Influentele caracteristicilor marfii asupra transportului marfurilor lichide in vrac

Influentele caracteristicilor marfii asupra transportului marfurilor lichide in vrac

1. Toxicitatea

O substanta toxica poate dauna sanatatii omului, sa provoace rani grave sau chiar moartea. Toxicitatea este o proprietate a substantelor chimice pe care omul nu o poate modifica.

Exista trei moduri comune prin care o marfurile pot fi toxice: inghitite (toxicitate orala), absorbite prin pielea, ochii si mucoasele nazale (toxicitate dermica) sau ca o inhalare de vapori sau ceata (toxicitate prin inhalare). O substanta chimica poate fi toxica prin: vaporii toxici si ceata care afecteaza sanatatea oamenilor prin intermediul sistemului respirator, dar ele pot de asemenea, absorbite prin piele.

Cu cat cantitatea de substanta, necesara vatamarii unei personae, este mai mica, cu atat substanta respective este mai toxica. In unele cazuri efectele substantelor chimice pot fi contracarate prin administrarea de antidoturi, dar in majoritatea cazurilor de pericol trebuie sa fie evitate prin utilizarea corecta a inbracamintii de protectie, a aparatelor de respirat si a procedurilorde ventilatie. Daca nu exista expunere la chimice, sau in cazul in care expunerea este redusa la niveluri de siguranta, nu poate exista nici un efect toxic.

In operarea tancurilor chimice, contactul cu un lichid sau inhalarea de vapori sunt formele cele mai probabile de expunere. In general, procedurile adecvate si utilizarea corecta a echipamentului individual de protectie va preveni expunerea si efectele de toxicitate.

Toxicitate poate fi acuta, sub-acuta si cronica. O substanta are toxicitate acuta daca o singura expunere este suficienta pentru a cauza un prejudiciu aproape imediat. Substante numite in mod obisnuit otravuri au toxicitatea extrema acuta. O substanta cu toxicitate sub-acuta isi manifesta efectele, dupa ce o persoana a avut repetate expunerile la doze prea mici pentru a cauza un fect acut .Exemple acute sunt sensibilizanti alergice, care induc reactii la alte substante. O substanta are toxicitate cronica in cazul in care efectele sale apar dupa o perioada de expunere continua la doze prea mici pentru a provoca un efect acut. Exemple sunt cancerigeni (induce cancer), mutagene si teratogeni (care afecteaza reproducerea).

TLV-Threshold limiat value.( valoarea limita de prag) reprezinta concentratia gazelor in aer la care o persoana poate fi expusa 8 ore pe zi sau 40 ore pe saptamana , fara ca sanatatea acesteia sa fie afectata . Valoarea cea mai mica a TLV – STEL(Short Term Exposure Limit sau TLV-C – limita ce nu trebuie depasita la o expunere instantanee)

Izolare este primul obiectiv atunci cand substantele toxice sunt manipulate, asigurarea ca ele raman in interiorul sistemului de marfa. Nava are un design care va oferi un spatiu de depozitare securizat. Daca nu exista expunere atunci nu exista nici un pericol de toxicitate, cu toate acestea prudusele chimice pot fi periculoase. Scurgerea de lichid sau eliberarea de vapori trebuie sa fie impiedicata prin mentinerea sistemului de marfa inchis cu exceptia cazului in care este absolut necesara deschiderea acestuia.

Cu toate acestea, unele operatiuni in mod inevitabil implica deschiderea sistemului, de exemplu, deconectari multiple ale unui furtun dupa transferul de marfa. Desi acest lucru este o operatie de rutina, ea ar trebui sa fie considerata la fel de periculoasa ca deschiderea unei linii de marfa pe punte, de aceea operatorii trebuie sa poarte echipamentul individual de protectie necesar.

2. Substante corozive

Substantele corozive distrug tesuturile umane la contactul cu acestea (de exemplu pielea, ochii, mucoasele din gura si sistemul respirator ), metalele sau alte materiale folosite in constructia navelor pot fi puternic deteriorate.

Cele mai corozive lichide sunt acizii si bazele care pot fii organice si anorganice. Agentii corozivi puternici pot provoca arsuri dupa perioade scurte de timp, alte substante devin corozive dupa contactul cu apa, sau pot produce vapori corozivi datorita umiditatii din aer.

Prevenirea expunerii este cea mai sigura metoda de protectie impotriva efectelor adverse ale substantelor corozive. Personalul trebuie sa poarte imbracaminte de protective, adecvata si completa, atunci cand sunt manipulate substante corozive.

PROIECT: Consideratii generale privind transportul maritim PROIECT: Interzicerea monopolurilor de stat cu caracter comercial

Simbol substante corozive

Nava in sine trebuie protejata impotriva coroziunii, de asemenea tancurile de marfa si sistemul de tubulaturi, sau a celorlalte echipamente ca intra in contact cu marfa. Operatorii si echipajul navei trebuie sa inteleaga pericolul de coroziune al otelului din care este construita nava, la contactul cu un acid concentrat; au existat cazuri de nave care au fost distruse dupa astfel de incidente.

2.1 Acizi

Din punct de vedere chimic, un acid este o substanta care contine hydrogen care atunci cand este dizolvat in apa, se disociaza si genereaza ioni de hidrogen. In concentratii mari, multi acizi anorganici (sau minerali) perforeaza otelului moale, mai degraba decat sa il corodeze. Dar daca este acid este diluat cu apa acesta va provoca o coroziune rapida a metalului.

Cele mai concentrate incarcaturi de acid corosiv includ: acidul azotic, acidul sulfuric, acid clorosulfonic si acidul cloropropionic. Acidul formic si acidul acetic sunt de asemenea foarte corozive in concentratii mai mari de 90%. Unii acizi emana vapori de acid corosiv.

Acizi poat avea, de asemenea, alte pericole. Acidul azotic este un agent oxidant puternic. Acesta poate provoca un incendiu in contact cu materiale combustibile; materiale, cum ar fi, rumegus de lemn sau imbracaminte, de aceea nu ar trebui utilizate la colectarea de acid azotic deversat sau a altor agenti oxidanti. Acidul sulfuric si acidul clorosulfonic reactioneaza violent cu apa; reactia emana cantitati mari de energie termica. Unii acizi sunt toxice si chiar corosivi si pot afecta organismul sau pot provoca arsuri la nivelul pielii. Acidul clorosulfonic, acidul dicloropropionic, acidul clorhidric si oleum sunt toxice daca sunt inhalate, acidul chloroacetic este toxic prin ingestie. Acidul acetic si anhidrida acetica sunt inflamabile. Majoritatea acizilor sunt neinflamabili, dar, in general, acizii reactioneaza cu metale eliberand hidrogen, care este foarte inflamabil. Unii acizi au un punct de inghet relativ ridicat, si trebuie sa fie incalziti pentru transportul maritim pentru a preveni solidificarea. Exemple sunt: acidul acetic si acidul fosforic.

2.2. Substante bazice sau alcaline

Substantele bazice sau alkaline sunt cele care contin gruparea OH, cand sunt dizolvate in apa, substantele bazice elimina OH-ioni. Solutiile bazice contin astfel de OH-ioni in concentratie mai mare decat apa pura. De exemplu, hidroxid de sodiu (soda caustica, NaOH) este un substanta bazica care dizolvata in apa disociaza in + Na si OH-ions.

Bazele anorganici, cum ar fi hidroxid de potasiu si hidroxid de sodiu sunt corozive pentru aluminiu, zinc, otel zincat si mercur si de aceea aceste materiale nu trebuie sa fie utilizate in constructia sistemului de izolare a marfurilor, atunci cand se transporta substante chimice. Alte baze corozive sunt: solutiile de sulfura de sodiu si solutii de sulfura de amoniu, care au coroziunea ca risc primar sau secundar dupa inflamabilitatea. Substantele acide si cele bazice, la contactul cu apa de mare, au ca rezultat reactii termice violente. De exemplu, hidroxid de sodiu si acid sulfuric reactioneaza pentru a forma sulfat de sodiu si apa.

3. Evaporarea produselor chimice si presiunea de vapori

In ce priveste problema evaporarii produselor chimice este importanta atat din punct de vedere intrinsec cat si al gradului de periculozitate pe care vaporii il prezinta, sub raportul toxicitatii si al inflamabilitatii lor. In cazul produselor cu greutate specifica redusa, moleculele au o greutate relativa mica, fapt ce face ca evaporarea sa fie mare chiar si la temperatura normala. In cazul produselor grele moleculele sunt mai mari si mai grele, iar deplasarea lor este mai incerta, fapt ce face ca evaporarea sa fie nesemnificativa la temperatura normala. Cresterea vitezei de deplasare a moleculelor apare odata cu cresterea temperaturii. Presiunea exercitata asupra peretilor tancului creste odata cu cresterea emisiunii si reprezinta suma presiunii aerului si a moleculelor de vapori. O viitoare evaporare a lichidului este posibila numai prin reducerea presiunii in spatiul de vapori - operatiune realizata prin eliberarea vaporilor sau prin creterea temperaturii. Fierberea lichidului este caracterizata de o evolutie continua si rapida de vapori, chiar cand lichidul se afla deschis in atmosfera sau cand vaporii sunt continuu eliberati din container.

Un lichid fierbe atunci cand presiunea sa de vapori devine egala cu presiunea gazului in contact cu el. Determinarea presiunii de vapori se executa in conditii de laborator, intr-un aparat in care, raportul dintre volumul de lichid si volumul de aer este de 1:4 la temperatura standard de 37,8°C (100°F). Presiunea determinata este cunoscuta sub denumirea de presiunea valorilor in aparatul Reid (Reid Vapour pressure-RVP) si este exprimata in bar absolut, 1 bar=105 N/m2 sau 14,5 lbf/in2.

4. Presiunea vaporilor saturati

Un produs chimic volatil, aflat intr-un tanc inchis va produce vapori la temperatura mediului, pana cand spatiul situat deasupra suprafetei sale va devenii saturat cu vapori. Moleculele de vapori din acest spatiu se afla in miscare continua si o mare parte din acestea se reintorc in masa lichidului. Aceasta este condensarea, iar atunci cand devine egala cu evaporarea, concentratia de vapori in tanc va fi la valoarea sa maxima. Prin situatia creata insa, nu inseamna ca spatiul situat deasupra marfii contine 100% vapori, dar acest spatiu nu poate sa inmagazineze mai multi vapori la aceasta temperatura.

Daca, dupa ce spatiul devine saturat cu vapori, temperatura marfii din tancuri este crescut, viteza moleculelor devine mai mare si in acest fel suprafata marfii va fi sparta mult mai usor; evaporarea depaseste condensarea pana cand se obtin, din nou conditiile de echilibru.

Un produs nevolatil evaporeaza foarte lent, astfel ca acestuia ii trebuie numai o mica cantitate de vapori deasupra sa pentru ca evaporarea sa fie egala cu condensarea. In acest fel, spatiul de ulaj este saturat cu o concentratie redusa de vapori.

Produsele volatile aflate in compartimente de mici dimensiuni evaporeaza rapid, iar saturatia apare imediat. In compartimente mari cum sunt cargotancurile navelor, in special in spatii mari de ulaj, saturarea survine dupa un timp mai indelungat, probabil de ordinul orelor.

Aceasta intarziere se explica prin faptul ca vaporii sunt mai grei decat aerul si au tendinta de a se stratifica, in mod orizontal la suprafata lichidului. In imediata vecinatate a produselor chimice volatile intalnim un strat de vapori saturati, in timp ce, inaintand pe verticala in spatiul de ulaj, straturile devin din ce in ce mai difuze. Vaporii situati la nivelul suprafetei lichidului exercita asupra acestuia o presiune care variaza direct proportional cu concentratia lor. Aceasta presiune poarta denumirea de - presiune de vapori - si are valoarea zero, cand in spatiu nu exista vapori, si valoarea maxima cand spatiul este saturat cu vapori. Presiunea maxima de vapori la temperatura existenta, poarta denumirea de - presiunea vaporilor saturati - (saturated vapour pressure - SVP).

Daca temperatura lichidului creste, concentratia de vapori creste producand si cresterea presiunii vaporilor saturati. Un lichid fierbe atunci cand SVP-ul sau devine egal cu presiunea atmosferica. In cazul apei, SVP-ul sau devine egal cu presiunea atmosferica cand temperatura apei atinge valoarea de 100°C.

Cand unele produse chimice patrund intr-un cargotanc, in spatiul de ulaj se creeaza, prin evaporare o presiune relativ ridicata, care duce la deplasarea aerului existent in atmosfera cargotancului. Presiunea creata si aerul deplasat nu pot fi consttuite in elemente separabile. Dupa incarcarea lichidelor, cand curgerea a incetat, presiunea in spatiul ulaj va fi aproximativ egala cu presiunea atmosferica - la nivelul puntii. In aceasta situatie, presiunea absoluta in spatiul de ulaj va fi formata din presiunea vaporilor si din presiunea partiala a aerului si va fi egala cu aproximativ 1,013 bar.

Dupa terminarea incarcaturii si inchiderea cargotancurilor “respiratia” acestora se realizeaza prin supapa presiune / vacuum (p/v), care deschide la o valoare prestabilita a presiunii sau a vacuumului. Uzual, supapa p/v este reglata sa deschida atunci cand presiunea in spatiul de ulaj este cu aproximativ 0,137 bar mai mare decat presiunea atmosferica. La deschiderea supapei p/v, presiunea totala in spatiul de ulaj este reprezentata de suma dintre presiunea atmosferica si presiunea de reglaj.

Pu=Pa+Pr=1,013+0,137=1,150 bar

Volumul vaporilor in spatiul de ulaj va fi direct proportional cu presiunea pe care ei o exercita. Daca jumatata din presiunea totala este produsa de vapori si jumatate de catre aer, in spatiul de ulaj exista un amestec de 50/50 vapori si aer. Daca presiunea este realizata numai de vapori, in spatiul de ulaj exista o concentratie de 100% vapori, intreaga cantitate de aer a fost deplasata si produsul chimic se afla la punctul sau de fierberere. Cunoasterea SVP-ului ne da posibilitatea sa apreciem ce concentratie de vapori vom avea in cargotancuri dupa terminarea incarcarii si saturarea spatiului de ulaj.

5. Presiunea reala de vapori

Produsele chimice fiind amestecuri constituite dintr-o gama larga de compusi de compusi chimici, au puncte de fierbere variind intre -120°C(-260°F), pana la peste +400°C(+750°F), iar caracteristicile de volatilitate ale oricarui compus particular depinde, in primul rand, de cantitatea constituentilor cu punct de fierbere scazut, care sunt cei mai volatili.

Tendinta produselor chimice de a produce gaze este caracterizata de presiunea de vapori. Presiunea de vapori a unui compus pur depinde numai de temperatura sa, in timp ce presiunea de vapori a unui amestec depinde atat de temperatura, cat si de volumul spatiului in care are loc vaporizarea. Presiunea reala de vapori reprezinta valoarea de echilibru a presiunii de vapori dintr-un amestec, atunci cand raportul gaz/lichid este practic zero; aceasta este cea mai ridicata presiune de vapori ce poate fi atinsa, la o temperatura specifica.

Atunci cand presiunea reala de vapori depaseste valoarea presiunii atmosferice, lichidul incepe sa fiarba. Presiunea reala de vapori a unui amestec chimic ne da o informatie reala asupra abilitatii produsului respectiv de a elibera gaze.