SISTEMAS DE SEGURIDAD Y PROTECCION DE GNL

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© Center for Energy Economics. La reproducción, distribución o atribución únicamente bajo permiso. SISTEMAS DE SEGURIDAD Y PROTECCION DE GNL Michelle Michot Foss, Ph.D. Chief Energy Economist and CEE Head 1650 Highway 6, Suite 300 Sugar Land, Texas 77478 Tel 281-313-9763 Fax 281-340-3482 energyecon@beg.utexas.edu www.beg.utexas.edu/energyecon/lng Octubre 2003

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 2 – ÍNDICE Página Resumen Ejecutivo 5 Introducción 10 Aspectos de Seguridad en las Operaciones de GNL 12 Propiedades y Riesgos Potenciales 15 Propiedades de GNL 15 Tipos de Riesgos de GNL 21 ¿Cómo se Logra la Seguridad y Confiabilidad en la Cadena de Valor de GNL? 23 Breve descripción de la Cadena de Valor de GNL 24 La Cadena de Valor de GNL Utilizada en los Estados Unidos 25 Sistemas de Seguridad Aplicadas a la Cadena de Valor de GNL 32 Conclusiones 50 Apéndice I: Preguntas Frecuentes acerca de GNL 53 Apéndice 2: Descripción de las instalaciones de GNL 66 Apéndice 3: Reglamentos de GNL 71 Apéndice 4: ¿Quién regula el GNL en los Estados Unidos? 75 Apéndice 5: Percepción del Riesgo 81 Apéndice 6: Incidentes de GNL 85 Apéndice 7: Glosario de Términos 94 Apéndice 8: Tabla de Conversión 96

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 3 – Índice de Figuras y Tablas Figuras Página Fig. 1. Mejoras Continuas a la Infraestructura Ambiental y de Protección y Seguridad de GNL 12 Fig. 2. Condiciones Críticas de Seguridad 13 Fig. 3. Rango de Inflamabilidad del Metano (GNL) 17 Fig. 4. La Cadena de Valor de GNL 24 Fig. 5. Instalación de Licuefacción de GNL en Kenai, Alaska 26 Fig. 6. Instalaciones de ”Peakshaving” 26 Fig. 7. Terminal Típica de Recepción de GNL/Planta de Regasificación 27 Fig. 8. Instalaciones de Recepción de Carga Base (“Baseloading”) y Regasificación en los Estados Unidos 28 Fig.

9. Instalación Satélite; Fig. 10. Un Camión de GNL 30 Fig. 11. Capacidad de Almacenamiento de GNL en los Estados Unidos 31 Fig. 12. Capacidad Regional de Entrega de GNL en los Estados Unidos 31 Fig. 13. Diseño Conceptual de los Tanques de Almacenamiento 33 Fig. 14. Tanques de Contención Sencilla 34 Fig. 15. Tanque Esférico 35 Fig. 16. GNL Lagos – Buque de GNL del Tipo Membrana 35 Fig. 17. Tanques de Contención Doble 36 Fig. 18. Tanques de Contención Completa 37 Fig. 19. Sección de un Tanque Esférico de Diseño Moss 38 Fig. 20. Zona de Seguridad en Cove Point 42 Fig. 21. Composición Típica de GNL, GNC, LGN, GLP y el GAL 57 Fig.

22. Malecón de GNL con Brazos de Descarga – ALNG 66 Fig. 23. Tanque de GNL Subterráneo: Tanque T-2 en la estación Fukukita de la Saibu Gas Co., Ltd. 68 Fig. 24. Tanque de Almacenamiento de GNL en Pozo 68 Fig. 25. Vaporizador de Tablero Abierto 69 Fig. 26. Siete Vaporizadores de Combustión Sumergidos, Lake Charles, La. 70 Fig. 27. Agencias Reguladoras de GNL en los Estados Unidos 75

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 4 – ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1. Comparación de las Propiedades de los Combustibles Líquidos 18 Tabla 2. Temperaturas de Auto Ignición de los Combustibles Líquidos 20 Tabla 3. Instalaciones de GNL en los Estados Unidos y el Japón 83 Tabla 4. Accidentes Importantes de GNL 89

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 5 – SISTEMAS DE SEGURIDAD Y PROTECCION DE GNL1 Resumen Ejecutivo Este documento es el segundo de una serie que describe a la industria de Gas Natural Licuado (GNL) y el rol cada vez más importante que representa el GNL para el futuro energético de la nación.

El primer documento, “Introducción al GNL”, presenta al lector los temas principales relacionados con las operaciones de GNL. Un tercer documento, “El Equilibro de la Oferta-Demanda en Norte América y la Seguridad Energética: ¿Cuál es el rol de GNL?” le proporcionará al lector un análisis detallado de los motivos por los cuales el GNL podría satisfacer la demanda energética de los Estados Unidos. Estos tres documentos más un Apéndice de información técnica serán incluidos en un libro denominado, “Guía de GNL en Norte América”. Para hacer una consulta rápida de los datos relacionados con el GNL vea el Apéndice 1, “Preguntas frecuentes acerca de GNL”.

El GNL ha sido usado y transportado por medio de sistemas de seguridad, tanto n los Estados Unidos como en el resto del mundo durante aproximadamente 40 años. En los Estados Unidos existen tres tipos de instalaciones de GNL: exportaciones de GNL, importaciones de GNL e instalaciones de “peaking”. Los Estados Unidos cuenta con el mayor número de instalaciones de GNL en el mundo, y éstas se 1 Este reporte se realizó gracias a los esfuerzos de un consorcio de investigación establecido por el Institute for Energy, Law & Enterprise, University of Houston Law Center, “Commercial Frameworks for LNG in North America”.

Los patrocinadores de dicho consorcio son: BG LGN Services, BP Americas – Global LNG, Cheniere Energy, Chevron Texaco International Gas Group, ConocoPhillips Worldwide LNG, Dominion Energy, El Paso Energy, ExxonMobil Gas & Power Marketing Company, Freeport LNG, Sempra Energy Global Enterprises, Shell Gas & Power, Tractebel LNG North America/Distrigas of Massachussets. El U.S. Department of Energy –Office of Fossil Energy proporcionó apoyo crítico y coordinación con otras agencias y comisiones federales. El Ministry of Energy and Industry de Trinidad y Tobago participó como observador. Los miembros del comité consultivo técnico incluyó al American Bureau of Shipping (ABS), CH-IV Internacional, Lloyd’s Register, Project Technical Liaison Associates (PTL) y la Society of Internacional Gas Tanker and Terminal Operators (SIGTTO).

Quest Consultants proporcionó comentarios adicionales. Este reporte fue preparado por la Dra. Michelle Michot Foss, Directora Ejecutiva del IELE, el Sr. Fisoye Delano, Investigador Principal; Dr. Gürcan Gülen, Investigador Asociado con asistencia de la Srita. Ruzanna Makaryan, estudiante graduada y asistente de investigación. Las opiniones expresadas en este reporte pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente las de la University of Houston. Las revisiones fueron proporcionadas por colegas profesionales del consorcio de consultores del GNL, la facultad de la Universidad de Houston y otros expertos externos.

Y un agradecimiento muy especial a CheveronTexaco por su ayuda con la traducción a español del reporte.

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 6 – ubican a lo largo del país en las inmediaciones de a las poblaciones en donde mas se necesita el gas natural. La industria de GNL tiene un historial de seguridad excelente que es el resultado de varios factores. En primer lugar, la industria ha tenido una evolución técnica y operativa que avala la seguridad y protección de sus operaciones. Los avances técnicos y operativos incluyen la ingeniería que sustenta las instalaciones de GNL, los procedimientos operativos y la competencia técnica de su personal. En segundo lugar, las propiedades físicas y químicas de GNL son tales que los riesgos y peligros han sido suficientemente estudiados e incorporados a la tecnología y a las operaciones.

Finamente, las normas, códigos y reglamentos que se aplican a la industria de GNL garantizan una mayor seguridad. Aunque los Estados Unidos cuentan con su propio reglamento para los operadores de GNL, nos hemos visto beneficiados por el desarrollo de normas internacionales y los códigos que regulan a la industria.

Este reporte se basa en una revisión amplia de datos técnicos y operativos, y define y explica como se logra la seguridad y protección en materia de GNL. La seguridad en la industria de GNL se logra por medio de cuatro elementos que proporcionan múltiples capas de protección, tanto en relación con la seguridad de los trabajadores de la industria de GNL como la seguridad de las poblaciones vecinas a las instalaciones de GNL. La Contención Primaria2 es el primero y el más importante de los requisitos con respecto a la contención de GNL. Esta primera capa de protección requiere el uso de materiales apropiados para las instalaciones de GNL, el diseño de ingeniería apropiada para los tanques de almacenamiento en tierra y en los buques tanque de GNL, así como en otras partes.

2 En este documento, el término “contención” significa el almacenamiento y aislamiento seguro del GNL.

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 7 – La Contención Secundaria asegura que cuando ocurran derrames en una instalación de GNL en tierra, éstos podrán contenerse y aislarse totalmente del público. Los Sistemas de Seguridad ofrecen una tercera capa de protección. El objetivo es el de minimizar la frecuencia y el volumen de las fugas de GNL, tanto en tierra como costa afuera, previniendo así los daños por riesgos asociados tales como incendios. En este nivel de protección, las operaciones de GNL utilizan tecnologías como alarmas de alto nivel y sistemas de seguridad múltiples de apoyo, que incluyen los sistemas de Paro Automático en Emergencias (ESD por sus siglas en inglés).

Los sistemas ESD pueden identificar problemas y parar las operaciones cuando ocurran ciertas condiciones especificadas de falla o cuando fallen los equipos, y están diseñados para prevenir o limitar de forma significativa el volumen de vapores que pudieran dispersarse. La detección de incendios y fugas de gas y los sistemas contra incendio se combinan para limitar los efectos de un derrame. La propia instalación de GNL o el operador del buque pueden tomar medidas para establecer procedimientos operativos, capacitación, sistemas de respuesta ante emergencias y mantenimiento regular que protejan la vida, la propiedad y el medio ambiente de cualquier fuga.

Finalmente, el reglamento exige que el diseño de las instalaciones de GNL incluir una distancia de separación entre las instalaciones en tierra, las poblaciones y otras áreas públicas, así como zonas de seguridad que rodeen los buques tanque de GNL. Las propiedades físicas y químicas de GNL obligan estas medidas de seguridad. El GNL es inodoro, no tóxico, no corrosivo y menos pesado que el agua. Es más difícil la ignición de los vapores de GNL (principalmente el metano) que cualquier otro tipo de combustible líquido inflamable. A aproximadamente -110˚C los vapores de GNL son más livianos que el aire.

Cuando el GNL se derrama sobre la tierra o el agua y la mezcla inflamable de vapor y aire no encuentra una fuente de ignición, éste se calienta, se eleva y se dispersa en la atmósfera.

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 8 – Debido a dichas propiedades, los riesgos potenciales asociados con el GNL incluyen la radiación de calor asociado con un incendio de GNL y la exposición directa de la piel o de un equipo a una sustancia criogénica (extremadamente fría). El vapor de GNL puede asfixiar. Esto también ocurre con los vapores emitidos por otros fluidos peligrosos que se almacenan o se utilizan en espacios cerrados sin ventilación. Cuando funcionan los sistemas de seguridad y existen condiciones normales de operación industrial las probabilidades de que ocurran derrames de GNL son bajas.

Los grandes derrames inesperados de GNL, mismos que podrían asociarse con actos de terrorismo, requieren de consideraciones especiales aun cuando las consecuencias podrían ser similares a las de una falla catastrófica. De llegar a ocurrir una falla catastrófica, se deben activar los sistemas de detección y protección utilizados en los casos de emergencias o incendios, y el peligro al público se podrá ver reducido o eliminado por la distancia de separación prevista en el diseño de la instalación. Las operaciones de GNL son actividades industriales, sin embargo los diseños y protocolos de seguridad y protección ayudan a minimizar los tipos más comunes de daños industriales que pudieran anticiparse.

El GNL virtualmente no contiene azufre y por tanto, la combustión de GNL regasificado que se utiliza como combustible produce una contaminación ambiental aún más baja que la de otros combustibles fósiles. En un intento por disminuir el impacto ambiental de la producción del petróleo, los países productores de petróleo convierten un gran porcentaje de gas natural asociado a GNL, en vez de quemarlo. En muchas instancias, esta opción reduce el impacto ambiental de la quema continua de grandes cantidades de gas natural, dándole un uso económico a este recurso valioso. Por tanto, el desarrollo de GNL puede representar beneficios importantes para la economía y el medio ambiente.

Nuestra investigación del historial tecnológico y de seguridad de la industria de GNL, los sistemas de diseño y operación, las normas y reglamentos que gobiernan el diseño, operación y ubicación de las instalaciones de GNL indican que el GNL

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 9 – puede ser transportado y utilizado de forma segura, tanto en los Estados Unidos como en Norte América, siempre que las normas y protocolos de seguridad y protección desarrollados por la industria se cumplan y se implementen bajo supervisión regulatoria. La pagina web del CEE www.beg.utexas.edu/energyecon/lng, proporciona enlaces a otras fuentes de información publica, la industria y el gobierno.

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Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 10 – Introducción El presente documento informativo es el segundo de una serie que describe a la industria de Gas Natural Licuado (GNL), su tecnología, mercados, seguridad, protección, consideraciones ambientales y el rol cada vez más importante que el GNL representa para el futuro energético de la nación.

El primer documento, “Introducción al GNL”, además de introducir el GNL al lector le proporciona una breve descripción de los aspectos básicos de la industria de GNL. El segundo documento trata los aspectos de seguridad y protección en las operaciones de GNL. Un tercer documento, “El Equilibro de la Oferta-Demanda en Norte América y la Seguridad Energética: ¿un rol para el GNL?” presentará un análisis detallado de los motivos por los cuales se necesitarán mayores cantidad de GNL para satisfacer la demanda energética de los Estados Unidos. Estos tres documentos y una información adicional serán incluidos en un libro de datos completo, “Guía de GNL en Norteamérica”.

Se puede hacer una consulta rápida de los hechos relacionados con el GNL en el Apéndice 1, “Preguntas Frecuentes acerca de GNL”. El GNL ha sido transportado y utilizado con seguridad, tanto en los Estados Unidos como en el resto del mundo durante aproximadamente 40 años. Los Estados Unidos cuentan con el mayor número de instalaciones de GNL en el mundo situadas a lo largo del país cerca de poblaciones en donde más se necesita el gas natural. Nuestro análisis de los datos relacionados con los sistemas de seguridad y protección de GNL muestran un excelente historial de seguridad que es el resultado de varios factores.

En primer lugar, la industria ha tenido una evolución técnica y operativa que avala la seguridad y protección de sus operaciones. Los avances técnicos y operativos incluyen la ingeniería que sustentan las instalaciones de GNL, los procedimientos operativos y la competencia técnica del personal. En segundo lugar, las propiedades físicas y químicas de GNL son tales que los riesgos y peligros han sido suficientemente estudiados e incorporados a la tecnología y a las operaciones. Por último, la industria de GNL debe someterse a una combinación amplia de normas, códigos y reglamentos que garantizan su seguridad, y éstas han sido desarrolladas por la experiencia adquirida por la industria internacional y

Sistemas de Seguridad y Protección de GNL - 11 – aplicadas a las instalaciones y operaciones de GNL en todas partes del mundo. El apego a los reglamentos asegura transparencia y responsabilidad. Este documento define y explica como se logra la seguridad y protección de GNL basado en un análisis amplio de datos técnicos y operativos. Nuestra conclusión es que se puede seguir transportando, almacenando y utilizando el GNL conforme a los sistemas de seguridad existentes siempre y cuando las normas y protocolos de seguridad y protección desarrollados por la industria se cumplan y se implementen con supervisión regulatoria.

El logro de este objetivo sirve a los intereses de la industria, los reguladores y el público en general, y permite que los consumidores aprovechen los beneficios de gas natural.

La conversión de gas natural a GNL, permite su transporte a través de los mares y grandes distancias que separan a los países consumidores de los países productores. El gas natural se utiliza en los hogares, en las instituciones públicas, en la agricultura y en la industria para cocinar, calentar, y generar electricidad. El gas natural es importante, no sólo como una fuente de energía limpia, pero también como la fuente de materia prima para la producción de plásticos, fibras, fertilizantes y muchos otros productos.

En la preparación de este documento se considero la información relacionada con las propiedades físicas de GNL, el historial de seguridad de las instalaciones y buques tanque, el impacto ambiental de las operaciones, los reglamentos y las agencias responsables de la seguridad y protección ambiental de la industria.

Los miembros de nuestro equipo han visitado varias instalaciones de GNL en los Estados Unidos y el Japón. Como resultado de este análisis integral concluimos que el GNL ha sido usado y puede seguirse usando con seguridad. Como se muestra en la Fig. 1, abajo, existen mejoras continuas a la infraestructura de seguridad, medio ambiente y protección. Este documento incluye las tecnologías, estrategias, recomendaciones y demás consideraciones claves utilizadas por la industria de GNL, así como por los reguladores y oficiales públicos encargados de la seguridad y protección de la población.

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