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GENERALIDADES
- ¿Qué es el Gas Licuado del Petróleo (GLP)?
El Gas Licuado del Petróleo (GLP) es una mezcla de hidrocarburos extraídos del procesamiento del gas natural o del petróleo, gaseosos en condiciones atmosféricas, que se licuan fácilmente por enfriamiento o compresión,
constituidos principalmente por propano y butanos. Comúnmente se llama gas propano.
Figura 1. Principales componentes del GLP
- ¿Qué son los hidrocarburos?
Los hidrocarburos son compuestos formados por la asociación de átomos de carbono e hidrógeno, unidos en varias combinaciones químicas y en proporciones diversas.
- ¿Cuáles son las fuentes de obtención del GLP?
Cerca del 80% del gas que se produce hoy a nivel mundial se obtiene de las refinerías como subproducto del procesamiento del crudo, mientras el otro 20% viene asociado y es separado en las plantas donde se procesa el gas natural.
En Colombia, aproximadamente el 5% del GLP que se comercializa se obtiene del procesamiento del gas natural, mientras que el 95% restante se obtiene en refinería.
- ¿Según sea la fuente el GLP es diferente?
Parcialmente si. En Colombia, varían las proporciones en la composición del GLP de acuerdo con la refinería o planta donde se obtenga. A continuación se muestran
algunas diferencias en composición del GLP extraído por ECOPETROL de diferentes fuentes, durante el 2007.
Metano, Etanos 1,8%
Propanos 53,0%
Butanos 44,5%
0,7%
Apiay Etano, Etileno 0%
Propano, Propileno 58%
Butanos, Butilenos 42%
C5 y más pesados 0%
Figura 2. Composición promedio del GLP nacional en el año 2007
- ¿Cuáles son los procesos necesarios para obtener Gas Licuado del Petróleo?
5.1 Por refinación del petróleo
Al cargar el crudo en la refinería, se obtienen destilados del proceso de refinación primaria, como nafta, keroseno, diesel, gas y gasóleos.
Figura 3. Esquema de refinación del petróleo
Pentanos y más pesados
Cartagena
Etano, Etileno 0,6%
Propano, Propileno 38,7%
Butanos , Butilenos 59,8%
5 pesados 0,9%
C
Barranca
GASESGASES
CC 22 HH 66
CC 33 HH 88
CC 44 HH 1010 ButanoButano
PropanoPropano
EtanoEtano
MetanoMetano
LIQUIDOS ALIQUIDOS A PRESIÓNPRESIÓN CC 55 HH 1212 PentanoPentano
CC 11 HH 44
GASESGASES
CC 22 HH 66
CC 33 HH 88
CC 44 HH 1010 ButanoButano
PropanoPropano
EtanoEtano
MetanoMetano
LIQUIDOS ALIQUIDOS A PRESIÓNPRESIÓN CC 55 HH 1212 PentanoPentano
CC 11 HH 44
Combustóleo GLP Gasolina
Gas Nafta virgen Jet A- 1/Keroseno A.C.P.M. Gasóleos Crudo reducido
Destila- ción
Destilación^ Cracking al vacío
Petróleo crudo
Almacena -miento de petróleo
Desal a-do
Horno
Estos gasóleos son la materia prima para la producción de GLP. El proceso continúa cuando éstos se cargan a una planta o “unidad de ruptura catalítica” donde mediante un reactor, con base en un catalizador, se obtiene gasolina de alto octanaje, GLP y otros productos. Los gases que constituyen el GLP son separados y almacenados como líquidos a presión.
5.2 Producción de GLP mediante “Secado” del gas natural
El Gas Natural se encuentra “húmedo” o mezclado con otros hidrocarburos en fase líquida o gaseosa en depósitos o en los pozos de petróleo. Una vez extraído se separan los diferentes gases y líquidos, en una planta construida para tal propósito. El gas natural se despacha por gasoducto hacia los puntos de consumo y el GLP y demás productos se almacenan para su posterior comercialización.
- Al igual que el petróleo, ¿el GLP es un recurso no renovable?
Si, el GLP es un recurso no-renovable debido a que es un elemento de la naturaleza que la industria, con su tecnología, es capaz de transformar pero no de reponer. Su vida está ligada principalmente a la del petróleo crudo y secundariamente a los depósitos de gas natural con contenidos de propano y butano.
CARACTERÍSTICAS DEL GLP
- ¿Cuáles son las principales características del GLP?
- Puede encontrarse en estado líquido y gaseoso. A condiciones atmosféricas normales está en fase gaseosa, pero al comprimirlo pasa a estado líquido, es decir se licua.
- No tiene color: Hay oportunidades, en especial cuando se presenta una fuga de líquido, en que se observa como una nube blanca.
- No tiene olor: Cuando Se dice “huele a gas” en realidad se habla de la percepción olfativa de sustancias con fuerte olor que se adicionan al GLP.
- El GLP pueden almacenarse y transportarse como líquido bajo presión y vaporiza fácilmente a temperaturas bajas.
• Como todo fluido, pero especialmente en fase vapor,
se expande cuando se le aplica calor y poca presión y se contrae a menor temperatura o mayor presión. Todo aumento en la temperatura se refleja en incremento de la presión del vapor.
- Por si mismo no es venenoso ni tóxico, pero si se libera en espacios confinados, puede presentar riesgos por inhalación, ya que el GLP desplaza el oxígeno.
- No es corrosivo.
- Al vaporizar 1 litro de GLP en fase líquida se obtienen aproximadamente 270 litros de GLP en fase de vapor.
- Cuando se mezcla con la cantidad apropiada de aire, puede haber combustión sostenida.
- ¿Existen diferentes tipos de GLP?
En la industria del gas en general hay diferentes tipos o mezclas de GLP, las cuales se emplean en función del uso que se les vaya a dar. Las principales mezclas son^1 :
- Mezclas Propano Butano (Mezclas P-B): Son mezclas en proporciones variables de propano y butano, regidas por normas técnicas y que son las que se ofrecen al mercado Colombiano. Su principal limitante es el máximo contenido de Pentanos y mayores del 2%. En muchos países se han emitido normas específicas, de acuerdo con necesidades, que fijan de una manera mas precisa limites y exigen un máximo contenido de butanos y de olefinas.
- Propano comercial: es una mezcla de propano, propileno y otros compuestos minoritarios (etano, butano, etc.). El contenido máximo permitido de butanos o más pesados es del 2.5%
- HD5 o Propano para uso especial: Un tipo de GLP compuesto principalmente por propano con un máximo de 5% de propileno y un contenido máximo permitido de butanos o más pesados del 2.5%
- Butano comercial: es una mezcla compuesta principalmente de butanos y con un máximo del 2% de Pentanos y mayores.
- ¿Qué son condiciones estándar?
Son los valores de presión y temperatura que se toman como parámetro de comparación de mediciones y que se definen a través de un acuerdo o de una norma gubernamental.
En la mayoría de los países, las condiciones estándar de Presión y Temperatura para la medición de la Densidad Relativa del GLP, aire y agua, se han tomado así: Temperatura 60°F (15.5 °C) y Presión 14.7 psi (1 atm).
(^1) Fuente: ASTM D1835-05. Standard Specification for Liquefied Petroleum LP (Gases)
- ¿Por qué el GLP presenta diferentes comportamientos cuando se encuentra almacenado?
Dado que el GLP comúnmente se almacena en espacios externos y en recipientes metálicos, está sujeto a las condiciones del medio ambiente, en especial a la temperatura.
Por ser muy sensible a la temperatura, sus variaciones son muy notorias y se reflejan en el aumento de la presión del vapor y en la variación de su volumen, dado que como fluido está sujeto a la expansión cuando se calienta y a la contracción cuando se enfría.
- ¿Qué es poder calorífico?
El poder calorífico es la cantidad de energía que libera la combustión de una determinada cantidad de sustancia.
Se mide en unidades de energía por unidad de masa o volumen del combustible. Las unidades de energía más empleadas son BTU, Calorías y Julios. En Colombia, las unidades empleadas para medir el poder calorífico del GLP, normalmente son BTU/galón o BTU/libra.
Un BTU (British Termal Unit - Unidad Térmica Británica) es la cantidad de energía (calor) necesario para incrementar la temperatura de 1 libra de agua en 1 grado Fahrenheit (-17.22 °C).
En muchos países, el costo del gas se basa en su poder calorífico (a mayor poder calorífico, mayor precio).
- ¿La calidad del Gas Licuado del Petróleo puede verse afectada de acuerdo con su composición?
Con el fin de desarrollar distintas aplicaciones o usos se pueden hacer mezclas o utilizar diferentes composiciones del GLP. Esta flexibilidad, que constituye una ventaja del GLP, hace que se pueda contar con el producto más adecuado para aplicar a necesidades específicas, lo cual se determina principalmente de acuerdo con los requerimientos de poder calórico y vaporización.
Así, para cada composición existen una serie de requisitos básicos que determinan su calidad, los cuales están especificados en las normas técnicas fijadas para el producto a nivel nacional o internacional. Si estos requisitos se cumplen, las características de las diferentes mezclas serán aceptables.
- ¿De qué manera influyen las diferencias en la composición del GLP con su comportamiento?
Es necesario considerar una combinación de componentes que permitan la mejor opción de mezcla de acuerdo con la aplicación o destino final del producto y teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
- Los poderes caloríficos del Propano y Butano son de 90.902 y 102.925^2 BTU/gal respectivamente, es decir que un galón de Butano es capaz de liberar más energía que un galón de Propano.
- En cuanto a la vaporización: la temperatura de ebullición del Propano (-42°C) es inferior a la del Butano (-0.5°C), lo que hace más favorable la vaporización del primero.
- La densidad del Propano es de 4.23 lb/gal y la del Butano 4.86 lb/gal, lo que indica que el Propano es más liviano requiere más masa de gas para ocupar el mismo volumen que el Butano.
- Debido a que entre más hidrocarburos pesados contenga la mezcla, más difícil será su vaporización, la mezcla debe tener un máximo de 2% de pentanos y más pesados (hidrocarburos de cadenas de cinco y más carbonos) para limitar los residuos líquidos no vaporizables. Esto cobra mayor importancia en aquellas áreas donde la temperatura ambiente es baja.
En los países con estaciones y donde se preparan mezclas, suelen incrementar el contenido de Butano en verano y el de Propano en invierno para facilitar la vaporización. En Colombia esto sería deseable, incrementando el Propano para tierra fría (más liviano) y el Butano para tierra caliente (más pesado).
- ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre el Gas Licuado del Petróleo y el Gas Natural?
Las diferencias en las propiedades de los componentes del GLP y del Gas Natural, inciden en sus características finales.
Entre las características del GLP es importante destacar su portabilidad dado que se puede comprimir a presiones
2 GPA.
relativamente bajas y llevarlo a estado líquido; con ello se logra transportar una gran cantidad de energía en un recipiente relativamente muy liviano y a una presión baja. Es igualmente posible llevar el Gas Natural en cilindros, pero difícilmente se alcanza el estado líquido y a fin de lograr una cantidad de energía equivalente a la transportada en un cilindro de GLP, sería necesario comprimirlo a presiones muy altas y temperaturas muy bajas, lo que exigiría recipientes muy resistentes y por lo tanto muy pesados y costosos. Gracias a esta característica propia del GLP, ha sido posible su empleo como combustible en zonas rurales y apartadas.
La facilidad de compresión del GLP y su alto poder calorífico por unidad de volumen ha hecho que este sea el combustible alternativo más empleado a escala mundial.
A continuación se transcribe la tabla No. 2 de algunas propiedades de los principales compuestos de estos gases.
Tabla 2. Propiedades del Propano, Butano y Metano
Fuente. NPGA. Propane emergencies. GPA.
- Al hacer una elección entre emplear GLP o GN, ¿cuáles son los principales criterios y/o consideraciones que se deben tener en cuenta? ¿Es posible considerar al GLP y al GN como productos sustitutos?
Aunque estos dos gases pueden tener básicamente las mismas aplicaciones, cada uno de acuerdo con sus características, se desarrolla en diferentes nichos del mercado. Así el GLP en Colombia tiende a ser empleado en la cocción de alimentos, calentamiento de agua en hogares, en procesos industriales y como combustible vehicular en el sector rural, mientras que el GN se expandió principalmente en estratos altos y medios de las grandes ciudades pues sería comparativamente antieconómico su uso en ciudades pequeñas o sectores rurales.
El GLP presenta algunas ventajas ante el GN, como son:
- Su portabilidad le permite llegar mas fácilmente a todas las diferentes regiones del país.
- El poder calorífico del GLP (aprox. 93.600 BTU/m^3 de vapor)^3 es casi tres veces mayor que el del GN (35.315 BTU/m^3 )^4.
- Debido a que el GLP se licua fácilmente, se puede almacenar empleando una infraestructura más sencilla y económica. En términos prácticos, el GN, no es almacenable, especialmente si se habla de altos consumos, a menos que se criogenice por un procedimiento proporcionalmente costoso.
GAS
NATURAL
- En combustión en motores, el GLP presenta un promedio de emisiones netas de gases efecto invernadero de 8.61 mientras que las del GN comprimido son de 9.03^5.
Adicionalmente, cuando se emplea como combustible vehicular, se observa:
- Para instalaciones con el mismo nivel de calidad, la seguridad es igual.
- El GLP vehicular proporciona por unidad de volumen, al mismo vehículo, el triple de autonomía que el GN vehicular.
- Instalaciones y equipos más livianos y económicos. La instalación de un sistema de carburación a gas natural es del orden de 2.5 veces más costosa que el GLP.
- La presión en el cilindro que maneja el GLP es de 120 psi y la del GN es de 3000 psi. Lo que obliga a utilizar para este último un tanque mucho más pesado. Así, buena parte de la energía suministrada por el GN, es empleada en transportar SU PROPIO TANQUE de almacenamiento. Esto es muy notorio en vehículos pequeños.
- El espacio ocupado por el tanque de GLP es mucho menor que el ocupado por el cilindro de GN. Aún así la autonomía con GLP es mayor.
- Como se observa en la siguiente tabla, el volumen y peso del GN requerido como combustible automotor
(^3) Poder calorífico promedio del GLP producido en la refinería de Barrancabermeja. (^4) Fuente: Juan V. Saucedo. Canasta energética colombiana. (^5) Fuente: ALPGA. LPG Industry Development
PROPIEDAD PROPANO BUTANO
(METANO)
Fórmula Química
C 3 H 8 C 4 H 10 CH 4
Gravedad específica (Líquido)
Peso por galón 4.23 lb 4.87 lb 2.55 lb Punto de ebullición (P.Atmosférica)
-44 ºF 31ºF -259ºF
Temperatura de Ignición
1120ºF
1000ºF
1.150ºF
Límite superior de inflamabilidad
Límite inferior de inflamabilidad
Relación ideal de combustión (Aire –Gas)
24 to 1 31 to 1 10 to 1
Poder calorífico (liquido)
BTU/gal
BTU/gal
___
Poder calorífico (gas)
BTU/m^3
BTU/m^3
BTU/m^3
alimentos, calentamiento de agua, refrigeración y calefacción.
• Generación eléctrica : se emplea como combustible
para plantas eléctricas, en poblaciones apartadas, también para hogares, en refinerías, etc. También se emplea para iluminación estacional y alumbrado público.
- Usos industriales : para soldadura, gas de corte, tratamiento en caliente de piezas y asfalto, cocción y terminado de cerámicas, en refrigeración, tratamiento térmico en producción de alimentos y como combustible para monta cargas.
Otro uso difundido en la industria es en aquellas que se encuentran alejadas de gasoductos y en lugares donde por condiciones climáticas el diesel no es conveniente debido al elevado punto de congelamiento (principalmente minería).
- Transporte : se emplea como combustible automotor en todo tipo de vehículos (Autogas) y motos.
- Combustible para motos: este uso es bastante difundido en Europa.
- Nautigas: motores fuera y dentro de borda incluyendo los de dos tiempos.
- Usos agroindustriales: se emplea como combustible para moto bombas de irrigación, enfriadoras, tractores, calderas, hornos, secadores, tostadores e invernaderos. También se usa para desmalezar, control de insectos, esterilizar semillas y en sistemas de incubadoras con llama a gas.
- Criaderos de pollos: calentamiento en la cría de pollos.
- Invernaderos: iluminación y calentamiento en los cultivos de flores.
- Petroquímica : para la fabricación de plásticos, obtención de oleofinas para numerosos productos y como aditivo para aumentar el índice de octano de las
gasolinas.
Así, como lo muestra la siguiente figura, las aplicaciones más comunes a nivel mundial son como combustible en el sector residencial y comercial, para petroquímica y como combustible industrial.
Fuente. Statical Review of Global LP Gas. WLPGA.
Figura 4. Consumo mundial de GLP por sectores – 2005
- ¿Existen perspectivas que conduzcan al GLP a buscar nuevas aplicaciones?
En Colombia más que pretender descubrir nuevas aplicaciones del GLP (debido a la diversidad ya existente en otros países), se busca retomar las más empleadas a nivel mundial; para así aprovechar el potencial de este noble energético tan subutilizado en nuestro país y contar con tecnologías que faciliten su aplicación en gran variedad de usos. De hecho, en diferentes países se apoyan procesos de investigación y desarrollo que permiten al GLP ser muy competitivo con los demás combustibles, en beneficio de la población.
- ¿Cómo esta conformada la canasta energética mundial?
La canasta energética mundial esta compuesta por:
a. Hidrocarburos: * Líquidos: Gasolina, Diesel, Jet A
- Gaseosos: GLP y Gas Natural b. Energía hidráulica c. Energía térmica (Carbón) d. Leña e. Biomasa: Cualquier material orgánico que es renovable, como las cosechas agrícolas y sus residuos. f. Energía eólica g. Energía solar h. Energía radioactiva i. Energía geotérmia j. Energía maremotriz
- La demanda energética mundial aumenta día a día y las reservas de hidrocarburos y recursos hídricos disminuyen con el tiempo, con base en este panorama ¿cuáles son las perspectivas del GLP dentro de la canasta energética mundial y en Colombia?
Como se observa en los puntos anteriores, el GLP es susceptible de ser empleado como combustible en un gran rango de aplicaciones; a pesar de esto, su desarrollo se ha visto limitado por la falta de políticas gubernamentales, lo cual ha llevado a estancarlo y limitarlo casi exclusivamente a combustible residencial.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Porcentaje de participación
por sector
AgriculturaIndustriaTransporte
1990 1995 2005
Sin embargo, a causa de la crisis energética mundial los gobiernos han visto la necesidad de incluir nuevos combustibles dentro del mercado, siendo el GLP uno de los más opcionados, razón por la cual se ha entrado en programas mundiales de masificación del gas, eliminación de barreras y ampliación de la oferta.
Algunos puntos a desarrollar dentro de la masificación del gas en Colombia son:
- Liberar las restricciones sobre los tamaños de los cilindros.
- Incrementar la producción de GLP mediante las modificaciones que sean necesarias en el equipamiento y operación de las refinerías, enmarcadas en los planes de refinación en Colombia.
- Facilitar las importaciones adaptando puertos y sistemas de transporte.
- Profundizar y ampliar el programa de GLP para el campo.
- Adelantar la normatividad que permita desarrollar el GLP vehicular.
- Incluirlo en los planes de generación eléctrica en zonas no interconectadas y equiparar su tratamiento al dado a los demás combustibles.
- ¿Por qué se emplea el Autogas (GLP vehicular)?
No existe unanimidad de criterios sobre las razones que llevan a un determinado país a tomar la decisión de adelantar programas de Autogas, aunque los expertos consideran que básicamente son tres: ambientales, económicas y de seguridad energética, o cualquier combinación de las tres.
Las razones ambientales son tal vez las más conocidas, seguidas por las razones económicas y las de seguridad energéticas que han tomado especial interés a causa del agotamiento del crudo.
Como ya se ha expuesto, las ventajas ambientales del GLP son innegables especialmente por el importante aporte que presentan en la reducción de las emisiones de gases
efecto invernadero y a la reducción del material particulado causante de enfermedades respiratorias y muertes asociadas.
Tabla 6 – Reducción de emisiones por Autogas
Reducción de emisiones de Autogas respecto a: Emisiones Gasolina Diesel CO2 11% - 13% NOx 15% - 80% 90% - 99% HC 20% - 40% 10% - 30% CO 30% - 35% 30% - 60% PM 80% - 95% PM 10 (Partículas ultrafinas)
Fuente: http://pgp.petrosin.com/info.asp
Los costos de inversión para el desarrollo de una red de distribución de Autogas, sumados a los costos de conversión de los vehículos resultan inferiores a los costos de cualquier otro sistema de combustibles alternativos.
- ¿Cómo se comporta el GLP con relación a los combustibles empleados comúnmente?
El G.L.P. tiene una serie de ventajas prácticas y ambientales sobre los otros combustibles. Su portabilidad, además de facilitar su manejo, hace posible que sea empleado como fuente de energía en regiones apartadas donde otros combustibles no pueden llegar. Su alto valor calorífico en estado líquido equivale a una reducción de los costos de transporte.
Por ejemplo, 13 Kg de GLP adecuadamente manejados proveerían alrededor de 180 KWh de energía, mientras que se requerirían aproximadamente 25 Kg de carbón y 91 Kg de madera para lograr este valor.
Comparado con otros combustibles comúnmente empleados, los diferentes poderes caloríficos se relacionan en la siguiente tabla.
Tabla 9. Características de los combustibles
Características del combustible Gasolina Diesel GNC GLP
Contaminación del aire urbano
Emisiones de HC y NOx moderadas a bajas. Bajas emisiones de partículas.
Altas emisiones de NOx y bajas de HC. Altas emisiones de partículas con relación a otros combustibles aunque con bajos niveles de sulfuro.
Altas emisiones de HC, pero que no contribuyen a la formación de smog. Moderada abaja emisión de NOx. Bajo nivel de partículas.
Bajas emisiones de NOx y moderadas a bajas de HC. Muy poca emisión de partículas.
Calentamiento global
Moderado CO2, bajo CH4. Formación de N 2 O durante la catálisis.
Bajo CO 2 , bajo CH 4 y HC. Las partículas pueden incrementar el calentamiento. Altos niveles de NOx pueden resultar en elevados niveles de N 2 O.
Potencialmente los más bajos niveles de CO 2 Alto impacto por las emisiones de CH4.
Niveles de CO 2 del tubo de escape comparables con el diesel. Emisiones insignificantes de CH4.
Ruido Bajo Alto Bajo Bajo
Aplicación
Bajos costos del sistema de combustión. Atractivo para carros y vehículos comerciales livianos.
Complejo sistema de alta presión que eleva los costos, pero mayor eficiencia del combustible. Muy durable y confiable en aplicaciones de carga.
Altos costos y rango limitado que imposibilita su uso en vehículos livianos. Uso limitado a buses y camiones con sus propias facilidades de recarga.
Costos, rango y mantenimiento equivalente a vehículos livianos de gasolina. Disponible para buses y camiones medianos.
Fuente: ALPGA. LPG – The clean transport alternative.
- ¿El Autogas es seguro?
Si, completamente.
La mayor parte de las inquietudes sobre la seguridad del Autogas obedecen, sin lugar a dudas, a falsas percepciones y al desconocimiento de los combustibles gaseosos.
Como cualquier combustible, el Autogas es inflamable, lo cual indica que debe manejarse con precaución. Al igual que los demás, requiere de un manejo adecuado, siguiendo normas básicas de seguridad. Por lo anterior, la industria ha adoptado medidas estrictas y tecnologías avanzadas para garantizar la seguridad.
Un estudio de evaluación de riesgos adelantado por el instituto alemán de investigaciones TNO, concluyó que los
índices de seguridad de los vehículos modernos de Autogas son de hecho, mejores que los de gasolina. Otro estudio adelantado por la organización belga de investigaciones, DNV, demostró que existe un riesgo más alto en los vehículos de gasolina de sufrir una ruptura del tanque de combustible que los de Autogas.
Estas conclusiones son corroboradas por el hecho que no hay incremento en el valor de las primas de seguros para los vehículos de Autogas, apoyados en los excelentes registros estadísticos de seguridad frente al resto de combustibles vehiculares.
Resulta muy diciente entonces y conveniente de resaltar, que una de las aplicaciones más difundidas del Autogas en los Estados Unidos es el transporte público escolar. Las decisiones gubernamentales de usar el Autogas como un combustible limpio, seguro y económico para transportar la comunidad escolar infantil, es una ratificación de la
confianza que se ha generado con base en los registros estadísticos de seguridad del Autogas. Ninguna autoridad osaría poner a sus niños dentro de buses que tuvieran la menor sombra de riesgo para su integridad.
Existen dos razones que hacen del Autogas un energético intrínsecamente seguro: la integridad estructural del sistema de combustible y las características físicas del GLP como combustible.
- ¿Cuánto es el consumo de Autogas en el mundo?
El Autogas es empleado exitosamente en más de 60 países del mundo y su consumo se ha venido incrementando año a año desde sus inicios.
A finales del 2006, el mundo contaba con más de 12.360.000 vehículos funcionando con este combustible y 47.580 estaciones de servicio, equivalente a un consumo de 19.200 millones de toneladas de GLP.
- ¿Cómo se realiza la conversión de un vehículo de gasolina a GLP?
El GLP puede emplearse en sistemas dedicados (solo GLP), o duales, bien sea gasolina-GLP o diesel-GLP.
Para la transformación de un vehículo a GLP, se suele utilizar el sistema dual, con el fin que el vehículo mantenga todos los elementos necesarios para seguir funcionando a gasolina y que el conductor con tan solo accionar un selector pueda elegir el combustible deseado. Es por ello que al instalar el equipo de GLP no se modifica en nada la estructura interna del vehículo; solo se le añade un nuevo equipo, a menos que sean equipos dedicados de fábrica.
El equipo que se instala en la parte delantera del vehículo sirve para procesar el gas y permitir su integración al motor y el tanque que va en la parte trasera usado para almacenamiento de combustible (ver figura 5). El tanque tiene una electroválvula múltiple que bloquea la salida del gas en caso de accidente.
La circulación del gas internamente se realiza por una tubería de corte flexible de alta presión especial para el paso de gas en estado líquido, otro componente es el reductor vaporizador, el cual es el principal elemento del equipo, ya que haciendo las veces de bomba de gasolina, permite el cambio térmico necesario para la evaporación del GLP.
Tanque
Figura 5. Esquema de montaje típico de un sistema dual Gasolina-GLP
MANEJO SEGURO DEL GLP
- ¿Dentro del manejo seguro como se debe identificar el GLP?
Los Distribuidores de gas, han tomado unas medidas preventivas para el óptimo manejo del GLP y su identificación, con el objeto de reconocer el producto que se almacena y/o transporta y así minimizar el riesgo de accidentes y facilitar las labores.
Por tanto, en concordancia con las Naciones Unidas, el GLP, al igual que todos los combustibles, mundialmente se clasifica preventivamente como mercancía peligrosa, y se reconoce con el número de identificación (UN) 1075.
- ¿Cuáles son las principales precauciones para el manejo y almacenamiento del GLP?
Manejo:
- Asegurarse que la válvula del contenedor este cerrada cuando se conecta o se desconecta un cilindro. Si se nota alguna deficiencia o anomalía en la válvula de servicio, se debe desechar ese cilindro y reportarlo de inmediato a su distribuidor de GLP. Nunca insertar objetos dentro de la válvula.
- Nunca buscar fugas con flama o fósforos. Utilizar un detector electrónico de fugas o agua jabonosa.
Vaporizado
Emulador
Selector de
Válvula GLP (solenoide)
Punto de suministro
Multi válvula Mezclador
combustible
quemadores de los electrodomésticos y vehículos en funcionamiento.
- ¿Qué son los límites de inflamabilidad y cuáles son estos límites para el GLP?
Los límites de inflamabilidad o de explosión, se refieren a los porcentajes por volumen, mínimos y máximos, de gas requeridos en una mezcla de gas/aire para que se presente la combustión. Aun habiendo una excesiva cantidad de gas y aire en la atmósfera si estos no se encuentran dentro de la relación apropiada no habrá combustión. Incluso para que haya una explosión accidental se requieren unas concentraciones mínimas, pues los gases combustibles queman siempre que la mezcla gas/aire se encuentre dentro de los límites de inflamabilidad.
Figura 7. Límites de inflamabilidad del gas propano
- ¿A qué se denomina “relación ideal de combustión”?
Aunque dentro de los límites de inflamabilidad se presenta combustión, esta no siempre es eficiente, puede producir insuficiente calor, gases sin quemar y productos nocivos como el monóxido de carbono (CO). Más aun, para cada combustible existe una relación ideal gas/aire que permite una combustión eficiente, denominada relación ideal de combustión.
Como resultado de esto, los quemadores de gas combustible son diseñados y ajustados a la relación ideal gas/aire. La siguiente la tabla que resume las principales relaciones de combustión.
Tabla 10. Relación de combustible ideal de diferentes gases
Gas combustible
Relación de combustión Partes aire/gas
Relación de combustión % Aire/% Gas Propano 24/1 96/ Butano 31/1 97/ Gas Natural 10/1 91/
Fuente. NPGA. Propane emergencies.
- Cuando se lleva a cabo la combustión del GLP, ¿qué productos se obtienen?
Cuando el gas y el aire se encuentran en una relación correcta (condiciones ideales), se lleva a cabo una combustión completa. Los productos de esta combustión son vapor de agua, dióxido de carbono (CO 2 ) y calor.
La combustión del GLP se caracteriza por ser una combustión limpia que no genera tóxicos ni hollín.
- ¿Por qué se le adiciona una sustancia con fuerte olor al GLP?
Debido a que el GLP es inodoro, se le adiciona una sustancia con un fuerte olor, de modo que pueda percibirse con el fin de identificarlo y detectarlo en forma temprana si se presenta una fuga, antes que forme una atmósfera inflamable.
Límite inferior Límite superior
Aunque en el mercado se encuentran diferentes sustancias que añaden este fuerte olor. El más empleado es el etil mercaptano que se adiciona al gas en las refinerías en una concentración de aproximadamente 1 lb por cada 10.000 galones de GLP.
- ¿Un escape de Gas Propano, pueden producir intoxicación?
No, el gas propano no es tóxico, pero al inhalarlo en cantidad y en un ambiente saturado, puede actuar como asfixiante simple con propiedades ligeramente anestésicas debido a que el propano puede desplazar el oxigeno. En altas concentraciones produce mareos. Por eso, si se producen escapes en espacios confinados, al detectar el olor característico, se debe proceder con el cierre de la fuga y, en caso extremo con la evacuación del personal.
- ¿Cuáles son las acciones que se deben tomar cuando se presenta un escape de gas?
Cuando se presenta un escape de gas es fundamental tratar de cerrar su suministro, eliminar cualquier fuente de ignición y ventilar la zona con ventilación natural.
Cuando amerite, el cuerpo de bomberos puede emplear un chorro de agua en forma de cortina o niebla, que rompa la nube de gas e impida su concentración.
- ¿Por qué puede considerarse potencialmente más peligroso un escape de líquido que uno de gas?
Esto se debe a que un pequeño volumen de líquido, en condiciones atmosféricas, equivale a un gran volumen de gas. Un pie cúbico de propano líquido puede convertirse en aproximadamente 273 pies cúbicos de vapor.
- En caso de un incendio donde este involucrado el GLP, ¿cuáles son las principales medidas que se deben tener en cuenta?
La forma más efectiva de combatir un fuego de GLP es cortando el suministro de gas. Si esto no es posible, es mas seguro permitir que el fuego se auto extinga puesto que mientras continúe la fuga de gas será posible que este retome el contacto con la fuente de ignición y reinicie el fuego. Adicionalmente, se deben eliminar otras fuentes de ignición en el área.
Como protección del personal y de las instalaciones, con el fin de prevenir explosiones o extensión del incendio, y para dispersar el vapor de GLP, también se emplea un chorro de agua en forma de cortina o niebla sobre las paredes del tanque, que rompa la nube de gas, impida su concentración y enfriar los recipientes durante el fuego. Además, ayuda a mantener controlada la temperatura y presión de los tanques.
Cuando se presentan emergencias con cilindros basta emplear menores cantidades de agua para extinguir el incendio y controlar la concentración del gas.
En todo caso se requiere que estas emergencias sean manejadas por personal calificado de la compañía junto con los bomberos.
Se debe tener en cuenta que en caso de un siniestro, el GLP es un gas explosivo.
- ¿Por qué cuando se encuentran recipientes involucrados en un fuego es primordial mantener refrigerada la parte del tanque donde se encuentra el GLP en fase de vapor?
El agua de refrigeración debe cubrir la totalidad del recipiente, pero ante todo asegurándose de enfriar la parte superior debido a que en este sector se encuentra concentrada la fase gaseosa del GLP que por poseer menor capacidad de conducir el calor facilitará el calentamiento del tanque. La función del agua en este punto es disminuir la temperatura y presión hasta que el gas se extinga.
- ¿Cuál es el equipo de protección personal que deben emplear los operarios de plantas e industrias cuando manejan GLP?
Como mínimo se debe disponer de:
- Guantes de caucho de butilo o neopreno
- Vestimenta de algodón
- Botas de seguridad
- Gafas de seguridad (en operaciones de transferencia y de emergencia)
- ¿Qué elementos deben emplearse para la extinción de incendios?
Normalmente se emplea polvo químico Seco (bicarbonato de potasio, bicarbonato de sodio, fosfato monoamónico), bióxido de carbono y agua para enfriamiento y dispersión del gas. Sin embargo, el fuego solamente se apaga después de haber bloqueado la fuente de la fuga y/o agotado el gas que se está quemando.
OTROS ASPECTOS TÉCNICOS DEL GLP
- ¿Por qué el GLP siempre se almacena en tanques y cilindros?
Para evitar la vaporización del GLP y la consecuente pérdida del gas, se emplean recipientes cerrados y presurizados, que permitan su almacenamiento como líquido.
- En los tanques de almacenamiento, el termómetro se encuentra ubicado en la base, a una altura entre el 2 y el 4% de su capacidad, mientras que el manómetro se localiza entre el 97 y el 99%. ¿A qué se debe esta ubicación?
La disposición de estos instrumentos se realiza con el principal propósito de asegurar una medición confiable y adecuada. Así, el termómetro se ubica en la parte inferior del recipiente debido a que: 1) en este punto siempre se encontrará GLP en estado líquido, los líquidos son mejores conductores de calor que los gases, y 2) en este punto, el termómetro no está expuesto a los rayos del sol, que alterarían la lectura de la temperatura del líquido.
Los cilindros, tanques estacionarios y de transporte están diseñados para cumplir con estas condiciones y garantizar un almacenamiento seguro.
Figura 8. Almacenamiento de GLP en un recipiente
- ¿Por qué se puede disparar o abrir la válvula de alivio de presión de los recipientes?
Si un recipiente que contiene GLP se somete a temperaturas altas, se presentarán dos fenómenos simutáneos: la presión del vapor se incrementa y el líquido se dilata (se expande) comprimiendo el vapor en su espacio, incrementando su presión aún más.
De seguir aumentando la temperatura, el fenómeno descrito continuará, hasta que la presión de vapor alcance la presión de calibración de la válvula de alivio. En este punto abre la válvula, libera el exceso de presión e impide que el recipiente estalle. Por lo tanto no es conveniente que los recipientes estén expuestos a temperaturas externas excesivas.
- Los recipientes de almacenamiento para el GLP, no se deben llenar en su totalidad, ¿a qué se debe esto?
En la respuesta a la pregunta 54 se explicó que el recipiente contiene GLP en dos fases, líquido y vapor. Si se llena completamente de GLP líquido, al incrementar la temperatura externa, este se expandirá y podrá liberar una buena parte del líquido a través de la válvula de alivio, pero si no lo logra hacer con la rapidez requerida, su liberación puede llegar a romper el recipiente.
El máximo contenido de GLP líquido en cualquier recipiente depende del tamaño del recipiente, de la temperatura del líquido, de la densidad del gas y del tipo de instalación (de superficie o enterrado).
Con base en estos criterios es posible un mayor porcentaje de llenado del recipiente, conforme aumenta la temperatura y el tamaño del recipiente.
- En la carga y/o descarga de carro tanques se emplean dos mangueras, la de líquido y la de vapor, ¿cuál es su finalidad?
Se emplea una manguera para cada fase, creando un circuito cerrado entre el tanque receptor y el que entrega.
Las razones de esta práctica son principalmente técnicas ya que cuando el trasiego se realiza con bomba, en lo fundamental funciona así: EEssppaacciioo vvaappoorr Al interconectar los tanques se equilibran las presiones de vapor, teniendo en cuenta que el tanque que tiene mayor nivel de líquido es el que tiene mayor presión de vapor. Cuando se realiza la transferencia de este producto la manguera de líquido transporta el GLP en estado líquido y la de gas, conocida como ‘retorno de vapor’, es por donde retornan o regresan los vapores del carro tanque que recibe el GLP. A medida que baja el nivel del tanque que entrega, va perdiendo presión de vapor y va recibiendo el vapor del carro tanque receptor, cuyo nivel va subiendo.
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Los vapores se retornan con el fin de aliviar la presión y facilitar el trabajo de la bomba o compresor. Si no se realiza esta operación se expulsará menos líquido por minuto y no será posible adicionar la cantidad de líquido deseada. El compresor toma el vapor del tanque receptor y lo envía al tanque que entrega forzando el líquido a moverse hacia el tanque receptor.
- ¿Cuáles son los parámetros básicos a tener en cuenta para realizar la medición volumétrica de GLP en tanques de almacenamiento y cisternas?
La medició n estática del GLP onsiste en determi nar el conteni do total de GLP almace do en un tanque a condiciones estándar (14,7 psia y 60°F), y comprende la suma del producto en estado líquido y el equivalente en líquido correspondiente a la fase de vapor.
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Antes de realizar esta operación, se debe contar con un periodo de reposo mínimo de 10 minutos y realizar por lo
menos 4 mediciones básicas: Presión de vapor, temperatura del líquido, densidad relativa del GLP almacenado y nivel de líquido, y contar con la tabla de aforo del tanque.
- ¿Existe otra forma de medir el gas?
El GLP también se puede medir por peso empleando básculas o medidores másicos, que es un sistema más preciso. De hecho estos sistemas de medición por peso son los más utilizados a nivel mundial. Las cisternas pueden ser pesadas mediante básculas camioneras.
- ¿Cómo se lleva a cabo la vaporización del propano?
Para vaporizar el propano se requiere calor, así como se requiere calor para hervir el agua. El propano toma el calor que requiere de las paredes del recipiente que lo contiene, y éstas a su vez lo toman del ambiente externo. El área mojada del recipiente, la ubicación geográfica y las condiciones climáticas juegan un papel definitivo en la vaporización; por tanto, para una misma composición de GLP, no se puede esperar que un mismo recipiente vaporice la misma cantidad de GLP en un clima frío que en un clima cálido, simplemente por la diferencia de temperatura ambiente.
- ¿Qué es “área mojada”?
Es el área del recipiente, en contacto con el GLP que está en fase líquida.
Figura 9. Área mojada de un recipiente
- ¿Qué papel juega el área mojada en la vaporización del propano?
Mientras mayor sea el contenido de líquido en un recipiente, mayor será el área mojada y entre mayor sea el área mojada, se vaporizará más GLP. La vaporización aumentará porque una mayor cantidad de este gas estará en contacto con la temperatura del ambiente, permitiendo mayor transferencia de calor.
Igualmente a mayor tamaño del recipiente, para el mismo porcentaje de contenido de producto y para las mismas condiciones ambientales, tendrá como es lógico, mayor
área mojada y por lo tanto mayor capacidad de vaporización. Por ejemplo, en la figura 5 se observa que ambos recipientes tienen un contenido total de gas de aproximadamente el 60%, pero el área mojada del tanque es mayor que la del cilindro.
Figura 10. Comparación del área mojada de dos recipientes de distinto tamaña
- En ocasiones se observa agua, escarcha o hielo en la parte externa e inferior de cilindros o tanques de GLP, ¿cuándo se presenta este fenómeno?
El agua, la escarcha y el hielo, indican que parte del vapor de agua que se encuentra en la atmósfera ha pasado a fase líquida o sólida, debido a que han sido sometidos a baja temperatura.
Se debe recordar que el GLP “toma temperatura” del ambiente exterior para vaporizarse. Si aumenta la demanda de vapor, el GLP para vaporizarse debe tomar más temperatura y la tomar del aire circundante que normalmente contiene humedad. Si a esta humedad se le quita su temperatura se va enfriando hasta convertirse en gotitas de agua, luego en escarcha y finalmente en hielo. Para evitar que se produzca este fenómeno, los recipientes se calculan para las condiciones más difíciles como son, la mayor demanda, y al nivel mínimo de combustible y a la más baja temperatura ambiente esperada.
Gas Licuado Gas
Gas
Líquido (^) Área mojada
- Se rumora que a los cilindros de GLP se les adiciona agua con el fin de rendir el gas, ¿es esto posible?
Sencillamente no. Por un lado hay que tener en cuenta que el GLP almacenado en el cilindro se encuentra en su mayoría en estado líquido. Con respecto a los residuos, los líquidos que quedan en el cilindro luego de su uso son residuos de hidrocarburos pesados, una especie de gasolinas que provienen del proceso actual de la refinación del petróleo.
Por otro lado, el agua adicionada disminuiría la vaporización del gas, hecho que sería percatado rápidamente por los consumidores.
adaptó un factor para cada tipo de cilindro y refinería, que se modificará anualmente con base en la densidad promedio del año inmediatamente anterior. Las siguientes tablas muestran los factores de capacidad que se han empleado en Colombia desde el año 1998.
Tabla 11. Factores de capacidad anuales para el GLP de las diferentes refinerías en Colombia
Año (^) 1998-2000 2001 2002;Res. 009 2003;Res.005 2004. Res.
Res; 083/
Res.CREG 010 y 44 Barranca Cartagena Apiay Barranca Cartagena Apiay Barranca Cartagena Apiay f, Cilindro 100 23,7023 21,347 21,353 22,035 22,497 21,372 22,111 22,451 21,326 22,31 22, f, Cilindro 80 18,2464 16,469 16,442 16,967 17,323 16,457 17,026 17,356 16,421 17,179 17, f, Cilindro 40 9,4809 8,538 8,54 8,81 9 8,549 8,844 9,016 8,531 8,924 9, f, Cilindro 30 7,8199 7,056 7,047 7,272 7,424 7,053 7,297 7,438 7,038 7,362 7, f, Cilindro 20 4,7405 4,271 4,271 4,407 4,4 99 4,274 4,422 4,508 4,265 4,462 4,5 15
Año 2005; Res.001^ 2006; Res. Barranca Cartagena Apiay Barranca Cartagena Apiay
Cilindro 100 21,312 22,279 22,467 21.321 22.164 22.
Cilindro 80 16,41 17,155 17,3 16.417 17.067 17.
Cilindro 40 8,525 8,912 8,987 8.528 8.866 8.
Cilindro 30 7,033 7,352 7,414 7.036 7.314 7.
Cilindro 20 4,262 4,456 4,493 4.264 4.433 4.
- En el diseño de los recipientes de almacenamiento de GLP, ¿cuáles son los materiales de construcción mundialmente aceptados?
De acuerdo con las especificaciones D.O.T., el material más empleado es el acero. Sin embargo a raíz del incremento en la demanda del GLP para usos alternativos, se han diseñado cilindros en resinas compuestas similares al poliuretano o a compuestos de resinas plásticas, con el fin de disminuir el peso del cilindro.
- ¿Cuál es la máxima autoridad técnica que rige la normatividad para fabricación de tanques y cilindros?
En el ámbito internacional, es generalmente aceptado el código ASME de la American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) para calderas y recipientes de presión, que entre sus secciones contiene la VIII “Reglas para la construcción de recipientes a presión no sometidos a fuego”,
Otra entidad reconocida en el medio es el U.S, Department of Transportion - D.O.T. - (Departamento de Transporte de los Estados Unidos). Esta rige la construcción de los cilindros portátiles. En Colombia se utiliza una versión adaptada de esta normativa.
- ¿Cuál es el ente normalizador de mayor reconocimiento en materia de normas de construcción e instalaciones para GLP?
A nivel internacional, la Asociación Nacional de Protección Contra Incendio (National Fire Protection Association – NFPA-).
COMERCIALIZACIÓN DEL GLP
- ¿Cuándo y por qué comenzó a emplearse el Gas Propano?
Su historia inició en 1904 en Augsburg, Alemania, con el desarrollo del “Blaugas” por Herman Blau, un joven químico alemán. El producto era una mezcla de gases licuados y unas pequeñas fracciones de gasolina, todos producidos sintéticamente a partir de una modificación a la práctica prevaleciente de producir gas de iluminación a partir del petróleo.
El Blaugas era caro de producir y aún más caro su manejo. Era almacenado en cilindros en donde las presiones se manejaban entre 750 y 1500 psi. El costo de su fabricación era cercano a 10 céntimos por libra y los usuarios tenían que pagar el flete de ida y vuelta de 7 lb de acero para obtener 1 lb de combustible.
El sistema de utilización consistía en un vaporizador de fuego directo, una serie de reguladores de líquido y vapor para reducir la presión original del tanque a 8 oz., y un pequeño tanque de servicio para almacenar el vapor ya producido. El mismo equipo cuando se introdujo en América incluía un altísimo cargo total por cada instalación de $200 USD de esa época.
El Blaugas primero fue usado para iluminación de calles, casas y para cocinar. Logró popularidad entre los europeos que lo podían costear y se instalaron plantas en varios países de Europa. En los EEUU se formaron nueve compañías americanas para comercializar el producto, de las cuales solo dos sobrevivieron posteriormente.
- En Colombia, ¿cómo se desarrolló la introducción de este combustible?
En Colombia la producción de GLP se inició en el año de 1948, obteniéndose como subproducto de los procesos de refinación del petróleo en la zona de Tibú. Por esa época, ante las perspectivas de producción y uso, se creó la Compañía Colombiana de Gas, COLGAS, para encargarse de los asuntos relacionados con este producto, principalmente en las ciudades de Bogotá y Barranquilla.
Hombres casi heroicos viajaban constantemente a tibú para llevar el gas en cilindros de 100 libras por pésimas carreteras y ya en las ciudades, pasarlo a cilindros de 40 libras para que se pudiera consumir.
- ¿Cuál es la actual cadena de comercialización en Colombia?
Conforme a la regulación vigente el sector se encuentra organizado de la siguiente forma:
Figura 11. Cadena de Comercialización del GLP.
Donde, según la Resolución CREG No. 074 de 1996:
El Gran Comercializador es “la empresa de servicios públicos, salvo la excepción prevista en el artículo 15.2 de la ley 142 de 1994, que produce o importa GLP para el suministro al por mayor a
comercializadores mayoristas. Si en un terminal de entrega de un gran comercializador no hubiere sino un solo comercializador mayorista, aquél podrá suministrar GLP a distribuidores directamente.”
El Transporte es la “actividad complementaria al servicio público domiciliario de GLP, que se realiza por poliductos, propanoductos, vehículos-tanque y planchones en el caso de transporte fluvial, para el suministro de GLP al por mayor a granel, y llega hasta las plantas almacenadoras de los comercializadores mayoristas.”
Comercializador mayorista es “la empresa de servicios públicos que almacena, maneja y suministra GLP a granel a distribuidores, y su entrega la efectúa generalmente a través de vehículos-tanque.”
Distribuidor es “la empresa de servicios públicos que maneja, envasa y suministra GLP a usuarios, a través de cilindros y tanques estacionarios en fase líquida, o a través de una red local en fase gaseosa.”
Depósito de cilindros de GLP: “centro de acopio de un distribuidor, destinado al almacenamiento de cilindros portátiles de GLP para su distribución a través de expendios o vehículos a domicilio.”
Expendios de cilindros de GLP: “la instalación perteneciente a un distribuidor, cuyo fin es la venta directa de cilindros portátiles con una capacidad máxima de 40 libras (18 kilogramos) de GLP a usuarios, en zonas urbanas de difícil acceso o rurales.”
- ¿Cómo nacieron las actuales empresas Distribuidoras Minoristas?
Las empresas distribuidoras nacieron a partir de transportadores, que se encargaban de llevar los cilindros desde las refinerías hasta el lugar de venta. Con el paso del tiempo estos transportadores se asociaron y formaron empresas de muy variados tamaños y estructuras, llegando a existir 240 empresas. Hoy están activas 112.
- ¿Cómo nacieron las Comercializadoras Mayoristas?
En 1982, a instancias del Estado Colombiano, ante la necesidad de incrementar el almacenamiento estratégico nacional, de atender de una manera especializada a los distribuidores minoristas y como aplicación del esquema universal de la industria del petróleo productor-mayorista- minorista (que refleja unas particularidades de problemática de cada eslabón de la cadena), entró en operación la primera Comercializadora Mayorista, Almagas, con sede en la ciudad de Bogotá. Formada por la asociación de 14 distribuidores, inició su funcionamiento en las afueras de la ciudad. El Ministerio de Minas mediante la resolución No. 3-1702 del 14 de septiembre de 1993 estableció que: “las sociedades almacenadoras de
