenedores. Donde haya aire presente, existirá el riesgo de que se licue en las paredes o conductos de la instalación si esta no ha recibido el tratamiento aislante adecuado. Al descender la temperatura a través del aljibe, el O2 se licuará antes que otros gases y permanecerá en estado líquido más tiempo, dando origen a una peligrosa concentración enriquecida en oxígeno situada en una zona de trasvase de H2 líquido. Por lo tanto se dispondrán de válvulas de cierre y sellado efectivas y seguras. 28
  • 29. Evitaremos que cualquier flujo de purgado de gases o de mezclas corrosivas afecten a estas instalaciones, como por ejemplo deterioren por corrosión las paredes del depósito. Dispondremos de los circuitos de drenaje necesarios para evitar también cualquier corrosión en la instalación. Las mezclas criogénicas y los gases no deberán tener acceso al sistema de drenaje. Se pueden producir acumulaciones de oxígeno si se produjera un fallo en el sistema de vacío del aislamiento del depósito, las cuales si logran depositarse en la cámara de vacío constituirán un grave riesgo de explosión. Deberemos disponer de los equipos de bombeo necesarios para vaciar el depósito subterráneo por si fuera necesario realizar alguna operación de mantenimiento o reparación. Será necesario prestar atención, si la instalación se construirá en una región de riesgo, al comportamiento sísmico de la zona, con el fin de asegurar la integridad del aljibe. Después de analizar las necesidades y disponibilidades de nuestra parcela, así como las leyes que debemos cumplir, la mejor opción para almacenar el hidrógeno producido en nuestra estación de servicio la representan depósitos de superficie, ubicados tanto verticalmente como horizontalmente. Los tanques de almacenamiento de hidrógeno, los surtidores de suministro de hidrógeno, los equipos de bombeo así como todo el cableado correspondiente se protegerán correctamente contra impactos físicos. Además, la instalación en su totalidad se diseñará de manera que se tenga en cuenta la posibilidad del coche de un vehículo contra las mismas. La estación deberá contar con la señalización correspondiente que indique claramente que nos encontramos en una zona de almacenamiento y manipulación de gas hidrógeno inflamable, fumar y la ignición de cualquier llama sin la adecuada protección estará terminante prohibido. Las láminas 5, 6, 7 y 8 de este trabajo ofrecen una mejor descripción visual de estos depósitos. Calidad del Hidrógeno.- Las especificaciones preliminares para la pureza del H2 serán acorde con la norma ISO 14687-2 o las de la SAE 2719. Para evitar el paso de partículas mayores de 10 µm hacia el depósito de H2 del vehículo a repostar es necesario instalar filtros para partículas de 5 µm. 29
  • 30. La estación contará con los medios necesarios para prevenir que cualquier partícula de aceite o grafito o de cualquier otra impureza producida en el normal funcionamiento o por un mal funcionamiento del equipo se introduzca en el flujo del gas. La toma de muestras de hidrógeno se realizará en el punto de suministro de combustible. La propiedad explotadora de la estación de servicio está obligada a realizar tantas tomas de combustible como sean necesarias para asegurar la calidad requerida del combustible suministrado. Conducciones.- Aquellas conducciones de gas que se encuentren en la superficie de “hidrogenera” serán identificadas mediante colores aplicadas a la totalidad del recorrido de las mismas, si el caso lo requiriera se rotularían las indicaciones correspondientes para su mejor identificación. Si se produjera una emergencia o situación de peligro se podrá cortar de manera segura el flujo de gas de una zona a otra mediante el cierre de válvulas de seguridad instaladas para tal fin. Se prestara una particular atención a este apartado en aquellos lugares de la instalación en el que las conducciones se dirijan hacia el interior de cualquier edificación o entorno cerrado. El tipo y la posición de dichas válvulas de seguridad deberá ser tal que estas puedan accionarse de manera manual o automática de manera segura en el caso de una emergencia como puede ser por ejemplo un incendio. En las instalaciones en superficie, o en las áreas donde las instalaciones de conducción estén expuestas tendremos en cuenta las medidas de protección necesarias contra la corrosión, además de diseñar soportes estructurales que resistan cualquier fallo mecánico. En cuanto a las tuberías que estén soterradas, las mismas deberán estar soldadas de manera continua con el sistema adecuado para evitar cualquier corrosión exterior de la misma. La profundidad de las zanjas donde se hallen enterradas las conducciones, será la imprescindible para asegurar la seguridad de la instalación contra cualquier fallo mecánico, como mínimo este valor es de 600 mm, por supuesto siempre contando con el correspondiente estudio topográfico que verifique la estabilidad del terreno, y, en los caso donde sea obligatorio se deberá ejecutar la obra cumpliendo con la normativa local. En la superficie señalizaremos mediante señales o balizas metálicas la situación y recorrido de las conducciones. Las láminas números 9 y 10 se muestran conducciones tanto situadas en superficie (pipeline) como subterráneas. Si se decide emplear cualquier tipo de sistema eléctrico de control este no deberá producir ninguna interferencia con la estructura de las instalaciones subterráneas. 30
  • 31. En las zonas donde las conducciones de H2 coincidan en su recorrido con trazados eléctricos, ya sea en la misma zanja o conducto principal, todas las juntas y uniones de las tuberías de gas contaran con su junta sellada o anillo de soldadura obligatorio. Como buena práctica común, la distancia mínima de seguridad entre las líneas eléctricas y las de transporte de gas será de 50 mm. Por último mencionar que las conducciones de gas se situaran por regla general, a no ser que las leyes locales indiquen lo contrario, por elevación encima del resto de sistemas. Conducciones de Hidrógeno Líquido.- El aislamiento de las conducciones de hidrógeno líquido será de doble vacío, además, las tuberías de estas instalaciones se fabricaran con varias capas de material aislante. La temperatura criogénica, necesaria para la manipulación del H2 líquido, puede provocar la licuación del aire presente en la atmósfera circundante si el líquido entra en contacto con el mismo. Como consecuencia de este comportamiento, gotas de aire líquido, enriquecidas con oxígeno pueden precipitarse alrededor de las conducciones de hidrógeno y caer al nivel de suelo. Por lo tanto queda prohibida cualquier instalación o sistema de transporte de cualquier otro material combustible. A lo largo del recorrido de las conducciones de transporte de H2 se dispondrán de las correspondientes válvulas de expansión y purgado, listas para evitar sobre presiones en caso de obstrucción de las tuberías. Operaciones de Repostaje de Hidrógeno (Gaseoso y Líquido).- Características de los Surtidores y de los Acoplamientos.- Antes de iniciar la operación de repostaje de H2, el vehículo debe estar conectado a la línea de tierra, de esta manera se evita que las corrientes electrostáticas originen una chispa que produzca la ignición de cualquier fuga de gas. La conexión a la línea de tierra se dispondrá de tal forma que la plataforma de estacionamiento del vehículo y la instalación del surtidor de gas hidrógeno se encuentren en el mismo plano previamente al acoplamiento de la manguera de combustible. Deberá instalarse un cable de tierra que conecte el chasis del automóvil con la plataforma de estacionamiento. La resistencia total entre las ruedas y la plataforma no será superior a 125 Mohms, el depósito del vehículo estará asimismo conectado con el chasis. Este valor se sustenta en al norma SAE 1645, relativa a la resistencia eléctrica completa entre la línea de tierra y el chasis conductivo del automóvil. El siguiente paso es el acoplamiento del inyector de H2 al automóvil. La magnitud cuantitativa del hidrógeno en este proceso se medirá en kg. El sistema acoplamiento-surtidor se diseñará teniendo en cuenta cualquier desconexión accidental o fortuita. (Ver láminas 11 y 12) 31
  • 32. El surtidor de hidrógeno, a pesar de la temperatura del gas remanente en su interior debida a la presurización del mismo, no tiene la capacidad de calcular el volumen libre del depósito del vehículo a repostar. Por lo tanto, el surtidor inyectará primero un pequeño volumen de muestra, de esta manera se miden los cambios de presión y de temperaturas que indicaran a la estación de control programable (PLC) del surtidor la capacidad libre que le resta al tanque. En los acoplamientos más modernos, el circuito de toma de presión y temperatura se emplea también como “toma de tierra”. El intervalo de máxima presión de trabajo autorizada a las que trabajaran, en el caso de hidrógeno líquido, será de 0,2 MPa y 1 Mpa (entre 2–10 bares). En cualquier caso debemos aclarar que todos estos procesos se realizan en bajo un esquema de circuito cerrado, es decir si se produjese cualquier contingencia que detuviese el llenado del depósito del vehículo, el combustible regresaría al depósito del cual provine o bien se desviaría a un tanque de expansión diseñado e instalado en la estación para tal fin. Tipos de acoplamiento.- Tipo A.- Este sistema se mantiene completamente presurizado en la manguera de suministro cuando el acoplamiento detiene el flujo. El acople se mantendrá bloqueado hasta que reciba una señal de presión positiva. El dispositivo contará con un sistema integral de válvulas, las cuales detendrán el suministro de gas, a continuación se efectuará la ventilación del gas que puede estar atrapado en la manguera, antes de la desconexión del inyector. El mecanismo de apertura deberá asegurarse del correcto funcionamiento del sistema de ventilación, y que previamente a su desconexión se haya producido la evacuación del gas. Tipo B.- El inyector del sistema de suministro y la manguera permanecerán presurizados cuando se interrumpa el flujo de combustible. Será necesaria la conexión, directa o indirecta, de una válvula de tres pasos (en la misma señalará debidamente la apertura, cierre y posición de ventilación) al inyector de gas. Esta válvula ventilará el gas atrapado en la manguera antes de su desconexión. Igual que en al anterior tipo, el surtidor no funcionará hasta recibir una señal de presión positiva. 32
  • 33. TIPO C.- La manguera de suministro y el acople se despresurizaran al término de la operación de repostaje. En todo caso todos estos dispositivos se diseñaran para realizar un mínimo de 100.000 operaciones de suministro. En la lámina 8 mostramos uno de los sistemas de acoplamiento más recientes para surtidores de H2 desarrollados por el fabricante Linde. Debido a las obvias diferencias de diseño, un surtidor de 700 bares no podrá suministrar gas a un vehículo dotado con un depósito diseñado para 350 bares. Pero, sin embargo si se podrá realizar la operación recíproca, un sistema de 350 bares, podrá emplearse para repostar un automóvil con un depósito de 700 bares. Un aspecto importante a tener en cuenta que todos los gases, como el hidrógeno, cuando se comprimen aumentan su temperatura. Este hecho debe considerarse, puesto que según se llene el depósito, al comprimir el H2 aumentará su temperatura, este fenómeno afectará a la presión del tanque. Así que una durante la operación de suministro, los valores de presión y temperatura pueden ser superiores a los de diseño, 350 o 700 bares a 15º C, pero mientras se contengan en los límites de diseño, este hecho no implicará riesgo de ningún tipo. La duración de las operaciones de suministro de H2 varían según el tamaño del vehículo, como media, lo aceptable son de 12 a 15 minutos para vehículos de gran tamaño y, de 2 a tres minutos para automóviles de menor tamaño. Para mayor exactitud apuntamos que, el llenado de un depósito de 8 kg. de capacidad de H2 líquido se realiza en 8 minutos. Un importante inconveniente que presenta el repostaje de hidrógeno líquido, parte de la necesidad de incrementar la temperatura del dispositivo inyector del surtidor antes de iniciar la operación. Como es lógico pensar, las industrias involucradas en la transición a la “economía del hidrógeno” buscan soluciones económicamente viables para superar los problemas que se presentan. El fabricante alemán Linde, ha desarrollado un acoplamiento en el que el conducto del inyector está situado en el interior del acoplamiento, y sólo se despliega cuando se inicia el suministro de gas. Así se superan los inconvenientes de seguridad relacionados con las extremadamente bajas temperaturas de trabajo con el H2 líquido criogénico, y se reduce el tiempo de repostaje. Y por último, también se facilita que este proceso de suministro se realice de manera manual, ahorrando los costes evidentes de prescindir de complejos mecanismos automáticos. 33
  • 34. En la primera estación de servicio de H2 comercial del mundo en Berlín, operada por las compañías Aral y Linde, se instaló un surtidor robotizado para repostar a los vehículos privados, y, de esta manera tratar de solventar los problemas derivados de la manipulación del hidrógeno a temperaturas criogénicas (Lámina 13). Si será importante que estas incidencias se tengan en cuenta cuando se realice la programación de las estaciones de control lógico de los sistemas de la estación de hidrógeno. Por ejemplo, se deberá especificar si el H2 es enfriado en el surtidor en su camino hacia el acople con el depósito del automóvil durante la operación de rellenado, pues el software de control deberá contar con esta variable. El proceso de repostaje se interrumpirá varias veces para inyectar “volúmenes de control” adicionales, esta será forma de controlar que se cumplan con las limitaciones de presión y de temperatura. Las limitaciones de presión y temperatura si cumplirán los parámetros de diseño después de igualar la temperatura exterior del tanque y la interior del mismo, asimismo la presión no deberá superar los 350 o los 700 bares de presión. Una medida de seguridad obligatoria instalada en los surtidores accionamiento de parada de emergencia (Emergency Shutdown). En nuestro proyecto además instalaremos un mando adicional de parada de emergencia para cada surtidor, cumpliendo la recomendación dada por el manual de referencia HyApproval. 34
  • 35. Surtidor de hidrógeno gaseoso. Stuart Energy (Filial de la compañía Hydrogenics) En la estación diseñada por nuestro equipo dispondremos de 4 surtidores de hidrógeno para automóviles y otros dos surtidores para autobuses. Además, como rectificación a la propuesta inicial del proyecto incluiremos la distribución de hidrógeno líquido, dadas las ventajas que ofrece su ratio de capacidad energética con respecto a la relación de compresión. Por lo tanto, en la estación de servicio de hidrógeno para la isla de Gran Canaria distribuiremos hidrógeno en dos estados líquido y gaseoso. Método y Sistema de Compresión para el Repostaje.- Para justificar la decisión técnica relativa al sistema que emplearemos en nuestra estación de servicio de hidrógeno, procederemos a describir los dos métodos más habituales de compresión utilizados en estas plantas. 35
  • 36. Sistema de Compresión “Boster”.- El gas a suministrar se mantiene confinado a presiones por debajo de la presión de diseño del tanque del vehículo, por lo tanto la presión necesaria se obtiene por la intervención de un compresor que deberá trabajar a presiones superiores a las de diseño supuestas para esta operación. Además dependiendo de las condiciones de suministro externo de H, dispondremos de un sistema de compresión adicional para mantener las presiones operativas de almacenamiento de la estación. Sistema de Compresión “Buffer”/ “Overflow Filling”.- El H2 se almacena en depósitos de alta presión, así en el momento de transferir el gas al vehículo a repostar, el trasvase se producirá por diferencia de presiones al tanque del automóvil. Para reducir el consumo energético, el “sistema de cascada” se compone de varios grupos de depósitos múltiples a diferentes presiones. El paso de combustible se inicia desde el depósito a menor presión (esta es suficiente para hincar la operación), pasando a continuación a los de mayor presión. Este sistema se conoce popularmente como “sistema cascada”. Este sistema requiere una presión de almacenamiento de 440 bares, para repostar vehículos con depósitos diseñados para contener el H a 350 bares. El suministro a depósitos de 700 bares requerirá que los tanques de suministro del sistema mantengan el gas confinado a 880 bares. Para comprender mejor el sistema de cascada explicaremos el funcionamiento habitual para un dispositivo compuesto por tres contenedores. El primer paso, una vez conectado el vehículo al surtidor, el H provendrá del depósito en el que esté almacenado a menor presión. Cuando este se haya vaciado se pasará al de presión media, para finalizar el suministro con el de alta presión. El 36
  • 37. proceso descrito por lo general se realiza de manera automatizada. Tanto en el proceso de repostaje de cascada, como en el de sobré presión se dotará de los dispositivos de ventilación y de purgado de hidrógeno necesarios. Este cometido se recomienda sea automático, además podrá ser activado de modo manual en funcionamiento normal o en parada de emergencia. La ventaja de este sistema reside en el menor trabajo que ha de realizar el compresor o los compresores de la instalación, ya que no es necesario que estos funcionen en la operación de repostaje. Su intervención sólo será necesaria para incrementar o mantener la adecuada presión en los depósitos del sistema de cascada. Generalmente el sistema empleado es una mezcla de ambos, una disposición de dos primeras etapas de presión baja y media trabajando en “cascada” y una etapa final de alta presión en la que interviene un compresor de alta presión, asegurando así la eficiencia global del proceso y ahorrando tiempo. Una vez estudiados los dos sistemas habituales y con mayor experiencia de servicio, la elección del sistema de compresión de suministro para nuestro proyecto será el mixto de “cascada” o “buffer”, con la asistencia final de un compresor de alta, siempre y cuando el PLC, programador lógico, lo active según los parámetros de funcionamiento lo requieran. Asimismo, dispondremos de las instalaciones, equipos necesarios y del suficiente espacio de maniobra, para que un remolque de transporte de hidrógeno sea capaz de almacenar la producción almacenada y realizar su transporte a otra planta, ya sea por razones de funcionamiento normal de la estación o por una emergencia. 37
  • 38. Tipos y Características de los Compresores para el Repostaje.- Como ya se ha explicado necesitaremos instalar al menos dos compresores industriales de gran capacidad para elevar la presión desde el punto de producción (el electrolizador) a los depósitos de almacenaje. La presión ha de incrementarse desde los 30 bares de los electrolizadores atmosféricos y los 230 bares (presión máxima de diseño) de los electrolizadores de alta presión, a la presión de almacenaje requerida para repostar a los vehículos, dicha presión se situará en el intervalo de los 350-850 bares. Para realizar este trabajo, la experiencia recavada hasta la fecha en las estaciones de hidrógeno instaladas a lo largo del mundo, recomienda que se utilicen compresores industriales del siguiente tipo: Compresores de Pistón. Compresores de Diafragma (Diaphragma compressors) Los compresores del primer tipo, los de pistón, representan una tecnología bien conocida y ampliamente probada. La oferta presente en el mercado es más que suficiente para facilitar la selección de los compresores apropiados para nuestra instalación. Pero como siempre existe un importante inconveniente a considerar. La propia naturaleza del funcionamiento de estas máquinas requiere de complejos sistemas de refrigeración y de lubricación. Por lo general en la mayoría de estos sistemas se emplean aceites y sustancias oleosas para tales fines, inevitablemente estos fluidos terminan por filtrarse en los mecanismos de la máquina, y por lo tanto pueden contaminar el H2. Por la razón expuesta anteriormente, la probabilidad de contaminación del hidrógeno, recomienda utilizar otro tipo de máquinas que ofrezcan mejores prestaciones que eviten en lo posible contaminar el combustible. El siguiente tipo de compresores que satisfacen nuestras necesidades es el compresor de diafragma. A parte de evitar el contacto con el H2, presentan mejores características en cuanto a las pérdidas de energía calorífica al producirse menores pérdidas caloríficas. Como en el anterior tipo de compresores también existen numerosos fabricantes y múltiples modelos para satisfacer nuestras necesidades. Tanto como si se trata de compresores de diafragma o de pistón, tendremos que tener en cuenta el efecto de figuración o fragilidad cáustica que provoca el hidrógeno. 38
  • 39. Para evitar la formación de burbujas de aire o que se cree vacío en las conducciones de todo el sistema de presión se deberá instalar sensores y dispositivos que fuercen la parada de emergencia del compresor antes de que esta disminuya por debajo de la ambiental. Asimismo se prestará especial atención a la temperatura del H2 comprimido por la máquina, para que este no supere los valores de diseño, y, en tal caso corregir este comportamiento o nuevamente activar la parada de la máquina. Las filtraciones de O2 en el equipo de presión no superarán el 1%, si se supera este índice al compresor también se detendrá. En nuestra estación de servicio instalaremos dos compresores. Ambos del tipo de diafragma. Las presiones de salida del gas serán 400 bares y 900-1000 bares respectivamente. Ambos con dos etapas, para así no interrumpir el funcionamiento de la estación, al realizar las necesarias labores de mantenimiento o por avería. La capacidad de flujo de salida para ambos será de 580 m3/h mínimo y la de succión deberá ser de 25 bares mínima. No podemos especificar el fabricante, puesto que este aspecto requeriría un proyecto mucho más amplio que el abordado. Compresor Iónico.- En los últimos años se han desarrollado nuevos equipos de compresión en los que el “pistón mecánico” ha sido sustituido por un fluido iónico, líquidos con sales en su contenido, que desempeñan el papel del pistón mecánico. Es decir, el movimiento del líquido reemplaza el movimiento del pistón mecánico. Es decir, el gas está en contacto con una solución líquida, con la cual no podrá mezclarse, así se prescinde del gran número de piezas y mecanismos diseñados para sellar las partes del compresor. Las ventajas que presentan estos sistemas son: Alta eficiencia. Seguridad en el funcionamiento, ya que la mezcla salina no se vaporiza hasta alcanzar temperaturas próximas a los 200º C. No se produce abrasión. Menor número de partes mecánicas. Menor número de horas de mantenimiento. Compresión casi isotérmica. Bajos niveles de ruido. 39
  • 40. A pesar de recomendar en nuestro proyecto la instalación de compresores del tipo diafragma, estos novedosos sistemas, presentan numerosas ventajas, pero solo recomendaríamos su utilización si se desestima el factor económico, ya que el coste de un solo compresor de este tipo se aproxima a 500.000 € (precio de referencia para el año 2006). En las láminas 14, 15 y 16 mostramos el aspecto, funcionamiento y características de los compresores de diafragma e iónicos. Ventilación.- Si llegara el caso de una ventilación de emergencia, el gas desalojado deberá conducirse a un espacio seguro preparado para ello. Esto implica que el hidrógeno evacuado se liberará a la altura precisa para evitar cualquier daño a las personas o a la instalación si se produjese la ignición de la misma. Los dispositivos de ventilación se encontraran dispuestos de forma que el gas no se pueda acumular en las edificaciones o estructuras colindantes (por ejemplo: tejados, conductos de ventilación y extracción, estructuras de vigas en voladizo, etc.) Estaremos obligados a diseñar los sistemas necesarios que eviten la acumulación de agua, hielo o cualquier otro tipo de partículas en los conductos de ventilación, por supuesto estos sistemas no deben interferir con el flujo de gas a lo largo del circuito. Un aspecto muy importante a tener en cuenta en este apartado es la distribución de puntos de descarga de posibles acumulaciones de hidrógeno en el sistema de ventilación, tanto en emergencias como en su funcionamiento normal. Esto se deberá realizar de manera que, en los puntos de evacuación de H proyectados, la descarga de gas no se diluya en el aire de forma concentrada, evitando de esta manera que se alcancen concentraciones próximas al punto de ser inflamables. Cualquier concentración de gas próxima a su nivel de inflamación deberá estar alejada de cualquier fuente de ignición. Ventilación Operativa.- Los procedimientos de mantenimiento y de operación normales de los sistemas de suministro de hidrógeno, obligan a la descarga del mismo a la atmósfera. Estas descargas se caracterizan por realizarse mediante sistemas de control manuales o automáticos tales como válvulas de presión. Los sistemas típicos de purgado son: Purgado de las mangueras de aprovisionamiento. Vapores generados en los sistemas de almacenamiento líquido. Despresurización de las conducciones por razones de mantenimiento de los componentes de control, seguridad, etc. Ventilación de Emergencia.- 40
  • 41. Si fuese necesario realizar una evacuación de emergencia del hidrógeno almacenado, esto se deberá a cualquiera de las siguientes razones: Fuego en el depósito de almacenamiento de H2. Pérdida de vacío en los tanques de almacenamiento de H líquido. Disparo automático de una válvula de seguridad. Consideraciones Mecánicas.- La totalidad del sistema de ventilación y evacuación de gas ha de diseñarse teniendo en cuenta el comportamiento y las fuerzas ejercidas por el flujo del hidrógeno a evacuar durante su recorrido por dicho sistema. También se considerarán otros factores ambientales tales como el hielo, el viento y en el caso que corresponda las cargas de origen sísmico previstas en las normas locales a cumplir. Consideraciones Frente al Fuego.- Las dimensiones de la chimenea de ventilación y evacuación, vienen determinadas por la caída de presión que permite el correcto funcionamiento de los dispositivos de seguridad y por la velocidad de escape mínima necesaria para la dispersión del gas expulsado. El sistema de evacuación de gases deberá ser diseñado de tal manera que una disminución en la línea de presión principal no provocará una disminución a niveles inaceptables de la capacidad de alivio de presión del sistema o sistemas de purgado conectados al sistema de evacuación principal. El circuito o línea de evacuación se dimensionará de forma que la presión de retorno no exceda el 10% de presión del dispositivo de purgado. La interconexión de las fuentes de evacuación a una chimenea común principal se permitirá en aquellos casos en los que el sistema de purgado sea proyectado para operar el flujo procedente de todas las descargas sin provocar una sobre presurización en cualquier punto de la instalación. Un exceso de presión en el sistema de evacuación puede generar fallos en los aparatos de control conectados y reducir la capacidad de flujo de presión de los dispositivos que descargan en el sistema principal. En el caso de sistemas de alta y baja presión, se instalaran sistemas de ventilación separados, de esta manera se evitaran filtraciones no deseadas del sistema de alta al de baja presión, 41
  • 42. con lo cual no se producirá una disminución de la capacidad de purgado del sistema de baja presión. Todo el sistema de evacuación de gases se diseñará conforme a los límites de fatiga recogidos en las normas internacionales y nacionales vigentes para las condiciones de peso muerto, hielo, viento, movimientos sísmicos y otras contingencias. Dichas cargas no se supondrá que actuaran de manera simultánea. Las contracciones térmicas propias de las instalaciones de evacuación de gases fríos deberán tenerse en cuenta. Las sacudidas provocadas por las ondas supersónicas requerirán de una especial atención, debido al efecto de choque de las mismas en uniones “tipo T”, codos y en otros puntos de choque del flujo de corriente del fluido. Como se ha podido comprobar, el diseño de esta instalación es complejo, por lo que se recomienda la implicación de personal cualificado con experiencia en el diseño, proyección y construcción de instalaciones de hidrógeno. Acople al techo en una guagua Mercedes Benz Citaro de la manguera del sistema de venteo del gas H2 procedente de los depósitos situados en dicha zona. Este dispositivo se conecta al vehículo mientras se desarrolla cualquier actividad de mantenimiento o reparación del mismo. Consideraciones del Flujo de Descarga.- 42
  • 43. Para minimizar la posible formación de “nubes de hidrógeno” próximas al nivel de suelo, se deberá evitar a toda costa la descarga de H a temperaturas cercanas a su punto de ebullición en condiciones atmosféricas. Estas concentraciones de H en forma de “nube” son peligrosas debido a su carácter potencialmente asfixiante y a la probabilidad de ignición. El personal de la estación no deberá bajo ningún concepto aproximarse a una de estas formaciones gaseosas. Las salidas de ventilación o las chimeneas de evacuación en el caso de hidrógeno frío se situaran a la altura correspondiente para impedir la formación de concentraciones de H a niveles de suelo o en áreas donde se prevé la presencia de personas. Las zonas de salida de las tuberías de evacuación de gas se localizaran en cualquier punto en el que la posible exposición del personal presente niveles por debajo del límite inflamable. Los orificios de salida de ventilación de gas se situaran en el exterior de las edificaciones o estructuras de obra, y alejadas de las zonas dispuestas para uso del personal, posibles puntos de ignición, tomas de aire, aperturas en las edificaciones (ventanas, puertas, etc.), claraboyas y ventanucos. Las distancias de instalación del circuito de descarga en las estaciones de servicio de hidrógeno pueden obtenerse a modo de guía orientativa en las normas NFPA 55, EIGA/IGC/15/06 o ISO 15916 o en los códigos, normas o reglamentaciones locales contra incendios. Las bocas de salida de las conducciones de evacuación estarán “cortadas” en el sentido de un plano que facilite la salida del gas, orientadas en dirección hacia arriba. Presión de Diseño Frente a Deflagraciones y Detonaciones.- Para la ventilación de flujos de hidrógeno caliente y frío se emplearán conducciones de pared única y sin material aislante de ningún tipo. Los respiraderos de ventilación accesible a personal sin la correcta formación contarán con algún tipo de protección a tal efecto. Las conducciones, válvulas, complementos de la instalación, equipos accesorios, juntas obturadoras y juntas de sellado de rosca, deberán cumplir con los requisitos necesarios para su aplicación en instalaciones de H2, por supuesto también satisfarán las normas de servicio en cuenta a las presiones y temperaturas de funcionamiento de la instalación, y de manera especial soportaran las altas temperaturas producidas en cualquier hipotética condición de fuego, así como su estabilidad estructural. La opción preferida para las conducciones de ventilación de hidrógeno es el acero Austenítico (Serie 300), con las características recogidas en el código ASME. El acero inoxidable Tipo 304, también presenta propiedades mecánicas aceptables cuando es sometido a las fluctuaciones de ambiente entre las distintas temperaturas del hidrógeno líquido y en cuanto a la 43
  • 44. resistencia a la corrosión, aspecto este último importante puesto que minimiza el posible desprendimiento de partículas en el flujo de ventilación de H2. Materiales con puntos de fundición bajos como el aluminio, bronce, cobre y latón, presentan una reducida resistencia cuando se les somete a elevadas temperaturas. Aquellos sistemas de ventilación o respiraderos de gas compuestos por materiales con puntos de fundición bajos serán: Los que reciban la adecuada protección contra la exposición a fuegos externos de acuerdo con la ISO 15916 Anexo C o la NFPA 55, o las recogidas en las pertinentes legislaciones locales antiincendios. Los permitidos en áreas donde cualquier pérdida resultante de un fallo no expondrá indebidamente al personal, edificaciones, o estructuras, etc. a sus efectos. Los localizados en zonas en las cuales una pérdida podrá ser rápidamente controlada por al accionamiento de una válvula accesible o controlada manualmente. Los elementos de hierro “gris”, o hierro maleable no serán empleados en instalaciones de ventilación de H2. Las conducciones de tuberías fabricadas en plástico, accesorios o cualquier otro tipo de componente no se instalarán en dispositivos de contención y ventilación de hidrógeno. Componentes.- Aquellos elementos atornillados, juntas o empalmes unidos mediante tuercas de las torres de ventilación o respiraderos deberán cumplir con los estándares de las normas ASTM o legislación equivalente. En todo caso los componentes instalados cumplirán con las recomendaciones del fabricante. Ventilación de Oxígeno.- Si la producción de hidrógeno se realiza in situ mediante el proceso de electrólisis, la evacuación del oxígeno se efectuará a intervalos regulares. El O2 es un elemento químico altamente reactivo, por lo que en su ventilación debemos prestar especialmente atención. Las conducciones, tuberías, accesorios, válvulas, equipos auxiliares, juntas obturadoras y otros componentes serán compatibles con las características de presión y temperatura de uso del oxígeno. 44
  • 45. Es muy importante aclarar que la ventilación del hidrógeno y del oxígeno no deberá realizarse en el mismo sistema. De manera adicional se prestara especial cuidado que los sistemas de evacuación de gases estén bien separados de forma que se evite que mezclas de oxígeno con aire enriquecido en H2. Ventilación del Nitrógeno.- En las instalaciones de estaciones de hidrógeno, el nitrógeno se emplea como fluido de purgado. El nitrógeno es un gas peligroso debido a su potencial asfixiante. La ventilación del nitrógeno seguirá un recorrido hacia áreas en las que se asegura que no existen acumulaciones de oxígeno en la atmósfera de las zonas de trabajo. Aparatos de Reducción de Presión, Ventilación y Descarga de Gases. Las válvulas de seguridad se instalaran de manera que estén dirigidas en la dirección que no provoquen daños al personal ni a los equipos circundantes. Los dispositivos y las válvulas de reducción de presión serán distribuidos de tal forma que la posibilidad de daño a las conducciones y resto de instalaciones se reduzca al mínimo. Los sensores y disparadores de las válvulas de presión se instalaran en contenedores herméticos. El circuito de descarga de ventilación se diseñará y se instalará de forma que soporten el incremento de presión circulante por el sistema de ventilación y respiraderos. Las líneas de ventilación no deberán estar equipadas con dispositivos de supresión de llama, o cualquier otro tipo de aparatos que restrinjan o prevengan la libre evacuación del H2 hacia la atmósfera. El acero inoxidable es el material preferido para su uso en las instalaciones de ventilación y respiraderos, ya que este minimiza la posibilidad de ignición originada por las partículas procedentes de la corrosión. Las válvulas de purgado, conexiones y circuitos de ventilación se diseñaran de manera que los brazos de carga y las mangueras de la instalación puedan drenarse y despresurizarse como paso previo a la desconexión del sistema. El conjunto de drenado y purgado dirigirá la evacuación del flujo de gas o líquido hacia una zona de almacenamiento y expansión segura. Se tendrá presente a la hora de proyectar el circuito de purgado que no se debe acumular humedad o cualquier otro tipo de partículas contaminantes en los respiraderos de ventilación, ya que estas sustancias se podrían congelar de manera que interferirían en el normal funcionamiento de la instalación. Los respiraderos de ventilación del sistema de purgado de presión, se situaran en lugares seguros en espacios abiertos de forma que se evite que cualquier corriente de gases de ventilación 45
  • 46. “golpee” al personal o dañe cualquier estructura, depósitos, válvulas o cualquier otro tipo conjunto de equipos. Las chimeneas y conducciones de ventilación se dispondrán de manera individual, no se recomienda el plegado ni la unión de múltiples conducciones de ventilación. La ventilación no podrá dirigirse a zonas donde se pueda acumular el H2, como por ejemplo las cornisas en las edificaciones, en el interior de casetones de almacenamiento. Para evitar la acumulación de sobrepresiones en las conducciones de hidrógeno líquido, se instalaran válvulas de purgado, evitando de esta manera que se produzcan acumulaciones a elevadas presiones en el interior del circuito. Asimismo se dispondrán de válvulas de expansión térmica como sea requerido para evitar y prevenir sobrepresiones en cualquier sección del circuito de líquido o vapor frío que se puedan producir en cualquier tramo situado entre válvulas. Las válvulas de alivio o de purgado de presión se accionaran cuando la presión alcance valores máximos superiores a los previstos en funcionamiento normal del circuito, pero inferiores a la presión de prueba del propio sistema que protege de las sobrepresiones. En las zonas en las que se pueda producir la acumulación de hidrógeno, también se instalaran circuitos y conducciones de ventilación y purgado, siempre y cuando, la acumulación de H2 gaseoso pueda originar un incremento de presión peligroso. Requisitos de las Características del Material Empleado.- Todos los materiales seleccionados en el diseño y empleados en la construcción de la instalación de la estación de servicio, cumplirán con los requisitos obligados para trabajar en las condiciones propias de presión y temperatura. Alguna de las consideraciones a satisfacer en la selección de los materiales son: Efectos de las bajas temperaturas. Efectos de figuración o fragilización cáustica del hidrógeno (Embrittlement) Permeabilidad y porosidad. Compatibilidad con elementos metálicos de composición disimilar cuando son usados conjuntamente. Efectos de las Bajas Temperaturas.- Muchos materiales cambian sus características de ductivilidad a comportamiento frágil según la temperatura disminuye. Este cambio en su comportamiento puede producirse a temperaturas más elevadas que las criogénicas. 46
  • 47. Dos de las consideraciones principales a tener en cuenta en la selección de los materiales empleados en una estación de servicio de hidrógeno en la que se manipule H2 líquido son: cambios en la ductivilidad a bajas temperaturas (Corrosión cáustica a baja temperatura) y los efectos de contracción termal que se producen en consecuencia. La temperatura de expansión en ambiente del hidrógeno líquido está entorno a los 280 K. Una disminución de esta elevada temperatura puede provocar una contracción termal en la mayoría de materiales empleados. A la hora de escoger los materiales a instalar en la instalación debemos tener en cuenta el estrés y fatiga del material originado por la mencionada expansión o contracción térmica. Por supuesto, al emplear distintos materiales en la instalación, tendremos en cuenta los distintos comportamientos de los mismos frente a las contracciones térmicas. Corrosión Cáustica y Ataque del hidrógeno.- El fenómeno de corrosión cáustica del hidrógeno es causa de una seria consideración a la hora de instalar metales expuestos a dicho gas. Este efecto puede producir importantes y significativas mermas en las propiedades mecánicas de los materiales. Una descripción completa de este fenómeno viene recogida en el documento IGC 15/06 Apéndice 5 elaborado por la EIGA. Permeabilidad y Porosidad.- El hidrógeno tiene la particularidad de difundirse rápidamente a través de los poros de los materiales o sistemas con diminutas aperturas, las cuales normalmente resisten el sellado con respecto al aire y otros gases. Los accesorios, conducciones y tuberías de hierro fundido no deberán emplearse en estas instalaciones. El uso de cualquier tipo de equipo elaborado mediante fundición es totalmente desaconsejado, debido a la permeabilidad del H2 y a las posibles filtraciones de este gas a través de las porosidades del material de origen de fundición. Compatibilidad de Materiales Metálicos Disimilares.- Otra importante precaución a tener en cuenta en el diseño y construcción de las estaciones de hidrógeno, es el uso en estas instalaciones de conducciones, tuberías, codos, accesorios de bombeo, etc. de elementos y materiales metálicos de características y propiedades similares, es decir no mezclaremos, en lo posible, equipos metálicos de diferentes cualidades y calidades. En el caso de incluir elementos metálicos de distinto tipo, los accesorios de acero inoxidable serán compatibles con los conductos y tuberías de cualquier otro tipo de metal. Se prestará especial cuidado en cuanto a la protección frente a la corrosión en el diseño de uniones y zonas de contacto entre metales de distinto tipo. 47
  • 48. Las conexiones entre elementos de gran tamaño construidos con metales nobles con dispositivos más pequeños elaborados con metales de inferior calidad, también serán objeto de especial atención. Consideraciones Adicionales.- Los tanques de presión, tales como los dispuestos como depósitos de expansión, se fabrican con materiales que están sujetos a la corrosión originada por las condiciones atmosféricas, deben ser protegidos frente a estos ataques de la naturaleza mediante métodos preventivos. La mencionada corrosión y la consecuente fatiga de material que producen, afecta a la vida útil de los depósitos cilíndricos de almacenamiento de H2. Por lo tanto se recomienda un riguroso plan de mantenimiento que preste especial atención a los procedimientos anti-corrosión. En las instalaciones en las que se detecte amoniaco y este se encuentre presente como impureza o agente atmosférico contaminante, se evitará el uso de elementos que contengan aleaciones de cobre, estaño, zinc, etc. en las conducciones y circuitos de la instalación dada la facilidad con la que sufren el ataque de este elemento químico. Asimismo se deberá considerar la presencia de cualquier otro elemento contaminante para diseñar y tener en cuenta la aplicación de las medidas de protección y de seguridad correspondientes. Las conducciones y tuberías se fabricaran de acuerdo con las especificaciones y estándares correspondientes para destinarse a instalaciones de atmósferas explosivas. Información adicional y detallada para la selección de materiales propios de estas instalaciones viene recogida en la norma ISO/PDTR 15916 Apéndice C y ISO/DIS 11114, Partes 1 y 4. Aislamiento.- El aislamiento aplicado al circuito de transporte de fluidos criogénicos deberá ser de material incombustible y su diseño contará con juntas de sellado de vapor en la zona exterior para prevenir la condensación de aire y el consiguiente enriquecimiento de O2 del mismo a través del aislamiento. El material aislante deberá ser protegido por un “escudo” que evite el deterioro del mismo frente a las normales operaciones de trabajo de la estación. Las conducciones, equipos y tuberías carentes de material aislante, por las que circule hidrógeno a las temperaturas criogénicas de líquido no serán instalados por encima de zonas asfaltadas o de cualquier otra superficie compuesta por materiales combustibles para evitar el posible contacto del gas líquido con estas superficies. 48
  • 49. Para recoger las gotas procedentes de cualquier pequeña pérdida producida por la condensación exterior en circuitos no aislados, se instalarán depósitos de recogida de líquido, para retener dichas pérdidas de condensación y favorecer su evaporación en aire. Instrumentos de Control.- Será necesaria la instalación de sistemas de control y seguridad en la instalación de producción de H2 y en el emplazamiento de los surtidores. El sistema de control principal tendrá la capacidad de accionar, ejecutar y realizar todas las acciones requeridas en el funcionamiento normal de la estación y en cualquier emergencia o incidencia que tenga lugar en la misma. Se instalará un sistema de control lógico programable (PLC, Programable Logic Controller)) para los dispositivos de seguridad integrado al más alto nivel posible en todos los puntos sensibles de la instalación. El proceso de producción de H2 in situ se realizará de manera automática, sin la necesidad de contar con personal cualificado para atender dicho proceso. En el caso de efectuar una parada automática, bien originada por una emergencia o por necesidad de ordenar una parada operativa, el proceso de producción se reiniciará desde una unidad de control remoto o se ordenará desde el panel de control central. Como siempre, se recomienda revisar visualmente las áreas y zonas donde se ha producido una señal de alarma previamente al reinicio del proceso de producción. Por supuesto también instalaremos sistemas de accionamiento de parada de emergencia de disparo manual, facilitando de esta manera el ordenamiento de una parada de emergencia. Los cuadros de control, instrumentos de medida, equipos de sensores se situarán en la instalación en aquellos puntos en los que se minimice el posible riesgo de daño al personal de trabajo en caso de ruptura y pérdida del hidrógeno y su posible o consecuente incendio. Emplearemos cristal de seguridad en todos los equipos dispuestos en la instalación. Destacamos de manera especial que la estación contará obligatoriamente con los sistemas necesarios para entrar en parada segura en caso de corte del fluido eléctrico, se prestará especial atención en este apartado. Los aparatos de medida, instrumentos y sensores diseñados para detectar cualquier fuga de H2, su posible combustión e ignición del mismo deberán cumplir con la ISO/PDTR 15916. Detección de Incendios.- Las llamas que se producen en un incendio de hidrógeno no son visibles en condiciones de luz diurna. Se deberá considerar la instalación de dispositivos que realicen una vigilancia continuada en las zonas proclives a la aparición de un incendio, por ejemplo válvulas de seguridad, respiraderos de ventilación, etc. Para realizar una vigilancia continua de las áreas sensibles, se 49
  • 50. puede disponer de una red de sensores térmicos y ópticos de incendio, dichos equipos se pueden complementar con los sistemas de alarma adecuados. Recomendamos observar las láminas 17 y 18 para comprender mejor el comportamiento frente al fuego del hidrógeno. Contaremos con equipos de detección de incendio en las áreas donde se realicen las tareas de trasvase de combustible. Dichos equipos además tendrán la capacidad de detectar cualquier ignición o conato de incendio más allá del radio de trabajo de las mangas de trasvase de combustible. Asimismo el muestreo del aire se realizará en varios puntos del recorrido de la zona de trasvase. Los únicos equipos capaces de detectar un incendio de hidrógeno son los sensores de ultravioleta. Habrá que prestar especial atención en su instalación en las zonas exteriores de la estación, puesto que la luz solar directa o los reflejos de la misma que incida en los mismos puede provocar falsas alarmas. Parte de estos sistemas de detección de incendios, balizas luminosas de funcionamiento normal/emergencia y avisos sonoros los describimos en las ilustraciones que siguen a esta página (Láminas 19, 20 y 21) La sensibilidad de estos aparatos es tal que cualquier labor o trabajo de soldadura realizado en su proximidad podría disparar la alarma de fuego. En las estaciones de suministro de hidrógeno los sensores de infrarrojos no son eficaces, por lo que no contaremos con la instalación de los mismos. Un sencillo dispositivo detector de incendios se compone de un estropajo de material seco combustible instalado en un punto determinado donde se puede producir un incendio, al iniciarse la combustión de este “material de trapo” por una llama de hidrógeno, se dispararía la alarma del correspondiente sensor. Consideraciones Generales Sobre los Sistemas de Detección de Incendios.- La radiación proveniente del Sol, se sobrepone sobre la emisión de la llama de la combustión del H2, resultando ser invisible en durante el día. Por lo tanto estos detectores no deben activarse por su sensibilidad a la radiación solar, iluminación artificial, trabajos de soldadura. Esto se aplica especialmente a los detectores ópticos. Las llamas del H2 al arder, emiten radiaciones en un amplio espectro, lo que implica que no se podrán apreciar “picos” de llama o fogonazos. Habrá que tener en cuenta, que la radiación emitida por las moléculas de agua caliente, también será 50
  • 51. detectada por los sensores de tipo óptico que sean instalados para avisar de cualquier ignición del hidrógeno. La distancia mínima de la llama detectada y sus dimensiones, será fijada con antelación en los sensores dispuestos en la instalación, y, si fuera necesario estos parámetros se modificaran. El tiempo de respuesta de los sistemas de detección, se especificará en función de los pasos a activar por el protocolo de emergencia aprobado para la estación. Los dispositivos de aviso de alarma de incendio estarán claramente visibles, así como los dispositivos de accionamiento manual, por supuesto se aplicará la señalización de emergencia obligatoria por las leyes vigentes. Las salidas de emergencia permanecerán, en todo momento, libres de obstáculos. Deberán realizarse periódicamente simulacros de incendio de acuerdo con las autoridades y servicios de emergencia, en los cuales se evaluaran su eficacia y las posibles mejoras. Se dispondrán de los circuitos de presión de agua en el volumen adecuado y las condiciones adecuadas para alimentar los sistemas de extinción de incendio que sean obligatorios según las legislaciones aplicables. Las labores de extinción de un incendio de H2 sólo comenzaran una vez se haya comprobado que la fuga o derrame que ha iniciado el fuego no se reavivará de nuevo. Para estas tareas utilizaremos extintores de polvo Monnex, ya que los habituales extintores de CO2 no se deben emplear, ya que las micropartículas del mencionado CO2 pueden convertirse en fuente de ignición. Por lo tanto distribuiremos extintores de polvo Monnex y de CO2 de acuerdo con el riesgo y el probable origen del fuego. Tendremos en cuenta la viabilidad económica de la instalación de un sistema de extinción automático en las áreas de mayor riesgo, por supuesto equipado con extintores con la sustancia apropiada. La manera más eficaz de luchar contra un incendio provocado por una fuga, pérdida o derrame de hidrógeno, es simplemente, cortar el flujo de gas que origina el incendio. En aquellos incendios en los que el hidrógeno no ha podido ser aislado, y continúe la fuga y pérdida del mismo, no se realizará ninguna tarea de extinción. La razón de actuar de esta manera la explica el riesgo de propiciar una explosión al efectuar cualquier operación para controlar y apagar el incendio. Dispondremos en las áreas que lo aconsejen de los medios necesarios para mantener refrigerados los sistemas principales y vitales de la estación, así como los circuitos de agua a 51
  • 52. presión necesarios para mantener las bajas temperaturas del hidrógeno almacenado. Se recomienda en el diseño de la estación que se dispongan estratégicamente cañones de agua a presión destinados a enfriar las instalaciones inflamables o sensibles (Láminas 22 y 23). En el caso del almacenamiento de H2 líquido, si es necesario el uso de agua en una emergencia para mantener refrigerados los equipos principales de la estación, se tendrá especial cuidado en no obstruir las conducciones y respiraderos de gas, y de no verter agua en aquellos puntos en los que debido a las bajas temperaturas criogénicas se congele y tapone el circuito de evacuación de gases. El personal de la estación será instruido debidamente en los procedimientos y protocolos de emergencia, y en el uso de los equipos dispuestos para estas situaciones. Detección de Fuga de Gases.- El hidrógeno es un elemento incoloro e inodoro, por lo tanto estas características hacen que este gas no sea detectado por los sentidos humanos. Una red de detectores bien localizada, de probada fiabilidad es imperativa para procurar la óptima seguridad a la estación de servicio. Debemos asegurarnos que en las zonas especialmente sensibles, recintos angostos y cerrados, donde se pueda producir una concentración peligrosa de H2 o una pérdida o derrame del mismo los detectores sean especialmente eficaces. Un ejemplo de estos recintos son la edificación o estructura que contiene la unidad de producción de hidrógeno, el sistema de la unidad compresora, la unidad de suministro y distribución, y por último la marquesina de la estación de suministro de hidrógeno. El sistema de detección de gas se complementará con los dispositivos y señales de alarma necesarios, de esta manera el empleado responsable podrá iniciar los procedimientos y el protocolo de parada segura establecido con antelación, siempre y cuando el sistema no esté automatizado para actuar en estas situaciones. Los detectores de fuga de gases no son capaces de alertar de la presencia de fuego producido por H2, sólo son útiles para detectar concentraciones de gas en zonas particulares. Por lo tanto su correcta ubicación y localización es crítica para localizar cualquier fuga de hidrógeno. Tendremos en cuenta a la hora de instalar estos equipos que su nivel de sensibilidad es tal que cualquier corriente de aire, ya sea en el interior de una edificación como en el exterior de la estación, puede provocar lecturas erróneas. Si se trata de sensores fijos estos pueden llegar a dar lecturas insuficientes, por ejemplo el detector puede indicar una concentración de gas entorno al 10% del nivel inferior de inflamabilidad (LEL, Lower Explosivity Limit), cuando en la realidad la concentración de gas sea el 100% del 52
  • 53. nivel LEL. Recomendamos para mayor seguridad que se instruya al personal y se les distribuya equipos de detección manuales. Por último habrá que considerar a la hora de seleccionar y adquirir los detectores y sensores de gases, el nivel de sensibilidad de los mismos frente a otros gases distintos del hidrógeno. La lámina 24 ofrece una mejor idea del aspecto y funcionamiento de estos dispositivos. Consideraciones Generales para los Sistemas de Detección de Hidrógeno.- Los requisitos más importantes en cuanto a las especificaciones de los sensores de acumulación de H2 son: 1. Mínima concentración de gas a detectar. 2. Escala completa y rango total del sensor. 3. Nivel de medida que ha disparar los sistemas de alarma. 4. Tiempo de respuesta. 5. Precisión. 6. Temperatura de operatividad. 7. La sensibilidad ante cualquier otro gas, como los hidrocarburos, que interfieran en las lecturas de los detectores. 8. Fiabilidad y frecuencia necesaria para realizar las operaciones de recalibrado. 9. La interface que facilita la seguridad de la activación de la parada de emergencia. El tiempo para detectar, transmitir y señalar cualquier concentración de H2 será lo más corto posible. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos (NRLE) aconseja que la respuesta no supere el segundo (<1 seg.) El rango de medida de la concentración del gas, deberá proporcionar el tiempo suficiente como para poder iniciar los protocolos de seguridad necesarios para evitar cualquier incidente grave o escalada peligrosa. Por ejemplo, si un sensor indica una alarma ante una concentración del 10% del Lower Flammability Level (LFL, Nivel Inferior de Inflamabilidad), la parada automática segura deberá iniciarse antes de alcanzar al 25% del LFL. El NRLE aconseja un intervalo para los equipos de medida situado entorno al 0,1-10% del LFL. 53
  • 54. Los equipos y sensores de detección, no serán de ninguna manera fuentes de ignición. El número de detectores y la distribución de los mismos está relacionado con los posibles ratios de pérdidas de gas, condiciones de ventilación y el volumen de las edificaciones, estructuras y edificios de la instalación. En un recinto cerrado, generalmente la entrada de aire se situará en el punto más bajo posible y el conducto de salida o extracción de aire estará situado en el lado opuesto y a la mayor altura posible, esta configuración asegura que se produce la mejor renovación del flujo de aire. Los sensores de H2 se instalaran lo más próximos al techo, lugar donde se espera que se produzcan las concentraciones de hidrógeno. Los equipos de detección seguirán un escrupuloso programa de mantenimiento para asegurar su correcto funcionamiento en todo momento. Si optamos por instalar un sistema de supresión de incendios por medio de gases inertes, deberemos tener en cuenta que los sensores tendrán que ser compatibles. En el caso que se detecte un 1% de concentración de gas en el sistema de ventilación y de purgado se activará la alarma. Esto se explica porque si se produce una concentración mayor a la indicada en el sistema de purgado y ventilación, al llegar a la atmósfera esta concentración puede presentar un riesgo o peligro de incendio. Distancias de Seguridad.- Una de las principales medidas que se pueden adoptar para reducir los riesgos en caso de accidente o minimizar las posibles consecuencias de un incidente en una estación de servicio de hidrógeno es la distribución de la instalación a distancias de seguridad que reduzcan los efectos de cualquier fuente de riesgo o peligro y el posible objetivo al que afecte el incidente. La distancia a la que nos referimos generalmente se denomina “Distancia de Seguridad” Para una mejor comprensión de este apartado del proyecto clarificamos que la definición de distancia de seguridad es la siguiente: “La distancia de seguridad es la mínima distancia de separación entre una fuente (source) de riesgo o peligro y un objetivo (target), ya sea un ser humano, equipos instalados o el medioambiente, la cual mitigará el efecto de un posible incidente y prevenir que un incidente de menor carácter se deteriore hacia un incidente mayor y más grave” 54
  • 55. En el momento de la redacción de este proyecto, la legislación nacional española sobre estaciones de servicio de hidrógeno es inexistente, y se limita a cumplir con las normas e indicaciones resultantes de los programas liderados por la Unión Europea y por las naciones asociadas a los mismos, salvo aquellos afectados por la ATEX (Normas sobre Atmósferas Explosivas). Es por ello que la parcela que se eligió para el emplazamiento de nuestro proyecto está situada en un polígono industrial, el de Arinaga. De esta manera cumplimos con lo recomendado por la UE, situar todas estas instalaciones en parques industriales, además de cumplir más que sobradamente con las distancias de seguridad recomendadas por las normativas desarrolladas hasta ahora, teniendo en cuenta que el hidrógeno a suministrar por nuestra estación se producirá in situ. Fuente y objetivo.- Una fuente (source) de peligro o de riesgo, es un objeto (instalación, equipamiento, construcción, maquinaría, etc.) que puede originar un peligro al entorno circundante debido a: Un derrame accidental de un material peligroso. La instalación sufra un choque o impacto mecánico, el cual, debido a la energía cinética liberada pueda afectar a la integridad de la instalación, provocando daños físicos que puedan provocar un incendio o una explosión. Fuentes de calor, especialmente fuegos, los cuales puedan afectar la integridad de la estructura circundante a la instalación. Un objeto (Ya sea un ser humano, equipos instalados o el medioambiente) sensible de sufrir daños o peligrar en su integridad física, por el efecto generado desde la fuente de peligro o riesgo. Para entender mejor este concepto proponemos tres ejemplos relacionados con una estación de servicio de hidrógeno. Los cuadros de las láminas…muestran los daños y la energía calorífica necesaria para causarlos. Ejemplo 1.- Una pérdida o derrame en algún punto de la instalación (por ejemplo: la manguera del surtidor de suministro al vehículo) puede propiciar la formación de una atmósfera explosiva o una llama que se propague en forma de chorro (jet fire), este suceso podría provocar que los vehículos estacionados en la proximidad del afectado también ardan. En esta situación, el hidrógeno es la fuente del peligro, del riesgo, mientras que el automóvil es el objeto. 55
  • 56. Ejemplo 2.- Si un charco de gasolina procedente del goteo de un automóvil impulsado por este combustible, se acumula en una zona sensible de la estación de servicio, este se convertirá en una fuente de calor que supone un riesgo y un peligro para la instalación de H2. En este caso la gasolina, y el coche que la utiliza) es la fuente del peligro, y el equipamiento de hidrógeno será el objetivo. Ejemplo 3.- Una filtración, derrame o pérdida en algún punto de la instalación de la estación de hidrógeno, nuevamente como ejemplo tomamos la manguera de suministro del surtidor de la estación, puede ocasionar un chorro de llama. Estas llamas pueden dirigirse en la dirección de una zona donde estén situados equipos sensibles como pueden ser los depósitos de almacenamiento de H2. En este caso, la instalación del gas actúa en si misma como fuente y objetivo. Clasificación Distancias de Seguridad.- Para una mejor compresión de las tablas sobre riesgos y peligros que se adjuntan a este proyecto, procederemos a nombrar y explicar, cuales son y que definen cada área de peligro. Estas tablas que adjuntamos al trabajo no han sido traducidas del idioma inglés en el que están elaboradas por la complejidad de traducir las mismas y la falta de tiempo para realizar una tarea tan laboriosa. Trataremos en los posible de traducir los conceptos clave para entender el significado de las mismas. Zona de peligro o riesgo (Zona A).- La propia naturaleza de estas áreas no necesita de mayor aclaración. Distancia de Protección (Zona B).- En el caso de una estación de servicio de hidrógeno, las propias instalaciones de producción, almacenamiento y transporte del H son el objetivo, mientras que las actividades externas y los objetos procedentes del exterior serán la fuente de peligro. La fuente puede estar situada en el entorno de la estación o bien proceder de las inmediaciones de la hidrogenera, e incluso zonas más alejadas. Los ejemplos de las principales fuentes de peligro o riesgo que pueden provocar un incendio son: Presencia de combustibles líquidos, como por ejemplo gasolina almacenada o el derrame procedente del tanque de gasolina de un vehículo pesado. Edificios o edificaciones circundantes como puede ser una construcción de madera. Vegetación seca con alto valor combustible. 56
  • 57. Almacenamiento de oxígeno o de equipos que utilicen O2. Posibles zonas de almacenamiento de materiales combustibles tales como maderas, bobinas de papel, productos químicos, etc. Los agentes que pueden producir un impacto mecánico que deben ser considerados son: Colisión de un vehículo, tanto presente en la estación o que circule por sus inmediaciones. Objetos en caída libre, como por ejemplo fragmentos de cubiertas y tejados, o carteles de señalización presentes en la estación. Distancia Libre de Instalaciones (Zona C).- Esta indica la distancia mínima que ha de estar libre de instalaciones entre los equipamientos sensibles de producir situaciones de riesgo o peligrosas, y las áreas donde se han de ubicar objetos sensibles o vulnerables, evitando así sufrir daños de consideración. En nuestro proyecto, la propia instalación de H2 representa la fuente de riesgo, y el resto de instalaciones de la estación son el objetivo. Ejemplos de objetivos que pueden ser expuestos a los peligros generados por el H2 (explosiones, fragmentos despedidos, fuego, etc.) pueden ser: Personas. Particularmente el personal de servicio trabajando en la estación y clientes, usuarios de la propia estación y visitantes de la estación. Otras instalaciones de la estación de repostaje como pueden ser tanques de gasolina, o cualquier otro producto inflamable, de vehículos pesados o de transporte de dichas mercancías, zonas en las que se almacene gasolina, instalaciones de distribución, etc. Edificios como por ejemplo la tienda o el edificio de servicios y oficinas de la estación. Señalar que en nuestro caso habría que tener en cuenta el emplazamiento dentro de la estación de un complejo dotado de aulas de formación y sala de conferencias para la difusión del uso del H2 y divulgación de la transición hacia la Economía del hidrógeno. Las láminas a continuación, numeradas de la 25 a la 30 resumen parte de estos conceptos sobre distancias y zonas de seguridad. Distancia de Instalación de los Equipos Principales (Zona D).- Esta distancia será la mínima que se deberá respetar en el lugar donde se emplacen los equipos principales de manera que, si se produjese una situación de peligro o el mal funcionamiento 57
  • 58. de uno de ellos, las consecuencias de este acontecimiento no afectasen al resto de las instalaciones de la estación. En el cálculo de estas distancias, se ha de tener en cuenta que la instalación de H 2 se considera como fuente y objetivo proclive a sufrir daños. Además hemos considerado como equipos principales a las instalaciones de: Sistemas de recepción de hidrógeno distribuido y planta de producción de H2. Surtidores y sistemas de distribución a vehículos privados y almacenamiento de H2. Adicionalmente, los circuitos y tuberías, respiraderos y chimeneas de ventilación, se trataran como equipos principales según su importancia. Zona Exterior de Riesgo (Zona E).- La zona exterior de riesgos es la zona o el área situada a una distancia que se considera fuera del perímetro de nuestra instalación, pero que ha de tenerse en cuenta a la hora de calcular los riesgos y peligros derivados de la estación de hidrógeno. En este apartado, la estación de H es claramente la fuente de peligro, mientras que las personas, inmuebles, edificaciones, etc. situadas a esta distancia son claramente los “objetivos” que puede sufrir los efectos de cualquier incidencia que tenga lugar en nuestra instalación. La extensión y las distancias de seguridad que se deben respetar vendrán especificadas en las normas nacionales y locales, estas se justificaran en base a criterios estadísticos o bien sustentados en conceptos determinantes. Ejemplos de objetivos en zona de riesgo exterior serán: Residentes próximos a la instalación, inmuebles edificados en la cercanía y viandantes cerca de la estación. Escuelas, hospitales, edificios de oficinas, etc. Centros comerciales, mercados, etc. Infraestructuras vulnerables. En el momento de escoger emplazamiento para la construcción de nuestra estación de servicio de hidrógeno, consideramos los riesgos de situar la instalación en una zona en al que cualquier incidente pudiera provocar un incidente grave que pudiera desembocar en un incidente muy grave. Por ello se decidió situar la instalación en el polígono industrial de Arinaga, en el sur de la isla de Gran Canaria. Además la parcela seleccionada tiene unas dimensiones más que suficientes para cumplir con los criterios de distancias de seguridad exigibles. Por último, el equipo de diseño decidió construir un muro pantalla de hormigón armado en los límites medianeros de la estación de 58
  • 59. servicio de hidrógeno con las instalaciones industriales vecinas para proporcionar la adecuada protección a las edificaciones vecinas y sus usuarios. INSTALACIÓN DE AEROGENERADORES PARA EL SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA A LA ESTACIÓN DE SERVICIO DE HIDRÓGENO.- En el planteamiento del proyecto de Estación de Servicio de Hidrógeno para la Isla de Gran Canaria, establecimos como reto adicional el suministro de energía eléctrica de origen renovable. La fuente “limpia” de energía eléctrica elegida fue la eólica, para lograr este objetivo proponemos la instalación de tres aerogeneradores de 3 Mw de potencia, es decir una potencia total de 9 Mw. Este planteamiento podrá variar según se vaya desarrollando el proyecto, siempre y cuando respetemos el mínimo de potencia exigido que será de 3 Mw. Por supuesto para asegurar el funcionamiento de la estación de servicio y de la planta de producción de H2 contaremos con la correspondiente acometida y estación transformadora para conectar la instalación a la red comercial de distribución. Consideraciones Técnicas de la instalación de Aerogeneradores.- Una vez hemos seleccionado el emplazamiento para nuestros aerogeneradores, comienza el proceso de diseño de la “granja eólica”. Por la naturaleza cambiante del viento que generará la electricidad, el diseño deberá tener en cuenta esta variable, lo que convierte la definición del proyecto en un proceso iterativo. Las restricciones de diseño serán las siguientes: Capacidad Máxima instalable, dependiendo de la conexión a la red y de los términos de venta de la electricidad generada. Importancia y respeto del entorno donde se situara el parque eólico. Restricciones por la presencia de vías públicas, carreteras comarcales, caminos vecinales, redes eléctricas aéreas próximas y respeto de los límites de nuestra parcela con los límites de las colindantes. Consideraciones Medioambientales. Limitaciones por las mínimas distancias de funcionamiento y operación exigidas por las aeroturbinas. Restricciones derivadas por la cercanía de “corredores de telecomunicaciones”, como por ejemplo torres de enlace por microondas. Respeto a las normativas sobre impacto visual y sonoro vigentes. 59
  • 60. El cumplimiento de estos condicionantes variará dependiendo de las autoridades nacionales y locales, y por supuesto dependerán de las negociaciones que se realicen con las partes privadas afectadas o los colectivos públicos afectados. El emplazamiento elegido para nuestra instalación, el Polígono Industrial de Arinaga, situado en el sur de Gran Canaria, nos anticipa que previsiblemente no contaremos con muchas dificultades legales y normativas para erigir nuestros aerogeneradores. Unas vez despejamos los inconvenientes básicos, podemos proceder al diseño preliminar del parque, para ello debemos seleccionar la potencia de las turbinas que deseamos, puesto que su potencia está relacionada directamente con su tamaño. La disponibilidad de viento en el lugar es la variable determinante en la viabilidad económica de la instalación. En este sentido debemos señalar que la zona elegida presenta las estadísticas de funcionamiento anual más elevadas del hemisferio norte, es decir contamos con un elevado número de horas de viento, una media anual comprendida en el intervalo 9 – 10,5 m/s. Para asegurar la correcta ubicación de los aerogeneradores efectuaremos todos los estudios necesarios, haciendo un uso extensivo de los anemómetros. Las distancias mínimas a respetar entre los aerogeneradores nos serán suministradas por el fabricante. Dichas medidas dependerán de manera importante de la rosa de los vientos resultante de los estudios de viento previos. Como norma general, si las turbinas se sitúan más cerca de una distancia igual a 5 veces el diámetro del aerogenerador en una misma dirección de viento frecuente, las elevadas pérdidas wake serán inaceptables. Si se decide disminuir las distancias de emplazamiento deberemos contar con el asesoramiento directo del fabricante, pues los parámetros de eficiencia previstos pueden verse alterados, modificando las condiciones de la garantía ofrecida por el mismo. EJEMPLO REAL DE ROSA DE LOS VIENTOS. 60
  • 61. De lo expuesto en el párrafo anterior se desprende la siguiente conclusión: en el diseño de un parque eólico el factor más importante a considerar es la producción de energía eléctrica, este fin se antepone a los costes del equipo e infraestructura necesaria para su funcionamiento. El diseño detallado de una granja eólica puede resultar más sencillo si empleamos herramientas de diseño por ordenador, conocidas por WFDT, Wind Farms Design Tools (Herramientas de Diseño para Granjas Eólicas). Una vez se ha realizado el correspondiente análisis del régimen de viento predominante, se puede elaborar un modelo que nos ayude a despejar las dudas relativas a la producción eléctrica anual, la viabilidad económica de la instalación y la mejor disposición de las turbinas. En nuestro proyecto hemos dado por superado este paso y situamos los aerogeneradores en la dirección predominante del viento y en cuanto a su orientación en la parcela estos se sitúan en paralelo próximos a los límites de la misma. Como precaución, decidimos elegir una amplia parcela que permitirá si fuese necesario trasladar de emplazamiento cualquiera de los aerogeneradores. En conclusión, el diseño de una granja eólica es un compromiso entre una producción elevada de energía, fácil acceso y emplazamiento de la instalación, tramitación legal sencilla y viabilidad comercial. La Infraestructura.- La producción eléctrica de la granja es la llave del éxito de nuestro proyecto, sin un factor de viento favorable, nuestra planta de producción de H2 no será económica, tal como sucede con cualquier parque eólico con fines comerciales. Así resultará lógico que prestemos gran atención a todos los componentes de la instalación. Estos incluyen la infraestructura necesaria para el funcionamiento y soporte del trabajo de las turbinas, más todos los dispositivos requeridos para transmitir la electricidad generada. El coste de las turbinas en una típica granja eólica terrestre, representa un 75 % del coste total del parque eólico. La infraestructura restante se ha bautizado como “balance de la planta” (Balance of plant).Este término comprende: la cimentación, la red eléctrica propia de la granja y los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA). Este último elemento, el equipo SCADA enlaza todos los aerogeneradores del parque con el sistema informático que controla toda la instalación. En la figura mostrada a continuación podemos apreciar el reparto de coste generalmente asumido para estas instalaciones. 61
  • 62. Obra Civil: la cimentación.- Los cimientos donde se asienta la turbina han de ser los adecuados para soportar los extremos esfuerzos que esta ha de soportar. Normalmente uno de los parámetros usualmente empleados es el valor máximo del viento registrado durante 50 años en la zona donde se alzaran las turbinas. En Europa, esta velocidad del viento generalmente toma el valor de una racha de viento con una velocidad media de 45 – 80 m/s sostenida durante 3 segundos. El primer paso para proyectar la cimentación es entonces la especificación de las cargas máximas de viento. Por norma general el fabricante suministra las características técnicas que debe cumplir la cimentación de los aerogeneradores como parte del “paquete” de asesoramiento recibido una vez efectuada la compra del equipo. La base donde se asentará el mástil del aerogenerador, se construirá en el lugar elegido y una vez se han realizado en el terreno el desmonte necesario hasta llegar al firme o a una cota negativa adecuada. Esta “zapata” se edificará en hormigón armado, habitualmente en forma hexagonal, con una apotema de 6 – 7 m, y con un canto que usualmente mide entre 1 y 2 metros. El tiempo de construcción de estas estructuras es pequeño, si lo comparamos con otro tipo de instalaciones de generación eléctrica. Las láminas 31, 32 y 33 nos muestran de mejor manera los trabajos que se realizan en esta etapa. 62
  • 63. Trabajos Eléctricos.- El voltaje del generador de las turbinas eólicas normalmente se clasifica de bajo por lo general se sitúa en torno a los 690 V, aunque en las modernas turbinas de mayor tamaño se genera electricidad a 10-12 kV. En gran número de instalaciones en tierra firme (Recordar que también hay granjas eólicas mar adentro), el voltaje de baja tensión producido por el generador del aerogenerador se conecta a un transformador compacto que eleva la tensión a la de diseño de la red interna del parque, establecida generalmente entorno a los 10-20 kV. Los equipos de transformadores podrán ubicarse tanto en el interior de la góndola de la turbina, situados en la parte posterior de la misma, o bien en algunos aerogeneradores de gran potencia se sitúan en la base del mástil del mismo. En nuestro caso, y, como ya hemos dejado claro, salvo que técnicamente no sea posible contar con los tres aerogeneradores previsto, estas magnitudes de tensión se situaran próximas a los 3,6 Mw. Si los aerogeneradores seccionados para nuestra estación de servicio son los fabricados por General Electric, el transformador se situará en la base del mástil, por el contrario, si el suministrador final es la compañía Vestas, el transformador se encuentra instalado en la góndola del aerogenerador. Los generadores instalados en las turbinas eólicas son de corriente alterna, a su vez estos podrán ser síncronos o asíncronos. De estos dos modelos el que produce electricidad de mayor calidad es el del primer tipo, síncrono, pero su coste es mucho más alto que el asíncrono, por lo que la mayoría de los aerogeneradores se equipan con este último. Tanto el generador del aerogenerador GE como el instalado por VESTAS son del tipo asíncronos. Los transformadores tanto si están instalados en la base de la turbina o en la góndola de esta, se conectarán por medio de los cables soterrados de la red eléctrica interna a la subestación. La subestación del parque está equipado con un transformador que eleva el voltaje de las líneas internas de conexión previamente a su incorporación a la red local de distribución o de transmisión. El parámetro final que alcance el voltaje transferido, dependerá de la calidad de la red local de distribución. Se situará por lo general, en el intervalo de los 20 – 50 kV, partiendo del mínimo de 10 kV. Las mediciones y los equipos de control de la producción de la granja se instalarán en la subestación. Los requisitos de diseño de la red interna se agrupan en dos partes: la limitación de las pérdidas a un mínimo anual (Por norma general las mismas no deben superar el 2,5 % de la energía anual); y el diseño permitirá a los aerogeneradores conectarse de manera segura a la red local de distribución, cumpliendo las normas establecidas por el operador de la red comercial y las recomendaciones de trabajo para la turbinas aconsejadas por su fabricante. 63
  • 64. La manera más eficaz de asegurar el éxito de una granja eólica, es la selección de un emplazamiento cercano a la red local de distribución. En algunos proyectos de gran envergadura y de gran potencia, será necesario construir una línea nueva de interconexión, aspecto que aumenta sensiblemente los costes. SCADA, Equipos de Control y de Medida.- Además de los equipos imprescindibles para el funcionamiento de una granja eólica, las turbinas y los dispositivos de balance o equilibrado del parque, es aconsejable, si la dimensión del proyecto justifica la inversión, erigir un mástil con un sistema de anemómetros (“veletas”) eficiente. Estos sensores permitirán realizar un seguimiento pormenorizado del comportamiento y rendimiento de la granja. Si las turbinas no logran obtener el rendimiento previsto en el diseño, debemos tener a nuestra disposición las herramientas de adquisición de datos lo más precisas posibles, pues de lo contrario, no seremos capaces de averiguar donde se produce el fallo mecánico o cual es el error de previsión en el comportamiento del viento. Un elemento vital en el trabajo eficiente de la granja será el sistema SCADA, que ha de enlazar individualmente las turbinas, la subestación y las estaciones meteorológicas al centro informático de control. Este sistema informático y los elementos asociados al mismo, permiten a los responsables de la instalación supervisar el comportamiento específico de un aerogenerador o de la totalidad de las turbinas como si de una sola planta se tratase. Este equipo se puede programar para que una vez transcurrido un intervalo de tiempo definido, muestre a los técnicos todos los datos y parámetros necesarios para analizar el régimen de trabajo de la instalación, y, si fuese conveniente efectuar los ajustes aconsejados. Asimismo, registran todos los datos relativos a la producción eléctrica, disponibilidad y señales de error, indicadores todos ellos necesarios para reclamar al fabricante el cumplimiento de la garantía. Conexión a la Red de Distribución.- Las redes de distribución, por lo general, operan con valores por debajo de 100 kV, y su propósito es el suministro de electricidad de la red de transmisión* a los clientes. Actualmente, son pocos los centros de generación conectados a la red de distribución. Las instalaciones de generación eléctrica asociadas a las líneas de distribución se denominan “generación empotrada” (Embedded generation). Las redes de distribución son menos robustas que las de transmisión y su fiabilidad disminuye con la reducción del voltaje, por ejemplo: una conexión de 33 kV presentará una media anual de pérdidas de solo unos minutos, mientras que un enlace a 230 V para un consumidor doméstico ubicado en una zona rural puede alcanzar pérdidas de al menos una hora de suministro. 64
  • 65. *Redes de transmisión: son las líneas de alta tensión diseñadas para transferir el grueso de la producción eléctrica desde los grandes puntos de generación a las áreas donde se demanda el consumo. Las líneas de distribución no se administran bajo las directrices de “gestión activa”. Por lo contrario, se configuran y se diseñan para circunstancias y condiciones de trabajo extremas, este criterio asegura que incluso en las dichas situaciones extremas, las fluctuaciones en la red no alteran los parámetros de suministro requeridas por los usuarios. La incorporación de esta “generación empotrada” a las redes de distribución, origina nuevos desafíos, y estos son: La incorporación de la producción eléctrica eólica añade nuevas dificultades a la hora de asegurar la estabilidad de la red, generación a plena potencia/no generación (Por condiciones meteorológicas favorables o adversas). La dirección y la cantidad de los flujos de energía real y reactiva cambian, hecho que puede afectar al control de las líneas de distribución y a los equipos de protección. Al incorporarse una nueva modalidad de aportación eléctrica al sistema, las normas y protocolos elaborados con anterioridad ya no son útiles. Pero la incorporación de la energía eólica también proporciona sus ventajas a la red de distribución: Reducción de las pérdidas en la red. Con su incorporación, las necesidades de fortalecimiento y refuerzo de la red se reducen a aquellos trabajos cuya finalidad exclusiva es aumentar los estándares de calidad de la red. Conexiones: Consideraciones.- Las consideraciones a tener en cuenta, una vez se decide conectar la granja a la red, se agrupan en tres amplias categorías. Primero, hay que asegurar la conexión inmediata, lo que nos conduce a negociar con el operador principal de la red de distribución las condiciones de acoplamiento a la misma. Dichas condiciones abarcan factores tales como la capacidad de la red para absorber la producción, la cantidad mínima para incorporarse a la misma y la repercusión en las líneas de distribución de este nuevo aporte. 65
  • 66. Segundo, debemos evaluar la naturaleza intermitente y variable de la energía eólica, en cuanto a la operatividad de la red se refiere, para evitar daños o situaciones adversas en el suministro. Tercero, si las dimensiones y la potencia de la granja son grandes habrá que tener en cuenta consideraciones estratégicas mucho más amplias. MEMORIA CONSTRUCTIVA SUSTENTACIÓN Y PRESTACIONES DEL EDIFICIO MOVIMIENTO DE TIERRAS Explanación y préstamos. Ejecución de desmontes y terraplenes para obtener en el terreno una superficie regular definida por los planos donde habrá de realizarse otras excavaciones en fase posterior, asentarse obras o simplemente para formar una explanada. Comprende además los trabajos previos de limpieza y desbroce del terreno y la retirada de la tierra vegetal. - El desmonte a cielo abierto consiste en rebajar el terreno hasta la cota de profundidad de la explanación. - El terraplenado consiste en el relleno con tierras de huecos del terreno o en la elevación del nivel del mismo. - Los trabajos de limpieza del terreno consisten en extraer y retirar de la zona de excavación, los árboles, tocones, plantas, maleza, broza, escombro, basuras o cualquier tipo de material no deseable, así como excavación de la capa superior de los terrenos cultivados o con vegetación, mediante medios manuales o mecánicos. - La retirada de la tierra vegetal consiste en rebajar el nivel del terreno mediante la extracción, por medios manuales o mecánicos, de la tierra vegetal para obtener una superficie regular definida por los planos donde se han de realizar posteriores excavaciones. 66
  • 67. De los componentes, productos constituyentes. En la recepción de las tierras se comprobará que no sean expansivas, no contengan restos vegetales y no estén contaminadas. Préstamos - El Contratista comunicará al director de obra, con suficiente antelación, la apertura de los préstamos, a fin de que se puedan medir su volumen y dimensiones sobre el terreno natural no alterado. - En el caso de préstamos autorizados, una vez eliminado el material inadecuado, se realizarán los oportunos ensayos para su aprobación, si procede, necesarios para determinar las características físicas y mecánicas del nuevo suelo: • Identificación granulométrica. • Límite líquido. Contenido de humedad. • Contenido de materia orgánica. • Índice CBR e hinchamiento. • Densificación de los suelos bajo una determinada energía de compactación (ensayos "Proctor Normal" y "Proctor Modificado"). - El material inadecuado, se depositará de acuerdo con lo que se ordene al respecto. - Los taludes de los préstamos deberán ser suaves y redondeados y, una vez terminada su explotación, se dejarán en forma que no dañen el aspecto general del paisaje. Limpieza y desbroce del terreno El control de los trabajos de desbroce se realizará mediante inspección ocular, comprobando que las superficies desbrozadas se ajustan a lo especificado. Se controlará: - Situación del elemento. - Cota de la explanación. - Situación de vértices del perímetro. - Distancias relativas a otros elementos. - Forma y dimensiones del elemento. - Horizontalidad: nivelación de la explanada. - Altura: grosor de la franja excavada. 67
  • 68. - Condiciones de borde exterior. - Limpieza de la superficie de la explanada en cuanto a eliminación de restos vegetales y restos susceptibles de pudrición. Desmontes - Control geométrico: se comprobarán, en relación con los planos, las cotas de replanteo del eje, bordes de la explanación y pendiente de taludes, con mira cada 20m como mínimo. Base del terraplén. - Control geométrico: se comprobarán, en relación con los planos, las cotas de replanteo. - Excavación. - Terraplenes: - Nivelación de la explanada. - Densidad del relleno del núcleo y de coronación. - En el núcleo del terraplén, se controlará que las tierras no contengan más de un 25% en peso de piedras de tamaño superior a 15cm. El contenido de material orgánico será inferior al 2%. - En el relleno de la coronación, no aparecerán elementos de tamaño superior a 10cm, y su cernido por el tamiz 0,08 UNE, será inferior al 35% en peso. El contenido de materia orgánica será inferior al 1%. Vaciados Excavaciones a cielo abierto realizadas con medios manuales y/o mecánicos, que en todo su perímetro quedan por debajo del suelo, para anchos de excavación superiores a 2m. De los componentes y Productos constituyentes - Entibaciones: tablones y codales de madera, clavos, cuñas, etc. - Maquinaria: pala cargadora, compresor, martillo neumático, martillo rompedor. - Materiales auxiliares: explosivos, bomba de agua. - El soporte - El terreno propio. 68
  • 69. De la ejecución. Preparación Antes de empezar el vaciado, el Ingeniero-Director de obra aprobará el replanteo efectuado. Las camillas del replanteo serán dobles en los extremos de las alineaciones y estarán separadas del borde del vaciado no menos de 1 m. Se dispondrán puntos fijos de referencia en lugares que no puedan ser afectados por el vaciado, a los cuales se referirán todas las lecturas de cotas de nivel y desplazamientos horizontales y verticales de los puntos del terreno. Relleno y Apisonado de Zanjas de Pozos Se definen como obras de relleno, las consistentes en la extensión y compactación de suelos procedentes de excavaciones o préstamos que se realizan en zanjas y pozos. De los componentes y productos constituyentes Tierras o suelos procedentes de la propia excavación o de préstamos autorizados por la dirección facultativa. Control y aceptación Previa a la extensión del material se comprobará que es homogéneo y que su humedad es la adecuada para evitar su segregación durante su puesta en obra y obtener el grado de compactación exigido. Los acopios de cada tipo de material se formarán y explotarán de forma que se evite su segregación y contaminación, evitándose una exposición prolongada del material a la intemperie, formando los acopios sobre superficies no contaminantes y evitando las mezclas de materiales de distintos tipos. Hormigones El hormigón armado es un material compuesto por otros dos: el hormigón (mezcla de cemento, áridos y agua y, eventualmente, aditivos y adiciones, o solamente una de estas dos clases de productos) y el acero, cuya asociación permite una mayor apacidad de absorber solicitaciones que generen tensiones de tracción, disminuyendo además la fisuración del hormigón y confiriendo una mayor ductilidad al material compuesto. Nota: Todos los artículos y tablas citados a continuación se corresponden con la Instrucción EHE "Instrucción de Hormigón Estructural", salvo indicación expresa distinta. Hormigón para armar: Se tipificará de acuerdo con el artículo 39.2 indicando: - La resistencia característica especificada, que no será inferior a 25 N/mm2 en hormigón armado, (artículo 30.5) ; 69
  • 70. - El tipo de consistencia, medido por su asiento en cono de Abrams, (artículo 30.6); - el tamaño máximo del árido (artículo 28.2) y - la designación del ambiente (artículo 8.2.1). Tipos de hormigón: A. Hormigón fabricado en central de obra o preparado. B. Hormigón no fabricado en central. Materiales constituyentes: Cemento. Los cementos empleados podrán ser aquellos que cumplan la vigente Instrucción para la Recepción de Cementos (RC-97), correspondan a la clase resistente 32,5 o superior y cumplan las especificaciones del artículo 26 de la Instrucción EHE. El cemento se almacenará de acuerdo con lo indicado en el artículo 26.3; si el suministro se realiza en sacos, el almacenamiento será en lugares ventilados y no húmedos; si el suministro se realiza a granel, el almacenamiento se llevará a cabo en silos o recipientes que lo aíslen de la humedad. Agua. El agua utilizada, tanto para el amasado como para el curado del hormigón en obra, no contendrá sustancias nocivas en cantidades tales que afecten a las propiedades del hormigón o a la protección de las armaduras. En general, podrán emplearse todas las aguas sancionadas como aceptables por la práctica. Se prohíbe el empleo de aguas de mar o salinas análogas para el amasado o curado de hormigón armado, salvo estudios especiales. Deberá cumplir las condiciones establecidas en el artículo 27. Áridos. Los áridos deberán cumplir las especificaciones contenidas en el artículo 28. Como áridos para la fabricación de hormigones pueden emplearse arenas y gravas existentes en yacimientos naturales o rocas machacadas, así como otros productos cuyo empleo se encuentre sancionado por la práctica o resulte aconsejable como consecuencia de estudios realizados en laboratorio. Se prohíbe el empleo de áridos que contengan sulfuros oxidables. Los áridos se designarán por su tamaño mínimo y máximo en mm. El tamaño máximo de un árido grueso será menor que las dimensiones siguientes: • 0,8 de la distancia horizontal libre entre armaduras que no formen grupo, o entre un borde de la pieza y una armadura que forme un ángulo mayor de 45º con la dirección del hormigonado; 70
  • 71. • 1,25 de la distancia entre un borde de la pieza y una armadura que forme un ángulo no mayor de 45º con la dirección de hormigonado, • 0,25 de la dimensión mínima de la pieza, excepto en los casos siguientes: • Losa superior de los forjados, donde el tamaño máximo del árido será menor que 0,4 veces el espesor mínimo. • Piezas de ejecución muy cuidada y aquellos elementos en los que el efecto pared del encofrado sea reducido (forjados, que sólo se encofran por una cara), en cuyo caso será menor que 0,33 veces el espesor mínimo. En los hormigones armados se prohíbe la utilización de aditivos en cuya composición intervengan cloruros, sulfuros, sulfitos u otros componentes químicos que puedan ocasionar o favorecer la corrosión de las armaduras. La Instrucción EHE recoge únicamente la utilización de cenizas volantes y el humo de sílice (artículo 29.2). Cimentación Si de la excavación realizada durante la ejecución de las obras, la tensión admisible del terreno no fuese la indicada, se procedería al recálculo y ajuste de dicha cimentación con el objeto de garantizar un correcto comportamiento de los distintos elementos de la cimentación proyectada. Se cimentará por medio de zapatas de hormigón armado, con las dimensiones y armados indicados en los planos oportunos, doptándose un sistema de zapatas arriostradas. Las placas de anclaje serán los elementos constructivos que sirvan de unión entre los pilares y las zapatas de cimentación bajo el suelo de la planta sobre rasante. Zapatas Se realizarán los movimientos de tierras pertinentes para la buena marcha y el buen funcionamiento de la obra, prestando especial atención en la nivelación y compactación del terreno donde se realizará la solera y los accesos. También se realizarán los pozos y zanjas necesarias para la ejecución de la cimentación proyectada. Las zapatas de la cimentación de las diferentes estructuras serán arriostradas perimetralmente. El cálculo se ha realizado de acuerdo con la Norma EHE-CTE y la Instrucción para el Proyecto y Ejecución de Obras de Hormigón en Masa o Armado. Vigas centradoras y de atado Para asegurar una efectiva unión entre zapata y viga, las armaduras de éstas serán continuas a lo largo de todo el perímetro, atravesando las zapatas. Todas las zapatas se unirán perimetralmente mediante vigas de atado. 71
  • 72. Las bases de cálculo utilizadas para las vigas son las mismas que para las zapatas, por lo que no se cree conveniente volverlas a exponer en este apartado. Placas de Anclaje Las placas de anclaje son necesarias en la unión de la estructura metálica y la cimentación para que no se produzca un punzonamiento en la zapata, ya que la tensión soportada por el hormigón es muy inferior a la soportada por el acero. Así, las placas de anclaje sirven de medio de unión entre dos materiales que son distintos en su naturaleza. Al ser la tensión admisible del acero mayor que la del ormigón interesa que la transmisión de las acciones de la estructura a la cimentación se realice de la forma más gradual posible; ésta es la misión de las placas de anclaje. De esta manera se aumenta el área de presión que ejerce el pilar sobre el hormigón para que la tensión máxima que éste es capaz de soportar no sea sobrepasada. Todas las placas que se han colocado en la cimentación de las estructuras metálicas son centradas respecto al eje del pilar. La placa de anclaje se unirá al hormigón por medio de pernos que garantizarán la unión entre ambos elementos para que actúen conjuntamente. Los pernos se doblarán en su extremo inferior una distancia nunca menor a 1,5cm y su extremo superior estará preparado para roscar y provisto de tuerca. La unión de la placa de anclaje con el pilar se realizará íntegramente mediante soldadura y la unión con la zapata se realizará mediante la utilización de pernos de anclaje de acero B400S. El espacio que queda entre la placa y la zapata se rellenará con mortero de resistencia superior a la del hormigón de la zapata para que el contacto sea efectivo en toda la superficie de la placa. El esfuerzo a compresión de la zapata será resistido en su totalidad por el hormigón, siendo los pernos de anclaje los encargados de absorber los esfuerzos de tracción. 72
  • 73. CUMPLIMIENTO DEL CTE SEGURIDAD EN CASO DE ENCENDIO INTRODUCCIÓN La seguridad contra incendios comienza en el propio diseño de las estructuras, utilizando unos materiales de construcción que garanticen una resistencia y estabilidad al fuego mínima en caso de siniestro, que permita la evacuación de los ocupantes con el suficiente margen de tiempo. En este apartado, se realizará el cálculo y diseño, de todos los elementos que conforman la instalación de protección contra incendios de la edificación, con el objeto de preservar a personas y a bienes de posibles daños, además de intentar sofocar el posible incendio, teniendo siempre en cuenta las características particulares del hidrógeno. Para ello se ha seguido la siguiente normativa: • Real Decreto 379/2001, de 6 de abril, por el que se aprueba el Reglamento sobre Almacenamiento de Productos Químicos e Instrucciones Complementarias, y en particular sus Instrucciones técnicas complementarias, tomando en nuestro caso como referencia la MIE- APQ-5. (“Almacenamiento y utilización de botellas y botellones de gases comprimido, licuados y disueltos a presión”). • Real Decreto 2267/2004 de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales. BOE nº 303 de 17 de diciembre de 2004. • Código Técnico de la Edificación. Documento Básico SI. Seguridad en Caso de Incendios. • Real Decreto 1942/1993, de 5 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios. BOE número 298 de 14 de diciembre de 1993. • Reglas Técnicas CEPREVEN. • Notas técnicas de prevención NTP50-Almacenamiento de Hidrógeno. • NFPA 50A Standard for Gaseous Hydrogen. 73
  • 74. Para el diseño de esta instalación se dividirá la Estación en tres grandes bloques independientes: • La zona de procesos y de suministro: que a su vez, será subdividida en sectores de incendio. • El edificio social. Se clasifica la industria como de tipo D, ya que, si bien los diferentes establecimientos de que consta la Estación ocuparán los edificios, la industria ocupa un espacio abierto parcialmente cubierto. Para el edificio social se atenderá al Código Técnico de la Edificación, al Nuevo Reglamento de Seguridad contra incendios en los establecimientos industriales y el Reglamento de Instalaciones de Protección Contra Incendios. Para las otras zonas, se tendrán estos dos últimos reglamentos, y, en su caso, el Reglamento sobre Almacenamiento de Productos Químicos e Instrucciones Complementarias. Zona Social Riesgo intrínseco Para determinar el nivel de riesgo intrínseco del sector se calcula la densidad de carga de fuego corregida, empleando las fórmulas siguientes: Gi q i C i Qs Ra A donde: • Qs = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio, en MJ/m2 o Mcal/m2. • Gi = masa, en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector o área de incendio (incluidos los materiales constructivos combustibles). • qi = poder calorífico, en MJ/kg o Mcal/kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. • Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Para hidrógeno, el grado de peligrosidad es alto: C=1,60. • Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, transformación, reparación, almacenamiento, etc. Ra=3 74
  • 75. • A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2. La zona de mayor riesgo en el emplazamiento de los depósitos de almacenamiento y la zona de producción. Atendiendo a la tabla 1.2 del RSCIEI, se asume una carga de fuego de 2000 MJ/m2, para una superficie de 72 m2, lo que hace una zona de riesgo intrínseco 5-medio. Comportamiento ante el fuego de los elementos constructivos y materiales El desarrollo del incendio en un espacio se caracteriza por la evolución de la temperatura en el tiempo, que es función de las condiciones particulares del espacio donde se produce, como su geometría, carga de fuego, ventilación y transmisión térmica. En este apartado se recogen las medidas destinadas a garantizar la estabilidad del edificio y a limitar el desarrollo de un posible incendio. Las exigencias de comportamiento ante el fuego de los materiales se definían fijando la clase que debían alcanzar conforme a la norma UNE 23727. Estabilidad ante el fuego exigible a la estructura Las exigencias de comportamiento ante el fuego de un elemento constructivo portante se definen por el tiempo en minutos, durante el que dicho elemento debe mantener la estabilidad mecánica (o capacidad portante) en el ensayo normalizado conforme a la norma correspondiente de las incluidas en la Decisión 2000/367/CE de la Comisión, de 3 de mayo de 2000, modificada por la Decisión 2003/629/CE de la Comisión. La estabilidad al fuego de los elementos estructurales con función portante y escaleras que sean recorrido de evacuación no tendrá un valor inferior al indicado en la tabla 2.2. del RSCIEI, en función del riesgo intrínseco y la configuración de los edificios. Para el caso del edificio social de una planta sobre rasante, configuración tipo B y riesgo bajo, por lo que se exige una R-60 (EF-60), que se garantiza con la estructura de metálica y el forjado de viguetas y bovedillas que constituyen el edificio social. Resistencia al fuego exigible a los elementos constructivos La resistencia al fuego de los elementos constructivos delimitadores de un sector de incendio respecto de otros no será inferior a la estabilidad al fuego exigida en la tabla 2.2 del RSCIEI, para los elementos constructivos con función portante en dicho sector de incendio. Para el caso del edificio social se exige una Resistencia al fuego EI-60 (RF-60) para los elementos constructivos de cerramiento, ya que el sector es tipo B y riesgo bajo. Los cerramientos del edificio social serán de fábrica de bloque de árido volcánico y cámara simple, de 20 cm de espesor; estarán enfoscados por ambas caras, lo que supone una RF superior a 180 75
  • 76. minutos. Los elementos de partición interior (excluidas las puertas), las paredes que separan dos recintos serán de al menos EI-60. Ocupación Para la aplicación de las exigencias relativas a la evacuación de los establecimientos industriales, se determinará su ocupación, P, deducida de la siguiente expresión: P =1,10 p siendo p el número de personas que ocupa el sector de incendio, de acuerdo con la documentación laboral que legalice el funcionamiento de la actividad. Para el cálculo de la ocupación, se ha decidido partir de la situación más desfavorable, en la que a los empleados habituales del edificio social, se ha añadido un grupo de 30 personas por posibles visitas. De esta forma, aplicando la fórmula anterior, se tiene una ocupación P de 33 personas. Evacuación Para el análisis de la evacuación se atenderá al apartado SI 3 del Código Técnico de la Edificación y a lo dispuesto en el RSCIEI. Se considera como origen de evacuación todo punto ocupable. A priori, la zona representativa debe poseer una única salida para cada edificio, pues cumple las siguientes condiciones recogidas en la norma: • Su ocupación es menor de 100 personas. • No existen recorridos para más de 50 personas que precisen salvar, en sentido ascendente, una altura de evacuación mayor que 2 m. • Ningún recorrido de evacuación hasta la salida tiene una longitud mayor que 25 m. Señalización e iluminación Se utilizarán las señales de salida, de uso habitual o de emergencia, definidas en la norma UNE 23034:1988, conforme a los siguientes criterios: a) Las salidas de recinto, planta o edificio tendrán una señal con el rótulo “SALIDA”, excepto en edificios de uso Residencial Vivienda y, en otros usos, cuando se trate de salidas de recintos cuya superficie no exceda de 50 m², sean fácilmente visibles desde todo punto de dichos recintos y los ocupantes estén familiarizados con el edificio. b) La señal con el rótulo “Salida de emergencia” debe utilizarse en toda salida prevista para uso exclusivo en caso de emergencia. 76
  • 77. c) Deben disponerse señales indicativas de dirección de los recorridos, visibles desde todo origen de evacuación desde el que no se perciban directamente las salidas o sus señales indicativas y, en particular, frente a toda salida de un recinto con ocupación mayor que 100 personas que acceda lateralmente a un pasillo. d) En los puntos de los recorridos de evacuación en los que existan alternativas que puedan inducir a error, también se dispondrán las señales antes citadas, de forma que quede claramente indicada la alternativa correcta. Tal es el caso de determinados cruces o bifurcaciones de pasillos, así como de aquellas escaleras que, en la planta de salida del edificio, continúen su trazado hacia plantas más bajas, etc. e) En dichos recorridos, junto a las puertas que no sean salida y que puedan inducir a error en la evacuación debe disponerse la señal con el rótulo “Sin salida” en lugar fácilmente visible pero en ningún caso sobre las hojas de las puertas. f) Las señales se dispondrán de forma coherente con la asignación de ocupantes que se pretenda hacer a cada salida, conforme a lo establecido en el capítulo 4 de esta Sección. g) El tamaño de las señales será: 210 x 210 mm cuando la distancia de observación de la señal no exceda de 10m; 420 x 420 mm cuando la distancia de observación esté comprendida entre 10 y 20m; 594 x 594 mm cuando la distancia de observación esté comprendida entre 20 y 30m. Instalaciones de protección contra incendios En este apartado se recogen las medidas instaladas en el edificio social y de proceso para proteger la estructura y sus ocupantes de los riesgos causados por posibles incendios. Los sistemas que se han adoptado no son en su totalidad exigidos por la norma; sin embargo, se ha optado por considerarlos para ofrecer las máximas garantías de seguridad y evitar los elevados gastos que supondría la propagación de un incendio. No se han instalado sistemas de columna seca porque la altura del edificio es inferior a 24 m. La instalación de rociadores automáticos de agua carece de sentido también por motivos de superficie. Debido a que la zona representativa es de nivel intrínseco bajo, no se requiere sistemas automáticos de detección de incendios, ni sistemas manuales de alarma de incendio. Instalación de detección y alarma Esta instalación hace posible la transmisión de una señal (automáticamente mediante detectores o manualmente mediante pulsadores) desde el lugar en que se produce el incendio hasta una central vigilada, así como la posterior transmisión de la alarma desde dicha central a los ocupantes, pudiendo activarse dicha alarma manual o automáticamente. Aunque la 77
  • 78. superficie construida es inferior a 2.000 m2, se ha decidido dotar a los edificios de este sistema para aumentar la seguridad ante la posibilidad de propagación de un incendio. Esta instalación se compondrá de detectores, pulsadores manuales de alarma, sirena óptico-acústica y central de control de detectores. La disposición de los elementos puede observarse en el plano correspondiente. Existen los siguientes tipos de detectores: a. Térmico: • De máxima (sensible a la temperatura) • Termovelocimétrico (sensible a aumentos rápidos y lentos de temperatura). b. Óptico de llama (sensible a radiaciones infrarrojas o ultravioletas) c. Óptico de humos (sensible al oscurecimiento o dispersión de la luz por partículas de humo) d. Óptico lineal (con emisor y receptor, para grandes distancias) e. Iónico de humos (sensible a partículas de humo invisible) Se ha decidido instalar 6 detectores ópticos de humo en el edificio social. Extintores portátiles El extintor portátil es el elemento de actuación inmediata en la lucha contra el fuego. En el plano de “Instalación contra incendios” puede observarse la disposición de los extintores en los edificios. Se han colocado de forma que se cumplan las exigencias de la norma: • La distancia desde cualquier punto de evacuación hasta un extintor no supera los 15 m. • La altura sobre suelo de los extintores no supera la distancia de 1,70 m. Instalación de alumbrado de emergencia Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, el alumbrado de emergencia es aquel que en caso de fallo del alumbrado general, permite la evacuación segura y fácil del público hacia el exterior. La instalación será fija, estará provista de fuente propia e energía y entrará automáticamente en funcionamiento al producirse un fallo de alimentación de la instalación de alumbrado normal, entendiéndose por fallo el descenso de la tensión de alimentación por debajo del 70% de su valor nominal. La instalación cumplirá las condiciones de servicio que se indican a continuación durante al menos una hora a partir del instante en que tenga lugar el fallo: 78
  • 79. • Proporcionará una iluminancia de 1 lux como mínimo en el nivel del suelo en los recorridos de evacuación, medida en el eje en pasillos y escaleras, y en todo punto cuando dichos recorridos discurran por espacios distintos de los citados. • La iluminancia será, como mínimo, de 5 lux en los puntos en los que estén situados los equipos de las instalaciones de protección contra incendios que exijan utilización manual y en los cuadros de distribución del alumbrado. • La uniformidad de la iluminación proporcionada en los distintos puntos de cada zona será tal que el cociente entre la iluminancia máxima y la mínima sea menor que 40. • Los niveles de iluminación establecidos deben obtenerse considerando nulo el factor de reflexión sobre paredes y techos y contemplando un factor de mantenimiento que englobe la reducción del rendimiento luminoso debido a la suciedad de las luminarias y al envejecimiento de las lámparas. Caracterización y sectorización Las condiciones y requisitos que debe satisfacer un establecimiento industrial en relación con su seguridad contra incendios estarán determinados por los siguientes aspectos: • La configuración y ubicación con relación a su entorno. • El nivel de riesgo intrínseco. En la zona de procesos se distinguirán 4 sectores de incendios que corresponden a los siguientes establecimientos: • Edificio destinado al almacenamiento de hidrógeno (sector 1). • Edificio destinado a albergar los compresores de hidrógeno (sector 2). • Zona destinada al estacionamiento de trailer para el almacenamiento de hidrógeno de back-up (sector 3). • Resto de las áreas de la zona de proceso, en la que se incluyen la pila de combustible, compresión de aire, almacenamiento de nitrógeno y los grupos hidráulicos (sector 4). En base a esta sectorización se pueden distinguir configuraciones tipo B y tipo C en la zona de procesos. Riesgo intrínseco Para determinar el nivel de riesgo intrínseco de cada sector o área de incendio se emplea la fórmula siguiente: 79
  • 80. Gi q i C i Qs Ra A donde: • Qs = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio, en MJ/m2 o Mcal/m2. • Gi = masa, en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector o área de incendio (incluidos los materiales constructivos combustibles). • qi = poder calorífico, en MJ/kg o Mcal/kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. • Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Para hidrógeno, el grado de peligrosidad es alto: C=1,60. • Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, transformación, reparación, almacenamiento, etc. Ra=3 • A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2. Almacenamiento de hidrógeno. Justificación del cumplimiento de la ITC MIE-APQ- 5 Atendiendo a la cantidad y al carácter inflamable del combustible almacenado, y según el Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos en su instrucción técnica complementaria ITC MIE-APQ-5 sobre “Almacenamiento y utilización de botellas y botellones de gases comprimidos, licuados y disueltos a presión”; el recinto destinado a almacenar el hidrógeno quedan clasificados como de categoría nivel 5. En los siguientes párrafos se recogen las exigencias para zonas de almacenamiento de categoría 5. Exigencias generales Emplazamiento y construcción Estará prohibida su ubicación en locales subterráneos o en lugares con comunicación directa con sótanos. No está permitido el emplazamiento de almacenes en edificios de viviendas o de uso por terceros. Los suelos serán planos, de material difícilmente combustible y deben tener unas características que permitan la perfecta estabilidad de los recipientes de gas a presión. 80
  • 81. Ventilación Para las áreas de almacenamiento cerradas la ventilación será suficiente y permanente, para lo cual se deberá disponer de aberturas o huecos con comunicación directa al exterior, distribuidos convenientemente en zonas altas y bajas. La superficie total de éstos no deberá ser inferior a 1/18 de la superficie total del suelo del área de almacenamiento. Protección contra incendios Los almacenamientos estarán provistos como mínimo de los equipos de lucha contra incendios que se indican para cada categoría. Protección personal Se recomienda para la manipulación de botellas el uso de calzado de seguridad y guantes adecuados. Todo el personal de servicio debe ser entrenado para la manipulación específica de los gases almacenados y de los equipos de protección. Medidas complementarias Para su debido almacenamiento, se identificará el contenido de las botellas. Las botellas se protegerán contra cualquier tipo de proyecciones incandescentes. Se evitará todo tipo de agresión mecánica que pueda dañar alas botellas y no se permitirá que choquen entre sí ni contra superficies duras. Las botellas con caperuza no fija no se asirán por ésta. Durante todo desplazamiento, las botellas, incluso si están vacías, deben tener la válvula cerrada y la caperuza debidamente fijada. Se evitará el arrastre, deslizamiento o rodadura de las botellas en posición horizontal. Es más seguro moverlas, incluso para cortas distancias, empleando carretillas adecuadas. Si no se dispone de dichas carretillas, el traslado debe efectuarse rodando las botellas, en posición vertical sobre su base o peana. Las botellas se almacenarán siempre en posición vertical, y debidamente protegidas para evitar su caída, excepto cuando estén contenidas en algún tipo de bloques, contenedores, baterías o estructuras adecuadas. Las botellas almacenadas, incluso las vacías, se mantendrán siempre con las válvulas cerradas y provistas de su caperuza o protector, caso de ser preceptivo su uso. En los restantes casos las válvulas deberán quedar al abrigo de posibles golpes o impactos. Las botellas y sus caperuzas o protectores sólo se utilizarán para los fines a que han sido diseñados. No se almacenarán botellas que presenten cualquier tipo de fuga. En este caso se seguirán las instrucciones de seguridad y se avisará inmediatamente al suministrador. Para la carga/descarga de botellas está prohibido emplear cualquier elemento de elevación de tipo magnético o el uso de cuerdas, cadenas o eslingas si no están equipadas de elementos para permitir su izado con tales medios. Puede usarse cualquier sistema de manipulación o transporte (carretillas elevadoras, etc.), si se utiliza una cesta, plataforma o 81
  • 82. cualquier otro sistema que sujete debidamente las botellas. Las botellas llenas y vacías se almacenarán en grupos separados. Las zonas de almacenamiento de botellas deben tener indicados los tipos de gases almacenados, de acuerdo con la clasificación que establece la ITC MIE-AP-7 del Reglamento de Aparatos a Presión, así como la prohibición de fumar o encender fuegos. Los almacenes dispondrán de un suministro permanente de agua y en cantidad suficiente para poder enfriar las botellas y recipientes en caso de verse sometidas al calor de un incendio, de tal manera que todos los recipientes del almacén alcancen a ser enfriados por el agua. Está prohibido fumar o usar llamas abiertas en las áreas de almacenamiento. La temperatura de las áreas de almacenamiento no excederá de 50 °C. En el almacén existirán las instrucciones de seguridad de cada gas depositado. Exigencias específicas para categoría 5 El área de almacenamiento no podrá albergar en su interior otra actividad distinta del almacenamiento de botellas, y en su construcción, no se admitirán almacenamientos en área semiabierta en el interior de locales. El equipo de lucha contra incendios en el área de almacenamiento dispondrá de una eficacia de extinción de 288B por cada 1.000 Nm3 de gas inflamable con un mínimo de 5 extintores, cada uno de una eficacia mínima de 144B. El agente extintor será compatible con los gases almacenados. Zona destinada al almacenamiento de hidrógeno de alta presión En áreas cerradas se observarán en proyección horizontal las distancias siguientes: • 6m a vía pública. • 10m a edificios habitados o a terceros. Este tipo de almacenamiento tendrá una altura mínima de 3m y estará dotado de al menos dos puertas con dispositivo antipánico y RF-30, si es posible en situación opuesta. Las puertas y la cerca serán metálicas. Medidas de protección adoptadas Debido a las elevadas exigencias para edificaciones de categoría 5, se adoptarán medidas correctoras estipuladas en la propia ITC MIE-APQ-5, para reducir la categoría del edificio desde nivel 5 a categoría de nivel 4. Se tomarán en cuenta las recomendaciones y exigencias expuestas en la Nota Técnica de Prevención NTP-50 sobre almacenamiento de hidrógeno, basada en el código 50ª de la “Nacional Fire Ptotection Association” americana. En 82
  • 83. este sentido, el edificio será construido en materiales incombustibles y ventilado de forma que las entradas de aire se encuentren en las paredes exteriores y cerca del suelo, las salidas de aire se encuentren en el punto más alto con un área de casi 4 m2, área muy superior a la establecida en la NTP-50. La descarga de aire al exterior debe estar localizada en una zona segura. Se dotará a la zona de una protección antiexplosiva por medio de parámetros débiles con una superficie de 7,9 m2, en proporción superior a la mostrada en la NTP-50 de 1 m2 cada 10 m3 de volumen del recinto. Para ello se instalará paneles de venteo de explosiones de dimensiones. La instalación eléctrica en las zonas de instalaciones de hidrógeno y proximidades se ajusta a lo dispuesto en el REBT en su Instrucción Complementaria MI-BT-029 y a las Directivas ATEX 100a y ATEX 137. Se señalizará adecuadamente su localización, la prohibición de fumar y utilizar útiles de ignición en sus proximidades y que su manejo queda restringido a personal especializado; al efecto existirán en lugar visible instrucciones de operación y mantenimiento de los sistemas. Los fuegos de hidrógeno (como los de cualquier gas) no deben ser extinguidos hasta que se tenga la certeza de poder cortar la fuga. Deben lanzarse grandes cantidades de agua sobre la zona para enfriar el resto de botellas. Para ello se dotará al edificio de un sistema fijo de agua pulverizada con detección mediante detectores ópticos UV/IR y accionamiento automático, además y extintores de polvo. Instalaciones de protección contra incendios En este apartado se recogen las medidas adoptadas en la zona de procesos para proteger la estructura y sus ocupantes de los riesgos causados por posibles incendios. Instalación de detección y alarma Esta instalación hace posible la transmisión de una señal (automáticamente mediante detectores o manualmente mediante pulsadores) desde el lugar en que se produce el incendio hasta una central vigilada, así como la posterior transmisión de la alarma desde dicha central a los ocupantes, pudiendo activarse dicha alarma manual o automáticamente. Extintores portátiles El extintor portátil es el elemento de actuación inmediata en la lucha contra el fuego. En el plano de “Instalación contra incendios.” puede observarse la disposición de los extintores en la zona de procesos. Se han colocado de forma que se cumplan las exigencias de la normativa. La altura sobre suelo de los extintores no supera la distancia de 1,70 m. 83
  • 84. Instalación de alumbrado de emergencia Según el Documento Básico SU-4 Alumbrado de emergencia del Código Técnico de la Edificación, el alumbrado de emergencia es el que en caso de fallo del alumbrado general, permite la evacuación segura y fácil del público hacia el exterior. La instalación será fija, estará provista de fuente propia de energía y entrará automáticamente en funcionamiento al producirse un fallo de alimentación de la instalación de alumbrado normal, entendiéndose por fallo el descenso de la tensión de alimentación por debajo del 70% de su valor nominal. La instalación cumplirá las condiciones de servicio que se indican a continuación durante al menos una hora a partir del instante en que tenga lugar el fallo: • Proporcionará una iluminancia de 1 lux como mínimo en el nivel del suelo en los recorridos de evacuación, medida en el eje en pasillos y escaleras, y en todo punto cuando dichos recorridos discurran por espacios distintos de los citados. • La iluminancia será, como mínimo, de 5 lux en los puntos en los que estén situados los equipos de las instalaciones de protección contra incendios que exijan utilización manual y en los cuadros de distribución del alumbrado. • La uniformidad de la iluminación proporcionada en los distintos puntos de cada zona será tal que el cociente entre la iluminancia máxima y la mínima sea menor que 40. • Los niveles de iluminación establecidos deben obtenerse considerando nulo el factor de reflexión sobre paredes y techos y contemplando un factor de mantenimiento que englobe la reducción del rendimiento luminoso debido a la suciedad de las luminarias y al envejecimiento de las lámparas. En las zonas donde exista riesgo de formación de atmósfera explosiva, se utilizarán luminarias de emergencia antideflagrantes. De esta manera, tanto en los edificios de compresión y almacenamiento de hidrógeno como en la zona de almacenamiento de back-up, se colocarán luminarias. Estas luminarias tendrán envolvente en aluminio y vidrio borosilicato construido conforme a las directivas comunitarias de compatibilidad electromagnética y atmósferas explosivas 93/68/CE, 89/336/CE y 94/9/CE. Clasificación: II2G EEX d IIC T6 - II2D IP 67 T85ºC. Consta de un tubo fluorescente que se ilumina si falla el suministro de red. Un microprocesador interno chequea el estado del aparato y realiza periódicamente test funcionales y de autonomía informando sobre su estado. 84
  • 85. Zona de suministro de combustible y zonas exteriores La zona de suministro está compuesta por las dos isletas donde se ubican los surtidores de hidrógeno. La zona está cubierta por dos marquesinas de estructura metálica. En las zonas exteriores se encuentran los aparcamientos, los jardines y los espacios necesarios para la maniobra de los vehículos. Riesgo intrínseco Atendiendo a las características de la zona, de los surtidores y del combustible, el riesgo intrínseco es bajo (nivel 1) y configuración tipo E. Comportamiento ante el fuego de los elementos constructivos y materiales En este apartado, se desarrolla el comportamiento frente al fuego que deben tener los materiales de la estructura de las marquesinas. En este sentido, según el Reglamento, los materiales deben mantener su capacidad portante durante al menos 60 minutos (R-60 ó EF-60). Además, la cubierta debe estar constituida de material no combustible, con resistencia al fuego REI-60 (RF-60). Para cumplir con estos requisitos, se aplicará pintura intumescente de espesor adecuado, a los pilares, vigas y correas de la estructura de las marquesinas. La cubierta está constituida de chapa de aluminio con material aislante de lana de roca. Instalaciones de protección contra incendios Se colocarán extintores de polvo polivalente ABC de 6 kg, con eficacia mínima de 21A- 113B en cada una de las marquesinas. Se instalarán también detectores de fuga de hidrógeno en la zona de suministro de combustible, para advertir de la formación de atmósfera potencialmente inflamable o explosiva. Otras consideraciones. Concepto de atmósfera explosiva Se define así a la mezcla con aire, en condiciones atmosféricas (condiciones normales), de sustancias inflamables en forma de gases, vapores, nieblas o polvos, en las que tras una ignición, la combustión se propaga a la totalidad de la mezcla no quemada. Para que pueda producirse una explosión deben coincidir la existencia de una sustancia inflamable (gas, vapor, niebla o polvo) y de un oxidante (aire) en un intervalo de concentración determinado y la presencia de una fuente de energía para la ignición. Estos tres componentes pasan a denominarse triángulo del fuego. Así, el gas, vapor, niebla o polvo sólo explotarán si se mezclan con aire en unas determinadas proporciones (límites de explosividad). Por otro lado, se podría encontrar como 85
  • 86. fuentes potenciales de ignición: chispas, llamas, arcos eléctricos, electricidad estática, corrientes eléctricas parásitas y de fuga, temperaturas de superficie elevadas, emisiones de energía acústica, radiaciones de tipo óptico, ondas electromagnéticas, ondas de choque,… Obligaciones de la evaluación de riesgo de explosión Las atmósferas explosivas se encuentran en actividades tan dispares como la industria química y farmacéutica, tratamientos de residuos, refinerías, suministro de gas, procesado de madera, fabricación de metales (aluminio, magnesio,…), industria alimentaria (harina), cabinas de pintura, talleres de reparación de vehículos,… De forma análoga a la Evaluación de Riesgos General, el estudio de Evaluación ATEX debe realizarse teniendo en cuenta tanto el funcionamiento normal de la instalación como las operaciones de mantenimiento, de arranque y parada, averías previsibles y las situaciones de fallo anormal. De igual manera, habrán de tenerse en cuenta no sólo las características de las materias primas utilizadas sino también las correspondientes a los productos finales del proceso y cualquier otro subproducto o residuo resultante de dicho proceso. De forma general, la metodología para la evaluación de riesgos se asienta en las siguientes etapas: -Identificación del peligro. -Estimación de consecuencias. -Probabilidad del riesgo. -Evaluación del riesgo. Obligaciones de redacción del documento de protección contra explosiones (DPCE) El Real Decreto 681/2003 establece la obligación, por parte del empresario, de elaborar, antes de que comience el trabajo, manteniéndolo actualizado siempre que se efectúen modificaciones, ampliaciones y remodelaciones, el denominado DPCE. Por ello, es lógico que el documento mencionado se integre en el Sistema de Gestión de Prevención de la Empresa (especialmente en los aspectos relacionados con la Evaluación de Riesgos y el Plan de Emergencia y Medidas de Protección, a los que complementa). En el DPCE deben constar los siguientes aspectos: a) La determinación y la evaluación de riesgos de explosión. 86
  • 87. b) Organizativas, de formación e información. Se incluyen las instrucciones y permisos de trabajo. c) De prevención, que eviten la formación de atmósferas explosivas (inertización, dilución) y eviten la presencia efectiva de fuentes de ignición. d) De protección, que limiten los efectos de la explosión si ésta se diera (reconducción hacia lugares seguros o controlados). e) Clasificación de zonas. f) Aplicación de requisitos mínimos. g) Diseño de equipos, eléctricos y no eléctricos, para su utilización en condiciones seguras en las áreas en que van a ser utilizados. INSTALACIONES Agua Fría. La instalación que vamos a realizar consta de tres partes (Tramo 1, Tramo 2 y Tramo 3), cada una de ellas saldrán de un único deposito, para tener una aproximación al dimensionado real. Se ha dimensionado siguiendo las normas y reglamentaciones vigentes. Como datos base tenemos: 1. Jardines, Edificio de dos plantas, Edificio tienda-cafetería, lavaderos e hidrogenerador. 2. Una presión de 15m.c.a. en la acometida. 3. Longitud de tramo desde la acometida al punto de servicio más alejado de 200 metros. Para empezar, se requiere de un grupo de presión ya que siguiendo la tabla 4 de la norma con una presión de 20m.c.a. sería suficiente para alimentar la zona más alejada, dado que la tabla fija un mínimo de 26m.c.a. En la caja de contadores se necesitarían, un contador de calibre 40mm y llaves de 50mm de diámetro. Los diámetros de las tuberías se fijan según la tabla 1 siendo los diámetros que necesitamos: 87
  • 88. Nº de grifos Φ(mm) 3 10 9 15 18 20 42 25 67 30 134 40 Cálculo Dimensionado Tramo 1. En la tabla 1 será para los 42 grifos con diámetro de 25mm. Tramo 2. En la tabla 1 será para los 18 grifos con diámetro de 20mm. Tramo 3. En la tabla 1 será para los - con diámetro de 40mm. Calculo de llaves y contadores. En tramos con diámetros de la tubería que pasa por el tramo donde se instala. En este caso el diámetro nominal corresponde a 40mm. Para asignar el diámetro de las llaves y el calibre del contador, nos iremos a la tabla 3 de la NTE. Por tanto, el diámetro de las llaves será 50mm y el calibre del contador es de 40mm. 88
  • 89. Cálculos caudal de bomba, Volumen del Calderón y Volumen aljibe o deposito acumulador. Y por último, con el diámetro de 40mm, entraremos en la tabla 5 y obtenemos el caudal de la bomba, el volumen del calderón y del aljibe: Qbomba: 5 m3/min Valjibe: 250m3 Agua Caliente. Para el agua caliente utilizaremos paneles solares, básicamente utilizaremos la luz del sol para calentar nuestra agua. Tendremos dispuestos 8 paneles repartidos por el complejo, cada panel tendrá un deposito propio con capacidad de 40litros. La distribución de los paneles se ha realizado de forma de minimizar la distancias entre el depósito de almacenamiento y el propio grifo o salida. Quedando de manera que en el edificio polivalente hay 2 paneles solares, en el edificio cafetería-tienda hay 2 paneles solares y para la zona de lavados se dispone de 4 panales. Con esta disposición aumentaremos el rendimiento de los mismos, supondremos que con la cantidad de paneles instalados se abastecerá con creces y sobradamente a los edificios y lugares. Saneamiento. Comenzaremos el dimensionado a partir de las Normas Tecnológicas de la Edificación, en ella se establece que preferentemente se evacuara toda el toda el agua por un solo conducto, tanto pluviales como residuales. Además instalamos un bote sifonico por cuarto húmedo, guardando este una distancia no mayor a un metro respecto a la bajante. Calculo de la instalación: 1. Nos encontramos en una zona pluviométrica de tipo Y (36ºN,15ºW). 2. La inclinación de la tubería en los cuartos húmedos es del 3%. Con estos datos entramos en la tabla 1 y obtenemos que el diámetro de él bajante es de 200mm desde la acometida hasta el punto más alejado, en la que el tubo estará al descubierto para la ventilación del sistema. Las arquetas están dimensionadas según la tabla 2 en la que obtenemos unas dimensiones de 51x51cm. Los tubos de cada aparato y los colectores. 89
  • 90. Instalación Eléctrica. Debido a la gran cantidad de energía que manejaremos con los aerogeneradores, paneles fotovoltaicos, hidrogeneradores, etc. hemos decidido dejar esta parte para un ingeniero eléctrico o una empresa que se dedique a la electricidad y sea competente en el sector. ANEXO 1 Este no es un invento reciente. Ya en 1839, el físico inglés Sir William Grove descubrió el principio teórico en el que se basa la pila de combustible. Grove inventó el primer prototipo de esta central electroquímica en miniatura, capaz de generar electricidad a partir del hidrógeno. En el interior de la pila de combustible se produce una reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno, en el transcurso de la cual se liberan electricidad y calor. El producto resultante es agua (H2O). La pila de combustible tiene estructura de sandwich: entre dos electrodos porosos de papel de grafito se encuentra el electrólito, una lámina plástica permeable a los protones o membrana de polímero. Puesto que la tensión producida por una sola pila es reducida, la solución consiste en alinear varias pilas formando bloques o unidades de pilas de combustible. La energía eléctrica producida por estas unidades acciona el motor eléctrico del vehículo. Desde el punto de vista del automóvil, la pila de combustible empieza a notar secretos. General Motors, Toyota, Hyundai y Mercedes tienen prototipos sometidos a pruebas desde hace más de una década en los que empiezan a obtener resultados interesantes que los colocan al mismo nivel que los coches actuales en prestaciones. La fiabilidad del mecanismo –las membranas son el punto más delicado– empieza a ser adecuada e incluso el precio del mismo, se ha reducido ya lo suficiente como para pensar que en cuanto se pudieran aplicar economías de escala, podría empezar a er asequible para una parte del gran público. ¿Cómo almacenarlo? Por el momento, parece también decidido el estado en que se almacenará el hidrógeno. Se ha optado por comprimirlo, aunque esta sea una solución menos eficiente que la de licuarlo. 90
  • 91. Pero licuado, tiene problemas de seguridad puesto que, en caso de accidente, puede congelar cualquier cosa próxima a un escape del depósito y, en caso de producirse el escape en un espacio cerrado, como un garaje, puede dar lugar a una explosión. Además, aunque contiene 2,6 veces más energía por unidad de masa, necesita cuatro veces más volumen de almacenaje. Esto implica que para asegurar la misma autonomía al vehículo, necesita al menos un 50% más de volumen de depósito que necesita estar perfectamente aislado y con un sistema que lo mantenga a muy baja temperatura para evitar su evaporación. Y todo esto implica mayor peso. Sin embargo, al final todo pasa por la creación de una infraestructura que asegure el suministro de hidrógeno. En la actualidad se producen 500 millones de toneladas métricas al año a un precio que oscila entre 1,1 y 1,5 euros el kilo. Más del 90% de esta producción queda en manos de las empresas petroleras que lo necesitan para los procesos de refinado del petróleo y la producción de sus diferentes componentes. Para animar a la creación de esta infraestructura son los propios fabricantes los que están llevando la iniciativa, en muchos casos, asociándose a empresas petroleras, como el caso de Shell y General Motors, que ha permitido ya desarrollar una especie de pequeñas plantas de obtención de hidrógeno a partir del agua para suministrarlo a los coches que reposten. En este proceso, igual que en la pila de combustible, se produce calor y energía eléctrica que podría ser utilizado para usos domésticos en las poblaciones si la producción de hidrógeno se hiciera a gran escala. El circulo se podría cerrar una manera virtuosa si el aporte de energía para iniciarlo tuviera su origen en energías renovables como la solar –así lo proponía un estudio realizado por BMW y Asea Brown Bovery– pero los más realistas apuntan a que sólo la energía nuclear podría asegurar el suministro necesario. ¿POR QUÉ? La Unión Europea quiere usar el hidrógeno como combustible. El grupo de los veintisiete apoyó la propuesta de la Comisión Europea de iniciar una investigación sobre el uso del elemento químico para este fin, en la que invertiría 470 millones de euros. El proyecto está a cargo del sector público y privado y Bruselas espera que la industria haga un aporte económico equivalente al del público a lo largo de seis años. La decisión se tomó en una reunión celebrada en la capital belga por los ministros responsables de Competitividad de la UE, quienes llamaron al proyecto como “iniciativa 91
  • 92. tecnológica conjunta”, en el que pretenden ofrecer la cooperación a las empresas en el ámbito tecnológico. El objetivo primordial del proyecto es que el hidrogeno sea una realidad en el mercado automovilístico entre el 2010 y el 2020. Para esto contarán con la administración de la empresa española Nuevas Tecnologías para la Distribución Activa de la Energía, NTDA. A su vez, la Comisión europea prevé impulsar la comercialización de automóviles que utilicen este tipo de energía limpia. Para este fin, Bruselas propone establecer un modelo único de homologación que les permita a los fabricantes de automóviles pasar del motor basado en la gasolina a uno que utilice el hidrógeno como fuente de energía. Según un informe encargado por la Comisión Europea y difundido hoy, “la introducción del hidrógeno como fuente energética podría reducir en un 40 por ciento el consumo de petróleo en el sector del transporte por carretera de aquí al año 2050”. El estudio insiste en que, aunque el hidrógeno es una de las “opciones más realistas” para la sostenibilidad en el sector del transporte, el empleo de esta tecnología necesita de la aplicación de cambios graduales en todo el sistema energético. El Parlamento Europeo aprueba la homologación de los coches que funcionan con hidrógeno. Se pretende que los fabricantes no tengan dificultades para comercializar el mismo vehículo en diferentes países La homologación de los vehículos a motor que funcionan con hidrógeno quedó esta semana aprobada por amplia mayoría en el pleno del Parlamento Europeo. Esta decisión, que llega después del acuerdo político alcanzado con el Consejo de la Unión Europea en junio, supondrá que pronto verá la luz una nueva directiva europea por la que se incluirán los coches a propulsión de hidrógeno en los sistemas de homologación europeos, lo que facilitará su comercialización a medio plazo. La Comisión Europea, promotora de la iniciativa, pretende que las las normas de fabricación de estos nuevos vehículos se armonicen, de modo que no se creen diferentes mercados fragmentados dentro de Europa y que serían un obstáculo al comercio intracomunitario y a la propia fabricación. La idea de fondo es reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera de los combustibles sólidos tradicionales pero, según debatieron en Bruselas, siempre que se garantice que la fabricación del hidrógeno con el que se propulsarán estos nuevos motores se haya producido a partir de fuentes de energía renovables. 92
  • 93. Bruselas ha puesto en marcha, con el cometido de materializar el proyecto de que dentro de unos años sea posible tener coches de hidrógeno con la consiguiente red de estaciones de servicio para abastecerlos, una red de investigación. Y es que esta tecnología no debe ser sólo respetuosa con el medio ambiente, sino que tiene que ser sostenible a financieramente, es decir, que los nuevos coches puedan ser más baratos que los tradicionales para tener compradores. Actualmente, un fabricante que pone un vehículo de hidrógeno en el mercado de un país europeo, con el consiguiente respeto de sus estándares de seguridad, encuentra después dificultades para comercializar ese mismo vehículo en otro Estado miembro. Según cálculos de la CE, armonizar los estándares de los vehículos de hidrógeno supondrá un ahorro para los fabricantes de hasta 124 millones de euros entre 2017 y 2025. Científicos de Corea consiguen la fabricación de hidrógeno 30 veces más barato. Científicos en Corea del S & P Energy Research Institute han elaborado una forma de fabricación de hidrógeno 20-30 veces más barata que los métodos actuales. Actualmente la electrólisis a través de la cual se genera hidrógeno necesita aproximadamente de 4 a 4,5 kWh de energía por cada metro cúbico de gas H2, pero el nuevo método de Corea (al parecer un proceso químico). Éste nuevo método desarrollado por el equipo del Dr Sen Kim solamente demanda 0,1 kWh, con los ahorros de costes de producción. Este método puede contrarrestar el excesivo gasto supuesto en procedimientos de producción actuales. El hidrógeno podría convertirse en uno de los combustibles del futuro, y una reducción de sus costes de fabricación parece una fantástica manera de ayudar a inaugurar en una época de hidrógeno. Hidrógeno a partir de material celulósico. Investigadores de las universidades de Virginia y Georgia han logrado producir hidrógeno a partir de material celulósico mediante un “cocktail” de 14 enzimas, una coenzima y agua, a una temperatura de 90 grados. Este método aporta importantes avances sobre los conocidos hasta ahora, como son un mayor rendimiento en la generación de hidrógeno que la fermentación natural y una mayor cantidad de energía química que la obtenida a partir de azúcares. Se trata del método de mayor rendimiento conocido hasta ahora de producción de hidrógeno a partir de biomasa. 93
  • 94. Los investigadores han utilizado para este trabajo chips de Madera, pero se puede utilizar igualmente cualquier tipo de material celulósico como paja o cañas y el hidrógeno generado se podría utilizar para cargar pilas. ¿QUÉ SE ESTA HACIENDO? Hidrogeneras. Zaragoza tendrá un nueva estación de producción, almacenamiento y abastecimiento de hidrógeno. Será la segunda de España tras la de Extremadura. Estará lista para dar cobertura a los vehículos de hidrógeno de la próxima Exposición Universal. La instalación tendrá 2.300 metros de superficie y costará 300.000 €. Estará localizada junto cerca de la actual estación eléctrica de Valdespartera. Estará formada por dos edificios equipados con oficinas, compresores, almacenes y una sala de electrólisis. Además de estas instalaciones existirá una zona dedicada a vehículos para su repostaje y camiones de suministro. La producción media de esta hidrogenera será de 40 kilos de hidrógeno comprimido al día. Los autobuses de hidrógeno utilizados durante la Exposición Universal seguirán dando servicio en la capital aragonesa cuando esta sea clausurada. Un elemento que se utiliza como combustible para la propulsión de veinte bicicletas que utilizan para sus desplazamientos por la Expo El combustible creado es completamente limpio, ya que se genera a partir de sol y agua y el único residuo que produce es vapor de agua, informa el Pabellón de Aragón en un comunicado, en el que se indica que la estación ha sido instalada por la Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón. La primera estación de servicio europea para coches movidos por hidrógeno y situada en una autopista se ha inaugurado hoy en las afueras de Bruselas, aunque por ahora servirá a un número muy reducido de clientes. La estación de servicio es un proyecto conjunto del grupo petrolero francés Total, y del fabricante alemán BMW y por el momento sólo la utilizarán los cuatro modelos de 94
  • 95. demostración BMW Hydrogen 7, que están en manos de las instituciones de la Unión Europea (UE), explicó Total en un comunicado. Esta estación, situada en Ruisbroek -en la autopista Bruselas-París-, es la tercera de Europa que suministra hidrógeno, pero las dos anteriores de Berlín y Múnich (Alemania) están situadas en el interior de ambas ciudades. Con esta estación, Total demuestra que la distribución de hidrógeno puede ser perfectamente integrada en una gasolinera, ha explicado el director de Total Bélgica, Miguel del Mármol, que ha añadido que las instalaciones podrán servir también a otros vehículos movidos por hidrógeno en función del desarrollo y aplicación de la tecnología. El hidrógeno es uno de los combustibles más prometedores para el futuro, dado que produce energía sin emisiones contaminantes ni CO2 (dióxido de carbono), indicó, por su parte, el director de BMW Bélgica, Philippe Dehennin. "Por lo tanto, esta estación es un primer paso histórico en la dirección de una red europea de distribución de hidrógeno", añadió. El hidrógeno se emplea en propulsores movidos por pilas de combustible, que generan electricidad a partir de una reacción química, y el único producto resultante que sale por los tubos de escape es vapor de agua. EFECOM vl/rcf/jla La Eurocámara pide a la CE apoyar la creación de una red europea para repostar vehículos de hidrógeno El pleno del Parlamento Europeo respaldó hoy la propuesta de la Comisión Europea para armonizar y simplificar la aprobación técnica de los vehículos que funcionan con hidrógeno y asimismo instó al Ejecutivo comunitario a analizar medidas para apoyar la creación de una red europea para repostar este tipo de vehículos al considerar que de ella dependerá su adopción exitosa en la UE. Los eurodiputados defendieron en un informe que adoptaron este miércoles sobre los vehículos de hidrógeno la necesidad de armonizar el sistema de aprobación técnica de estos vehículos para aumentar la seguridad y la protección medioambiental en el conjunto de la UE. Según los eurodiputados, la existencia de diferentes condiciones para su aprobación en los diferentes Estados miembros puede dar lugar a una distorsión en el mercado europeo, mayores coste de producción, más riesgos de seguridad e impedir considerablemente la generalización de estos vehículos en el mercado. En la actualidad, dado que estos vehículos no están incluidos en el sistema de aprobación tipo comunitario, son los Estados miembros los responsables de conceder dicha 95
  • 96. aprobación. Ello significa, por ejemplo, que aunque un vehículo obtenga la aprobación en un Estado miembro para su matriculación no hay garantías de que el vehículo esté autorizado a circular en otro. En el futuro, los vehículos que funcionan con hidrógeno lo deberían hacer con la máxima pureza de hidrógeno a partir de fuentes renovables en la medida de lo posible, según los eurodiputados. El pleno de la Eurocámara acordó que el uso de mezclas de carburante a partir de hidrógeno y gas natural o biometano sólo sea empleado como fórmula transitoria. Los vehículos de hidrógeno tienen mucho potencial para luchar contra el calentamiento global y reducir la dependencia de los combustibles fósiles en la Unión Europea, según el Ejecutivo comunitario. Además, calcula que la simplificación en la aprobación técnica de estos vehículos ahorraría a sus fabricantes hasta 124 millones de euros entre 2017 y 2025.BRUSELAS, 3 Sep. La hidrogenera ubicada en Valdespartera y primera que funciona en España seguirá funcionando como mínimo, durante los 8 años más. Así se ha anunciado hoy en la inauguración de la planta, que funciona desde que comenzó la Expo y que suministra hidrógeno a una treintena de vehículos de la Muestra. Zaragoza.- Aragón ya cuenta con la primera hidrogenera en funcionamiento de España, una planta que ha sido inaugurada esta mañana y que, según las previsiones de la empresa encargada de su gestión, la Sociedad Española de Carburos Metálicos S.A , seguirá funcionando durante los próximo 8 años. Además, será de uso público, de manera que “cualquier conductor” podrá repostar en estas instalaciones de Valdespartera. La inauguración ha contado con la presencia del consejero de Industria, Arturo Aliaga, y de responsables de las empresas Zoilo Ríos, Idom y Carburos Metálicos, participantes igualmente en este proyecto. El acto se ha completado con una visita guiada por las cuatro salas que componen las instalaciones. El consejero ha calificado este momento como “histórico” ya que, a su juicio, convierte a Aragón en “un lugar de referencia mundial” en cuanto al ahorro energético. Asimismo, ha confirmado la intención de que la planta continúe funcionando una vez finalice la Muestra. “La hidrogenera está construida y ya estamos hablando con Expoagua porque posiblemente pasará a ser gestionada por la Fundación del Hidrógeno. Estamos cerrando los flecos de la negociación para que se tenga la garantía de que siempre va a estar en funcionamiento esta hidrogenera aquí en Zaragoza”, ha dicho. Por otro lado, Aliaga mantiene que el Gobierno autonómico va a seguir apostando por “la economía del hidrógeno”, siempre y cuando- ha matizado- se obtenga a partir de energías 96
  • 97. renovables. “Para que haya coches de hidrógeno funcionando tiene que haber infraestructura del hidrógeno, es decir, si hay hidrogeneras puede haber más uso, por lo cual una de la condiciones para que se desarrolle la implantación de los coches de hidrógeno en masa es que haya lugares para repostar, y que con este damos un paso en posicionarnos en este sentido”, ha añadido. La planta comenzó su actividad en junio, cuando la Expo abrió sus puertas, para suministrar hidrógeno a cerca de 30 vehículos que transportan al personal por la Muestra. En total, ha supuesto una inversión de 2 millones de euros. Actualmente, son 3 autobueses Gulliver, 20 bicicletas, 5 scooters y 1 autobús de 100 plazas los que circulan mediantes esta energía limpia, no contaminante e inagotable. No obstante, y puesto que un el futuro se prevé que la flota de autobuses que utilicen hidrógeno como combustible aumente, la empresa constructora dice haber diseñado la planta teniendo en cuenta estas posibles ampliaciones. La hidrogenera está compuesta por un electrolizador que produce hasta 24 kilogramos de hidrógeno al día a partir de agua destilada y energía eléctrica, un skid de compresión, una sala para el almacenamiento del hidrógeno comprimido y un surtidor conectado al almacén donde repostan los vehículos. La Eurocámara pide a la CE apoyar la creación de una red europea para repostar vehículos de hidrógeno El pleno del Parlamento Europeo respaldó hoy la propuesta de la Comisión Europea para armonizar y simplificar la aprobación técnica de los vehículos que funcionan con hidrógeno y asimismo instó al Ejecutivo comunitario a analizar medidas para apoyar la creación de una red europea para repostar este tipo de vehículos al considerar que de ella dependerá su adopción exitosa en la UE. Los eurodiputados defendieron en un informe que adoptaron este miércoles sobre los vehículos de hidrógeno la necesidad de armonizar el sistema de aprobación técnica de estos vehículos para aumentar la seguridad y la protección medioambiental en el conjunto de la UE. Según los eurodiputados, la existencia de diferentes condiciones para su aprobación en los diferentes Estados miembros puede dar lugar a una distorsión en el mercado europeo, mayores coste de producción, más riesgos de seguridad e impedir considerablemente la generalización de estos vehículos en el mercado. En la actualidad, dado que estos vehículos no están incluidos en el sistema de aprobación tipo comunitario, son los Estados miembros los responsables de conceder dicha 97
  • 98. aprobación. Ello significa, por ejemplo, que aunque un vehículo obtenga la aprobación en un Estado miembro para su matriculación no hay garantías de que el vehículo esté autorizado a circular en otro. En el futuro, los vehículos que funcionan con hidrógeno lo deberían hacer con la máxima pureza de hidrógeno a partir de fuentes renovables en la medida de lo posible, según los eurodiputados. El pleno de la Eurocámara acordó que el uso de mezclas de carburante a partir de hidrógeno y gas natural o biometano sólo sea empleado como fórmula transitoria. Los vehículos de hidrógeno tienen mucho potencial para luchar contra el calentamiento global y reducir la dependencia de los combustibles fósiles en la Unión Europea, según el Ejecutivo comunitario. Además, calcula que la simplificación en la aprobación técnica de estos vehículos ahorraría a sus fabricantes hasta 124 millones de euros entre 2017 y 2025.BRUSELAS, 3 Sep. (EUROPA PRESS) COMPETICIONES. El kart de hidrógeno aragonés gana una carrera de velocidad La competición de equipos universitarios Fórmula Zero ha celebrado la primera prueba de la temporada 2008-2009 en Holanda. El kart de hidrógeno del equipo EuplaTech2, desarrollado conjuntamente por estudiantes y técnicos de la Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia, la Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón y el equipo de competición de automovilismo Team Elías ha ganado la primera carrera de la temporada 2008-2009 de Fórmula Zero, celebrada los días 22 y 23 de agosto en Rótterdam, Holanda. El kart que ha corrido en Rótterdam es una versión perfeccionada del vehículo presentado el pasado mes de abril en las instalaciones de la Ciudad del Motor de Aragón. Las mejoras consisten fundamentalmente en una nueva pila de combustible de 8,5 Kw frente a los 1,2 Kw de la versión anterior. Esta pila ha sido cedida por los organizadores de la competición como premio por la excelente calificación del equipo aragonés durante la fase previa de diseño, en la que fue el segundo mejor valorado. Fórmula Zero es una competición internacional de equipos universitarios de karts propulsados por hidrógeno y pila de combustible que no emiten contaminante alguno. La primera temporada ha comenzado en Rotterdam y tendrá otras tres carreras a lo largo de 2008 y 2009. Además del aragonés, participan en estas pruebas otros cinco equipos de Estados Unidos, Reino Unido, Holanda y Bélgica. 98
  • 99. Hydrogen Road Tour 2008 El hidrógeno es cada vez más realidad Un grupo de vehículos de emisión cero realizó un viaje cross-country, sin utilizar una sola gota de gasolina. El Hydrogen Road Tour visitó 31 ciudades del país como parte de los esfuerzos por incrementar el potencial que tiene el hidrógeno como fuente de energía y además mostrar el desempeño de este tipo de vehículos en condiciones de manejo reales. Además fue una excelente oportunidad para los fabricantes de autos de mostrar cuales han sido los avances en la industria del hidrógeno en el último año. Nueve compañías participaron del tour de 4,300 millas que comenzó el 11 de agosto en Portland, ME y terminó en Los Angeles. La travesía sirvió de oportunidad para abrir nuevas estaciones de recarga de hidrógeno en Missouri y Massachussets. El tour sirvió como experiencia para los compradores de tener una visión cercana de vehículos como el BMW Hydrogen 7 y el Honda FCX Clarity. Hyundai, uno de los participantes, indicó que sus dos Tucson Fuel Cell Elective Vehicles (FCEVs) recorrieron 185 millas por carga y alcanzaron velocidades de 95 millas por hora, durante el viaje. El BMW Hydrogen 7 que participó tuvo un rendimiento de 200 millas de conducción solo con hidrógeno. 'El tour le mostrara a la gente que el hidrogeno es el mejor combustible alternativo' dijo Tom Baloga, vicepresidente de ingenieros de BMW en Estados Unidos, y continuó 'un motor de combustión interna alimentado por hidrógeno jugará un rol importante en el futuro de la industria'. Utilizando hidrógeno como combustible los vehículos particulares y el transporte público, ayudarán a lograr la independencia del petróleo extranjero, reducirán los gases de efecto invernadero, y mejorará la calidad del aire en todo el país. Además el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, es tan seguro como otros combustibles y puede ser económicamente competitivo con la gasolina. Obtener autos que funcionen con hidrógeno y estaciones de recarga en todo el país es sumamente necesario para tener la aceptación del consumidor y generar su confianza. 99