Innovación en mitigación de riesgos; seguridad en materia de incendios de hidrógeno

La inversión en hidrógeno está creciendo en el mundo a medida que los países y las organizaciones reconocen su potencial en la transición a una economía baja en carbono. Mientras esta versátil fuente energética gana adeptos en diversos sectores —energía, transporte y fabricación—, es esencial centrarse en medidas sólidas de protección contra incendios debido a las características particulares del hidrógeno. Aunque el hidrógeno es muy prometedor como energía limpia, también presenta problemas de seguridad específicos.

Si bien el hidrógeno presenta un potencial significativo, existen riesgos de incendio específicos que se deben gestionar.

Inflamabilidad. La baja energía de ignición del hidrógeno lo hace muy inflamable, incluso en bajas concentraciones. Las llamas invisibles complican aún más la detección temprana.

Riesgos de fuga. Debido al pequeño tamaño molecular del hidrógeno y su alta difusión, existe un riesgo de fugas. Es fundamental contar con sistemas adecuados de detección de fugas y gases.

Explosiones de nubes de vapor (ENV). El hidrógeno puede provocar explosiones de nubes de vapor en espacios confinados o semiconfinados. Es esencial entender la dinámica de las explosiones para la seguridad.

Fuentes de ignición. Las fuentes comunes de ignición en entornos con hidrógeno son los equipos eléctricos y las descargas estáticas.

La mayoría de las fallas relacionadas con el hidrógeno se producen en tuberías, conexiones y válvulas, así como en los sistemas de almacenamiento de hidrógeno y carga de combustible en vehículos [1]. Realizar un análisis de la tasa de fallas en la industria y un análisis de sus consecuencias brinda estimaciones precisas sobre futuros incidentes y permite adoptar medidas preventivas para mitigar los eventos catastróficos.

Normas y marco reglamentario

Existen varias normas que sirven de base para el diseño y desempeñan un papel crucial para garantizar el despliegue y uso seguros del hidrógeno. Sin embargo, si bien estas normas proporcionan una base sólida, no son exhaustivas. Es fundamental un diseño en el que se tengan en cuenta otras consecuencias para abordar las especificidades y los riesgos inherentes de cada proyecto particular.

Las normas son la base de cualquier disciplina de ingeniería, ya que proporcionan directrices y mejores prácticas para una ejecución de proyectos segura y eficaz. En el caso del hidrógeno, las normas de BQN (CAN/BNQ 1784-000/2022) establecen los requisitos de instalación para la generación de hidrógeno y para los equipos de almacenamiento. En el NFPA 2 —el código de tecnologías del hidrógeno— se aborda la manipulación segura del hidrógeno y se ofrece un marco completo para el diseño, la construcción y la operación, con normas independientes en las que se especifican los requisitos de seguridad para las estaciones de servicio y las exigencias para el almacenamiento, el uso y la manipulación del hidrógeno.

Dado que los proyectos de hidrógeno suelen ser diversos y complejos, y abarcan varias aplicaciones, las normas no pueden cubrir todos los posibles escenarios o desafíos particulares. Aquí es donde entra en juego la gestión cuantitativa del riesgo. El modelado de consecuencias es un enfoque proactivo que va más allá del cumplimiento de las normas. Implica una evaluación exhaustiva del riesgo y la formulación de estrategias de mitigación adaptadas a las condiciones y retos específicos de un proyecto. Para el despliegue del hidrógeno, esto significa tener en cuenta factores como las condiciones ambientales específicas del sitio, la escala del uso del hidrógeno y la proximidad a zonas pobladas u otra infraestructura crítica. En otras palabras, cada proyecto debe ser evaluado en su propio mérito, con un diseño que tenga en cuenta las consecuencias y garantice que se abordarán todos los riesgos particulares.

Este enfoque no solo mejora la seguridad, sino que fomenta la innovación, ya que los ingenieros desarrollan soluciones que superan los límites de lo posible. Por ejemplo, una estación de carga de hidrógeno en una zona densamente poblada puede necesitar mejores sistemas de detección de fugas y planes sólidos de respuesta a emergencias, mientras que una planta de almacenamiento de hidrógeno en una región propensa a terremotos puede requerir un diseño sísmico avanzado que vaya más allá de los requisitos estándares.•

Detección, mitigación y extinción de incendios

Por mucho que los proyectos se beneficien de la sabiduría colectiva de las normas, también se deben incorporar medidas eficaces de protección contra incendios, las cuales incluyen una combinación de enfriamiento, aislamiento y detección temprana:

• El agua como agente refrigerante. El agua es el agente de protección contra incendios más adecuado para los incendios de hidrógeno. Principalmente enfría el fuego, en lugar de extinguirlo por completo, con lo que evita su propagación y minimiza los daños.


• Válvulas de aislamiento y cierre. La forma más eficaz de extinguir un incendio de hidrógeno es interrumpir el flujo de hidrógeno. Las válvulas automáticas de cierre desempeñan un papel fundamental al limitar el suministro de combustible durante un incendio de hidrógeno. Aislar la fuente de hidrógeno evita que se agrave.


• Detección temprana. Implemente sistemas de detección adecuados, incluida detección de fugas y detección de gases. Las cámaras termográficas y los detectores de llama son cruciales para verificar la presencia de fuego, y una actuación rápida puede evitar que un pequeño incendio se convierta en un incidente grave.


• Clasificación de zonas peligrosas. Una clasificación adecuada de las zonas peligrosas puede reducir los riesgos de ignición.

La división en zonas y la segregación adecuadas dentro de las instalaciones pueden reducir las fuentes de ignición del hidrógeno. Separar las zonas de almacenamiento de hidrógeno de otras zonas delicadas disminuye los riesgos, mientras que disponer de un plan de respuesta a emergencias bien preparado y de una capacitación continua del personal contribuye significativamente a la seguridad general de las plantas de hidrógeno.

Para ello, es fundamental adaptar un plan integral de respuesta a emergencias a los incidentes relacionados con el hidrógeno. Los datos del modelado de consecuencias recopilados durante la fase de diseño pueden utilizarse como información valiosa y pueden incluir información geográfica sobre la dispersión del hidrógeno y las tasas de liberación de calor resultantes de los dardos de fuego, los incendios de charco y los incendios de llamarada. Estos datos ayudan a determinar las ubicaciones de los puntos maestros de las vías de evacuación y los requisitos específicos de los equipos de protección personal (EPP). También es fundamental cubrir diversos escenarios y definir procedimientos de evacuación, comunicación, contención y coordinación con los servicios de emergencia.

¿Y ahora qué?

El panorama energético mundial está evolucionando rápidamente, y el hidrógeno se perfila como un elemento fundamental en nuestro camino hacia la sostenibilidad. Sin embargo, el despliegue y uso del hidrógeno plantean importantes retos de seguridad que se deben abordar meticulosamente para aprovechar todo su potencial. El modelado proactivo de consecuencias garantiza que los proyectos de hidrógeno sean seguros, resilientes y sostenibles, y en Hatch trabajamos siempre con la innovación en seguridad como prioridad. Contáctenos para recibir más información sobre nuestras soluciones de hidrógeno para desafíos mundiales y sobre nuestro compromiso de dar prioridad a la seguridad en nuestras iniciativas.