{"id":17069,"date":"2022-08-26T19:11:39","date_gmt":"2022-08-26T19:11:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.polywater.com\/?p=17069"},"modified":"2024-01-08T13:21:14","modified_gmt":"2024-01-08T19:21:14","slug":"comprender-y-mitigar-las-explosiones-de-pozos-de-registro-entrevista-con-stuart-hanebuth","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.polywater.com\/es\/knowledge-hub\/comprender-y-mitigar-las-explosiones-de-pozos-de-registro-entrevista-con-stuart-hanebuth\/","title":{"rendered":"Comprender y mitigar las explosiones de pozos de registro: entrevista con Stuart Hanebuth"},"content":{"rendered":"
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Los sucesos graves en los pozos de registro, que pueden dar lugar a humo, incendios y explosiones, han ganado m\u00e1s atenci\u00f3n en los \u00faltimos a\u00f1os a medida que la infraestructura de la naci\u00f3n envejece. Las consecuencias potenciales incluyen v\u00edctimas mortales, lesiones f\u00edsicas, da\u00f1os materiales y accidentes de tr\u00e1fico. Varias causas pueden provocar estos sucesos, y los ingenieros de servicios p\u00fablicos ofrecen continuamente soluciones con diversos grados de \u00e9xito. En la siguiente entrevista Stuart Hanebuth, destacado experto en sucesos en pozos de registro y en seguridad p\u00fablica, describe los desaf\u00edos de mitigar estos sucesos.<\/p>\n

P. \u00bfCon qu\u00e9 frecuencia se producen anualmente sucesos en pozos de registro?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> No sabemos con certeza cu\u00e1ntas estructuras subterr\u00e1neas hay en Estados Unidos, pero estimo que probablemente entre uno y dos millones. Bas\u00e1ndome en lo que se ha informado en los medios de comunicaci\u00f3n y en las empresas de servicios p\u00fablicos, yo estimar\u00eda que en todo el pa\u00eds se producen probablemente entre tres y cinco mil sucesos graves al a\u00f1o que implican incendios, explosiones o pozos de registro humeantes.<\/p>\n

\"Una<\/strong><\/p>\n

P. \u00bfSon las explosiones de pozos de registro un fen\u00f3meno nuevo?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Este recorte de peri\u00f3dico es de 1937. Una tapa de pozo de registro estall\u00f3 y mat\u00f3 a alguien al caer por el hueco de un ascensor. Es uno de los primeros sucesos en pozos de registro que podemos encontrar, prueba de que estos sucesos existen desde hace mucho tiempo.<\/p>\n

P. \u00bfPodr\u00eda describir los principales tipos de sucesos en pozos de registro?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Hay tres grandes categor\u00edas de sucesos en pozos de registro que est\u00e1n relacionados entre s\u00ed: pozos de registro humeantes, incendios de pozos de registro y explosiones de pozos de registro. El tipo de suceso m\u00e1s com\u00fan es un pozo de registro humeante en el que sale mucho humo de una estructura subterr\u00e1nea, pero no hay ning\u00fan incendio o explosi\u00f3n visible en la superficie.<\/p>\n

Por cierto, cuando digo pozo de registro, me refiero a cualquier estructura el\u00e9ctrica subterr\u00e1nea con cables. Puede ser una b\u00f3veda, una caja de servicio o cualquier n\u00famero de estructuras, pero debe ser una estructura subterr\u00e1nea. Utilizo el t\u00e9rmino pozo de registro para simplificar.<\/p>\n

P. \u00bfCu\u00e1les son las causas t\u00edpicas de los sucesos en pozos de registro y las preocupaciones que rodean a cada uno de ellos?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Todos los sucesos en pozos de registro tienen su origen en dos tipos de energ\u00eda, la impulsada por la combusti\u00f3n y la impulsada por la electricidad. Los sucesos impulsados por la combusti\u00f3n suelen ser el resultado de la descomposici\u00f3n anaer\u00f3bica del aislamiento de los cables cuando arde. Los sucesos impulsados por la electricidad son el resultado de un gran arco con una temperatura muy alta. Cada tipo requiere un m\u00e9todo de prevenci\u00f3n diferente.<\/p>\n

Abajo se muestra un ejemplo de un suceso en un pozo de registro <\/span>impulsado por la combusti\u00f3n. <\/span>Al fondo pueden verse <\/span>los camiones de bomberos <\/span>ya preparados, mientras <\/span>el humo y los gases que salen de la <\/span>estructura <\/span>\u00a0<\/span>pueden<\/span> convertirse<\/span> en un incendio importante.<\/span> <\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

En los sucesos provocados por la electricidad, la energ\u00eda para el suceso proviene de una falla el\u00e9ctrica dentro de la estructura, normalmente un cable subterr\u00e1neo. La mayor\u00eda de los sucesos impulsados por la electricidad se producen en cables de transmisi\u00f3n y de media tensi\u00f3n.<\/p>\n

Un gran ejemplo de un suceso impulsado por la electricidad\u00a0ocurri\u00f3 en B\u00fafalo, Nueva York, hace varios a\u00f1os y fue captado mientras se grababa una entrevista para las noticias (video cortes\u00eda de WGRZ News<\/a>). Una falla en un cable subterr\u00e1neo provoc\u00f3 un arco que sobrecalent\u00f3 el aire e hizo volar la tapa a cinco pisos del suelo.<\/p>\n

Este tipo de explosiones tienen una energ\u00eda incre\u00edble. No es infrecuente ver cubiertas que vuelan muchos, muchos pisos en el aire. Incre\u00edblemente, la tapa no golpe\u00f3 a nadie. Pero un trozo de metal de 100 libras que saliera volando hacia una persona provocar\u00eda un accidente muy grave. Adem\u00e1s de lesiones f\u00edsicas y v\u00edctimas mortales, estos sucesos pueden causar importantes da\u00f1os materiales, as\u00ed como en carreteras y otras infraestructuras. Encontrar formas eficaces de mitigar este tipo de sucesos es muy importante.<\/p>\n\n\n\n
Contenido relacionado: <\/strong>Sellado de conductos para sistemas de telecomunicaciones y el\u00e9ctricos resistentes<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

P. \u00bfPor qu\u00e9 son tan dram\u00e1ticas estas im\u00e1genes?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Durante un suceso en un pozo de registro se pueden liberar enormes cantidades de energ\u00eda. Normalmente, cuando se produce una explosi\u00f3n de pozo de registro, estamos hablando de entre 6 y 40 megajulios de energ\u00eda. Es el equivalente a entre 3 y 20 cartuchos de dinamita.<\/p>\n

La mayor\u00eda de estos sucesos tienen un doble pico, por lo que hay una explosi\u00f3n inicial y, unos cientos de milisegundos despu\u00e9s, hay otra. El primer suceso suele ser un arco el\u00e9ctrico que puede vaporizar todo el aislamiento del cable. A medida que el arco se calienta, obliga a todos los gases a salir de la estructura, lo que hace que la tapa estalle. Una vez que el arco se detiene, los gases se enfr\u00edan r\u00e1pidamente y el aire fr\u00edo es aspirado de nuevo a la estructura. Esto hace que la relaci\u00f3n combustible-aire vuelva a estar en el rango adecuado, provocando una segunda explosi\u00f3n.<\/p>\n

Algunos sistemas de mitigaci\u00f3n de pozos de registro intentan solucionar este doble pico impidiendo r\u00e1pidamente que se produzca el segundo. Sin embargo, se necesita una abertura muy grande para aliviar esta presi\u00f3n. Se trata de presiones enormes en relaci\u00f3n con el tama\u00f1o de la tapa. Esa tapa debe apartarse muy r\u00e1pidamente, pero el peso de la tapa del pozo de registro va en contra de cualquier acci\u00f3n r\u00e1pida, lo que hace que estos sistemas de mitigaci\u00f3n sean cre\u00edbles.<\/p>\n

P. \u00bfQu\u00e9 pasa con los sucesos impulsados por la combusti\u00f3n?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> La mayor\u00eda de los sucesos en pozos de registro, el 75\u00a0%, son sucesos de baja tensi\u00f3n impulsados por la combusti\u00f3n. La fuente de energ\u00eda m\u00e1s com\u00fan en estos sucesos procede de la descomposici\u00f3n anaer\u00f3bica de la instalaci\u00f3n de cables y, en muchos casos, de los materiales de los ductos. La energ\u00eda procede de los gases que se crean al arder el aislamiento. Ese material en combusti\u00f3n produce enormes cantidades de mon\u00f3xido de carbono que es empujado hacia el ducto.<\/p>\n

Todos sabemos que el mon\u00f3xido de carbono es t\u00f3xico, pero tambi\u00e9n es incre\u00edblemente inflamable. El mon\u00f3xido de carbono ha entrado en edificios o estructuras adyacentes y ha provocado graves explosiones. Los gases son los peligros m\u00e1s importantes.<\/p>\n

P. \u00bfC\u00f3mo se clasifican los sucesos en pozos de registro por clase de voltaje y tipo de energ\u00eda?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Anualmente, de todos los sucesos en pozos de registro, el 95\u00a0% se producen en cables de baja tensi\u00f3n que funcionan con menos de 600 voltios aproximadamente. De ellos, el 75\u00a0% son sucesos provocados por la combusti\u00f3n.<\/p>\n

Los sistemas de baja tensi\u00f3n est\u00e1n dise\u00f1ados para ser tolerantes a las fallas, por lo que pueden sostener el arco lento que va quemando el aislamiento durante d\u00edas, semanas, quiz\u00e1s meses. As\u00ed que ese arco y esa combusti\u00f3n pueden durar mucho tiempo.<\/p>\n

Los sucesos de transmisi\u00f3n y media tensi\u00f3n representan alrededor del 5\u00a0% de todos los sucesos. Cuando fallan, se eliminan casi instant\u00e1neamente, en unos pocos ciclos. En estos sucesos el arco el\u00e9ctrico se produce durante 3 o 4 ciclos, quiz\u00e1 m\u00e1s si hay un problema con el sistema de protecci\u00f3n, pero se despejan muy r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n
Contenido relacionado: <\/strong>Los sellos para ductos evitan serios da\u00f1os provocados por el agua<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

P. \u00bfPodr\u00eda explicar con m\u00e1s detalle c\u00f3mo la descomposici\u00f3n del aislamiento de los cables y de los materiales de los ductos contribuye a los sucesos en pozos de registro.<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> La figura 1 ilustra lo que ocurre. Si se tiende un ducto con un cable de baja tensi\u00f3n y hay una peque\u00f1a grieta en el aislamiento, se producir\u00e1 un problema de funcionamiento y un arco a trav\u00e9s de esa grieta. El arco probablemente consume menos de un amperio en la mayor\u00eda de los casos, por lo que al sistema de distribuci\u00f3n no le parece una falla el\u00e9ctrica. La energ\u00eda sigue fluyendo hacia esa falla. Ese peque\u00f1o arco est\u00e1 calentando el cable y el aislamiento, que empieza a arder. El humo contiene varios gases, como mon\u00f3xido de carbono, hidr\u00f3geno, metano y otros gases.<\/p>\n

\"Diagrama
\nFIGURA 1<\/strong><\/p>\n

La mayor parte de lo que arde y provoca incendios y explosiones es mon\u00f3xido de carbono. El hidr\u00f3geno se escapa a trav\u00e9s de las grietas y los poros de los ductos, por lo que es bastante irrelevante. El proceso de descomposici\u00f3n de los ductos tambi\u00e9n deja atr\u00e1s polvo de carbono casi puro. As\u00ed que hay polvo de carbono, gas de mon\u00f3xido de carbono, algo de hidr\u00f3geno y otras cosas que salen justo en el frente de la llama, la zona de reacci\u00f3n. Esos gases deben ir a alguna parte para que fluyan hacia el extremo de baja presi\u00f3n del sistema, es decir, la tapa del pozo de registro. Se necesita un flujo de aire del orden de unos 0,2 metros por segundo para soportar este proceso. A esa velocidad el flujo de aire forzar\u00e1 el frente de la llama a lo largo del material de los cables y ductos, donde seguir\u00e1 creando grandes cantidades de gas.<\/p>\n

Es importante tener en cuenta que se debe contar con el flujo de aire. Sin \u00e9l la zona de reacci\u00f3n, o frente de la llama, no puede desplazarse por el cable. El gas no tiene d\u00f3nde ir, y el fuego termina por autoextinguirse. Habr\u00e1 arco el\u00e9ctrico, y puede progresar hacia un suceso impulsado por la electricidad, pero un suceso impulsado por la electricidad en el interior de un ducto es mucho menos grave que un suceso impulsado por la combusti\u00f3n que ocurre en un pozo de registro.<\/p>\n

P. \u00bfPodr\u00eda explicar con m\u00e1s detalle los sucesos impulsados por la electricidad?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Los sucesos accionados el\u00e9ctricamente comprenden alrededor del 30\u00a0% de todos los sucesos en pozos de registro, de los cuales el 5\u00a0% son sucesos de media tensi\u00f3n y el 25\u00a0% son sucesos de baja tensi\u00f3n. Normalmente se producen un gran arco, un cortocircuito el\u00e9ctrico y una temperatura muy elevada. El arco funde y vaporiza el aislamiento y los conductores. Ese arco puede encender tambi\u00e9n gases combustibles, lo que puede provocar una explosi\u00f3n secundaria. Estos sucesos son un poco m\u00e1s dif\u00edciles de interrumpir porque dependen de sistemas de protecci\u00f3n contra fallas muy sensibles.<\/p>\n

En muchos de los sucesos graves provocados por la electricidad, hay un problema importante con los equipos de protecci\u00f3n el\u00e9ctrica. Los ajustes de los rel\u00e9s son incorrectos o el sistema permite que la falla persista m\u00e1s tiempo del que deber\u00eda. Cuanto m\u00e1s persiste esa falla y m\u00e1s se calientan, se queman y se consumen el aislamiento y los conductores, m\u00e1s combustible se crea para el incendio. La mayor\u00eda de los sucesos provocados por la electricidad que inician incendios o provocan el desprendimiento de las tapas ocurren en la estructura. Por lo general no se producen en el ducto.<\/p>\n

P. \u00bfPodr\u00eda un empalme deficiente o defectuoso durante la instalaci\u00f3n de un cable provocar un suceso?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Lo har\u00eda, pero la mayor\u00eda de las veces, no provocar\u00eda el desprendimiento de la tapa o su explosi\u00f3n. La mayor\u00eda de las fallas el\u00e9ctricas son eliminadas r\u00e1pidamente por los sistemas de protecci\u00f3n y no aparecen en la superficie.<\/p>\n

P. \u00bfQu\u00e9 est\u00e1 haciendo el Grupo de Trabajo P2417 del IEEE para desarrollar una gu\u00eda que aborde los sucesos graves en los pozos de registro?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> El Grupo de Trabajo P2417 ha desarrollado una gu\u00eda para el humo, el fuego y las explosiones en las estructuras el\u00e9ctricas subterr\u00e1neas. El grupo de trabajo incluye a unos 50 ingenieros de servicios p\u00fablicos que se re\u00fanen dos veces al a\u00f1o durante las reuniones del Comit\u00e9 de Conductores Aislados del IEEE. Nuestro objetivo es recopilar toda la informaci\u00f3n relevante relativa a los sucesos en pozos de registro y hacerla f\u00e1cilmente accesible para que los sucesos en pozos de registro sean mitigados. Se trata de una gu\u00eda, no de una norma, por lo que no hay requisitos obligatorios en este documento. Describe principalmente las mejores pr\u00e1cticas, pero no se hacen recomendaciones. La gu\u00eda est\u00e1 disponible para comprar en el IEEE<\/a>.<\/p>\n

La gu\u00eda incluye un gr\u00e1fico que se centra en la zona de combusti\u00f3n y en los posibles m\u00e9todos para detener los sucesos en pozos de registro. El gr\u00e1fico ilustra el papel del flujo de aire en los sucesos de combusti\u00f3n. Nuestra premisa es que si el flujo de aire se restringe a menos de 0,2 metros por segundo, el combustible en la zona de combusti\u00f3n ser\u00e1 subsumido y la generaci\u00f3n de gas terminar\u00e1.<\/p>\n

P. \u00bfQu\u00e9 medidas de mitigaci\u00f3n se est\u00e1n probando actualmente y cu\u00e1les son los beneficios e inconvenientes de cada una de ellas?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Hace unos a\u00f1os una empresa de servicios p\u00fablicos canadiense tuvo un gran n\u00famero de fallas en los cables secundarios. Inspeccionaron los cables y descubrieron que alrededor del 5\u00a0% de ellos se hab\u00edan da\u00f1ado durante la instalaci\u00f3n. Los cables se arrastraban por las juntas de los ductos, o por otras obstrucciones de los mismos, y los da\u00f1os resultantes permit\u00edan la entrada de residuos en los ductos. Esto da\u00f1aba el aislamiento y provocaba las fallas latentes. Se desarroll\u00f3 un sistema en el que se tapaban los extremos del cable, seguido de una prueba de presi\u00f3n para ver si la chaqueta pod\u00eda aguantar la presi\u00f3n del aire. El sistema funcionaba pero era demasiado complejo para las instalaciones en el campo.<\/p>\n\n\n\n
Contenido relacionado: Video de la soluci\u00f3n de sellado Polywater\u00ae FST\u2122<\/strong><\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Algunas empresas de servicios p\u00fablicos rellenan los pozos de registro con materiales inertes como la arena. Esto detiene el flujo de aire a trav\u00e9s del ducto y evita la acumulaci\u00f3n de gases en la estructura. Es bastante eficaz, pero cuando se necesita acceder a la estructura para realizar reparaciones u otros trabajos, hay que llevar un cami\u00f3n de vac\u00edo para retirar la arena antes de que el equipo pueda entrar.<\/p>\n

Muchas empresas de servicios p\u00fablicos inspeccionan r\u00e1pidamente todas sus estructuras despu\u00e9s de un suceso. Hace unos 10 a\u00f1os una importante empresa de servicios p\u00fablicos de EE.\u00a0UU. realiz\u00f3 un estudio sobre las inspecciones visuales de pozos de registro y determin\u00f3 que no se redujo el n\u00famero de incendios o explosiones en los pozos despu\u00e9s de que se inspeccionara todo su sistema.<\/p>\n

Asegurarse sistem\u00e1ticamente de que la parte de los cables que est\u00e1n visibles sigue en buen estado tiene sus ventajas. Pero m\u00e1s del 95\u00a0% del cable est\u00e1 oculto en el ducto, por lo que la inspecci\u00f3n visual del 5\u00a0% de los cables que se pueden ver no es realmente eficaz para prevenir incendios o explosiones.<\/p>\n

P. \u00bfQu\u00e9 hay de la detecci\u00f3n temprana de los precursores de los sucesos en pozos de registro?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> La detecci\u00f3n de voltaje por contacto es un m\u00e9todo en el que un equipo maneja por los alrededores y busca fallas latentes que est\u00e9n formando una v\u00eda conductora hacia la superficie y que aparezcan como calzadas o aceras energizadas. Algunos estudios han demostrado que este m\u00e9todo puede reducir los sucesos en un 20\u00a0% si la vigilancia se realiza con frecuencia y de forma constante, lo que no siempre es posible.<\/p>\n

La detecci\u00f3n de fallas de arco es probablemente la idea m\u00e1s prometedora en la detecci\u00f3n temprana. Hay una caracter\u00edstica el\u00e9ctrica espec\u00edfica que se asocia a una falla de arco, pero separarla del ruido de base en el sistema es muy dif\u00edcil. La falla de arco se parece mucho a un soldador de arco o al arranque de un motor, por lo que es dif\u00edcil separar un suceso de arco de un equipo que funciona normalmente.<\/p>\n

P. \u00bfPodr\u00eda describir los sistemas de supervisi\u00f3n del voltaje o de pozos de registro?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Estamos viendo un gran inter\u00e9s en los sistemas de supervisi\u00f3n del voltaje. Estos sistemas pueden medir una variedad de par\u00e1metros, incluyendo la presencia de humo. Si el sistema detecta humo en un pozo de registro, env\u00eda una alarma a un centro de control que enviar\u00e1 un equipo para responder. El objetivo es llegar antes de que se generen suficientes gases combustibles para provocar un incendio o una explosi\u00f3n.<\/p>\n

El desaf\u00edo de este m\u00e9todo es que responder a alarmas en el sistema de mantenimiento puede resultar abrumador cuando hay una mayor demanda de otros servicios. Puede haber llamadas de clientes por cortes de electricidad, problemas con el servicio residencial u otros problemas al mismo tiempo que un suceso en un pozo de registro, lo que crea un desaf\u00edo importante en la respuesta oportuna para el equipo de mantenimiento.<\/p>\n

P. \u00bfHay alguna otra herramienta de mitigaci\u00f3n que le gustar\u00eda discutir?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Algunas empresas de servicios p\u00fablicos han instalado tapas de registro ventiladas. La teor\u00eda es que si se cortan algunas ranuras en la tapa, eso permitir\u00e1 la liberaci\u00f3n de gases y evitar\u00e1 una explosi\u00f3n. Pero cuando se produce una explosi\u00f3n con presiones y velocidades enormes, la tapa ventilada act\u00faa de forma muy parecida a como lo hace una tapa s\u00f3lida. De hecho, las tapas ventiladas pueden estar mejorando el flujo de aire a trav\u00e9s del ducto y aumentando la propagaci\u00f3n de las llamas.<\/p>\n

Otro m\u00e9todo de mitigaci\u00f3n es usar un mecanismo para retener la tapa. La foto de abajo muestra los resultados de una prueba en la que se utiliz\u00f3 una tapa autorretenida con un pestillo, de modo que cuando se produce un suceso, la tapa se levanta y el pestillo la sujeta al anillo met\u00e1lico donde est\u00e1 montada. En muchos casos, las tapas autorretenidas pueden ayudar a mitigar los efectos de una explosi\u00f3n.<\/p>\n

\"Prueba<\/p>\n

P. Existe cierto desacuerdo sobre el sellado de ductos como soluci\u00f3n a los sucesos en pozos de registro. \u00bfPor qu\u00e9 algunas empresas de servicios p\u00fablicos no quieren sellar los ductos como medida preventiva?<\/strong><\/h2>\n

R.<\/strong> Las empresas de servicios p\u00fablicos piensan que no podr\u00e1n mantener los sellos. Pero en realidad no estamos hablando de sellos. Cuando se trata de prevenir sucesos en pozos de registro, act\u00faan como restricciones del flujo de aire para que este no se mueva por el ducto. Es cierto que puede resultar abrumador pensar en el sellado de millones de extremos de ductos en todo el pa\u00eds. Pero, en realidad, no creo que las empresas de servicios p\u00fablicos tengan una buena raz\u00f3n para no sellar los ductos. Probablemente tengamos que hacer un mejor trabajo para educar a los ingenieros de las empresas de servicios p\u00fablicos y a los funcionarios de seguridad p\u00fablica sobre los beneficios de las restricciones al flujo de aire y sobre c\u00f3mo pueden proporcionar una soluci\u00f3n a los sucesos graves en los pozos de registro.<\/p>\n

\u00bfPreguntas?<\/h2>\n