Análisis de la explosión de una cisterna de Gas Natural Licuado en Tivissa (Tarragona): Lecciones Extraidas

En este artículo se relata y analiza el accidente ocurrido el sábado 22 de junio de 2002 en el término municipal de Tivissa, en la comarca de la Ribera d'Ebre, provincia de Tarragonas.

El objetivo es realizar un ejercicio de reflexión para todos aquellos que de una forma u otra se dedican a la prevención, planificación o extinción de incendios y salvamento, por la incidencia que este tipo de accidentes puede tener sobre la seguridad de los propios actuantes y de la población próxima. 24124d316y

El Accidente
Descripción del accidente

El 22 de junio de 2002, a las 13:30 aproximadamente, un camión cisterna cargado con gas natural licuado (GNL) sufre un accidente de tráfico al perder el control en una curva, con resultado de salida de vía, vuelco y choque (primero contra una valla de protección de la carretera y posteriormente contra un talud de tierra), sin que medie ningún otro vehículo.

Desde que el vehículo vuelca hasta que se para, se desplaza a lo largo de más de 50 metros, con un costado deslizándose sobre el suelo. A consecuencia de ello y del rozamiento con el talud de tierra, pierde buena parte del aislante de la cisterna y de las chapas exteriores que lo protegen. El fuego se inicia inmediatamente.

El accidente se produce en una carretera comarcal de bastante tránsito, por la que circulan numerosos camiones cisterna transportando materias peligrosas. En el entorno del lugar del accidente hay sólo una casa habitada, campos cultivados y masa forestal.

Los primeros testigos son los ocupantes de los vehículos que circulan por ese tramo de la carretera, así como los propietarios de la casa (que se encuentra a unos 125 m. del camión), que se asoman a la ventana al oír el impacto y suben a la azotea para fotografiar el accidente, realizando las dos únicas fotos de la cisterna de que se dispone, anteriores a la explosión. Ver fotos 1 y 2.



Los neumáticos, el gasoil del depósito, los materiales plásticos y muy posiblemente una fuga del GNL, hacen crecer rápidamente el fuego, que envuelve el depósito y la tractora.

Transcurridos entre 15 y 20 minutos del inicio del incendio el depósito explota formándose 3 grandes fragmentos: el fondo anterior que impacta contra la casa situada a unos 125 metros (ver foto 3), las virolas centrales que quedan a unos pocos metros y el fondo posterior junto con los ejes traseros que sale despedido hasta unos 80 metros (ver foto 4). Se generan también otros fragmentos de menor tamaño: el motor de la tractora, que es el fragmento que alcanza una distancia mayor llegando a 257 metros, los rompeolas y los ejes delanteros del semirremolque que se quedan a unos metros de la casa.



A raíz del accidente, el conductor de la cisterna resulta muerto y hay varios heridos de diversa consideración, entre ellos una mujer (que se encontraba a unos 200 metros del camión) con quemaduras de segundo grado en un brazo y 2 Mossos d'Esquadra (policías autonómicos) que estaban evacuando a los ocupantes de los coches parados junto al lugar.

Afortunadamente la llegada del primer vehículo de bomberos (que en el momento de la explosión ya se encontraba muy cerca del lugar), no se produce hasta instantes después de la explosión, evitándose un número mayor de víctimas.

A raíz del accidente, se origina un incendio forestal que se consigue controlar a última hora de la tarde y se da por completamente extinguido a primeras horas de la tarde del día siguiente, quemándose finalmente un total de 50 hectáreas de masa arbolada. Fueron necesarios: 19 autobombas, 7 medios aéreos y 23 vehículos ligeros.

Los accidentes de materias peligrosas en esta carretera no son raros; es más, se da la circunstancia de que en el mismo lugar, tres años atrás, se produjo otro accidente con un camión cisterna de propileno, en este caso no hubo más daños que los que sufrió el vehículo (que aconsejaron el trasvase del producto a otra cisterna).

Características del GNL y del camión cisterna
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos presentes en forma natural en estructuras subterráneas, y está compuesto mayoritariamente de metano (80%) y proporciones significativas de etano, propano y butano. Se transporta licuado mediante enfriamiento a aproximadamente -161°C, a presión ligeramente superior a la atmosférica.

El GNL, a presión y temperatura atmosféricas es un gas más ligero que el aire, muy inflamable, asfixiante, pero no es ni tóxico ni corrosivo.
Las características de la mayoría de cisternas que transportan GNL (ver foto 5) son:

• Están calorifugadas: El depósito lleva un aislante exterior de poliuretano expandido inyectado, autoextinguible, de 130 mm. de espesor. El aislante está protegido por una chapa exterior de aluminio de 2 mm. de espesor.
• El depósito, de sección transversal circular, puede llegar hasta los 56 m3 de capacidad, siendo la cisterna de mayor volumen existente.
• Durante el transporte, el GNL se encuentra a una presión ligeramente superior a la atmosférica, pero durante la carga y descarga, la presión de servicio puede llegar a 7 bar. La presión de prueba del depósito es de 9,1 bar.
• El depósito no está compartimentado y en su interior hay dispuestos 7 rompeolas para frenar la inercia del líquido.
• El depósito está fabricado de acero inoxidable. Los espesores de las virolas, de los fondos y de los rompeolas son respectivamente, 5, 6 y 3 mm.
• No tienen boca de hombre ni ningún otro tipo de abertura practicable.
• Montan 5 válvulas de sobrepresión, de las cuales 3 están en el depósito y 2 en las conducciones de carga/descarga.
• Montan 2 conducciones de carga/descarga en fase líquida y 1 conducción en fase gas. Cada una de estas conducciones dispone de su correspondiente válvula de fondo.
  
  

ANÁLISIS DE LOS DATOS DEL ACCIDENTE Análisis gráfico de los momentos previos a la explosión

Una de las pocas fuentes de información sobre el accidente, anteriores a la explosión del depósito, son las 2 fotografías tomadas por los propietarios de la casa cercana (ver fotos 1 y 2), realizadas aproximadamente 2 minutos después del accidente.

Se trata de fotos tomadas muy poco tiempo después del accidente, y aún así, las llamas son ya muy altas (13 metros aproximadamente). Esto hace pensar en una posible fuga de GNL, que podría ser debida a una brecha en el depósito o a la rotura del tubo (de 1 pulgada) que une el interior del depósito con las válvulas de sobrepresión, ya que el estudio de los restos de la cisterna no detectó roturas en los tubos y válvulas de carga/descarga.

En la Foto 1, se observan llamas altas, estrechas y perfiladas y una columna muy definida de humo negro, que puede ser debida a la combustión de neumáticos o gasoil del depósito del camión. A su derecha, hay abundante humo blanco, que aunque no se pueda descartar que sea GNL en dispersión, aún no quemado, parece más probable que se trate de humo del incendio de los árboles verdes cercanos.

En la Foto 2, tomada poco después, las llamas mantienen su altura y están más extendidas, hasta el punto que ya no se distingue la cabina. La cantidad de calor que emiten estas llamas es enorme, cuando éstas inciden en la parte del depósito bañada interiormente por el GN líquido, éste refrigerará la pared de acero del depósito. No obstante en las zonas donde el GN está en fase gas prácticamente no hay refrigeración y la temperatura de la cisterna aumenta rápidamente, disminuyendo de forma paralela la resistencia mecánica del acero, que puede estar ya mermada a causa del accidente.

Análisis de los fragmentos y de su posición

En el ortofotomapa de la Foto 6 está representada la situación inicial de la cisterna después del accidente y la posición final de los diferentes fragmentos proyectados tras la explosión.
Como se puede observar, la mayoría de los fragmentos se han distribuido dentro de los conos formados por la intersección (sobre la cisterna) de 2 líneas separadas por un ángulo de 45º, siguiendo la línea imaginaria formada por el eje de la cisterna.

Foto 6

Así ha sido con todos los fragmentos, a excepción de los rompeolas, que casi todos han salido despedidos perpendicularmente al eje longitudinal del depósito, y en su lado derecho, porque en el izquierdo había el talud de tierra.

Análisis de las entrevistas con los testigos
Se ha entrevistado a diversos testigos: el conductor del coche que se encontró de cara con el camión cisterna en el momento del accidente y que abandonó el coche junto al camión (como se ve en las fotos 1 y 2), el conductor del coche que circulaba detrás del camión, los propietarios de la casa cercana y un sargento de bomberos que casualmente llegó al lugar después del accidente pero antes de la explosión.

Del inicio del incendio hay opiniones divergentes, excepto en el hecho de que se inició inmediatamente. Uno sitúa el origen del fuego en la cabina y otro entre la cabina y el semiremolque. Uno de ellos relata que las llamas inicialmente eran azules, muy altas y casi sin humo, mientras que el resto de los testigos del accidente no observaron ninguna llama azul ni son conscientes de que pudiera haber una fuga de GNL.
Respecto a la explosión hay algunas coincidencias. La describen en los siguientes términos:

"Primero se oyó un "bufff" con el que salió una columna negra de humo, a continuación se oyó una explosión y se vio salir despedido un objeto metálico reluciente, mientras desaparecía el fuego, inmediatamente apareció una nube blanca de grandes dimensiones y 2 ó 3 segundos después se formó una gran bola de fuego, que se encendió toda a la vez".

"Se oyó una explosión fuerte, y se elevó verticalmente una pieza oscura de grandes dimensiones, y cuando volvió a caer al suelo se vio un gran fuego que nos seguía".

"Se oyó una pequeña detonación, a continuación un silbido muy fuerte y después una explosión muy grande. Se veía mucha luz".

Con anterioridad a la explosión, ninguno de los testigos observó que el fuego evolucionase con mayor virulencia o intensidad a partir de algún momento dado.
Del testimonio de uno de los testigos y por las marcas sobre el asfalto, se extrae que se dio el fenómeno rocket: los fondos salieron proyectados como cohetes, quemando durante su recorrido restos de GNL en su "cola".

VALORACIÓN DEL FENÓMENO. CÁLCULO DE CONSECUENCIAS
En este apartado haremos una serie de consideraciones sobre el fenómeno que se produjo, en especial intentaremos saber si se produjo una explosión tipo BLEVE (Boling Liquid Expanding Vapor Explosion).

Análisis histórico
Se ha consultado la base de datos de accidentes MHIDAS (versión de julio de 2002), con los siguientes resultados: de los 956 accidentes de transporte por carretera registrados, sólo 9 corresponden a accidentes con GNL. En 4 de ellos, el vehículo se accidentó, pero no se produjo ni incendio ni fuga. En otros 3 se produjo fuga de gas, pero sin llegar a incendiarse. En otro caso se produjo el incendio de las ruedas y el gas-oil, pero el GNL no quedó afectado. Finalmente, sólo en uno de los casos se produjo el incendio de la carga y el conductor murió. No hay en toda la base de datos ningún accidente de explosión ocurrido en cisternas de transporte por carretera en que haya estado involucrado el gas natural licuado.

¿Qué tipo de fenómeno se produjo?
De los testimonios presenciales y de las consecuencias del accidente observadas, se puede establecer de una manera clara que después de un incendio relativamente breve, se produjo una gran explosión con importante radiación térmica de la bola de fuego que le siguió, se produjo una onda de sobrepresión y proyección de grandes fragmentos.

¿Fue una "simple" explosión seguida de una bola de fuego? ¿Fue una explosión tipo BLEVE seguida, también, de una bola de fuego? Haremos un breve análisis de la características de la explosión y sus efectos para intentar aclarar lo que sucedió.

Rotura de recipientes
Se puede decir que hay básicamente dos causas para que un recipiente se rompa: que la presión dentro del recipiente crezca por encima de la presión de diseño o que la resistencia del recipiente decrezca por debajo de la presión de trabajo. El incremento de la presión se puede dar por un sobrellenado del recipiente, por sobrecalentamiento, por fallo en el sistema de control de presión, por una reacción descontrolada del producto, etc. La reducción en la resistencia puede ser debida a corrosión, erosión, sobrecalentamiento, fatiga, defectos del material, un impacto externo, etc.

¿Qué es una explosión BLEVE?
Antes de empezar, puede resultar útil recordar rápidamente en que consiste una explosión tipo BLEVE. Como ya se indicó al principio, BLEVE es el acrónimo de la expresión inglesa "Boling Liquid Expanding Vapor Explosion" con esta larga denominación se intenta describir el fenómeno, es decir, se trata de una "expansión explosiva del vapor de un líquido en ebullición".

Imaginemos que tenemos un recipiente hermético a presión con un líquido a una temperatura muy por encima de su temperatura de ebullición a presión normal. Por ejemplo, la temperatura de ebullición del butano a presión normal (1 atmósfera) es de -0,5ºC, si una cisterna transporta butano a temperatura ambiente en un día digamos "normal", el propano puede ir a más de 20 grados por encima de su punto de ebullición a presión normal. Imaginemos que la cisterna se ve envuelta en un incendio y la temperatura del butano llega a mas de 100ºC, ¿qué pasaría si, por alguna causa, se rompe el recipiente El líquido, que se encontraba muy por encima de su temperatura de ebullición normal y por lo tanto a una presión muy superior a 1 atmósfera, de repente sufre una brusca disminución de presión y, por lo tanto, empieza a pasar a estado vapor, si ese paso a estado vapor se produce de una forma súbita en toda la masa del líquido (puede ser en milisegundos), se experimentará un paso tan rápido de líquido a vapor que será explosivo: es decir la masa del líquido pasará a vapor expansionándose en fracciones de segundo. Ese tremendo incremento en el volumen provoca una enorme sobrepresión, además la explosión del recipiente genera fragmentos que pueden llegar a grandes distancias (en algunos casos alrededor de 1 km.). En el caso que el líquido de la cisterna sea inflamable, como en el caso del butano, la BLEVE irá seguida de una bola de fuego producto de la combustión del líquido inflamable.

¿Se produjo la BLEVE?
Sin entrar en detalles de cálculos, diremos que para que se produjera la BLEVE, el líquido se debería haber calentado desde los aproximadamente -161ºC a que se transporta el GNL en la cisterna hasta un intervalo de temperatura situado entre los -117ºC y los -103ºC. Si no se llega a ese intervalo no se puede producir la evaporación casi instantánea en toda la masa del líquido. Eso, en principio, con el incendio que se produjo y la pérdida de elemento aislante de la cisterna, podría haber sido posible. No obstante, para alcanzar esas temperaturas, la cisterna debería haber resistido unas presiones de entre 14 y 24 bar justo antes de la explosión. Si se tiene en cuenta que la resistencia del acero de la cisterna a 20ºC es de unos 30 bar pero a 550ºC baja hasta 15 bar y que en la zona bañada por el vapor la temperatura del acero podría haber superado los 700ºC, es poco probable que se produjera una BLEVE.

En cuanto a los fragmentos, la distribución y distancia se ajustan bien a las predichas para las BLEVES. En las rupturas dúctiles (las mas frecuentes) el número de fragmentos suele ser reducido (entre 2 y 15) y en recipientes cilíndricos lo mas corriente es que sean 2 ó 3 y uno de ellos es el fondo que se acostumbra a romper por la soldadura si hay o a una distancia del extremo del 10% de la longitud total. La mayoría de los fragmentos se acostumbra a localizar a distancias inferiores a los 500 metros. En cuanto a la distribución, como ya se comentó, la mayoría de los fragmentos se acostumbran a distribuir a lo largo de la línea imaginaria que formaría el eje de la cisterna antes de la explosión, tal como ha sucedido en este caso (ver foto 6).
Si se tienen en cuenta el cálculo de la radiación la bola de fuego que se produjo y la afectación sobre los testigos, también se obtiene un buen ajuste.

El aspecto que parece menos ajustable a la BLEVE es el efecto e la sobrepresión generada, que a su vez está directamente relacionada con la presión que existía en el depósito justo antes de la explosión. Si se hubiera producido una BLEVE, los modelos predicen una ruptura de los cristales y posiblemente también de los bastidores de las ventanas a la distancia donde se hallaba la casa, cosa que no pasó.
De todos los aspectos que se han ido analizando, aunque sin entrar en detalles de cálculo, se puede decir, aunque no se puede asegurar en un 100% puesto que no hay datos suficientes, que no se produjo una explosión tipo BLEVE sino simplemente la explosión de la cisterna de gas licuado seguida de una bola de fuego. Esto no significa evidentemente que los efectos no sean graves, pero la magnitud de las consecuencias si se hubiera tratado de una BLEVE habrían sido mucho mayores.

La actuación en este tipo de accidentes
Se comentan en este apartado algunas ideas en torno a la prevención y, fundamentalmente, a la actuación de los operativos en estos tipos de accidentes.
Consideraciones sobre las medidas de prevención

El análisis de accidentes como el ocurrido en Tivissa debe permitir mejorar las condiciones en las que actualmente se realiza el transporte de mercancías peligrosas para prevenir futuros accidentes. A continuación se dan algunas ideas sobre las cuales se debería profundizar en un futuro con el objetivo de prevenir o limitar las consecuencias de estos accidentes:

• Considerar la limitación de la capacidad total de la cisterna.
• Considerar el cambio en las normas UNE para aumentar el grosor de las paredes de la cisterna.
• Considerar los mecanismos adecuados de estabilización de la carga, en especial analizar la necesidad de modificar el diseño de los rompeolas y la posibilidad de incorporar más.
• Instalación de mecanismos de transferencia de calor (algunos ya existen en el mercado) entre las paredes y la masa del líquido para evitar la pérdida de resistencia en puntos determinados de las paredes del tanque.
• Estudiar la mejora de la sujeción del material del calorifugado y la protección de los diferentes elementos de valvulería y conducciones.
• Establecer, en los municipios afectados por el transporte de mercancías peligrosas, una normativa en que, a partir de un estudio detallado del riesgo municipal que implica este tipo de transporte, se especifiquen rutas, horarios, zonas de estacionamiento, etc. que minimice el riesgo de un accidente grave.
• Y como la elaboración e implantación de los planes de emergencia también es otra forma de prevención, se deberá profundizar en la implantación del plan de emergencia de Catalunya para accidentes en el transporte de mercancías peligrosas por carretera y ferrocarril. Esa profundización implicará más conocimiento y formación para actuantes y, lo que también es muy importante, que la población disponga de unos mecanismos claros de autoprotección.
• El control de las flotas de los transportes de mercancías peligrosas que circulan por los países de la Unión Europea por medio de la tecnología de localización ("LBS") es una vía de futuro que permitirá conocer a los centros de emergencias donde están los transportes peligrosos en cada momento y qué transportan exactamente.

Consideraciones operativas y de protección de la población

No se puede dejar que una experiencia de este tipo sea desaprovechada, hay que extraer consecuencias que llevar a la práctica. Todos los que hemos conocido el suceso no hemos dejado de comentar que ha habido suerte, sí, aunque tengamos que lamentar una muerte y varios heridos.

En este accidente han coincidido simultáneamente trágicas y felices circunstancias. Sucedió seguramente el peor accidente que se puede esperar razonablemente de una cisterna de GNL, pero hubo suerte al producirse en un lugar alejado de población, quizá el mejor en que hubiese podido suceder, si no fuese porque es una carretera muy frecuentada.

¿Qué hubiese pasado si uno o más vehículos de bomberos hubiesen llegado antes de la explosión? Las consecuencias del accidente hubiesen sido mucho peores, porque en el fondo, los bomberos piensan que ante cualquier incendio su papel es estar junto al fuego, luchando para extinguirlo. Este caso es bueno para ilustrar que no siempre es lo más adecuado.

Si se pudiera valorar correctamente el riesgo de situaciones parecidas a ésta, algunas veces se llegaría a la conclusión de que la función de los bomberos (no habiendo heridos por rescatar) no está junto a la cisterna, porque poco pueden hacer, sino junto a las personas cercanas al lugar, promoviendo su evacuación o confinamiento, según el caso.

Decidir que la intervención de los bomberos ha de ir por esta otra vía, es muy difícil, porque:

• La gente, y muy especialmente los mismos bomberos, no comprenden porqué tienen que dedicarse a otras tareas, desatendiendo el fuego.
• No es fácil valorar correctamente el riesgo de la situación, porque no siempre se puede responder a preguntas como: ¿Puede explotar el depósito?, ¿hay peligro para la población del entorno y para nosotros mismos?, ¿qué es aquella válvula, y qué pasa si la cerramos o la abrimos?, ¿el producto es tóxico, está a presión, es criogénico?, ¿c
• onviene refrigerar el depósito?
• Normalmente falta información sobre el accidente y falta conocimiento en determinados aspectos de las cisternas y de las materias peligrosas.
• No hay desarrollados procedimientos concretos de intervención para casos como éste. En realidad es muy difícil elaborarlos (y que sean operativos), ya que las situaciones posibles son casi infinitas.

De todas maneras, tampoco hay que ser alarmista porque después de valorar el riesgo, la mayoría de las veces se llegará a la conclusión de que no está justificado abandonar la intervención directa sobre la cisterna.

Conclusiones

Los bomberos deben ser conscientes del riesgo y de que se han de tomar las medidas pertinentes de autoprotección, tanto propia como de la población. Incluso en algún caso tendrán que estar suficientemente alejados de la cisterna, dedicados a tareas de prevención y protección de la población.

Es necesaria mayor formación con relación a las cisternas y a las materias peligrosas. Viendo únicamente la forma y el equipamiento de una cisterna, tienen que poder conocer qué tipo de producto transporta, si es un líquido, un gas o un sólido pulverulento (al menos esta diferenciación es básica), y concretar si se trata de un carburante, de un gas licuado a presión o criogénicamente, un líquido corrosivo, etc.

Durante el primer semestre del año 2001, en la provincia de Tarragona, se desarrolló un curso para bomberos dedicado exclusivamente a describir los diferentes tipos de cisterna de transporte de mercancías peligrosas y su equipamiento, con el objetivo mencionado, además de dar algunas nociones relativas a técnicas de trasvase según el tipo de producto y al levantamiento de cisternas. La teoría, que tenía mucha foto descriptiva y poca letra, se compaginó con una visita a un aparcamiento de cisternas de mercancías peligrosas. El resultado fue excelente, pero a la vista de este accidente, se hace necesario extender esta formación a todos los bomberos, y repetirla periódicamente.

Es necesario definir unos mínimos procedimientos o pautas de actuación, aunque sean difíciles de desarrollar. Por ejemplo, ¿no sería conveniente dejar por escrito que ante una cisterna de gas licuado envuelta por las llamas, no habiendo personas por rescatar, generalmente será preferible alejarse de la cisterna, concentrándose en la protección de la población? Claro está que si así se hace, hay que ser capaz de diferenciar las cisternas de gases licuados de las de los líquidos o sólidos.

En lo que respecta a la protección de la población, cabe observar que en un entorno abierto, como el de este accidente, las consecuencias más graves se han debido a la radiación térmica de la bola de fuego (incluso a bastante distancia: 200 metros) y de la proyección de fragmentos en la dirección del eje longitudinal del depósito (alcanzando distancias de más de 250 metros), mientras que la sobrepresión no ha tenido consecuencias destacables.

Se puede suponer, que en un entorno más urbano, la tipología de daños sería diferente, en cuanto a los efectos de la radiación térmica, siendo graves, quedarían limitados por el obstáculo que supone la mayor densidad de edificación, mientras que la sobrepresión y la proyección de fragmentos supondrían graves daños en edificios próximos.

Ante todo esto, es difícil dar recetas, pero quizá sea siempre conveniente evacuar el entorno y los edificios más inmediatos, y asegurar el confinamiento de los ocupantes del resto de los edificios cercanos (cierre de ventanas y persianas).

En caso de que el riesgo venga dado por los efectos tóxicos de una fuga, en general la pauta a seguir será asegurar el confinamiento de la gente en los edificios cercanos (cierre de ventanas, persianas y de todo sistema de calefacción o ventilación que coja aire del exterior), y dejar la evacuación como un recurso más excepcional.

Como conclusión final a todo lo expuesto, si mañana volvemos a encontrarnos un accidente similar al que se ha comentando, no se puede partir de cero, sino que hay que saber cómo actuar mejor, a partir del conocimiento del riesgo al que se está expuesto, tanto los equipos de intervención (bomberos, policías, sanitarios, etc.) como la población cercana. Se debe continuar el proceso de elaboración y sobre todo implantación de los planes de emergencia autonómicos y municipales que coordinan la labor de todos los actuantes y las medidas de protección a la población en cada tipología de accidente.