ES2257640T3 - Deposito de gas con sistema de proteccion para la instalacion subterranea. - Google Patents

Abstract

Un depósito con un sistema de protección para instalación subterránea, comprendiendo el sistema de protección una funda (11) que contiene un depósito (10) hecho de un material que es sustancialmente impermeable al gas y al agua, comprendiendo además dicho sistema de protección un material (12) permeable al gas, dispuesto en el espacio de separación entre el depósito y la funda, de tal manera que constituye una capa alrededor del depósito, caracterizado porque: - dicho depósito es un depósito de gas; - dicha funda tiene una abertura cerrada sobre el depósito; y - dichos medios de protección incluyen además medios de protección catódica materializados en la capa de material (12) permeable al gas.

Description

Depósito de gas con sistema de protección para la instalación subterránea.

La presente invención concierne a un depósito de gas con un sistema de protección para la instalación subterránea, y a un método de montaje del depósito.

Una técnica conocida para la instalación subterránea de un cilindro metálico que contenga gas, por ejemplo, gas licuado de petróleo (LPG), consiste en excavar una zanja más ancha que el diámetro del depósito, y más profunda que la altura del depósito, haciendo descender después el depósito en la zanja y rellenando el espacio entre el depósito y las paredes de la zanja con arena (es necesaria una capa de arena que tenga un espesor de al menos 30 cm en el caso de un depósito con un diámetro de 110 cm). El depósito está provisto de unas patas de soporte cortas y de una compuerta que puede cerrarse, de la cual la parte superior está a nivel con la superficie del terreno. Un lastre, que consiste normalmente en cemento, se une a la parte inferior del depósito para evitar que se eleve del suelo por las fuerzas hidrostáticas en el caso de desbordamiento. Con fines de protección contra la corrosión, el depósito se cubre normalmente con una capa de pintura, normalmente una capa de pintura de epoxia que se endurece térmicamente e, inmediatamente, una vez que ha sido enterrado el depósito es conectado a un ánodo de protección, que consiste normalmente en una o más bolsas que contienen magnesio, de acuerdo con la técnica conocida de protección catódica.

Otra técnica conocida, como se divulga por ejemplo en el documento EP-B-624752, concibe la formación o instalación de un recipiente estanco capaz de alojar el depósito tras la excavación de la zanja. Este recipiente puede ser una estructura in-situ de hormigón o podría ser un recipiente prefabricado hecho de plástico o algún otro material rígido. El depósito se coloca dentro del recipiente y se fija a él, posiblemente por medio de una estructura que comprende una funda impermeable en la parte superior del depósito, y una tapa extraíble para cerrar el extremo libre de la funda.

Esta segunda técnica ofrece mejores garantías de seguridad en el caso de pérdidas accidentales de gas, especialmente en cuanto se refiere a la contaminación del terreno circundante, y no requiere protección catódica, pero es más complicado y, por tanto, más costoso.

También es conocido, como se divulga por ejemplo en el documento de la técnica anterior más cercana, AT 231903B, el hecho de revestir un depósito subterráneo que contenga líquido contaminado, tal como petróleo crudo, con una lámina de plástico separada por una capa de arena de la superficie del depósito. Cualquier líquido que salga del depósito debido a las fugas se acumula en la capa de arena y no se dispersa en el terreno circundante. Es claro que tan pronto como se sature la capa de arena con el líquido, la acción protectora del revestimiento fallará y el líquido contaminará el terreno circundante.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un depósito de gas para instalación subterránea, completado con un sistema de protección, que ofrezca las mismas garantías de seguridad contra la contaminación que las ofrecidas por la segunda solución descrita anteriormente, pero que sea también al menos tan simple y económico como la primera solución.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un método para el montaje de dicho depósito.

Estos objetivos se alcanzan realizando el depósito y adoptando el método definido y caracterizado en términos generales, respectivamente, por la parte caracterizadora de la reivindicación 1 y la reivindicación 22 adjuntas, correspondiendo el preámbulo de estas reivindicaciones a la técnica anterior más cercana.

La invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada que se va a iniciar, de algunos modos de realización de la misma, que han de ser considerados como ejemplos y no limitativos en modo alguno, haciendo dicha descripción referencia a los dibujos anexos, de los cuales:

- Las figuras 1, 2 y 10 muestran alzados laterales, parcialmente en sección, de dos modos de realización de un depósito cilíndrico para gas licuado de petróleo, con un sistema de protección de acuerdo con la invención, dispuesto en el terreno con su eje en una posición vertical;

- Las figuras 3, 4 y 5 muestran secciones a través de un detalle del depósito de las figuras 1, 2 y 10, realizadas de tres maneras diferentes;

- Las figuras 6 y 8 muestran alzados laterales, de nuevo en sección parcial, de otros dos modos de realización de un depósito cilíndrico para gas licuado de petróleo, con un sistema de protección de acuerdo con la invención, dispuesto en el terreno con su eje en una posición horizontal; y

- Las figuras 7 y 9 muestran dos vistas, en sección parcial, desde la parte de arriba de los depósitos ilustrados por las figuras 6 y 8.

Haciendo referencia a la figura 1, un depósito 10 que contiene gas licuado de petróleo está envuelto en una funda hecha de un material que es sustancialmente impermeable al gas y al agua, por ejemplo, consistente en al menos una capa de yute sintético impermeable y/o tela capaz de resistir cargas sustanciales, separada de las paredes del depósito por medio de una capa 12 de algún material permeable al gas inerte, por ejemplo arena. La funda 11 con su contenido se entierra en una zanja. El depósito 10 es un recipiente de acero consistente en una parte cilíndrica y dos tapas finales, y está dispuesto en la zanja con su eje longitudinal en una posición vertical. Está provisto de una cubeta 17 de acceso que contiene los accesorios normales de servicio control y seguridad, típicamente una tubería de conexión para eliminar la fase gaseosa del depósito, una válvula de seguridad, un medidor de nivel para indicar el nivel de la fase líquida, una válvula de llenado y una válvula de salida para la fase líquida. En este ejemplo, la tapa del extremo inferior está provista de unas patas 13 de soporte soldadas o unidas de alguna otra manera a la tapa; no obstante, la invención puede ser implementada ventajosamente también sin la provisión de tales patas de soporte: en ese caso, como será explicado con más detalle, el depósito estará provisto de medios de soporte de algún otro tipo.

La cubeta 17 de acceso consiste en una boquilla metálica unida a la tapa del extremo superior, teniendo la boquilla su extremo libre superior al mismo nivel que el terreno, donde se cierra por medio de una tapa separable 18. El depósito 10 y la boquilla 17 están recubiertos por una capa protectora de material aislante, por ejemplo una pintura de resina de epoxia que endurece por calor.

La boquilla de la cubeta 17 de acceso puede estar hecha también de otros materiales resistentes a la corrosión, siendo el plástico moldeado y el polietileno de alta densidad dos ejemplos adecuados.

La abertura de la funda 11 es apretada alrededor de la tapa final superior del depósito en la base de la boquilla 17, utilizando medios apropiados, por ejemplo, un cable contenido en un canal formado mediante el plegado del borde de la abertura de la funda hacia atrás. Fijadas a la funda 11, hay dos o más asas 19 que podrían ser correas de yute sintético, para permitir elevarla completa con su contenido. En la proximidad de la funda 11, hay enterradas pequeñas bolsas 20 que contienen magnesio y están eléctricamente conectadas (aunque esto no se ilustra en los dibujos) al depósito 10, de manera que pueden actuar como ánodos de protección para fines de protección
catódica.

La funda 11, la capa 12 de arena, la capa de pintura de epoxia que cubre la superficie del depósito 10 y el dispositivo de protección catódica conjuntamente, constituyen un eficaz sistema de protección. Más en particular, en caso de pérdidas debidas a fugas en el depósito 10, la bolsa impermeable 11 impedirá que el gas pase al terreno, la capa 12 de arena impide la formación de burbujas de gas potencialmente peligrosas y, al mismo tiempo, al ser permeable para el gas, permite que las posibles pérdidas asciendan saliendo del terreno, de manera que pueden ser detectadas mediante sensores apropiados y dispositivos de alarma, o directamente por el personal de supervisión, siempre que el gas, como es requerido por las normas de seguridad, contenga sustancias que despidan olor. Cualquier fuga de gas fluye hacia el exterior a través de la abertura de la funda, que usualmente no es estanca al gas aunque esté cerrada alrededor de la base de la boquilla de la cubeta 17 de acceso. Sin embargo, puede ser aconsejable proporcionar un conducto apropiado de ventilación de gas, por ejemplo un tubo que conecte la separación entre el depósito y la funda con el interior de la cubeta 17 de acceso. Este tubo puede ser utilizado también, ventajosamente, para introducir en esa separación un medidor para detectar cualquier fuga de gas. Además, la capa de revestimiento de resina de epoxia y el dispositivo de protección catódica impiden la corrosión del depósito de acero debido al efecto de las corrientes parásitas. Dicho y hecho todo esto, la instalación resultante tendrá una larga vida útil, libre de mantenimiento.

Debe observarse que si el material permeable tiene un peso específico mayor que el agua, como es el caso de la arena 12 utilizada en el modo de realización que se acaba de describir, no habrá necesidad de unir ningún lastre al depósito para contrarrestar las fuerzas hidrostáticas que se establecen cuando el terreno queda inundado. La propia arena proporciona, en realidad, una carga eficaz: en el caso de un depósito de 1000 litros, por ejemplo, una capa de arena de alrededor de 3 cm de espesor será suficiente para asegurar tanto la función de protección como la de lastre. Todo lo que ha de hacerse para efectuar esta última función es cerrar la funda 11 sobre el depósito 10, como será explicado más adelante. Cuando ha de limitarse el peso del lastre es obviamente posible, además, añadir a la arena algún otro material granulado de bajo peso específico, por ejemplo gránulos de poliestireno expandido.

En un modo de realización alternativo de la invención ilustrado en la figura 10, en la que las mismas referencias numéricas que en la figura 1 indican partes idénticas o equivalentes, la funda, indicada en este caso como 11', está compuesta, ventajosamente, al menos en parte, por un material de poros micrométricos a través de los cuales no puede pasar el agua como líquido, sino que puede pasar solamente en forma molecular. Una vez enterrado el conjunto, la humedad del suelo puede emigrar hacia la capa de arena a través de los poros micrométricos de la funda. Debido a este efecto, la protección catódica puede ser materializada dentro de la separación existente entre el depósito y la funda, como se ilustra en la figura 10; por tanto, el depósito completo con protección catódica puede ser montado en fábrica, lo que hace mucho más fácil su instalación.

Como es sabido, los ánodos de protección del sistema de protección catódica están hechos, cada uno de ellos, con un núcleo metálico, típicamente magnesio, situado en una pequeña bolsa junto con un relleno granulado. El relleno comprende típicamente yeso, bentonita y sulfato de sodio y, cuando se humedece adecuadamente, tiene la función de reducir la resistencia eléctrica del ánodo hacia tierra. Las moléculas de agua que pasan a través de los poros micrométricos proporcionan la humedad necesaria para llevar a cabo esta función.

El relleno granulado no necesita estar concentrado en una pequeña bolsa, sino que puede ser colocado suelto en la separación entre la funda y el depósito, siendo parte así del material granulado que forma el material permeable al gas. Este último material es, preferiblemente, un material de granulometría diferenciada, distribuido en capas con una granulometría que varía progresivamente desde la parte inferior hacia arriba, es decir, de tal manera que el material con granulometría más alta está más cerca de la superficie del suelo, es decir, del borde de la zanja que contiene el conjunto, y el material con menor granulometría queda en el fondo de la zanja. Los ánodos de protección, junto con el material granulado que reduce la resistividad, ya estén dispuestos en pequeñas bolsas o sueltos, quedan dispuestos preferiblemente en la parte más baja de la zanja.

Ventajosamente, el relleno del sistema de protección catódica es humedecido durante el montaje, de manera que se puede activar la protección catódica antes de que el depósito quede instalado.

Debe observarse que la seguridad, en cuanto a la contaminación del suelo debida a cualquier fuga de gas desde el depósito, no se reduce con el uso de una bolsa hecha de un material con poros micrométricos, porque el gas tiende a fluir a través de la separación hacia la atmósfera, en lugar de hacerlo a través de los poros micrométricos. Además, el flujo a través de la separación está favorecido por la granulometría diferenciada del material permeable al gas.

El depósito y el sistema de protección de acuerdo con la invención pueden ser montados antes de ser enterrados en el suelo, de manera que la instalación real por el usuario final se simplifica considerablemente. En realidad, no tendrá más que excavar una zanja ligeramente más grande que el volumen del depósito totalmente montado, con su funda que contiene la capa de revestimiento permeable al gas, conteniendo posiblemente un sistema de protección catódica ya cableado y listo para su activación, hacer descender el conjunto en la zanja, enterrar los ánodos de protección si no están en la funda, y rellenar después los huecos residuales con tierra compactada apropiadamente u otro material adecuado.

Cuando el depósito está desprovisto de patas unidas a la tapa del extremo inferior, como se ilustra en la figura 2, puede utilizarse una estructura 14 de soporte apropiada para mantener el depósito en una posición vertical en la zanja durante la instalación, y permitir desplazarlo fácilmente también con carretillas elevadoras antes de estar instalado.

Debe observarse también que, mientras que el modo de realización con patas unidas integradamente al depósito puede ser conveniente cuando el depósito a instalar ya está provisto de patas, el modo de realización sin tales patas hace posible obtener una distribución más uniforme de la arena entre el depósito y la funda y evita los esfuerzos locales a los que está sometida la funda en las posiciones correspondientes a las patas.

El depósito y el sistema de protección de acuerdo con la invención pueden ser montados antes de instalar el depósito. Más en particular, un depósito ya pintado de la manera usual, por ejemplo con una resina de epoxia endurecida térmicamente, es introducido en una funda de yute sintético impermeable al agua o de un material con poros micrométricos, por ejemplo, que es ligeramente mayor que el depósito. Durante esta operación, al igual que durante la operación subsiguiente, la funda se mantiene abierta y separada de la superficie del depósito, lo cual puede hacerse, por ejemplo, insertando un bastidor extraíble. De ahí en adelante, se rellena con arena y/o algún otro material inerte permeable, el espacio entre el depósito y la funda, posiblemente en capas de granulometría diferenciada y con un grado de humedad tal que active la protección catódica.

El uso de un bastidor para mantener la funda abierta puede ser evitado rociando con arena, si fuera necesario en combinación con aire, bajo presión, a través de una multiplicidad de toberas apropiadas dispuestas alrededor de la boca abierta de la funda.

Durante el rellenado con arena, puede ser conveniente someter al depósito, la funda y la arena, a una vibración, para facilitar así una distribución uniforme y una compactación de la arena en el espacio disponible.

Al final de la operación de llenado de la funda, se cierra la funda apretando su embocadura alrededor de la boquilla 17. Las figuras 3, 4 y 5 ilustran tres posibles formas de la boquilla. En las figuras 3 y 4, la boquilla tiene un borde inferior 30 que está doblado hacia el interior y está provisto de orificios pasantes para fijarla a la tapa del extremo superior del depósito 10 por medio de pernos 31 integrados en la tapa. En la figura 5, la boquilla 17 tiene un borde inferior 30 similar, pero doblado hacia fuera. En los tres casos la boquilla 17 tiene una forma tal que está provista de una hendidura perimetral que constituye un asiento 32 para el cable 33 de apriete de la funda 11, dentro del bucle formado por el borde plegado de la embocadura de la funda.

Las figuras 6 y 7, en las cuales las partes idénticas o correspondientes están siempre identificadas por medio de referencias numéricas ya utilizadas en la figura 1, muestran un depósito cilíndrico 10 sustancialmente similar al de la figura 1, pero diseñado para ser enterrado con su eje horizontal en lugar de vertical. En particular, la boquilla 17 es sustituida aquí por la estructura cerrada 50 que forma una cubeta de acceso que rodea a los accesorios de servicio, control y seguridad, los cuales en este caso están montados sobre la parte cilíndrica del depósito.

La funda 11 en este caso tiene una embocadura que se extiende sustancialmente por toda la longitud del depósito, y se cierra superponiendo las solapas de la embocadura de la funda y apretando un cable alrededor de la cubeta 50 de acceso, siendo este cable similar al del modo de realización ilustrado en las figuras 1 a 4.

Alternativamente, la funda 11 puede ser similar a la utilizada en la instalación en posición vertical, con la única excepción de una abertura adicional que puede estar cerrada alrededor de la cubeta de acceso antes de que la funda se rellene con arena; en este caso, la principal abertura de la funda se cierra completamente (de nuevo por medio de un cable, por ejemplo) alrededor de un perno anular 16 para elevar el depósito, que está dispuesto normalmente en la parte superior de una de las tapas finales del depósito, como se ilustra en las figuras 8 y 9.

Dos asas 51, constituidas por ejemplo por unas tiras de yute sintético integrado con la funda 11, hacen posible elevar el conjunto del depósito.

El depósito 10 del modo de realización de las figuras 6 y 7 descansa sobre dos cunas 52 de soporte, que en el ejemplo ilustrado están integradas con el depósito y están situadas, por tanto, dentro de la funda 11 pero, como puede verse en el modo de realización ilustrado en las figuras 8 y 9, también podrían ser sustituidas por una estructura 15 dispuesta en el fondo del conjunto, de tal manera que constituyan un soporte para el depósito ya montado.

Lo que se ha mencionado anteriormente deja claro que el depósito con el sistema de protección de acuerdo con la invención, cumple completamente los objetivos de la invención establecidos para su consecución. En particular, asegura una seguridad completa en cuanto se refiere a la contaminación del terreno circundante, puede ser montado de una manera muy simple y puede ser instalado de forma subterránea de una manera igualmente simple, porque no requiere nada más que la excavación de una zanja sin estructuras especiales de contención o envoltura, ni tampoco requiere llevar materiales adicionales al lugar en que se va a instalar el depósito. Más aún, no necesita ningún lastre independiente, porque la función del lastre la realiza la arena contenida en la funda, y la zanja que ha de excavarse es más pequeña que la que sería necesaria para instalar el depósito, de acuerdo con las técnicas conocidas.

El depósito de acuerdo con la invención ofrece también otra ventaja en comparación con la técnica anterior, en cuanto que hace posible evitar totalmente un problema típico de los depósitos pintados con resinas de epoxia endurecidas térmicamente. Como es bien sabido, estas resinas pierden rápidamente sus características de protección de la superficie a la cual han sido aplicadas, cuando quedan expuestas a la radiación ultravioleta. Como esta radiación está presente en el espectro de radiación solar, los depósitos tratados de esta manera no pueden ser elevados al aire libre durante una extensión sustancial de tiempo, y esto crea unos serios problemas de almacenamiento. Como, de acuerdo con la invención, se coloca el depósito puro y simple dentro de una funda y se cubre con una capa de arena inmediatamente después de haberlo pintado con una resina de epoxia, la pintura es apantallada eficazmente contra la radiación ultravioleta y, por tanto, nunca surgirá este problema. Si fuera necesario, la pantalla puede ser mejorada aún más utilizando una funda hecha de un material que sea opaco a las radiaciones ultravioleta. Más aún, debe observarse que el montaje en fábrica del depósito con su sistema de protección, elimina completamente el riesgo de que se dañe la capa protectora durante el transporte e instalación, lo que sería perjudicial en cuanto concierne a la protección contra la corrosión del metal subyacente.

Aunque solamente se han ilustrado y descrito algunos modos de realización de la invención y algunas variantes, es claro que son posibles numerosas variantes y modificaciones adicionales sin sobrepasar el concepto inventivo subyacente.

Claims (25)

1. Un depósito con un sistema de protección para instalación subterránea, comprendiendo el sistema de protección una funda (11) que contiene un depósito (10) hecho de un material que es sustancialmente impermeable al gas y al agua, comprendiendo además dicho sistema de protección un material (12) permeable al gas, dispuesto en el espacio de separación entre el depósito y la funda, de tal manera que constituye una capa alrededor del depósito,

caracterizado porque:

- dicho depósito es un depósito de gas;

- dicha funda tiene una abertura cerrada sobre el depósito; y

- dichos medios de protección incluyen además medios de protección catódica materializados en la capa de material (12) permeable al gas.

2. Un depósito según la reivindicación 1, en el que el material (12) permeable al gas tiene un peso específico mayor que el del agua.

3. Un depósito según la reivindicación 2, en el que el material permeable (12) comprende arena en cantidad suficiente para constituir un lastre que impide que el depósito flote en el agua.

4. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la funda (11) comprende al menos una capa de yute sintético.

5. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la funda (11) comprende una tela capaz de resistir cargas sustanciales.

6. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la funda (11) comprende un material que es opaco a la radiación ultravioleta.

7. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se dispone un conducto de ventilación del gas entre el espacio de separación y el exterior de la funda.

8. Un depósito según la reivindicación 7, en el que el conducto de ventilación de gas comprende un tubo para un medidor de detección de gas.

9. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de protección comprende una capa de material aislante aplicada a la superficie del depósito (10).

10. Un depósito según la reivindicación 9, en el que el material aislante comprende una resina de epoxia que endurece térmicamente.

11. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de protección comprende medios (20) de protección catódica.

12. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la funda comprende un material (11') con poros micrométricos, a través de los cuales no puede pasar el agua en forma líquida, sino que solamente puede pasar en forma molecular.

13. Un depósito según la reivindicación 12, en el que el material (12) permeable al gas comprende un material granulado con una granulometría diferenciada, y distribuida de tal manera que el material con mayor granulometría está más cerca de la abertura de la funda.

14. Un depósito según la reivindicación 13, en el que los medios de protección catódica comprenden medios anódicos de protección, medios conductores eléctricos que conectan los medios anódicos de protección con el depósito, y medios granulados para reducir la resistencia eléctrica, que están en contacto con los medios anódicos de protección.

15. Un depósito según la reivindicación 14, en el que los medios granulados para reducir la resistencia eléctrica son parte del material granulado con granulometría diferenciada.

16. Un depósito según la reivindicación 14 o 15, en el que los medios anódicos de protección comprenden un cuerpo metálico adaptado para actuar como un ánodo con relación al metal del depósito.

17. Un depósito según la reivindicación 16, en el que el cuerpo metálico comprende magnesio.

18. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en el que los medios granulados para reducir la resistencia eléctrica comprenden yeso, bentonita y sulfato de sodio.

19. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que los medios granulados para reducir la resistencia eléctrica tienen tal grado de humedad que activan la protección catódica.

20. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende unos medios (13, 52) de soporte integrados en el depósito.

21. Un depósito según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, que comprende unos medios (14, 15) de soporte fuera de la funda (11).

22. Un método de montaje de un depósito de gas con sistema de protección para instalación subterránea, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones:

- colocar el depósito (10) dentro de una funda (11) hecha de un material que es sustancialmente impermeable al gas y al agua;

- colocar un sistema de protección catódica dentro de dicha funda (11);

- conectar dicho sistema de protección catódica a dicho depósito (10);

- mantener la funda (11) separada de la superficie del depósito (10), de tal manera que permanece un espacio entre el depósito y la funda, y

- llenar al menos un parte de dicho espacio con un material (12) permeable al gas, de tal manera que forme una capa alrededor del depósito entre el depósito y la funda, dando como resultado que dicho sistema de protección catódica está materializado dentro de dicha capa.

23. Un método según la reivindicación 22, en el que la operación de llenar al menos parcialmente dicho espacio con material permeable al gas, comprende el vertido de arena en dicho espacio.

24. Un método según la reivindicación 22 o la reivindicación 23, que comprende la acción de hacer vibrar el depósito (10) y el material permeable (12) durante el vertido.

25. Un método según las reivindicaciones 22, 23 o 24, en el que la funda (11') comprende un material (11') con poros micrométricos, a través del cual no puede pasar el agua en forma líquida, sino que solamente puede pasar en forma molecular.