La mecánica de las explosiones en Embarcaciones

La mecánica de las explosiones en Embarcaciones

Por Rik van Hemmen, Presidente y Socio Senior, Martin & Ottaway

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Las explosiones tienden a estar entre los eventos más espectaculares que involucran a los recuperadores. Si bien muchas veces la explosión ocurrió antes de que llegara el recuperador, no siempre es así, y lo discutiremos un poco más en el artículo.

Afortunadamente, hoy en día, las explosiones son eventos relativamente raros, pero históricamente no siempre ha sido así. La invención de la pólvora y las armas de a bordo provocaron explosiones de pólvora muy impresionantes en buques mercantes armados y navíos durante toda la era de la vela. En los primeros días de vapor, las explosiones de calderas eran bastante comunes y en realidad resultaban en un extenso paquete de leyes que intentaban reducir el riesgo de explosiones. Como resultado de las explosiones de calderas a bordo, muchos países promulgaron leyes de recipientes a presión que requerían la aprobación de calderas y dispositivos de seguridad y la licencia de ingenieros operativos, todos los cuales fueron finalmente adoptados en virtud de la Convención SOLAS (Seguridad de la Vida en el Mar).

El desarrollo de explosivos más potentes dio lugar a una serie de explosiones de portadores de municiones, con el percance más espectacular ocurrido en 1917 en Halifax, Nueva Escocia, Canadá, en el que colisionaron los SS Mont-Blanc y SS Imo, lo que resultó en la carga de municiones SS Mont-Blanc detonó y causó la mayor explosión artificial hasta ese momento.

En la década de 1960 hubo una cantidad muy desconcertante de explosiones de buque petrolero, lo que resultó en el requerimiento internacional de Sistema de gas inerte.

Si bien los buques para el transporte de químicos más grandes también requerían sistemas de gas inerte, la mezcla de diferentes cargas en tanques adyacentes debido a las molestas fracturas, las reparaciones en curso y las malas prácticas de mantenimiento general dieron lugar a una serie de explosiones de portadores químicos en los años ochenta. Los enfoques de mantenimiento mejorados y los servicios de mantenimiento de sistemas (SMS) parecen haber reducido estos tipos de explosiones, pero, en general, las explosiones todavía ocurren.

Hoy, según nuestra experiencia, la mayoría de las explosiones ocurren debido a malentendidos con respecto a los peligros de explosión en las operaciones de barcos de todo tipo. Como tal, es comúnmente asumido que los combustibles pesados ​(HFO) no darán como resultado atmósferas explosivas. Si bien los combustibles pesados ​no se queman fácilmente, los espacios libres en los tanques de combustible pesado a menudo pueden tener atmósferas explosivas. Los mecanismos reales son complicados y pueden ser accidentales o pueden ser causados ​por una mezcla descuidada de los mezcladores de combustible. Martin & Ottaway ha lidiado con una serie de explosiones de combustible pesado donde los miembros de la tripulación asumieron que HFO no tenía riesgo de explosión y usaron llamas abiertas o equipo de soldadura alrededor de dichos tanques y equipos de cubierta. (Foto 2)

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Esto puede dar lugar a una situación en la que, en un momento dado, un remolcador y una barcaza de tanques se arrastran con total normalidad, pero momentos después la tripulación muere y la barcaza se desplaza a la deriva con la pérdida de control y de la mayor parte de la cubierta. (Foto 3)

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Cuando ocurren tales explosiones, con demasiada frecuencia y la pérdida de vidas, se llama a los recuperadores e ingenieros forenses.

Como recuperador, la evaluación de un barco después de una explosión debe centrarse en la resistencia residual del barco y la seguridad del personal de salvamento. Eso requiere evaluaciones atmosféricas y prácticas de trabajo que eviten las llamas. Las compañías de salvamento más grandes están bien equipadas con equipos a prueba de chispas y explosiones y están familiarizadas con las prácticas de trabajo seguras en atmósferas potencialmente peligrosas, y sabrán cómo comenzar a manejar a la víctima siempre que no haya un incendio resultante.

Cuando se produce un incendio, seguido de explosiones debido a la ebullición del líquido y las explosiones de vapor (BLEVE) representan un riesgo muy alto. Los BLEVE son causados ​por el calentamiento de un líquido inflamable contenido, donde el recipiente se presuriza por el calor circundante y comienza a desarrollar una gran cantidad de vapores combustibles presurizados. El aumento de la presión hará que el recipiente se rompa y el fuego encienda el vapor caliente, lo que a menudo provoca una explosión muy severa. Cuando el riesgo de BLEVE está presente, la extinción de incendios puede ser una tarea muy difícil y, a veces, el único recurso es esperar a que el BLEVE ocurra antes de que se realicen otras actividades de rescate.

Sorprendentemente, hay muchas explosiones en las que no hay un incendio resultante, e incluso después de una explosión masiva de tanques de carga o tanques de depósitos, el barco puede estar todavía a flote a pesar de que posiblemente haya perdido toda su cubierta principal. La razón por la que los barcos se mantienen a flote después de las explosiones es una función de la forma en que se diseñan los barcos y el efecto hidrostático del agua en que flota un barco. Si el espacio de cabeza de un tanque de carga experimenta una explosión, el tanque presuriza uniformemente sobre todo el tanque. Sin embargo, la estructura del fondo de un recipiente tiende a ser más pesada que la estructura de la cubierta, y la presión hidrostática en el fondo del recipiente proporcionará una protección contra la sobrepresión interna.

Una cuerda se rompe en su punto más débil, y una nave también falla en su punto más débil. En una barcaza, con un tanque sobrepresurizado, el punto más débil es la plataforma. La cubierta se hinchará de la sobrepresión y, en una cierta etapa, rasgará o reventará de la misma forma que un globo. Esto permite que la cubierta vuele hacia arriba y se pliegue. Después de la explosión de un tanque de carga, el barco a menudo todavía está a flote, pero ahora se asemeja a una caja de zapatos abierta y tiene la misma resistencia residual. Para los recuperadores, en esa etapa, comienza la diversión, y pueden descubrir cómo retirar la carga y llevar el barco a un lugar seguro sin que el barco se pliegue.

Si bien los recuperadores o rescatistas tienen poco interés en lo que causó una explosión (siempre que no afecte la seguridad de la operación de salvamento), el resto del mundo quiere saber qué causó la explosión, y ahí es donde entran los ingenieros forenses.

Escoger entre las piezas después de la explosión

Los ingenieros forenses recogen los escombros y tratan de averiguar dónde se originó la explosión y, con suerte, pueden identificar una fuente de ignición. Si bien las explosiones son eventos violentos y par ecen ser instantáneos, en realidad se comparan con mayor precisión a los frentes de onda supersónicos. Como tal, la explosión comienza en algún lugar y la llama y la presión resultantes del frente viajan a través del vapor explosivo. Eso significa que un estudio detallado de la ruta de falla lo llevará de regreso al punto inicial de ignición.

Esto ahora le proporciona suficiente información para averiguar dónde comenzó la explosión en la imagen de arriba.

Con respecto al rápido crecimiento de la industria del combustible de GNL, mientras que las preocupaciones de explosión con el GNL son reales, la discusión anterior indica que mientras ocurran explosiones de gas natural (o incluso de hidrógeno) en espacios abiertos o sean explosiones de cantidades relativamente pequeñas de gas, el daño sería limitado. Sin embargo, eso no significa que debamos bajar la guardia en ningún momento al manipular cualquier material que pueda emitir vapores explosivos.

Rik van Hemmen

Rik Van Hemmen es presidente y socio principal de MARTIN, OTTAWAY, van HEMMEN & DOLAN, INC. Las áreas de especialización de Rik incluyen ingeniería forense, factores humanos, diseño y operaciones de vehículos, evaluaciones de buques, salvamento de barcos, estudios estructurales, arquitectura naval y administración de proyectos. (Foto por Madhavan Nayar)