Triple protección: solución de sistema SAI para una plataforma petrolífera

Los pozos petrolíferos necesitan un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI): por motivos de seguridad, la señal luminosa debe estar siempre en funcionamiento. Al trabajar en el diseño de una solución SAI para una plataforma petrolífera situada frente a la costa africana, R. STAHL hubo de enfrentarse a tres retos. Al sistema SAI se le exigían no tan sólo medidas de protección frente a atmósferas explosivas, sino que también tenía que adaptarse al fuerte calor y al clima marítimo del lugar donde se encuentra el pozo.

La desconexión completa o el mal funcionamiento del suministro eléctrico a causa de las fluctuaciones de la frecuencia o de las sobretensiones provocadas por el impacto de rayos, se deben puentear debidamente en los pozos petrolíferos. Por encima de todo, el funcionamiento de las luces de señalización no sólo es esencial para el correcto funcionamiento del pozo, sino también para la seguridad de los barcos y los aviones que se encuentren cerca. Por tanto las luces de posición no deben fallar bajo ninguna circunstancia. La plataforma, que está situada frente a la costa africana del Atlántico y cuya caverna se utiliza en la actualidad como almacén temporal de gas natural, obtiene habitualmente su suministro eléctrico de una planta de energía solar. En paralelo se instaló asimismo una red de emergencia alimentada por baterías. Además de la unidad de suministro de energía eléctrica, R. STAHL montó otros componentes de distribución de la energía de su kit modular para soluciones de sistemas SAI.

Tiempo agradable, entorno adverso
Además de las atmósferas explosivas que se producen ocasionalmente (Ex Zona 1) hay que tener en cuenta el clima tropical y el aire marino. La temperatura en la plataforma supera a menudo los 35 °C y en ocasiones alcanza los 50 °C. Con una temperatura ambiente como ésta el funcionamiento del cargador para las baterías del SAI, que genera gran parte de las pérdidas de potencia, exigía medidas especiales. Con el fin de evitar el sobrecalentamiento, R. STAHL instaló un cargador de batería en la carcasa CUBEx más grande que hay disponible. Varias funciones especiales aseguran la disipación del calor: por medio de una tecnología patentada de placa fría, el calor se evacúa directamente desde la carcasa protectora. El disipador de calor está unido a un lado de la carcasa, facilitando así el acceso a la unidad CUBEx durante el mantenimiento.

Las funciones especiales generan turbulencias
Un ventilador de acero inoxidable para zonas peligrosas con una función de monitorización del movimiento, que está instalado sobre la carcasa, facilita la disipación de calor. El ventilador también tenía que adaptarse a su uso en la Zona 1 bajo unas condiciones medioambientales extremas. La refrigeración forzada se controla y monitoriza por medio de un sistema de control inteligente: el modo de funcionamiento del ventilador se ajusta en función de la temperatura ambiente en cada momento. Gracias a estas medidas se puede compensar una pérdida de potencia máxima de 1000 W además de la cantidad disipada a través de la superficie de la carcasa por defecto. La considerable cantidad de calor de escape generada por la carga de las baterías se puede emitir por tanto al entorno sin poner en compromiso el funcionamiento del cargador.

Al igual que las restantes soluciones SAI de R. STAHL, la necesaria protección frente a explosiones para la Zona 1 queda asegurada gracias a una función especial que es exclusiva en el mercado: un dispositivo protector para el SAI en Ex monitoriza las funciones del cargador de batería y de las propias baterías, que también están instaladas dentro de la Zona Ex, según lo dispuesto en la directiva ATEX y según IEC/EN 60079 ff, permitiendo así que el funcionamiento sea seguro.

Iluminación continua con doble fuente de alimentación
Con el fin de asegurar la alimentación continua de la iluminación, R. STAHL instaló un panel de distribución con un suministro seguro en paralelo desde la fuente de alimentación estándar y la red de emergencia. El panel de distribución de la iluminación incorpora dos entradas de enclavamiento. Además, cada línea saliente monitoriza por separado las averías por puesta a tierra. Todas las funciones se pueden activar desde el exterior y el estado de cada línea saliente se indica claramente según la posición del mango. Mediante la instalación de una combinación de carcasas resistentes a la llama CUBEx (Ex d) y cámaras de conexión con carcasas de mayor seguridad (Ex e), R. STAHL pudo implementar un sistema muy compacto y de peso optimizado dentro del limitado espacio de instalación de la plataforma petrolífera. Todas las pizas metálicas del exterior de las carcasas CUBEx resistentes al agua marina están hechas de acero inoxidable SS316. Este material no requiere tratamiento de la superficie para su uso en entornos marinos.

100% de seguridad del proceso en zonas peligrosas: soluciones SAI modulares en detalle
La gama de componentes para soluciones SAI incluye cargadores de baterías, varias baterías recargables protegidas frente a explosiones (plomo gel, NiCd, NiMH), tecnología de monitorización de la carga, incluyendo avisadores de alarma, distribuidores de CC e inversores para varios niveles de prestaciones hasta 3000 VA. Además, R. STAHL suministra una amplia oferta de carcasas protegidas frente a explosiones, como la serie GUBox que incorpora cámaras de conexión Ex e. R. STAHL también suministra módulos con tipos de protección frente a explosiones especiales para cada usuario según sus necesidades.

Ilustración 1: Los sistemas SAI protegidos frente a explosiones de R. STAHL aseguran el funcionamiento sin fallos de la fuente de alimentación en las plataformas petrolíferas mediante una unidad de batería.

Ilustración 2: A causa de las elevadas temperaturas ambientales, la carcasa protegida frente a explosiones incorpora un disipador de calor y un ventilador.

Ilustración 3: El dispositivo protector para el SAI en Ex asegura la monitorización del cargador y de la batería tal como se exige explícitamente para Ex Zona 1.

Ilustración 4: La solución de distribuidor con alimentación segura en paralelo, que asegura el suministro continuo para iluminación, también resulta apto para zonas peligrosas.

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