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BOTNIA y los peligros de una mega pastera en Georgia Pacific Pennington, Alabama

domingo, 10 de mayo de 2009
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La inseguridad se cierne sobre la zona -10/05/2009



Fuga de Sulfuro de Hidrógeno en Georgia Pacific Pennington, Alabama
- 16 de enero de 2002


El 16 de enero de 2002, dos trabajadores resultaron muertos y ocho mas sufrieron lesiones cuando inhalaron sulfuro de hidrógeno, un gas letal que se fugaba de un drenaje subterráneo de proceso en el molino Naheola de Georgia-Pacific en Pennington, Alabama. Entre los lesionados se encontraban trabajadores que trataron de auxiliar a sus colegas de la nube de gas mortal. El gas fue el producto de una reacción repentina e incontrolada que se produjo en el drenaje mientras que las personas trabajaban en la superficie.

El accidente ocurrió en las proximidades de una estación de descarga de camiones cisternas en el molino Naheola, el cual fabrica productos como papel higiénico, toallas y cartón a partir de pulpa de madera. Nueve de las víctimas eran empleados de Burkes Construction Company, quienes estaban trabajando en un proyecto de mantenimiento cerca de la estación de descarga.

La décima víctima era un conductor de una compañía local de camiones.

ESCENARIO LISTO PARA UNA REACCIÓN MORTAL.
El proceso de elaboración de pulpa de la planta requiere el tratamiento de las astillas de madera utilizando químicos como el hidrosulfuro de sodio (algunas veces abreviado de acuerdo con su fórmula química NaHS). La solución de NaHS se enviaba al molino periódicamente en un camión cisterna. La CSB determinó que 15 camiones habían entregado hidrosulfuro de sodio en la estación de descarga durante las 24 horas anteriores al accidente y habían perdido hasta cinco galones de líquido en una fosa de recolección durante cada entrega.

Mientras que continuaban las entregas de NaHS, varios empleados de Burkes se encontraban trabajando en un proyecto que requeria que ellos se pararan en la fosa de recolección. Para ayudarlos, un operador del molino abrió una válvula para drenar el contenido de dicha fosa hacia el sistema de agua de desecho.

El operador ignoraba que la fosa de recolección drenaba directamente hacia un conducto del drenaje en donde se agregaba ácido sulfúrico para tratar los efluentes del molino.

Tan pronto como el hidrosulfuro de sodio proveniente de la fosa de recolección hizo contacto con el contenido acídico del drenaje, comenzó la reacción que formó gas de sulfuro de hidrógeno.

El gas de sulfuro de hidrógeno se fugó a través de la empaquetadura de una cubierta de fibra de vidrio de la compuerta de acceso cercana a los trabajadores de Burkes. Las
diez víctimas estuvieron expuestas a la fuga de gas. Tres trabajadores resultaron afectados casi de inmediato y cayeron al suelo. En vez de evacuar el área, tres de los trabajadores restantes intentaron arrastrar a las víctimas caídas hacia un área con aire fresco. Dos de ellos se desvanecieron en el trayecto de prestarle auxilio a los otros.

Trabajadores del molino que se encontraban alejados vieron a las victimas colapsar y llamaron a la ayuda de emergencia.

Dos trabajadores de Burkes murieron rápidamente por envenenamiento con sulfuro de hidrógeno. Otros siete empleados de Burkes y un conductor, empleado de Davison Transport, salieron lesionados por la exposición al gas. Seis paramédicos del Condado que transportaban a las víctimas informaron más tarde padecer de síntomas consistentes con la inhalación de sulfuro de hidrógeno –evidentemente, debido al gas liberado por las víctimas y sus ropas- pero ninguno necesitó hospitalización.


PRÁCTICAS INADECUADAS DE INGENIERÍA Y SEGURIDAD.
La causa inmediata del accidente fue la reacción química inesperada que produjo gas de sulfuro de hidrógeno. Al estudiar las causas básicas, la CSB descubrió que la planta –entonces, propiedad de James River Corporation- no siguió las buenas prácticas de ingeniería cuando en 1995 conectó el drenaje de la fosa de recolección al conducto del drenaje donde se agregaba el ácido periodicamente. No hubo revisión de los peligros potenciales que pudieran resultar cuando los químicos de la fosa
de recolección se mezclaran con otros materiales en el conducto del drenaje. La planta no identificó la estación de descarga como un área de riesgo por sulfuro de hidrógeno y no instaló ningún dispositivo de advertencia de la presencia de gas.

Sitio del escape de gas tóxico en el molino Naheola

PELIGROS DEL SULFURO DE HIDRÓGENO.
El sulfuro de hidrógeno, o H2S, es un gas incoloro e inflamable y extremadamente tóxico. El sulfuro de hidrógeno es un componente del “gas del drenaje” que se encuentra en los sistemas de drenajes tanto industriales como municipales. El sulfuro de hidrógeno puede formarse de varias maneras, tal como la descomposición de materia orgánica o la reacción de sulfuros con ácidos. Tiene olor a huevo podrido que la mayoría de las personas pueden percibir en concentraciones muy bajas. Sin embargo, las exposiciones a concentraciones mayores inhiben el sentido del olfato, lo que ocasiona una incapacidad para detectar el gas. La exposición al gas en concentraciones de 500 partes por millón (ppm) causa pérdida de la conciencia. Concentraciones tan bajas como 700 ppm pueden causar la muerte inmediata.

Comisión de Seguridad e Investigación de Peligros Químicos de los E.U. Fuga de sulfuro de hidrógeno en Georgia Pacific página 2.


Había indicaciones anteriores de problemas con la cubierta de fibra de vidrio de la compuerta de acceso de la cual se escapó el sulfuro de hidrógeno. Empleados habían reportado en ocasiones anteriores que otro gas tóxico, dióxido de cloro, se fugaba a través de la empaquetadura de la cubierta de la compuerta de acceso. No obstante, estas fugas no se reportaron ni tampoco se investigaron como casi-incidentes. Personal de mantenimiento reparó las fugas, pero no pudo encontrarle una solución permanente al problema. Si los incidentes anteriores se hubieran investigado, es probable que la gerencia hubiera rediseñado la apertura del sistema de drenaje, manifestó la CSB.

INFORMACIÓN DE SEGURIDAD NO CONSIDERADA EN EL DISEÑO.
La Hoja de Datos de Seguridad de Materiales (Material Safety Data Sheet, MSDS) suministrada por el fabricante de hidrosulfuro de sodio expresa que el químico reacciona con los ácidos para generar gas de sulfuro de hidrógeno y que se debe evitar que entre en drenajes con contenido potencialmente acídico. La gerencia de la planta no incorporó esta información de seguridad al diseñar el área de descarga de camiones y el sistema de drenaje ni en el desarrollo de los procedimientos de la planta y tampoco en el adiestramiento de los trabajadores.

El sulfuro de hidrógeno es un peligro conocido en los molinos de pulpa. Pero al no haber identificado la estación de descarga de camiones como un área de peligros por la
presencia de sulfuro de hidrógeno, Georgia-Pacific no le solicitó a Burkes Construction que les suministrara adiestramiento detallado a sus trabajadores sobre seguridad con el sulfuro de hidrógeno. El informe de la CSB manifestaba que los trabajadores contratados involucrados en el incidente tenían sólo un conocimiento mínimo del gas y sus peligros. Las víctimas no supieron cómo responder apropiadamente cuando ocurrió el escape de gas y algunos intentaron auxiliar a los compañeros lesionados sin utilizar equipo de protección, lo que aumentó su propia exposición.

RECOMENDACIONES.
En la aprobación del informe del 22 de noviembre de 2002, la CSB publicó una serie de recomendaciones diseñadas para prevenir accidentes similares.

A la Corporación Georgia-Pacific:
La Comisión recomendó que la compañía matriz llevara a cabo auditorias periódicas de seguridad en todos sus molinos de pulpa y de papel. La compañía debe evaluar los drenajes e identificar peligros potenciales por reacciones químicas, particularmente, cuando se realizan cambios en los conductos del drenaje. La CSB manifestó que la compañía debe identificar las áreas del molino donde el gas de sulfuro de hidrógeno pudiera estar presente, proporcionar dispositivos de advertencia y adiestrar al personal para reconocer la presencia de sulfuro de hidrógeno. La compañía debe garantizar el cumplimiento de estas y otras buenas prácticas de seguridad e ingeniería.

Al Molino Naheola:

La Comisión emitió recomendaciones adicionales para el Molino Naheola. La CSB expresó que el molino debería establecer programas para prevenir que el hidrosulfuro de sodio entrara al drenaje con contenido potencialmente acídico, según lo recomendado por los fabricantes del químico, y también debería solicitar el diseño y mantenimiento adecuados de las empaquetaduras de las compuertas de acceso en donde existen materiales peligrosos.

La planta debe solicitar el adiestramiento de respuesta a emergencias con sulfuro de hidrógeno, para los trabajadores de la compañía y los trabajadores contratados, incluyendo adiestramiento en procedimientos de rescate. La Comisión también recomendó a Burkes Construction que proporcione un adiestramiento similar para sus trabajadores.

A la Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades (Agency for Toxic Substances and Disease Registry, ATSDR):

La CSB recomendó que la ATSDR evaluara y enmendara sus Guías de Administración Médica para considerar el riesgo a las personas encargadas de responder para el manejo de víctimas expuestas a altos niveles de sulfuro de hidrógeno. A la ATSDR se le exhortó especificar los procedimientos para descontaminar a las víctimas. La ATSDR debe comunicar los cambios realizados a la guía a organizaciones tales como la Asociación Americana de Enfermeros en Salud Ocupacional (American Association of Occupational Health Nurses, AAOHN).

AVISO:
La CSB es una agencia federal independiente encargada de investigar accidentes y peligros químicos industriales. La CSB determina las principales causas de los accidentes y emite recomendaciones de seguridad a industrias, sindicatos y otras agencias del gobierno. Los Resúmenes de las Investigaciones del CSB no pretenden sustituir los informes oficiales aprobados por la Comisión, que se pueden obtener en el sitio Web de la agencia, www.csb.gov. El sitio Web también cuenta con información completa actualizada sobre el estado de la implementación de todas las recomendaciones de seguridad de la CSB. Para comentarios o hacer sugerencias, favor escriba a info@csb.gov. Oficinas centrales CSB: 2175 K Street NW, Suite 400, Washington D.C. 20037 • Teléfono: (202) 261-7600 • www.csb.gov Publicado en mayo de 2004

Drenaje de recolección contiguo a la estación de descarga de camiones cisternas.


PELIGROS REACTIVOS – UN PROBLEMA CONOCIDO.

La CSB define un incidente reactivo como un evento repentino que involucra una reacción química incontrolada – con incrementos significativos en la temperatura, presión o evolución de gas que causa, o puede causar daño serio a las personas, a la propiedad o al medio ambiente. Un estudio de CSB publicado en el 2002 identificó 167 incidentes reactivos que causaron 108 muertes en un período de veinte años. Más de la mitad involucro químicos como el hidrosulfuro de sodio, que no están cubiertos por las regulaciones de seguridad de los procesos emitidas por OSHA o por EPA. La CSB recomendó que las agencias ampliaran las regulaciones para reducir peligros reactivos y indicando que éstos sitúan a los trabajadores y al público en peligro constante.
(fuente)

Convertir materia orgánica en hidrógeno

domingo, 23 de diciembre de 2007
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Un nuevo método convierte materia orgánica en hidrógeno - 23/12/2007

Podría facilitar la producción de hidrógeno a partir de biomasa a escala industrial

Ingenieros de la universidad norteamericana de Penn State han ideado un sistema para generar hidrógeno a partir de materia orgánica. Para ello, han comprobado que una pila de combustible basada en microorganismos puede convertir la celulosa y otros materiales biodegradables directamente en hidrógeno. El rendimiento conseguido con esta nueva forma de extraer hidrógeno a partir de microbios es muy alto (entre un 91% y un 68%). Según sus creadores, esta técnica abriría la posibilidad de producir hidrógeno a partir de biomasa a escala industrial.

Pila de combustible ideada por ingenieros de Penn State. Foto: Shaoan Cheng
Ingenieros de la universidad norteamericana de Penn State han creado un sistema capaz de generar hidrógeno de una manera sencilla y muy eficiente a partir de materia orgánica. Esta investigación ha sido publicada en la revista Proceedings of Natioanal Academy of Sciences.

Grupos de investigadores de todo el mundo llevan años “corriendo” para dar con energías renovables, fáciles de generar y que sean eficientes en dicho proceso. El etanol está en el punto de mira para convertirse en una fuente de energía que reúna esas características. Sin embargó, económicamente extraer etanol de la celulosa (lo más común) dista 10 años de ser rentable económicamente. "Primero es necesario partir la celulosa en azúcares y después una bacteria puede convertir esos azúcares en etanol”, comenta Bruce E. Logan, que es profesor de ingeniería medioambiental en la Universidad Penn State, en un comunicado de la citada universidad.

Pero la clave parece estar en el hidrógeno. Logan y el investigador asociado Shaoan Cheng han sugerido un nuevo método para extraer hidrógeno de una manera sencilla y eficiente a partir de materia orgánica. En concreto ha comprobado que una pila de combustible basada en microorganismos o microbios puede convertir la celulosa y otros materiales biodegradables directamente en hidrógeno.

Los investigadores han usado una bacteria en una pila electrolítica con ácido acético. El ácido acético, además de estar presente en el vinagre, es también predominante en la fermentación de la glucosa o la celulosa. El ánodo de la pila electrolítica era grafito granulado y el cátodo era carbono, mientras que el catalizador era de platino.

Con estos componentes, la bacteria consume el ácido acético y libera electrones y protones creando electricidad (0,3 voltios). Para que el proceso de generación de hidrógeno se complete, es necesario introducir, además, una pequeña corriente eléctrica (0,2 voltios) desde el exterior del sistema. Cuando esto sucede, surgen directamente burbujas de hidrógeno desde el líquido. “Este proceso produce 288 % más energía en el hidrógeno que la energía eléctrica usada en todo el proceso”, comenta Logan.

Esto es importante, ya que la hidrólisis con agua, que es el método más común para extraer hidrógeno, es sólo entre un 50% y un 70% eficiente. Es decir, muy alejado de ese 288%. Incluso si descontamos esa pequeña carga de electricidad necesaria para que se complete el proceso, la eficiencia seguiría siendo muy alta: del 144%.


Economía del hidrógeno

Logan se muestra muy optimista respecto a la cercanía de una economía basada en el hidrógeno. Sugiere que el hidrógeno extraído de la celulosa y otros materiales orgánicos y renovables se mezcle con gas para ser susceptible, por ejemplo, de usarse en vehículos movidos con gas natural.

“Ya conducimos bastantes coches de gas natural. El gas natural es esencialmente metano”, dice Logan. “La combustión del metano es limpia, pero si le añadimos hidrógeno es todavía más limpia y funciona correctamente en vehículos de combustión con gas natural”

El rendimiento conseguido en esta nueva forma de extraer hidrógeno a partir de microbios es muy alto. Para el ácido acético se obtuvo un rendimiento del 91% y para la celulosa el rendimiento fue del 68%. Incluso en alguna de las configuraciones casi todo el hidrógeno disponible en las moléculas orgánicas fue extraído en forma gaseosa y utilizable.

Esta nueva propuesta facilitaría a medio plazo la producción de hidrógeno a partir de biomasa a escala industrial. La celulosa vegetal y otros desperdicios orgánicos podrían usarse de manera masiva para producir hidrógeno.

La electricidad aplicada al sistema no es muy grande y el hidrógeno producido genera, como hemos visto, mucha más energía que la consumida en el proceso. En el caso de utilizar vinagre la eficiencia total es del 80%, mucho más alta que en los procesos de obtención de biocombustibles como etanol o biodiesel.


Fertilizantes

Según sus creadores, otro uso potencial de esta pila de combustible microbiana es la fabricación de fertilizantes. Actualmente, los fertilizantes se manufacturan en fábricas y después se transportan a las granjas o explotaciones agrarias.

Con este nuevo sistema, las grandes granjas y cooperativas podrían producir hidrógeno a partir de astillas de madera para después, mediante un proceso muy común, usar nitrógeno presente en el aire y producir amoniaco o ácido nítrico. Ambos componentes se usan directamente como fertilizantes y, además, el amoníaco es susceptible de ser utilizado para hacer sulfatos y fosfatos.

Energía eólica e hidrógeno

jueves, 28 de junio de 2007
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Sistema de Producción de Hidrógeno con Eólica



Antecedentes:



Debido a la dificultad de gestionar la energía eólica vertida a la red por los aero generadores y a que tampoco es fácil almacenar su energía mecánica (par torsor del eje), los desarrollos tecnológicos orientados a corregir esta variabilidad se enfocan hacia la predicción y el almacenamiento de la energía eléctrica que el parque eólico entrega a la red.



Dado que la energía eléctrica no es almacenable, se plantea el almacenar la energía química obtenida mediante electricidad. Si la reacción química es factible de absorber energía eléctrica en un sentido y entregarla en otro, entonces la reacción será útil para el almacenaje de la energía eléctrica.



El par químico que suscita actualmente un mayor interés tecnológico en el almacenamiento de energía eléctrica es el hidrógeno-oxígeno. Ambos constituyen la molécula de agua (H2O) y pueden obtenerse de ella mediante electrólisis (descomposición por electricidad). La posterior combinación de ambos (H2 + O2) para formar agua devuelve parte de la energía absorbida en la electrólisis previa.



La ventaja del par H2-O2 sobre otros reside en que sólo es necesario almacenar el hidrógeno, ya que el oxígeno puede tomarse de la atmósfera de la que forma parte en un 20%.



Aunque sea la pila de combustible la que ha revolucionado el uso del hidrógeno, su combustión en un motor de explosión con oxígeno, es una tecnología conocida.



En la primavera del 2005 se firmó un acuerdo entre Gas Natural y la Consellería de Innovación, Industria y Comercio de la Xunta de Galicia para desarrollar un proyecto piloto de almacenaje de energía eólica, a través de energía química.





Objetivos:



Este proyecto se ubicará en las instalaciones del Parque Eólico Experimental Sotavento, y constará de una planta de almacenaje de energía eólica, que empleará el hidrógeno a una escala que, sin ser la que debería resolver la variabilidad de la generación, permitirá tomar experiencias en operación real que fácilmente podrán ser extrapolables para diseñar soluciones globales.



Se tratará de la producción de hidrógeno con un electrolizador de 60 Nm3/h de capacidad, alimentado con corriente eléctrica proveniente de los aero generadores. El electrolizador produce hidrógeno a baja presión que luego se comprime para reducir el volumen de almacenaje en cilindros de acero a unos 200 bar. Para la posterior conversión a energía eléctrica, se emplea un equipo moto generador de 60 kW eléctricos.



Ambos sistemas (electrolizador y moto generador) se diseñan para un completo ensamblaje en un contenedor apto para ser instalado a la intemperie, que no requiera una gran obra civil adicional.





Funcionamiento y metodología:



Funcionamiento del almacenamiento de energía eólica o renovables.



Un posible modo para almacenar la energía eléctrica generada en un parque eólico, consiste en transformarla en hidrógeno.



La energía eléctrica que se desea almacenar se deriva hacia un electrolizador, que es un dispositivo en el que el paso de la corriente disocia agua en sus dos componentes: oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) según la reacción H2O --> H2 + ½ O2. El H2 obtenido se comprime para hacer más fácil su almacenamiento en un volumen más pequeño, mientras que el O2 , que no tiene contenido energético, se libera a la atmósfera, de la que ya es componente.



El H2 se mantiene almacenado en recipientes a presión hasta el momento en el que debe emplearse para generar energía eléctrica en situaciones de demanda o necesidad de gestión.



En este caso, el H2 es utilizado como carburante en un grupo de generación eléctrica cuyo motor es similar a los de gas natural adaptado para hidrógeno. El motor aspira aire atmosférico cuyo oxígeno, en proporción del 20%, es el que, provocado por la chispa de las bujías, reacciona con el H2 en los cilindros.



La combustión del H2 + O2 libera sólo agua en un proceso inverso al que se había producido en el electrolizador.



El cigüeñal del motor arrastra un generador que produce nuevamente energía eléctrica que se entrega a la red.



Las distintas fases del proyecto son:



1. Elección equipos y análisis previos:

Es necesario evaluar todos los equipos presentes en la actualidad en el mercado del hidrógeno, así como los distintos requerimientos del agua de entrada al sistema para acondicionarla y permitir ser utilizada por el electrolizador.



En esta fase se adquieren los equipos más importantes:



- Electrolizador y sistemas filtrado de agua

- Equipo moto generador de electricidad a través del hidrógeno acumulado

- Sistemas de almacenamiento de hidrógeno.



2. Desarrollo íntegro del proyecto en función de los equipos:

Se desarrolla el proyecto de ejecución y dimensionado de toda la obra civil.



3. Ejecución obra civil:

Preparar la obra civil para albergar todo el equipamiento y dotarla de los diferentes servicios: línea eléctrica desde los aerogeneradores, abastecimiento de agua y línea de comunicaciones.



4. Instalación de los elementos y puesta en marcha:

Instalación de todos los componentes del proyecto y ejecución de la puesta en marcha de todo el sistema.



5. Evaluación de todo el sistema aplicando diferentes estados:

En esta etapa se evaluará y simulará el sistema para ser empleado en las siguientes condiciones:



- Absorber energía eólica en momentos de gran generación y entregar esa energía con vientos bajos.

- Gestión de la generación del parque para minimizar los desvíos en la predicción de generación.

- Acumular la energía en momento de restricciones técnicas del sistema de distribución (cortes de tensión, capacidad de evacuación insuficiente, etc).





Organismos colaboradores:



El presente proyecto es financiado por Gas Natural y la Consellería de Innovación, Industria y Comercio de la Xunta de Galicia con la colaboración del Parque Eólico Experimental Sotavento.





Situación actual:



El proyecto está en fase de adquisición de los equipos principales, cuyos pedidos están cursados, y en la de redacción del proyecto de ejecución del mismo.



Info: http://www.sotaventogalicia.com/area_tecnica/py_produccion_hidrogeno.php