Guias para la preparacion de ER- Digitlizado.pdf
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METODOLOGÍA PARA ELABORACIÓN DE ESTUDIOS DE RIESGOS
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REV. C
Jefe de Disciplina
Gregorio Neglia O.
Jefe de Proyecto
Gregorio Neglia O.
CLIENTE: Código Interno: OSG-219-13-P-M-001
Revisión A B C
Hecho Por Inspectra Inspectra Inspectra
Código Cliente: OSG-219-13-P-M-001 REVISIONES
Descripción
Emitido para revisión interna Emitido para revisión del cliente Emitido para revisión del cliente
Fecha
14 01 2014 12 03 2014 27 03 2014
Elaborado Revisado M.L.O. M.L.O. M.L.O.
G.N.O. G.N.O. G.N.O.
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INDICE 1. INTRODUCCION ..................................................................................................................................................10 1.1 ASPECTOS GENERALES...................................................................................................................................10 1.2 PROPÓSITO.........................................................................................................................................................14 1.3 ALCANCE...............................................................................................................................................................15 1.4 ESTRUCTURA......................................................................................................................................................17 1.5 RIESGOS: DEFINICIÓN Y TIPOS ......................................................................................................................17 1.6 METODOLOGÍAS PARA EVALUACIÓN DE RIESGOS....................................................................................21 1.6.1 NIST ..................................................................................................................................................................21 1.6.2 ISO 31000 ...........................................................................................................................................................23 1.6.3 CFR 40 PART 68 CHEMICAL ACCIDENT PREVENTION PROVISIONS .....................................................24 1.6.4 OTROS ESTÁNDARES .....................................................................................................................................25 2. LA GESTIÓN DE RIESGOS ................................................................................................................................26 2.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................26 2.2 PRINCIPIOS..........................................................................................................................................................26 2.3 LA ESTRUCTURA DE LA GESTIÓN DE RIESGOS..........................................................................................28 2.4 EL PROCESO DE LA GESTIÓN DE RIESGOS..................................................................................................29 2.4.1 COMUNICACIÓN Y CONSULTA .....................................................................................................................31 2.4.2 ESTABLECER EL CONTEXTO.........................................................................................................................31 2.4.3 IDENTIFICAR LOS RIESGOS...........................................................................................................................32 2.4.4 ANÁLISIS DE RIESGOS....................................................................................................................................32 2.4.5 EVALUAR LOS RIESGOS.................................................................................................................................33 2.4.6 TRATAMIENTO DE RIESGOS..........................................................................................................................33 2.4.7 MONITOREO Y REVISIÓN ...............................................................................................................................34 2.5 EL ROL DEL ANÁLISIS DE RIESGOS ................................................................................................................34 3. METODOLOGIA PARA LA EVALUACION DE RIESGOS..................................................................................37
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3.1 LA METODOLOGÍA............................................................................................................................................37 3.2 EL PROCESO.....................................................................................................................................................41 3.3 ESTABLECER EL CONTEXTO.........................................................................................................................43 3.3.1 PARÁMETROS BÁSICOS ................................................................................................................................44 3.3.2 REPORTES .......................................................................................................................................................49 3.4 IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS ......................................................................................................................50 3.4.1 HERRAMIENTAS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS.......................................................................50 3.4.2 IDENTIFICACIÓN DE LA PELIGROSIDAD DE LAS SUSTANCIAS ..............................................................60 3.5
TÉCNICAS PARA LA IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE RIESGOS ...........................................................64
3.5.1 ANÁLISIS HISTÓRICO DE ACCIDENTES.......................................................................................................64 3.5.2 ANÁLISIS DE PELIGROS Y OPERABILIDAD (HAZOP).................................................................................74 3.5.3 ÁRBOLES DE FALLAS ......................................................................................................................................87 3.5.4 ANÁLISIS "WHAT IF ...?": ¿QUÉ PASARÍA SI ...? ........................................................................................100 3.5.5 ÁRBOLES DE SUCESOS O EVENTOS, AAS: EVENT TREE ANALYSIS, ETA.........................................101 3.5.6 ANÁLISIS DE LOS MODOS DE FALLA Y EFECTOS, AMFE: FAILURE MODES AND EFFECTS ANALYSIS, FMEA............................................................................................................................................104 3.5.7 ANÁLISIS PRELIMINAR DE RIESGOS PRELIMINAR HAZARD ANALYSIS (PHA)...................................107 3.5.8 LISTA DE VERIFICACIÓN: CHECK LIST ......................................................................................................111 3.5.9 ANÁLISIS DEL MODO, EFECTO Y CRITICIDAD DE LOS FALLOS (FMEAC)...........................................116 3.5.10 EL MÉTODO DELPHI ....................................................................................................................................117 3.5.11 TORMENTA O LLUVIA DE IDEAS (BRAINSTORMING) ............................................................................118 3.5.12 MÉTODOS SEMI CUANTITATIVOS: INDICES DE RIESGO .....................................................................121 3.5.12.1 ÍNDICE DE DOW DE INCENDIO Y EXPLOSIÓN....................................................................................124 3.5.12.2 ÍNDICE DE MOND ......................................................................................................................................142 3.5.13 ANÁLISIS DE RIESGO CUANTITATIVO (QRA)..........................................................................................156 3.5.14 ESTUDIO DE IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS (HAZID) .........................................................................157 3.5.15 ¿QUÉ ES UN HAZID?....................................................................................................................................157
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3.5.16 EVALUACIÓN DE RIESGO AMBIENTAL.....................................................................................................158 3.5.17 ANÁLISIS DE ESCENARIOS ........................................................................................................................158 3.5.18 ANÁLISIS DE IMPACTOS SOBRE EL NEGOCIO.......................................................................................159 3.5.19 ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ ..........................................................................................................................159 3.5.20 ANÁLISIS DE CAUSAS Y CONSECUENCIAS ............................................................................................161 3.5.21 ANÁLISIS DE CAUSA Y EFECTO ................................................................................................................161 3.5.23 ANÁLISIS DE ÁRBOL DE DECISIONES......................................................................................................164 3.5.24 ANÁLISIS DE FIABILIDAD HUMANA ...........................................................................................................165 3.5.25 ANÁLISIS DE LAZO DE LA CORBATA MICHI ............................................................................................166 3.5.26 MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA FIABILIDAD..................................................................................168 3.5.27 ANÁLISIS DE CIRCUITOS POR CONDICIONES ESCONDIDAS..............................................................170 3.5.28 ANÁLISIS DE MARKOV.................................................................................................................................171 3.5.29 SIMULACIÓN DE MONTECARLO................................................................................................................172 3.5.30 RED BAYESIANA...........................................................................................................................................173 3.6 EVALUACIÓN DE RIESGOS..............................................................................................................................174 3.6.1 EVALUACIÓN DE FRECUENCIA ...................................................................................................................174 3.6.2 EVALUACIÓN DE CONSECUENCIAS...........................................................................................................174 3.6.3 CALIFICACIÓN DE RIESGOS .......................................................................................................................176 3.6.4 MATRICES DE RIESGOS ...............................................................................................................................177 3.6.5 EVALUACIÓN DE CONSECUENCIAS PARA LOS TRABAJADORES.......................................................187 3.6.6 DEFINICIÓN DE RIESGOS ACEPTABLES PARA LA SOCIEDAD.............................................................188 3.7 TRATAMIENTO DE LOS RIESGOS ..................................................................................................................192 4.
ANALISIS DE FRECUENCIA DE ESCENARIOS DE RIESGO ....................................................................193
4.1 EGIG.....................................................................................................................................................................194 4.2 ESTADÍSTICAS SEGÚN UKOPA.......................................................................................................................196 4.3 ESTADÍSTICAS SEGÚN DOT/OPS (USA)........................................................................................................197
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4.4 LINEAMIENTOS PARA EL ANÁLISIS ...............................................................................................................198 4.5 SUMARIO DE INFORMACIÓN SOBRE EVENTOS INICIALES O DESENCADENANTES..........................201 4.6 CÁLCULO DE FRECUENCIAS DE EVENTOS FINALES MEDIANTE EL DESARROLLO DE ÁRBOLES DE EVENTOS.........................................................................................................................................................201 5.
ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS..................................................................................................................203
5.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMOQUÍMICA................................................................................................203 5.1.1 CALOR DE FORMACIÓN ................................................................................................................................203 5.1.2 CALOR DE COMBUSTIÓN .............................................................................................................................203 5.1.3 TEMPERATURA ADIABÁTICA DE LLAMA....................................................................................................204 5.1.4 VELOCIDAD DE COMBUSTIÓN.....................................................................................................................206 5.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR .........................................................................209 5.2.1 PODER EMISIVO .............................................................................................................................................209 5.2.2 TRANSMISIVIDAD ATMOSFÉRICA ...............................................................................................................211 5.2.3 COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN ...................................................218 5.2.4 TEMPERATURA Y VELOCIDAD DEL GAS EN EL EJE DE LA LLAMA ......................................................219 5.3 CARACTERÍSTICAS DE LA INFLAMABILIDAD ...............................................................................................221 5.3.1 LÍMITES DE INFLAMABILIDAD ......................................................................................................................222 5.3.2 MÉTODOS PARA ESTIMAR LOS LÍMITES DE INFLAMABILIDAD.............................................................224 5.3.3 DIAGRAMAS DE INFLAMABILIDAD ..............................................................................................................226 5.3.4 TEMPERATURA DE INFLAMACIÓN..............................................................................................................230 5.3.5 TEMPERATURA DE AUTO-IGNICIÓN...........................................................................................................230 5.4 LA IGNICIÓN........................................................................................................................................................231 5.4.1 ENERGÍA DE IGNICIÓN..................................................................................................................................231 5.4.2 RETRASO DE LA IGNICIÓN ...........................................................................................................................232 5.5 DISPERSIÓN DE GASES Y VAPORES DE HC Y NUBES TÓXICAS ............................................................234 5.5.1 CONCEPTOS PREVIOS..................................................................................................................................234 5.5.1.1 EL VIENTO ...................................................................................................................................................235
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5.5.1.2 ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA ..................................................................................................................237 5.5.1.3 TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA................................................................................................241 5.5.1.4 INVERSIÓN TÉRMICA ................................................................................................................................241 5.5.2 MODELOS DE DISPERSIÓN..........................................................................................................................241 5.5.2.1 DEFINICIÓN Y TIPOS .................................................................................................................................241 5.5.2.2 ALCANCE DE LOS MODELOS...................................................................................................................245 5.5.3 MODELOS DE GASES NEUTROS (MODELOS GAUSSIANOS) ................................................................246 5.5.4 MODELOS PARA ESCAPES CONTINUOS...................................................................................................248 5.5.5 MODELOS PARA ESCAPES INSTANTÁNEOS ............................................................................................252 5.5.6 MODELOS PARA GASES PESADOS ............................................................................................................253 5.5.6.1 DESCRIPCIÓN DEL FENÓMENO..............................................................................................................253 5.5.6.2 EJEMPLO DE APLICACIÓN. ......................................................................................................................259 5.5.7 MEDIDAS DE PROTECCIÓN..........................................................................................................................263 5.5.7.1 SISTEMAS DE MITIGACIÓN .......................................................................................................................264 5.5.7.2 PROTECCIÓN POR CONFINAMIENTO .....................................................................................................265 5.5.8 ASPECTOS QUE SE DEBEN CONSIDERAR EN LA DISPERSIÓN DE GASES .......................................269 5.6 FOGONAZOS ......................................................................................................................................................272 5.7 DARDO DE FUEGO ............................................................................................................................................273 5.7.1. DEFINICIÓN ....................................................................................................................................................273 5.7.2. FORMACIÓN Y DESARROLLO DEL DARDO DE FUEGO .........................................................................274 5.7.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RADIACIÓN TÉRMICA .....................................................................274 5.8 INCENDIO DE UN LÍQUIDO...............................................................................................................................275 5.8.1 CHARCOS DE FUEGO AL AIRE LIBRE ......................................................................................................276 5.8.2 CHARCOS DE FUEGO SOBRE EL MAR ......................................................................................................282 5.8.3 INCENDIOS EN MOVIMIENTO.......................................................................................................................283 5.8.4 POOL FIRE .......................................................................................................................................................284
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5.8.4.1 DESARROLLO DEL INCENDIO...................................................................................................................284 5.8.4.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RADIACIÓN TÉRMICA ...................................................................286 5.8.4.3. MECANISMOS DE LA EVAPORACIÓN DURANTE EL INCENDIO.........................................................287 5.8.4.4. GEOMETRÍA DE LA LLAMA .......................................................................................................................287 5.8.4.5 EJEMPLO DE CÁLCULO: INCENDIO DE UN CHARCO...........................................................................290 5.9 BLEVE ..................................................................................................................................................................292 5.9.1. DEFINICIONES DE BLEVE Y BOLA DE FUEGO.........................................................................................292 5.9.2. FORMACIÓN DE LA NUBE DE VAPOR .......................................................................................................293 5.9.3. DESARROLLO DE LA BOLA DE FUEGO.....................................................................................................294 5.9.4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RADIACIÓN TÉRMICA .....................................................................297 5.9.5. PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS DE LAS BOLAS DE FUEGO ..........................................................298 5.9.6 FLASH FIRE .....................................................................................................................................................298 5.10 INCENDIO DE UN GAS ....................................................................................................................................299 5.10.1 INCENDIO DE UN CHORRO DE GAS .........................................................................................................300 5.10.2 INCENDIO DE UNA NUBE DE GAS.............................................................................................................306 5.11 BOILOVER O BORBOLLÓN.............................................................................................................................309 5.11.1 CONDICIONES NECESARIAS PARA LA EXISTENCIA DE BOILOVER ..................................................311 5.11.2 HIDROCARBUROS SUSCEPTIBLES DE EXPERIMENTAR UN BOILOVER ..........................................312 5.11.3 EFECTOS DERIVADOS DE UN BOILOVER ...............................................................................................314 5.11.4 CASOS HISTÓRICOS ...................................................................................................................................315 5.11.5 BOILOVER DE CAPA DELGADA .................................................................................................................315 5.12 EXPLOSIONES .................................................................................................................................................317 5.12.1 INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................................317 5.12.2 DETONACIONES Y DEFLAGRACIONES....................................................................................................318 5.12.3 EXPLOSIONES DE VAPORES CONFINADOS...........................................................................................320 5.12.4 EXPLOSIONES DE NUBES DE VAPOR NO CONFINADAS .....................................................................321
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5.12.5 EXPLOSIONES DE RECIPIENTES ..............................................................................................................323 5.12.6 EXPLOSIÓN POR IGNICIÓN DE POLVO COMBUSTIBLE EN SUSPENSIÓN........................................324 5.12.7 MÉTODOS PARA ESTIMAR LAS CONSECUENCIAS DE LAS EXPLOSIONES DE NUBES DE VAPOR 326 5.12.7.1 PROPAGACIÓN DE LA ONDA EXPLOSIVA EN EL AMBIENTE ............................................................327 5.12.7.2 MÉTODO DEL TNT EQUIVALENTE .........................................................................................................328 5.12.7.3 MÉTODO MULTI-ENERGÍA .......................................................................................................................332 5.12.7.4 OTROS MÉTODOS.....................................................................................................................................334 5.12.8 CARGA QUE ACTÚA SOBRE LAS ESTRUCTURAS .................................................................................334 5.12.9 RESPUESTA DE LAS ESTRUCTURAS A LOS EFECTOS DE LA ONDA DE CHOQUE ........................337 5.12.10 EJEMPLO DE CÁLCULO.- EXPLOSIÓN DE NUBE DE VAPOR .............................................................338 5.13 BLOWOUT (REVENTÓN).................................................................................................................................339 5.14 ESTIMACIÓN DE LAS CONSECUENCIAS SOBRE LA INFRAESTRUCTURA Y PERSONAS .................343 5.14.1 EFECTOS DE LA RADIACIÓN TÉRMICA .................................................................................................347 5.14.2 EFECTOS SOBRE LAS PERSONAS ...........................................................................................................347 5.14.3 QUEMADURAS DE PRIMER GRADO: TIPOLOGÍA Y VALORES UMBRAL ...........................................348 5.14.4 QUEMADURAS DE SEGUNDO GRADO: TIPOLOGÍA Y VALORES UMBRAL........................................352 5.14.5 QUEMADURAS DE TERCER GRADO: TIPOLOGÍA Y VALORES UMBRAL ..........................................355 5.14.6 FACTORES QUE CONDICIONAN LA MORTALIDAD POR QUEMADURAS DE SEGUNDO Y TERCER GRADO.............................................................................................................................................................356 5.15 EFECTOS SOBRE LOS MATERIALES..........................................................................................................360 5.15.1 EL CONCEPTO DE DOSIS DE RADIACIÓN TÉRMICA APLICADO A LOS MATERIALES ...................360 5.15.2 INTENSIDAD CRÍTICA DE RADIACIÓN ......................................................................................................361 5.14. 3 MODELOS DE CÁLCULO DE LA DOSIS .................................................................................................363 5.14.4 PROPUESTA PARA DETERMINAR LAS DOSIS DE RADIACIÓN TÉRMICA.........................................366 5.14.5 VALORES LÍMITE PARA ESTABLECER LAS ZONAS DE PLANIFICACIÓN..........................................368 5.14.6 CONSECUENCIAS DE EXPLOSIONES .....................................................................................................372
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5.15 ZONAS DENTRO DEL RADIO CIRCULAR DE IMPACTO. ...........................................................................373 5.16 ÁREAS DE ALTA CONSECUENCIA ..............................................................................................................375 6. CONCEPTOS SOBRE PROTECCIÓN DE PLANTA Y SISTEMAS CONTRA INCENDIO ..............................377 6.1 CAPAS DE PROTECCIÓN DE SISTEMAS.......................................................................................................377 7.1
CONCEPTOS GENERALES DE DISEÑO .....................................................................................................397
7.2
SISTEMAS DE PROTECCIÓN PASIVA.........................................................................................................397
7.3
SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA.........................................................................................................400
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1. INTRODUCCION
El presente documento es una recopilación de documentos, artículos técnicos y otros desarrollados con fines didácticos. No pretende ser una guía absoluta para la r ealización de estudios de riesgo, sino únicamente servir como texto introductorio acerca de las técnicas disponibles, enfoques a seguir y fuentes de información para ello. Se incluye la metodología sugerida para realizar estudios de riesgos, las técnica s asociadas para la evaluación de riesgos, los métodos de cálculo de las probabilidades de diferentes tipos de eventos de riesgo y técnicas para estimar la severidad de las consecuencias. También se presentan ejemplos prácticos de cálculos asociados a la evaluación de riesgos, muchos de ellos mediante el empleo de fórmulas simplificadas, aunque es conveniente reconocer que en la práctica muchos de estos cálculos se realizan con el empleo de programas de cálculo especializados. Sin embargo el empleo de fórmulas sencillas permite una comprensión razonable de los fenómenos asociados.
1.1 Aspectos Generales
La industria en general, y las compañías en la industria del petróleo y gas natural en particular, enfrentan cada una de ellas, su propio conjunto de riesgos. Por tanto, las soluciones que sirven para una instalación de producción costa-afuera con ciertas características particulares y en determinadas condiciones de mar, puede que no sean las mejores opciones para una refinería. Un sistema de gerencia de riesgos efectivo requiere soluciones adaptadas no sólo a la industria, sino también al caso de la compañía de que se trata y a los sectores en que opera. Por tanto, el análisis de riesgos requiere definir primeramente el contexto, ambiente, cultura en que se desenvuelven las actividades, y los peligros particulares que se enfrentan. En el presente manual describiremos una metodología basada en los estándares ISO 31000 e ISO 31010, la que de acuerdo a nuestra experiencia, se adapta bien a las necesidades d e la industria de hidrocarburos en el Perú. Además, presentaremos una amplia visión de diversas opciones disponibles al respecto.
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Marco Regulatorio
El marco regulatorio para la elaboración de estudios de riesgos de instalaciones de la industria de hidrocarburos en el Perú viene dado por la Resolución OSINERGMIN Nº 240-2010 OS/CD Procedimiento de Evaluación y Aprobación de los Instrumentos de Gestión de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos, por el Decreto Supremo Nº 043
2007 EM Reglamento de
Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos, y otros diversos reglamentos referidos a las diversas fases de la industria. Además, son aceptados los estándares de la industria de procedencia de los Estados Unidos, Europa, y otros países del mundo desa rrollado en general. 1.1.2
Causa de los Accidentes
Las causas de accidentes a veces llamadas causas raíz, son eventos o circunstancias que producen un accidente. Las causas pueden ocurrir en tres niveles: Básico (equipo o trabajador); Intermedio (supervisión); Alto (gerencia).
Las causas de accidentes responden la pregunta: ¿Qué pasó? Luego que se han determinado las causas mediante un proceso de análisis, se procede a desarrollar las medidas correctivas de cara a evitar la ocurrencia de accidentes si milares en el futuro. A continuación se discuten las causas principales de los accidentes industriales Fallas conceptuales de seguridad, a veces también conocidas como fallas culturales de seguridad. La más conocida es la Cultura de la Negación que consiste en el error de admitir que los accidentes son inevitables, a veces alegando que son el precio a pagar por una mayor productividad. Así, las evaluaciones de riesgo resultan ser poco realistas y las señales que advierten acerca del peligro, en particular las señales sutiles, son ignoradas y descartadas sin acción apropiada.
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Falta de compromiso del líder para con la seguridad. Algunos investigadores señalan que hay relación entre el grado de compromiso del líder para con la seguridad y los resultados en términos de la tasa de accidentes. Falta de procedimiento de manejo de cambios. Muchos accidentes ocurren porque la organización no dispone de un procedimiento de manejo de cambios, o porque el procedimiento existente no fue respetado. Por ejemplo, cambios en procedimientos de operación pueden terminar en descoordinaciones que luego conducen a accidentes. Inadecuado diseño de seguridad. Estas condiciones se presentan cuando el énfasis se pone en el manejo correctivo luego de sufrir condiciones de riesgo o en la investigación de accidentes, en vez de incluir las condiciones de seguridad en la instalación, empezando desde el diseño conceptual. Fallas en los sistemas de comunicación y reporte de condiciones inseguras . Muchos accidentes habrían podido evitarse si las condiciones inseguras o situaciones precursoras de accidentes detectadas hubiesen sido adecuadamente reportadas. Falta de aprendizaje o aplicación de lecciones aprendidas a partir de eventos anteriores . Los investigados sólo superficialmente. Ciertos síntomas de las causas se toman como si fuesen las causas del accidente, mientras los procesos básicos o cuestiones culturales que se hallan en la base del proceso que conduce a los síntomas y luego al accidente, permanecen ocultos. En esta forma, se adoptan acciones que supuestamente deberían evitar los accidentes. No obstante, estos continúan porque la investigación de accidentes suele enfocarse en los errores de los operadores o en las fallas técnicas, ignorando las fallas de gerencia y los factores sistemáticos. El error humano es un síntoma de un problema de seguridad, no su causa. Todo comportamiento es influido por el contexto o sistema en el cual ocurre. La reducción de los errores de operadores requiere revisar el diseño del equipo, la utilidad de los procedimientos de operación implantados, y la existencia de conflictos entre los objetivos de seguridad y las presiones de la producción.
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El sólo decir a los operadores que no cometan errores, despedir a los que los cometen, o procurar re-entrenar al personal para que no cometan errores causados por el diseño del sistema, es insuficiente. El error humano debe ser apreciado como un síntoma de que el sistema requiere s er rediseñado. Además, las fallas técnicas deben ser investigadas para descubrir las fallas del proceso que permiten que ocurran sin que sean identificadas durante las pruebas e inspecciones. Una falla que suele ocurrir cuando se investiga un accidente es
Así,
descubrir y corregir los componentes físicos y sociales del sistema que permiten la repetic ión de los mismos accidentes. La verdadera cura es un programa de mejora continua de la seguridad. Por ejemplo, en nuestro medio es corriente que ciertos accidentes de vehículos se identifiquen
La verd
la causa raíz del accidente. Son sólo
síntomas de que el parque automotriz nacional es muy antiguo y no está siendo bien mantenido. Ambas, cuestiones culturales que se hallan en la base del proceso que determina la repetición de esta clase de accidentes. .
El
cambiando el comportamiento de los trabajadores. procura diseñar los sistemas incluyendo componentes operacionales para evitar situaciones peligrosas que conduzcan a accidentes y pérdidas. Eventualmente se confunden estos dos enfoques, y se aplica sólo uno de ellos, pensando que todos los accidentes serán controlados. No es así. Ambos enfoques deben ser aplicados. Accidentes de Baja Probabilidad. A menudo se hace referencia a que los accidentes en procesos aun los de alta consecuencia, son de baja probabilidad. El problema en este caso es la implicación de que los accidentes en procesos son de baja probabilidad, sin importar cómo está diseñado y operado el sistema. Este error conduce a la creencia de que nada se puede
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hacer para reducir la probabilidad de tales eventos, pues por definición, son de baja probabilidad. 1.2 Propósito
El presente documento ha sido preparado con el propósito de servir como un instructivo para el estudio de las metodologías y métodos para el análisis de riesgos. Considerando la complejidad y severidad de las posibles consecuencias resultantes de eventos, la metodología que se presenta ha sido diseñada de manera de obtener una comprensión amplia, integral, y objetiva de los riesgos que se enfrentan en la industria en general. Las conclusiones y recomendaciones que se obtienen a partir de estudios de riesgo elaborados usando la metodología que se ofrece en el presente documento permitirán mejorar la toma de decisiones cuando se trata de administrar escasos recursos para el tratamiento de riesgos y establecer medidas preparatorias frente a emergencias probables. La metodología que se propone en el presente documento admite aplicación a la evaluación de riesgos originados por cualquier peligro industrial, a nivel local, provincial, regional, o nacional. Dependiendo del contexto de la aplicación, cualquier estudio realizado usando la metodología que se propone necesariamente se enfocará en los particulares peligros significativos e impactos de importancia para la industria en cuestión y para su entorno. Los usuarios de la metodología que se propone pueden ser entidades interesadas en estudios de riesgo, la industria en general, líderes de grupos de trabajo, expertos en la materia (por ejemplo: líderes de investigación de riesgos), facilitadores de estudios de riesgo y personal que se dedica a la evaluación de estudios de riesgo. La metodología que se propone también cubre las necesidades de otros grupos, incluyendo aquellos responsables por el desarrollo de políticas para el manejo de riesgos, responsables de asegurar que los riesgos sean manejados con efectividad en una industria, comunidad u organización cualquiera, profesionales especialistas en manejo de riesgos, y aquellos que evalúan la efectividad de las prácticas de manejo de riesgos en general.
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1.3 Alcance
En el presente documento se propone una metodología para evaluar riesgos industriales. Aunque no pretende abordar toda la estructura de la gerencia de riesgos o el proceso de gerencia de riesgos como se describe en el estándar ISO 31000:2009, debido a que se enfoca en la evaluación de riesgos de eventos de emergencia 1, en última instancia trata el manejo de riesgos en emergencias de acuerdo con los estándares internacionales para el manejo de riesgos. La metodología de evaluación de riesgos que se propone: Permitirá enfocar riesgos en áreas pequeñas (por ejemplo: una sección de planta industrial) o grandes (por ejemplo: un gran complejo industrial)
r proveniente de todas las posibles fuentes de riesgo) Usa un esquema de análisis basado en escenarios Evalúa los riesgos considerando un rango creíble de niveles de consecuencias Identifica el riesgo presente bajo los controles existentes y el riesgo residual suponiendo que se implementan controles adicionales o se mejoran los existentes Provee una línea base para evaluaciones cualitativas de riesgo y ofrece base para análisis en mayor detalle Permite realizar evaluaciones en varios niveles de confianza Provee resultados comparables, medir el riesgo y sugerir medios para reducir el riesgo.
1
Un evento de emergencia es un incidente u ocurrencia súbita, urgente, usualmente inesperada, que requiere una reacción inmediata o asistencia para la situación de emergencia que se enfrenta. El propósito principal de tal asistencia es poner la situación bajo control y restablecer la normalidad. La situación usualmente conlleva una amenaza a la salud o seguridad de los involucrados, el personal de respuesta, y las personas dentro del área en los alrededores de la emergencia.
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Ciertamente, las consecuencias de eventos de riesgo pueden ser similares, sin importar s u origen, para un evento en particular. Por tanto, la metodología que se propone toma en consideración un esquema de análisis que considera todos los peligros de origen industrial y provee un método adecuado, para considerar otras fuentes de riesgo, que pu eden incluir enfermedades (humanas, de animales y plantas), plagas de insectos y otras alimañas, y también los que provienen de causas naturales (terremoto, tsunami, inundaciones, tormentas eléctricas, etc.). La metodología propuesta también reconoce que existen técnicas de evaluación de riesgos específicamente desarrolladas para el análisis de peligros específicos. De la exposición a uno o varios eventos, por cada escenario de emergencia, pueden resultar pérdidas para la industria y para las comunidades vecinas. Causas múltiples de riesgo pueden impactar sobre la Industria y comunidades vecinas, y también, conducir a efectos secundarios o consecuenciales. Por ejemplo, un terremoto podría no sólo impactar sobre un tanque de almacenamiento de hidrocarburos causando el colapso de sus paredes o la rotura de tuberías conectadas al mismo (como fuente primaria de riesgo), sino que el derrame de hidrocarburos a través de las tuberías rotas podría causar daños en el ambiente e incluso terminar en un incendio causando la destrucción de toda la planta y de otras facilidades en su entorno, (fuentes secundarias de riesgo). La metodología que se propone permitirá que los profesionales manejen estas complejidades y stente con las prácticas de manejo de emergencias. Aunque la metodología que se propone se enfoca en la evaluación de riesgo, requiere ser integrada en el proceso general de manejo de riesgos. Por tanto, la metodología propuesta también muestra cómo establecer el contexto, para desarrollar una comprensión común del alcance y propósito del estudio de riesgo. Además, también provee guía para el tratamiento de riesgos, lo cual incluye desarrollar y seleccionar opciones de reducción de riesgos. Los procesos d
también se examinan
brevemente en la Sección 2. No obstante la metodología que se propone, los usuarios de la misma también deben usar el estándar ISO 31000 para usarlo en conjunto con la metodología propuesta.
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Aunque la metodología propuesta provee un método riguroso para la evaluación de riesgos personal que debe manejar la emergencia (el personal que realiza tareas de respuesta a la emergencia). 1.4 Estructura
La metodología que se propone provee información necesaria sobre la evaluación de riesgos, incluyendo la preparación, dirección y resultados del análisis de eventos de emergencia. A la introducción en la Sección 1 sigue una descripción de los principios, estructura y fundamentos del proceso de manejo de riesgos y del rol de la evaluación de riesgo. La Sección 2 describe en detalle la gestión de riesgos. La Sección 3 presenta en detalle la metodología para la evaluación de riesgos. La Sección 4, presenta el análisis de frecuencia de escenarios de riesgos. La Sección 5, el análisis de consecuencias en general. La Sección 6, la estimación de las consecuencias sobre la infraestructura y personas. La Sección 7, conceptos sobre protección de plantas y sistemas contra incendio. La Sección 8, fundamentos de la protección contra fuego. En los apéndices se incluyen documentos de soporte asociados con información sobre frecuencias de falla o de ocurrencia. 1.5 Riesgos: Definición y Tipos
que suceda
actividad dada, en relación con la probabilidad de que ocurra Un tratamiento riguroso del riesgo requiere una definición más precisa que permita su cuantificación.
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Una definición que cumple estos requisitos y que es utilizada por muchos profesionales es la basada en el producto de la frecuencia prevista para un determinado suceso por la magnitud de las consecuencias probables: Riesgo = Frecuencia * Magnitud de consecuencias Así, si un accidente tiene una frecuencia estimada en una vez cada 50 años y sus consecuencias se estiman en un centenar de muertos, el riesgo es de 2 muertes/ año. O, si el accidente con la misma frecuencia produce unas pérdidas evaluadas en 300 millones de U.S. Dólares, el riesgo es de 6 millones de U.S. Dólares por año. Esta forma de definir el riesgo presenta realmente dificultades e inconvenientes. En primer lugar las unidades: la magnitud de las consecuencias de un accidente no se mide únicamente en fallecimientos o en dinero; existe también la posibilidad de que se produzcan heridos o secuelas a largo plazo en la población. Tales secuelas, generalmente de difícil o imposible estimación (por ejemplo los casos de Seveso y Bhopal), o de contaminación de áreas más o menos extensas (Seveso o el Rhin). En segundo lugar, no resulta fácil calcular los dos parámetros que intervienen en la definició n, la frecuencia y la magnitud de las consecuencias. Como se verá más adelante, existen a pesar de todo, metodologías que permiten estudiar estos parámetros, no de forma exacta pero sí con una precisión razonable para poder estimar el riesgo. Es conveniente mencionar que el Riesgo también puede ser definido como: Riesgo = Frecuencia de ocurrencia del suceso x Consecuencias del suceso Esta forma de definir el riesgo es empleada en Europa y está basada en el hecho que la frecuencia de ocurrencia está asociada directamente con la probabilidad de ocurrencia del evento analizado y que existen abundantes fuentes de información que proporcionan la frecuencia de ocurrencia y no directamente la probabilidad. Es interesante matizar aquí la diferencia entre riesgo (risk) y peligro (hazard). Puede definirse el peligro como aquello que puede producir un accidente o un daño. El riesgo, sin embargo, se asocia a la probabilidad de que un peligro se convierta realmente en un accidente con unas consecuencias determinadas. Si bien en la terminología anglosajona estos dos términos están
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diferenciados, en castellano se suelen utilizar de forma indistinta, tal y como se verá en los capítulos siguientes. Debido a la gran variedad de riesgos, se han propuesto diversas clasificacione s; desde un punto de vista general, se pueden clasificar en las tres categorías siguientes: Riesgos de categoría A: son los inevitables y aceptados, sin compensación (por ejemplo morir fulminado por un rayo). Riesgos de categoría B: evitables, en principio, pero que deben considerarse inevitables si uno quiere integrarse plenamente en la sociedad moderna (por ejemplo: morir en un accidente aéreo o de automóvil). Riesgos de categoría C: normalmente evitables, voluntarios y con compensación (por ejemplo: practicar un deporte peligroso). Como referencia, y para eventuales comparaciones, la Tabla 1.1 presenta una estimación del valor de algunos riesgos (mortalidad) asociados a la vida ordinaria (datos correspondientes a Gran Bretaña y a Estados Unidos). Debe tenerse en cuenta que estos datos estadísticos, que a menudo aparecen en la bibliografía, pueden variar de una fuente a otra, y que como todas las estadísticas deben interpretarse con buen criterio. Si han sido elaborados con seriedad, sin embargo, el orden d e magnitud suele ser el mismo. Debe resaltarse que en la misma tabla hay causas de muerte de características totalmente diferentes: algunas, como por ejemplo la caída de meteoritos o la acción de los rayos, afectan prácticamente por igual a toda la población de un país, mientras que otras como viajar en avión o en motocicleta, sólo afectan a un sector determinado. Por otra parte, en la tabla hay hechos que causan muerte repentina junto a hechos que en realidad lo que hacen es reducir la esperanza de vida, y también hechos involuntarios y otros provocados voluntariamente: suicidarse no es en realidad un riesgo sino un acto voluntario.
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Tabla 1.1 Mortalidad anual asociada a diversos sucesos y actividades Actividad/suceso
Mortalidad por año y por persona
Mortalidad por persona
Caída de meteoritos Explosiones de recipientes a presión Viajar en avión Fulminados por un rayo Mordedura de serpiente venenosa Viajar en tren Rotura de presas Tornado (Midwest), terremoto (California) Ahogados Atropello por automóvil Abuso de alcohol Suicidio Viajar en automóvil Viajar en motocicleta Fumar (más de 20 cigarrillos/día)
6.0x10-11 5.0x10-8 1.0x10-7 1.0x10-7 2.0x10-7 5.0x10-7 1.0x10-6 2.0x10-6 4.0x10-5 5.0x10-5 7.5x10-5 1.0x10-4 1.7x10-4 1.0x10-3 5.0x10-3
1 de 17,000 millones 1 de 20 millones 1 de 10 millones 1 de 10 millones 1 de 5 millones 1 de 2 millones 1 de 1 millones 1 de 500,000 1 de 25,000 1 de 20,000 1 de 13,300 1 de 10,000 1 de 5,900 1 de 1,000 1 de 200
Desde el punto de vista más concreto de las actividades industriales, los riesgos pueden clasificarse en otras tres categorías: Riesgos convencionales: relacionados con la actividad y el equipo existentes en cualquier sector (electrocución, caídas). Riesgos específicos: asociados a la utilización o manipulación de productos que, por su naturaleza, pueden ocasionar daños (productos tóxicos, radioactivos). Riesgos mayores: relacionados con accidentes y situaciones excepcionales. Sus consecuencias pueden presentar una especial gravedad ya que la rápida exp ulsión de productos peligrosos o de energía podría afectar a áreas considerables (escape de gases, explosiones). De estos tres tipos de riesgo, los dos primeros corresponden al tratamiento clásico de la seguridad e higiene en el trabajo, y por su forma de actuar son en general relativamente fáciles
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de prever. Por el contrario, las características especiales de los riesgos mayores los convierten probablemente en la contingencia más temible. Actuando con una severidad a veces extrema, estos accidentes pueden tener una característica muy importante: la de sobrepasar los límites de la instalación e incidir sobre la población externa y sobre el medio ambiente. Son estas características de los riesgos mayores las que han contribuido esencialmente a conferir a la industria química, gas y petróleo una imagen de peligrosidad y han desarrollado un cierto sentimiento de temor en la sociedad. También se les debe atribuir el esfuerzo realizado actualmente para la prevención de estos riesgos. Los estudios de riesgo se realizan para analizar la categoría de riegos mayores. Los estudios de Riesgos para Construcción pueden requerir el análisis de los procesos de trabajo o riesgos convencionales. Los estudios
de seguridad en el trabajo analizan la primera categoría mediante IP ER
(Identificación de peligros y evaluación de riesgos) 1.6 Metodologías para evaluación de riesgos
Existen muchos métodos de análisis de riesgos desarrollados por diversos países e instituciones nacionales e internacionales. 1.6.1 NIST
El National Institute of Standards and Technology (NIST) dependencia del U.S. Department of Commerce de los Estados Unidos de América, conocido entre 1901 y 1988 como National Bureau of Standards (NBS), en su NIST Special Publication 800-30 Revisión 1, describe un método de análisis de riesgos que presentamos a continuación en la Figura 1.1, el cual esencialmente se describe en el paso 2, que consta de 5 etapas: o Identificar las fuentes de peligros y eventos; o Identificar las vulnerabilidades y condiciones favorables al evento de riesgo; o Determinar la probabilidad de ocurrencia; o Determinar la magnitud del impacto; y
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o Determinar el riesgo. Figura 1.1 Proceso de evaluación de riesgos.
Paso 2: Conducción de la evaluación Identificar fuentes de peligros y eventos
Identificar vulnerabilidades y condiciones propicias Determinar frecuencia de ocurrencia
Determinar las consecuencias
Determinar el riesgo
Fuente:NIST Special Publication 800-30 Revision 1 Ver la Figura 5 Risk Assessment Process Chapter 3 Page 23.
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1.6.2 ISO 31000
Igualmente, el estándar ISO 31000:2009, Risk management complemento ISO 31010:2009, Risk management
Principles and guidelines, y su
Risk assessment techniques, producidos
por la International Organization for Standardization (ISO), la más grande organización que a nivel mundial desarrolla estándares voluntarios de aplicación internacional, describen un método de análisis de riesgos que presentamos a continuación en la Figura 1.2, el cual esencialmente consta igualmente de 5 etapas: o Establecer el contexto; o Identificar los riesgos; o Analizar los riesgos; o Evaluar los riesgos; y o Tratar los riesgos.
Establecer el contexto Evaluación de Riesgo
Identificación de Riesgos
Análisis de Riesgos Evaluación de Riesgos
Tratamiento de los Riesgos Figura 1.2 Proceso de evaluación de riesgos. Fuente: ISO 31010:2009, Risk management Risk assessment techniques
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Comparando ambos métodos vemos que son equivalentes. En efecto, ambos métodos constan de 5 etapas. Ambos empiezan por identificar los peligros que podrían presentarse, ambos evalúan la probabilidad de ocurrencia, ambos deben evaluar la magnitud del impacto; ambos deben evaluar el riesgo o efecto conjunto de probabilidad x magnitud del impacto; y finalmente, ambos métodos deben terminar tratando el riesgo según sea necesario para llevarlo a una situación aceptable. Una comparación que incluya otros métodos, sólo nos convencerá de que todos esos métodos son sólo diferentes expresiones o adaptaciones de una misma cu estión esencial a diferentes realidades y situaciones. Por otra parte, la industria en general, y las compañías en la industria del petróleo y gas natural en particular, enfrentan
cada una de ellas, su propio conjunto de riesgos. Por tanto,
las soluciones que sirven para una instalación de producción costa-afuera con ciertas características particulares y en determinadas condiciones de mar, puede que no sean las mejores opciones para una refinería. Un sistema de gerencia de riesgos efectivo requiere soluciones adaptadas no sólo a la industria, sino también al caso de la compañía de que se trata y a los sectores en que opera. Por tanto, el análisis de riesgos requiere definir primeramente el contexto, ambiente, cultura en que se desenvuelven las actividades, y los peligros particulares que se enfrentan. En el presente manual describiremos una metodología basada en los estándares ISO 31000 e ISO 31010, la que de acuerdo a nuestra experiencia, se adapta bien a las necesidades de la industria de hidrocarburos en el Perú. Además, presentaremos una amplia visión de diversas opciones disponibles al respecto. 1.6.3 CFR 40 Part 68 Chemical Accident Prevention Provisions
El "Code of Federal Regulations" de los Estados Unidos, establece en la Parte 68, un conjunto de normas asociadas con el desarrollo y la implementación de programas de gestión de riesgos. El código establece que si un establecimiento almacena sustancias tóxicas o inflamables por encima de un valor listado en la sección 40 CFR 68.130 está obligado a presentar un análisis de consecuencias sobre los alrededores, para proporcionar información
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al gobierno y al público sobre las consecuencias potenciales de un derrame químico de sustancias peligrosas o de un producto inflamable. Este código es administrado por la EPA. El análisis de consecuencias tiene dos elementos: Análisis del peor de los escenarios y Escenarios alternativos. Para simplificar el análisis y asegurar su comparación, EPA ha definido que el peor de los escenarios es la pérdida de contención de la mayor sustancia química regulada desde un simple recipiente, línea de proceso que trae como resultado la mayor distancia de afectaci ón. Esto es la distancia de afectación de una nube de vapor, calor radiado por un incendio u ondas de propagación de una explosión las cuales viajan una distancia hasta la cual no se producen daños a las personas. En adición el establecimiento debe presentar las estadísticas de accidentes de los últimos 5 años. 1.6.4 Otros Estándares
Existen muchos otros estándares que mencionaremos aquí para referencia. Las Guías para Evaluación de Riesgos y Emergencias Nacionales del Gobierno Australiano (NERAG por sus siglas en inglés: National Emergency Risk Assessment Guidelines). Este documento provee una metodología de evaluación de riesgos consistente con la norma ISO 31000: 2009. Comparando todos estos métodos vemos que son equivalentes. En efecto, todos ellos constan de 5 etapas. Empiezan por identificar los peligros que podrían presentarse, evalúan la probabilidad de ocurrencia, luego evalúan la magnitud del impacto; continúan evaluando el riesgo o efecto conjunto de probabilidad x magnitud del impacto; y finalmente, terminan tratando el riesgo según sea necesario para llevarlo a una situación aceptable. Una comparación que incluya otros métodos, sólo nos convencerá de que todos esos métodos son sólo diferentes expresiones o adaptaciones de una misma cuestión esencial a diferentes realidades y situaciones.
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2. LA GESTIÓN DE RIESGOS 2.1 Introducción
El estándar internacional ISO 31000:2009 Risk management
principles and guidelines incluye
los principios de gestión de riesgos y especifica una estructura para implantar la gestión de riesgos en las prácticas estándar de gobierno e industrias. La metodología que se propone en el presente documento provee un enfoque contextualizado para conducir evaluaciones de riesgo en eventos de emergencia y es consistente con los estándares internacionales. 2.2 Principios
Cierto número de principios apuntalan y soportan la gestión efectiva de riesgos. Estos principios se articulan en el estándar ISO 31000:2009. Al aplicar la metodología de evaluación de riesgos, la industria, los gobiernos, organizaciones y comunidades deben estar conscientes de estos fundamentos y asegurarse que la gestión de riesgos: Crea y protege los valores. La gestión de riesgos contribuye a los objetivos societarios de lograr industrias y comunidades seguras, sostenibles a través de la protección de las personas, del ambiente, la economía, la administración pública, el ca pital social y la infraestructura. Se integra con todos los procesos de la organización. La gestión de riesgos es una corriente principal de actividad que resulta más efectiva cuando está integrada en las prácticas estándar de la industria, las organizaciones, gobiernos y comunidades. Informa sobre la toma de decisiones. La gestión de riesgos apoya la toma de decisiones informada y la priorización de recursos escasos para las actividades de reducción de riesgos. Considera explícitamente la incertidumbre. La gestión de riesgos rigurosa cuantifica la incertidumbre.
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Es sistemática, estructurada y oportuna. Para obtener resultados consistentes, fiables y comparables es necesario adoptar un enfoque sistemático, estructurado y oportuno. Se basa en la mejor información disponible. Se aplica la mejor data e información disponible acerca de riesgos, peligros, exposición y vulnerabilidad, tomada de una variedad de fuentes incluyendo data histórica, pronósticos, modelos, observaciones, información recolección de la comunidad y del juicio de expertos. Los tomadores de decisiones deben estar al tanto de las limitaciones de la data, modelos de análisis y posibilidad de opiniones divergentes entre expertos. Ser administrada a la medida. La metodología de gestión de riesgos adopta un enfoque adecuado a cada propósito, en línea con las necesidades de la industria, la sociedad, el contexto y el perfil del riesgo. Considera y toma en cuenta los factores humanos y culturales. Las capacidades, percepciones e intenciones de individuos y del grupo del estudio de riesgos deben ser tomadas en consideración en el proceso de gestión de riesgos. Es transparente e inclusiva. Para que sea relevante, actual y efectiva, la gestión de riesgos debe contar con la participación de todas las Partes involucradas y, en particular, de los tomadores de decisiones, de manera apropiada y oportuna. Es dinámica, iterativa y receptiva a los cambios. La gestión de riesgos en emergencias responde a perfiles de riesgos cambiantes e información emergente sobre peligro, exposición y vulnerabilidad. El monitoreo y revisión de riesgos es efectivo, cuando dicho proceso puede identificar cuando el riesgo emerge, cambia o desaparece. Facilita la mejora continua. La gestión de riesgos efectiva descansa en el desarrollo e implementación de estrategias que mejoran la madurez de la gestión de riesgos en la industria, el gobierno, la organización y la comunidad. Tal enfoque ayuda a desarrollar un enfoque elástico y adaptable.
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2.3 La Estructura de la Gestión de Riesgos
De acuerdo al estándar ISO 31000:2009 efectividad de la estructura de gestión que provee los cimientos y arreglos que permitirán su 2
Una estructura apropiada asegura
que la información sobre riesgos emergentes será reportada adecuadamente y usada en los niveles relevantes de toma de decisiones. La estructura de gestión de riesgos se diseña para permitir la integración de la gestión de riesgos y sus resultados en la corriente principal de los sistemas y actividades de gestión de la industria. Los componentes clave una estructura de gestión de riesgos efectiva mostrada en la Figura 2 incluyen: Un mandato y compromiso de los líderes y gerentes Procesos para el diseño de una efectiva estructura de gestión de riesgos Programas para implementar la estructura y procesos de gestión de riesgos Programas para permitir el monitoreo y revisión de la estructura Procesos para la mejora continua de la estructura. La Figura 2.1 muestra las relaciones entre los componentes de una efectiva estruc tura de gestión de riesgos. Detalles adicionales sobre cada componente pueden obtenerse en el estándar ISO 31000:2009.
2ISO,
2009, ISO 31000 Risk management Geneva.
principles and guidelines, International Organisation for Standardization,
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Figura 2.1 Componentes de la Gestión de riesgos
OBLIGACIONES Y COMPROMISOS
PROCESO DE DISEÑO DE UNA EFECTIVA ESTRUCTURA DE GESTION DE RIESGOS COMPRENDER EL CONTEXTO RESPONSABILIDAD INTEGRACIÓN COMUNICACIONES INTERNAS Y EXTERNAS - INFORMES
MEJORAMIENTO CONTINUO DE LA ESTRUCTURA
IMPLEMENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LOS PROCESOS DE GESTION DE RIESGOS.
MONITOREO Y REVISIÓN DE LA ESTRUCTURA
2.4 El Proceso de la Gestión de Riesgos
El proceso de la gestión de riesgos está descrito en el estándar ISO 31000:2009. De acuerdo a dicho estándar, el proceso debería ser integrado con la gerencia y toma de decisiones, integrado en las prácticas y cultura, y adaptado a la comunidad u organiza ción y a su perfil de riesgo. En el contexto de la gestión de una emergencia, la gestión de riesgos es un proceso que
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involucra lidiar con riesgos para la comunidad, que nacen de eventos de emergencia. Se trata de un método sistemático para identificar, analizar, evaluar y tratar riesgos de emergencia, tomando un enfoque iterativo con actividades bien definidas, conducentes a la implementación de estrategias efectivas de tratamiento de riesgos. El proceso de gestión de riesgos se muestra en la Figura 2.2
ESTABLECER EL CONTEXTO
IDENTIFICAR LOS RIESGOS
ANALIZAR LOS RIESGOS
EVALUAR LOS RIESGOS
TRATAMIENTO LOS RIESGOS
Figura 2.2 Proceso de Gestión de Riesgo El proceso comprende cinco elementos principales: Establecer el contexto, Identificar los riesgos, Analizar los riesgos, Evaluar los riesgos, y Tratar los riesgos.
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Estos cinco elementos se apoyan en dos actividades esenciales: Comunicación y consulta; y Monitoreo y revisión; Las cuales se aplican a cada elemento principal del proceso.
2.4.1 Comunicación y Consulta
La comunicación y consulta son fundamentales a través de todo el proceso de gestión de riesgos y debe realizarse con todas las Partes interesadas internas y externas y durante todas las etapas del proceso. Es importante asegurar que todos aquellos que deben ser involucrados (p. ej.: porque son responsables del proceso o porque tienen intereses creados) no sólo se mantengan informados, sino que sean también invitados a contribuir con el proceso, a fin de establecer un entendimiento común de la forma en que se adoptan las decisiones. También es importante considerar desde el comienzo el involucramiento de grupos adversarios para minimizar cualquier crítica negativa o de poca ayuda. Esto mejorará la gestión de riesgos, porque los interesados tienden a juzgar el riesgo en base a sus percepciones. Tales percepciones pueden variar debido a diferencias en valores, necesidades, suposiciones , conceptos y preocupaciones. Debido a que los puntos de vista de los interesados pueden tener impacto significativo en las decisiones que se adoptan, es importante que tales diferencias en sus percepciones acerca del riesgo, sean identificadas, registradas y consideradas tempranamente en el proceso de gestión de riesgos. 2.4.2 Establecer el Contexto
Para establecer el contexto de la gestión de riesgos, se deben definir los parámetros básicos dentro de los cuales los riesgos deben ser gestionados. El proceso define supuestos acerca de los ambientes interno y externo de la industria, organización o comunidad y sobre los objetivos generales del estudio de gestión de riesgos. Esto será útil para obtener una comprensión común del alcance del proceso y de los criterios de riesgo contra los cuales se medirán los riesgos.
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Establecer el contexto inicialmente requiere realizar cierto número de actividades: establecer el alcance, establecer las metas y objetivos, definir las responsabilidades, definir los elementos clave, identificar las actividades y procesos clave, y confirmar las metodologías. Establecer el contexto también confirma los procesos de evaluación, considera las decisiones que podría ser necesario adoptar e identifica cualquier investigación necesaria incluyendo los recursos requeridos para ello. Este proceso es crítico para estructurar las etapas de identificación, análisis y evaluación. Consecuentemente, establecer el contexto asegura que el enfoque adoptado encaja en el propósito y es apropiado para la comunidad y su perfil de riesgo. 2.4.3 Identificar los Riesgos
Sobre la base de información de buena calidad y a través del conocimiento de la industria, organización o comunidad (incluyendo sus ambientes interno y externo), se identifican y describen peligros, vulnerabilidades y riesgos asociados. Se consideran las fuentes de riesgo, los controles existentes, los eventos y sus causas posibles, áreas de impacto y consecuencias potenciales. Se adopta un enfoque sistemático y completo para asegurar que ningún riesgo significativo quede excluido inadvertidamente. Por ejemplo es importante conformar un grupo de expertos suficientemente completo para estudiar todas las causas significativas y escenarios de emergencias puesto que hay muchas formas en las cuales puede ocu rrir un evento de emergencia. Esto podría involucrar la consideración de información histórica o proyecciones de eventos similares. La identificación de escenarios puede ser útil, porque puede conducir a predicciones razonables acerca de asuntos en desarrollo o en evolución. Al concluir esta fase, todos los riesgos de interés estarán identificados y registrados, incluso si algunos ya son conocidos y posiblemente están controlados a través de medidas existentes de tratamiento de riesgos. 2.4.4 Análisis de Riesgos
El análisis de riesgos es el elemento del proceso a través del cual se determinan y comprenden el nivel del riesgo y su naturaleza. La información producida por el análisis de riesgos es crítica para clasificar la gravedad de los riesgos y ayudar a decidir si requieren o no ser tratados. En
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esta fase, también se identifican las oportunidades de control. El análisis involucra la consideración de las posibles consecuencias, la probabilidad de que tales consecuencias puedan ocurrir (incluyendo los factores que afectan a las consecuencias), y cualquier control existente que tienda a reducir los riesgos. Durante esta fase se evalúa el nivel de confianza en el análisis considerando factores tales como la existencia o no de opiniones divergentes, nivel de experiencia y pericia, incertidumbre, calidad, cantidad y relevancia de la data e información, y las limitaciones de los modelos de análisis. Al concluir esta etapa, todos los riesgos identificados estarán categorizados en niveles de riesgo, se les habrá asignado una calificación de riesgo, y se dispondrá de descripciones acerca de los controles existentes y de su adecuación a las situaciones estudiadas. 2.4.5 Evaluar los Riesgos
Durante la evaluación de riesgos, se compara el nivel del riesgo contra el criterio de clasificación de riesgos previamente establecido al comienzo del proceso, al momen to de establecer el contexto. Además, se deben tomar en consideración el alcance y objetivos del proceso en sí mismo, los puntos de vista de las Partes interesadas, y el impacto acumulativo de una serie de eventos que podrían ocurrir simultáneamente. El producto requerido de la fase de evaluación de los riesgos es una decisión acerca de cuáles riesgos requieren tratamiento y las prioridades del tratamiento. La evaluación de riesgos puede también conducir a la decisión de acometer análisis adicionales. Otro producto del análisis podría ser que no se requiere realizar análisis adicionales ni tratamiento alguno, sino que los riesgos relevantes pueden continuar siendo manejados con los controles, monitoreo y revisión existentes. 2.4.6 Tratamiento de Riesgos
Habiendo evaluado todos los riesgos identificados, el tratamiento de riesgos es el proceso de seleccionar y evaluar medidas para modificar el riesgo, y la preparación e implementación de planes de tratamiento, los cuales provean nuevos controles y/o modifiq uen los controles existentes. Esto significa identificar y diseñar acciones alternativas apropiadas para manejar los riesgos, la evaluación de sus resultados o impactos, y la especificación e implementación de los
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planes de tratamiento. Es importante considerar todos los costos directos e indirectos y los beneficios, sean tangibles o intangibles, y medirlos en términos financieros o de otra forma. Además, se puede considerar y adoptar más de una opción, sea separadamente o en combinación. Las medidas para tratar el riesgo pueden incluir las opciones de evitarlo o tomarlo, eliminar la fuente de riesgo, cambiar la probabilidad de las consecuencias, optimizar, transferir, c ompartir o retener el riesgo. Luego de la aplicación del tratamiento de riesgos, los riesgos residuales deben incluirse en el monitoreo de seguimiento regular y en las actividades de revisión. 2.4.7 Monitoreo y Revisión
Uno de los factores críticos en la gestión de riesgos es establecer un sistema continuo de monitoreo y revisión para confirmar la efectividad de los controles existentes y explicar los cambios en determinadas circunstancias. Estas actividades completan el ciclo de gestión de riesgos de manera que los supuestos, métodos, fuentes de datos, resultados y razones de las decisiones quedan sujetas a verificación periódica. Las verificaciones periódicas ayudan a mantener los planes de acción especificados en vigencia y actualizados. Procesos de aseguramiento de calidad incluyendo procesos de revisión por colegas, puede n dar soporte a esta función. El proceso debería también permitir la consolidación de información adicional para mejorar la evaluación de riesgos, el análisis de lecciones aprendidas a partir de eventos, tendencias en cambios de exposición y vulnerabilidad, detección de tales cambios y cambios en la naturaleza (frecuencia y severidad) de eventos peligrosos. Es muy importante definir claramente las responsabilidades por la verificación y monitoreo. Los procesos acordados y los resultados del monitoreo y revisión deberían quedar registrados y ser reporta dos, e integrarse como parte importante del ciclo de la estructura de revisión de gestión de riesgo de una industria, organización o comunidad.
2.5 El Rol del Análisis de Riesgos
Para minimizar las consecuencias, es esencial tener profunda comprensión de los riesgos. De acuerdo con el estándar ISO 31000:2009, la evaluación de riesgos se define como el proceso integral de identificación de riesgos, análisis de riesgos y evaluación de riesgos. En otras
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palabras, es el proceso usado para describir asuntos vinculados con riesgos y determinar las prioridades de gestión de riesgos mediante la evaluación y comparación de niveles de riesgo contra estándares predeterminados. Por tanto, el análisis de riesgos es una parte crítica del proceso de gestión de riesgos. Durante este proceso, se evalúa la probabilidad de las particulares consecuencias de eventos peligrosos, tomando en cuenta las probabilidades de ocurrencia del evento, impactando los elementos en riesgo y produciendo resultados con consecuencias específicas. Como parte de este proceso es preciso considerar información sobre los elementos que podrían estar expuestos a un impacto en un evento peligroso y sobre su vulnerabilidad frente a ese particular peligro. Las evaluaciones de riesgos permiten que la industria, comunidades, organizaciones y gobiernos comprendan y cuantifiquen los riesgos involucrados y tomen decisiones acerca de medidas apropiadas para manejarlos. El propósito de una evaluación de riesgos es identificar, analizar y evaluar los riesgos de una manera sistemática, consistente y objetiva. En general, los modelos de evaluación de riesgos pueden generalmente ser categorizados por la compl ejidad y enfoque del estudio. La complejidad puede variar desde enfoques simples
mayormente
cualitativos, los cuales se usan principalmente para evaluaciones preliminares con fines de filtrado de opciones, hasta enfoques detallados
los cuales a menudo usan modelos
cuantitativos y pueden incluir técnicas de modelado de impactos . Los enfoques más complejos se usan a menudo para complementar enfoques cualitativos. El nivel de complejidad obedece a la necesidad de manejar la incertidumbre y al rigor requerido (p.ej.: justificar tr atamientos de costo elevado).
(riesgo para el
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La Figura 2.3 provee una representación conceptual de los enfoques disponibles para la evaluación de riesgos.
CUALITATIVO
CUANTITATIVO
ANÁLISIS DETALLADO DE RIESGOS ESPECIFICOS. P. EJ. MODELADO DE PÉRDIDA DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA
EVALUACIÓN PRELIMINAR DE PROPIEDADES. P. EJ. ESTUDIOS DE RIESGOS CUALITATIVOS
ENFOCADO EN LOS ACTIVOS
ANALISIS DETALLADO DE RIESGOS GENERALES P.EJ. MODELADO DE PÉRDIDAS PARA REASEGURO CONTRA SISMOS.
EVALUACIÓN PRELIMINAR DE LÍNEAS DE BASE P.EJ. ESTUDIOS DE RIESGOS DE COMUNIDADES FRENTE A PELIGROS DE TODO TIPO
ENFOCADO EN LOS EVENTOS
Figura 2.3 Enfoques para la evaluación de riesgos
La metodología que se propone provee un enfoque para evaluar los riesgos de eventos de emergencia que se presentan en industrias, que puede ser aplicado a vario s niveles de complejidad y diversos escenarios, dependiendo de las necesidades. A pesar de la importancia de la evaluación de riesgos como herramienta para soporte de la toma de decisiones, que provee una medida para la comprensión y comparación de problem as y asuntos significativos, no se trata de la única herramienta disponible con ese objeto. Se debe reconocer que existen muchas otras técnicas que pueden dar soporte al proceso de toma de cisiones, incluyendo los denominados procesos formales de apreciación, las técnicas de gestión de proyectos, el análisis de costo-beneficio, y los análisis de causa-raíz.
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3. METODOLOGIA PARA LA EVALUACION DE RIESGOS 3.1 La Metodología
La Figura 3.1 muestra la metodología de la evaluación de riesgos, integrada en el proceso de gestión de riesgos. Se espera que este enfoque produzca resultados que permitan clasificar los riesgos identificados e indicar opciones y áreas clave para la adopción de medidas de tratamiento de riesgos.
ESTABLECER EL CONTEXTO Objetivos, alcance, partes interesadas, criterios, elementos clave. Data/ Información
IDENTIFICAR LOS RIESGOS Escenario de emergencia. Causas, prevención, preparación, respuesta y recuperación, impactos.
ANALIZAR LOS RIESGOS Nivel de control ANALISIS DETALLADO DEL RIESGO
Probabilidad y consecuencia Clasificación del riesgo
EVALUAR LOS RIESGOS ¿SE REQUIERE MÁS ANALISIS?
Tan bajo como sea razonablemente práctico Tolerabilidad
TRATAMIENTO LOS RIESGOS
Figura 3.1 Metodología de la evaluación de riesgos
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INFORMACIÓN IMPORTANTE Es importante asegurar que se utiliza la información más apropiada relativa a los peligros y a la comunidad de interés. Inicio
Caracterización de la empresa Identificación de los peligros Definición de los escenarios de los accidentes
Estimación de consecuencias y de la vulnerabilidad
Estimación de las frecuencias
Estimación del riesgo
¿Riesgo tolerable
Medidas para reducir los riesgos
Fin Fig. 3.2 Secuencia lógica para el desarrollo del estudio de riesgo
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Esta metodología es coherente y compatible con el estándar ISO 31000:2009 y refuerza la evar a cabo más análisis . Para facilitar la toma de esta decisión, se introduce un elemento metodológico que específicamente se refiere a la confianza que puede tenerse en los resultados. En este punto, está decidido si se requiere o no llevar a cabo un análisis detallado para mejorar la confianza u obtener resultados más detallados. Un análisis más detallado puede ser valioso cuando las pérdidas potenciales son altas o las medidas de tratamiento son costosas. Siguiendo el proceso de identificar, analizar y evaluar los riesgos, la metodología de evaluación de riesgo fundamentalmente adopta un enfoque en dos etapas. Se basa en una evaluación cualitativa básica (para filtrado), la que podrá completarse con análisis detallado (p.ej.: cuantitativo) de diferentes niveles de complejidad, de ser necesario. Esto es: 1. Una evaluación inicial para identificar y filtrar los riesgos rápidamente. Esta evaluación seguirá procedimientos relativamente simples pero robustos que pueden ser realizados por individuos con diferentes niveles de habilidades técnicas y tiempo disponible. Se entiende por robusto a la característica que describe la habilidad de un modelo, prueba, procedimiento o sistema para comportarse con efectividad aunque las variables o supuestos involucrados sufran alteraciones 2. Un análisis detallado para aumentar la confianza en la evaluación de riesgos o justificar las calificaciones de riesgo obtenidas, la evaluación o diseño e implementación de las necesarias estrategias de tratamiento de riesgos. Este análisis puede requerir aportes de especialistas (por ejemplo mediante el uso de modelos complejos centrados en los peligros o eventos), no obstante, sus resultados se retroalimentarán a la evaluación inicial para comparación con aquellos resultados. Considerando que este enfoque permite trabajar en varias escalas espaciales, la metodología puede utilizarse a nivel local, regional, territorial y nacional. Otras características clave de la metodología se listan a continuación.
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Se usa un enfoque basado en escenarios que se aplican durante todo el proceso de evaluación de riesgo. Se usa un enfoque sistemático para identificar los controles y considerar su adecuación. Esto facilita la comprensión de los impactos potenciales de uno o múltiples peligros sobre la industria o comunidad y las vías que siguen tales peligros para llegar al impacto. Esto a su vez facilita la identificación de medidas de tratamiento del riesgo. Se muestrea el riesgo a través de una gama de niveles de consecuencia creíb les para riesgos específicos. El muestreo de las probabilidades de una gama de consecuencias creíbles permite una mayor comprensión de la naturaleza del perfil de riesgos de una industria, comunidad u organización frente a particulares fuentes de riesgo. Se usa un conjunto estándar de descriptores de consecuencia y probabilidad para ser aplicado por todos los usuarios. Este enfoque se adopta para obtener resultados consistentes en las calificaciones de los riesgos identificados con tamiento del riesgo. Se usa un mecanismo para determinar el nivel de confianza en el proceso de evaluación de riesgo, con el fin de identificar y comunicar la incertidumbre y apoyar la toma de decisiones acerca de la necesidad de realizar análisis de riesg o detallado, o acerca de la selección de medidas de tratamiento del riesgo. Este mecanismo permite evitar resultados engañosos, por ejemplo debido a percepciones subjetivas. Así, las influencias indeseables en el proceso pueden ser abordadas, para mejorar la consistencia de los resultados. Se usa un conjunto estándar de matrices de tolerabilidad para ser aplicado por todos los usuarios durante el proceso de evaluación. Este enfoque permite evaluar los riesgos bajo diferentes niveles de confianza y certidumbre. La metodología que se recomienda consiste en desarrollar el proceso de análisis en etapas: Establecer el contexto; Identificar posibles eventos desencadenantes;
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Evaluar la probabilidad de ocurrencia de los mismos para definir los eventos de riesgo probables; Analizar la severidad de las consecuencias de un evento peligroso; Valorar y calificar el riesgo; Establecer las medidas de mitigación del riesgo; Establecer la matriz de riesgos mitigados. A continuación desarrollamos cada uno de los pasos arriba listados. 3.2 El Proceso
La evaluación de riesgos en emergencias se lleva a cabo más eficazmente en un entorno de taller, donde las Partes interesadas se refieren a cada elemento clave para generar una lista completa de los riesgos asociados con el evento de emergencia. La preparación del taller depende del contexto, el cual tendrá que haber sido establ ecido antes de la evaluación. Con el fin de maximizar la eficiencia del proceso, cada miembro del equipo debe comprender los antecedentes de la evaluación, los detalles específicos de la situación de emergencia de que se trata, el enfoque del taller y su papel en el proceso. Así, siguiendo a su cuidadosa preparación, el taller debe resumir las decisiones hechas cuando se estableció el contexto, y presentar la información recolección y revisada para desarrollar los impactos potenciales. Es importante que el taller sea configurado de manera que exista: Sólida experiencia técnica relevante para el foco del taller Disciplinada implementación del proceso de evaluación de riesgo Rápido acceso a la información y datos (toda la información debe estar compilada y puesta a disposición antes del taller). Un ambiente de pensamiento creativo para el equipo de estudio de riesgo.
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El facilitador del taller debe ser una persona experimentada y objetiva; que no esté involucrada en los detalles de la materia; y que no forma parte del equipo del estudio de riesgo. Esto maximizará la objetividad y ayudará a producir resultados a tiempo.
Fig. 3.3 Proceso de evaluación de riesgos
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INFORMACIÓN IMPORTANTE Aunque para la identificación de riesgos es preferible realizar un taller, ésta no es la única forma que puede usarse. Otras formas incluyen: Técnicas estructuradas tales como gráficos de flujo, revisión de diseños, Estudios de Riesgo y Operabilidad (HAZOP)
Listas de comprobación. La investigación independiente en conjunto con entrevistas bilaterales también puede ser una estrategia eficaz. Cualquier enfoque que se adopte, es importante que se ajuste al propósito perseguido. 3.3 Establecer el Contexto
Para establecer el contexto es necesario conocer la cultura y políticas de la compañía, las características de la instalación, de los materiales procesados en la misma, y la capacidad de respuesta propia de la instalación y/o de terceros que puedan dar apoyo en caso de emergencias. De manera general, en el caso de la industria del petróleo y gas natural, las técnicas de ingeniería para el diseño, construcción, comisionado, puesta en servicio, operación, decomisionado, retiro de servicio y abandono de sistemas en general, están bien establecidas. Las tasas de accidentes industriales, que a nivel mundial se observan continuamente decrecientes, son prueba de ello.
Los accidentes industriales que de tiempo en tiempo
ocurren, sólo confirman lo arriba indicado, pues luego de las investigaciones pertinentes invariablemente se demuestra que detrás de cada caso, se encuentra algún error u omisión de probadas técnicas o prácticas de seguridad. Sin duda los accidentes no son inevitables. De hecho, existen factores comunes que suelen repetirse en los accidentes emble máticos.
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3.3.1 Parámetros Básicos
Establecer el contexto es el primer paso en la metodología. Este paso permite a una industria, organización o comunidad articular sus objetivos y definir los parámetros externos e internos a tener en cuenta para la gestión del riesgo. El proceso también establece el alcance y los criterios de riesgo para el estudio de riesgo. Para los riesgos originados en eventos de emergencia, el énfasis se pone en garantizar un entendimiento común del propósito y objetivos, alcance y elementos clave para el estudio de riesgo antes de iniciar la evaluación. Cuando se establece el contexto, los dueños del proceso (p.ej.: los comités de gestión de emergencias a nivel nacional, regional o local) deben considerar el ambiente de la indust ria o comunidad pertinente, incluyendo geografía, clima, población, industrias, servicios esencial es e infraestructura crítica. Esto ayudará a definir o a confirmar los parámetros básicos del estudio de riesgo (esto es, los objetivos, alcance, Partes interesadas, criterios de riesgo y elementos clave). Objetivos Una comprensión común de los objetivos de la evaluación es fundamental para garantizar que todos los riesgos relevantes estén incluidos. La confirmación de los objetivos apoyará otros aspectos de la fase de establecimiento del contexto; éstos incluyen definir el alcance, identificar las Partes interesadas y determinar los elementos clave. Ejemplo de un objetivo Realizar una evaluación de los riesgos para la comunidad de una costa baja con el fin de orientar y establecer las prioridades a asignar a los esfuerzos de gestión de emergencias de la comunidad, mediante actividades de prevención, preparación, respuesta y recuperación.
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REUNIÓN INICIAL INVOLUCRAMIENTO DE LAS PARTES INTERESADAS
LOGRAR VISIÓN COMÚN DE OBJETIVOS ALCANCE CRITERIOS DE RIESGO ELEMENTOS CLAVE
Fig. 3.4 Establecer el contexto
INFORMACIÓN IMPORTANTE Para evaluaciones de riesgos grandes y complejos, los dueños del proceso deben considerar si tienen los recursos y tiempo disponible para comprometerse a cada fase del proceso de evaluación de riesgo. Debe haber una comprensión clara de todos los requisitos de recursos antes de comprometerse, incluyendo la posibilidad de que se requieran recursos / fondos adicionales para tratar los riesgos. Alcance El alcance de la evaluación de riesgo debe ser considerado adecuadamente para definir los datos requeridos. Debido a que la gestión de riesgos podría implicar múltiples peligros, la definición del alcance requiere enfrentar la gama de riesgos para un solo evento o eventos múltiples, la industria o comunidad de que se trata, incluyendo sus límites geográficos o jurisdiccionales y los plazos a considerar. Por consiguiente, para determinar el alcance es necesario definir: debe/n ser considerado/s
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Durante la etapa de definición del alcance, los dueños del proceso tal v ez quieran considerar una serie de eventos de emergencias y adoptar un enfoque para todo riesgo.
Del mismo modo, el
estudio de riesgos puede ser referido simplemente a un solo evento y a un único peligro o elemento de riesgo. Cuando es necesario considerar múltiples eventos de emergencias y peligros, deberá darse adecuada consideración al tiempo y recursos disponibles para completar el trabajo. Ejemplo de Alcance La evaluación debe referirse a los riesgos que una marejada en cierta Costa Baja en el este d el país, produciría para la industria o comunidad local y considerará los posibles impactos sobre personas e infraestructura en el área del municipio. Las marejadas a considerar serán eventos con frecuencia de ocurrencia de 1 en 100 años y de 1 en 500 años. Partes Interesadas Las Partes interesadas pueden clasificarse en tres grupos que en cierta medida se traslapan: aquellos que pueden ser afectados por impactos perjudiciales originados en eventos de emergencia; aquellos que pueden aportar conocimientos especializados para control del proceso; y aquellos que ejercen autoridad jurisdiccional sobre los peligros específicos y elementos en riesgo. Estos grupos generalmente pueden ser analizados según sus motivaciones e inquietudes. Es recomendable que los principales actores de cada uno de estos tres grupos sean involucrados en el establecimiento del contexto y, posteriormente sean incorporados al equipo del estudio de riesgo con el fin de asegurar que los resultados del estudio contengan sustancialmente la pa rticipación de las Partes interesadas. Las principales Partes interesadas típicamente son: Gobierno y sector público Organizaciones no gubernamentales Sector privado Comunidad e individuos.
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INFORMACIÓN IMPORTANTE dueños del proceso. Es útil y usual involucrar luego a las Partes interesadas mediante reuniones para tratar cuestiones específicas; por ejemplo: discutir el alcance de la evaluación de riesgos, o posteriormente, para preparar el taller.
Estas
activida con los dueños del proceso o con expertos en la materia, encuestas comunitarias o reuniones de consulta y talleres, tienen como objetivo obtener una visión común de todas las cuestiones pertinentes para asegurar una evaluación de riesgo eficiente y bien estructurado. Es importante considerar la autoridad jurisdiccional sobre base geográfica o sobre los roles relativos o responsabilidades de las organizaciones de la comunidad, incluyendo las tres esferas de gobierno, las organizaciones no gubernamentales y la industria; y las interrelaciones del estudio de riesgo con las áreas y jurisdicciones fronterizas. Criterios de riesgo Los criterios de riesgo se usan para analizar y evaluar los riesgos identificados e incluirán lo siguiente: definiciones de nivel de consecuencias (considérese los tipos de impacto que pueden ocurrir) definiciones de nivel de probabilidad (considerar la probabilidad de la consecuencia) categorías de nivel de riesgo (determinar si el riesgo es tal que se requieren medidas de tratamiento adicionales) definiciones de nivel de confianza (considerar los factores que inciden en la confianza que puede tenerse en el estudio de riesgo) categorías de evaluación de riesgos (determinar la aceptabilidad o tolerabilidad de los riesgos).
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Los criterios de riesgo son una característica central y definitoria de esta metodología y son fundamentales para la producción de evaluaciones de riesgo comparables. Dado el propósito de esta metodología, los criterios de riesgo conforman un conjunto estándar de descriptores de riesgo que todos los usuarios deben aplicar: Tabla de consecuencias Tabla de probabilidades Matriz de riesgo cualitativo Tabla de calificación de riesgos Elementos Clave Los elementos clave ayudan a estructurar el proceso de evaluación y maximizar su eficacia. Tratándose de eventos de emergencias, los elementos clave deben seleccionarse según el alcance del estudio, para enfocar la atención del equipo del estudio de riesgo. Sin embargo, como mínimo sería apropiado seleccionar las fuentes de riesgo relevantes y las categorías de impactos como elementos clave del estudio. La evaluación se dirigirá entonces a esos elementos clave uno por uno, de acuerdo a lo especificado por la industria o comunidad de que se trata en relación con el evento o eventos de emergencia bajo consideración.
De ser
necesario, se pueden definir subconjuntos de elementos clave para garantizar que todos los riesgos importantes serán identificados. Ejemplo de Elementos Clave El alcance de la evaluación define las fuentes de riesgo relevantes y las categorías de los impactos. Los siguientes podrían ser seleccionados como elementos clave y subconjuntos posibles para la evaluación de los riesgos en una Costa Baja en el sur del país: Fuente: Marejada rotura de riberas de ríos y bancos de playa; rotura de diques, falla de represas Impactos: Daños a la infraestructura, incluyendo la planta de tratamiento de aguas residuales, y línea ferroviaria Impactos a personas, incluyendo la potencial pérdida de vidas y la necesidad de evacuación de personas Comunidades vulnerables: Asentamientos en terrenos bajos, incluyendo instalaciones para cuidado de ancianos sin protección frente a la inundación.
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INFORMACIÓN IMPORTANTE Al considerar los elementos clave para un estudio de riesgos, debe tomarse en consideración los elementos en riesgo especialmente vulnerables. Por ejemplo, en un escenario de inundación es probable que un centro residencial para cuidado de ancianos construido en un área de terreno bajo dentro del municipio, presente una mayor vulnerabilidad a los impactos sobre personas que otras viviendas.
3.3.2 Reportes
La base para las decisiones que definen o confirman el objetivo, alcance, Partes interesadas, criterios de riesgo y elementos clave para el estudio de riesgo deben documentarse para asegurar que el proceso sea transparente y creíble. Una vez establecido, el contexto debe ser comunicado a y entendido por todas las Partes para que el proceso produzca los resultados deseados. Sobre esta base, el taller de evaluación de riesgo puede prepararse con énfasis en la selección del equipo de estudio de riesgo y en la recolección y revisión de la data pertinente para determinar los impactos potenciales. Se debe resistir cualquier tentación de apresurar la fase de "establecer el contexto".El contexto es fundamental para el proceso de evaluación de riesgo y el desdeñar el adecuado tratamiento de esta fase podría conducir a escoger opciones de tratamiento inadecuadas y a comentarios adversos de parte de los actores ignorados.
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INFORMACIÓN IMPORTANTE Puede ser útil para el facilitador desarrollar una lista de verificación específica para la evaluación con el fin de asegurar que se han considerado todos los aspectos necesarios para el éxito del estudio de riesgo. La lista debe incluir: El tiempo requerido para la evaluación del riesgo Suficiente conocimiento de expertos involucrados en la evaluación del riesgo Suficiente información recopilada para la evaluación del riesgo Descripción clara del proceso de identificación de riesgo. 3.4 Identificación de Riesgos
El primer requisito para una evaluación y una gestión correctas del riesgo industrial es la identificación de los distintos accidentes que razonablemente pueden producirse en una determinada instalación. Las técnicas de identificación de peligros no se limitan sólo a la individualización de los accidentes mayores, sino también a la posibilidad de que se produzcan otros incidentes relacionados con el funcionamiento del proceso. Las técnicas de identificación de peligros dan respuesta a las preguntas ¿qué puede funcionar mal? y ¿por qué razón? La respuesta a otras cuestiones como ¿con qué frecuencia? y ¿qué efectos tiene? se resuelven con otras técnicas probabilísticas y determinísticas del análisis del riesgo. 3.4.1 Herramientas para la identificación de riesgos
El proceso de identificación de los riesgos posibles consiste en definir cuáles pueden ser los eventos desencadenantes de un evento de riesgo, cómo podría s er la pérdida de contención (derrames o fugas) dentro de las instalaciones incluyendo recipientes, tanques, tuberías, bombas, compresores y otros equipos para el caso de instalaciones en fase de diseño o en operación.
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Para la fase de construcción o instalación todos los peligros relacionados con las actividades de construcción se identifican sistemáticamente a través de la revisión de los registros de trabajos similares realizados en el área, el conocimiento de incidentes típicos que suelen presentarse en esas actividades y el conocimiento del diseño de la instalación. En la industria química, los accidentes suelen ser el resultado de unas condiciones de proceso inadecuadas para las diversas características físicas y químicas de los materiales y de las substancias. Estas condiciones, excepto en el caso de fallas de diseño, suelen ser desviaciones de las condiciones normales de funcionamiento y se presentan como problemas no siempre evidentes desde la experiencia operativa. Antiguamente, el método más utilizado para responder a la pregunta ¿qué es lo que puede funcionar mal? consistía en construir, poner en marcha y mirar lo que sucedía. En la actualidad esta metodología resulta inadecuada, sobre todo a causa de la rápida evolución tecnológica y el aumento paralelo de la magnitud de los accidentes. Para la identificación del peligro potencial de los procesos industriales, la tendencia de las últimas décadas ha sido desarrollar técnicas o métodos de análisis cada vez más racionales y sistemáticos. El proceso racional de identificación se realiza en dos fases bien diferenciadas: la primera para detectar posibles accidentes, y la segunda para la caracterización de sus causas, o sea, los sucesos o cadenas de sucesos que provocan el incidente no deseado. La primera fase es relativamente sencilla, pero debe realizarse con mucha atención ya que define el desenlace de la segunda. Entre las técnicas de identificación cabe destacar los métodos de análisis más utilizados; la Tabla 3.1 siguiente recoge las técnicas más comunes que se indican en la Norma ISO 31010:
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TABLA 3.1- APLICABILIDAD DE LAS HERRAMIENTAS PARA EL ANALISIS DE RIESGOS. Herramientas y Técnicas
Tormenta de Ideas (Brainstorming) Entrevistas estructuradas o semiestructuradas (Structured or semistructured interviews) Método Delphi Listas de Verificación (Check-lists) Análisis preliminar de peligros (Preliminary Hazard analysis) Estudio de Peligros y Operabilidad (HAZOP) Análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP) Evaluación de riesgo ambiental (Environmental risk assessment) ¿Qué pasaría si? Structure (SWIFT) Análisis de escenarios (Scenario analysis) Análisis de impactos sobre el negocio (Business impact analysis) Análisis de causas raíz (Root cause analysis) Análisis de efectos del modo de falla (Failure mode effect analysis) Análisis de Árbol de fallas (Fault tree analysis) Análisis de Árbol de Eventos (Event tree analysis) Análisis de causas y consecuencias (Cause and consequence analysis) Análisis de causas y efectos (Cause and effect analysis) Análisis de capas de protección (Layer protection analysis - LOPA) Árbol de decisión (Decision tree) Análisis de fiabilidad humana (Human reliability analysis) Análisis de Lazo (Bow tie analysis) Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (Reliability Centered Maintenance) Análisis de circuitos por causas escondidas (Sneak circuit analysis) Análisis de Markov (Markov analysis)
Proceso de evaluación de riesgos Análisis de riesgos Identificación Nivel de de riesgos Consecuencias Probabilidad riesgo
Evaluación de riesgos
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Simulación Monte Carlo (Monte Carlo simulation) NA NA Estadística Bayesiana y Redes de Bayes (Bayesian statistics and Bayes Nets) NA SA Curvas FN (FN Curves) A SA Índices de Riesgo (Risk índices) A SA Matriz de Consecuencia vs. probabilidad (Consequence/ probability matrix) SA SA Análisis de costo/ beneficio (Cost/ benefit analysis) A SA Análisis de decisión multi-criterios (Multi-criteria decision analysis MCDA) A SA Notas: SA = Strongly applicable, NA = Not applicable, A = Applicable
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En el caso de Perú son de referencia obligada los métodos descritos en la Resolución OSINERGMIN N° 240 -2010 OS/CD Procedimiento de Evaluación y Aprobación de los Instrumentos de Gestión de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos y otros diversos Reglamentos referidos a las diversas fases de la industria. Además son aceptados los estándares de la industria de procedencia de los Estados Unidos, Europa, y otros países del mundo desarrollado en general. Métodos cualitativos: Auditoría de seguridad (Safety Review); Análisis histórico de accidentes; Análisis preliminar de peligros (Preliminar Hazard Analysis, PHA); Listados de control (Check lists); ¿Qué pasa si...? (What if...?); Análisis de Peligros y Operabilidad (Hazard and Operability Analysis - HAZOP) y Análisis de Modos de Falla y efectos (Failure Modes and Effect Analysis, FMEA). Métodos Semi-cuantitativos: Índice Dow; Índice Mond; Índice SHI y MHI (Substance Hazard Index and Material Hazard Index), Árboles de Fallas (Fault Tree, FT) y Árboles de Sucesos (Event Tree, ET). Todas las técnicas de análisis mencionadas se caracterizan porque se desarrollan en tres etapas: preparación, realización del estudio propiamente dicho y documentación. La preparación es una actividad muy similar en todas las técnicas de análisis e implica actividades tan diversas como la recolección de información, la definición del objetivo y su alcance, la selección del personal implicado. En general, este tipo de estudios es realizado por
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equipos multidisciplinarios, la programación, etc. El conocimiento de las propiedades de las substancias y su manipulación dentro del proceso es un aspecto importante para el correcto desarrollo del análisis posterior. De la misma manera, una definición ajustada del objetivo y del alcance del estudio permitirá llevarlo a cabo eficientemente. La realización del estudio varía mucho según las diversas técnicas de análisis y responde al seguimiento de su propio protocolo. La documentación no sólo hace referencia a los resultados obtenidos, sino también al propio desarrollo del estudio. Estas técnicas son aplicadas a distintas etapas de la vida de los procesos industriales: diseño, construcción, puesta en marcha y funcionamiento de una operación normal, modificaciones del proceso y desmantelamiento o abandono de las instalaciones. La identificación de los accidentes potenciales en las primeras etapas de diseño mejora la eficacia de las medidas reductoras del riesgo, y al mismo tiempo disminuye los costes de su implementación. No se debe dejar de lado que la gestión de riesgos se realiza de forma continua a lo largo de la vida de la instalación; por tanto, la identificación siempre está presente. En las distintas etapas del proyecto, el nivel de detalle e inclusive los objetivos de la identificación varían. Las técnicas de análisis tienen características distintas, lo cual las hace apropiadas para ser aplicadas a diferentes etapas de la vida de una instalación o para proporcionar un nivel de detalle del estudio diferente. La elección de una u otra técnica se debe efectuar a partir del conocimiento de las ventajas y desventajas de cada una, y de una correcta estimación de la duración del estudio (concepto siempre ligado a aspectos económicos). Una estimación inadecuada de cualquiera de los aspectos de complejidad del proceso, etapa del proyecto, nivel de detalle que se requiere conseguir y recursos necesarios suele desbaratar el estudio o simplemente producir resultados inadecuados frente a los objetivos planteados. La Figura 3.5 muestra las técnicas de análisis que son utilizadas normalmente en las diferentes etapas de la vida de las instalaciones de proceso.
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Fig. 3.5 Utilización de Técnicas de identificación del riesgo según la evolución del proyecto.
Utilización de Técnicas de identificación del riesgo según la evolución del proyecto.
Definición del Proceso (I+D) Experimentación en Planta Piloto Proyecto Básico Proyecto de detalle Ejecución de Obra e inicio Operación Normal Modificaciones Estudio de Incidentes Abandono del proceso Poco Utilizado Utilizado Normalmente
La siguiente Tabla muestra la aplicabilidad de cada una de las técnicas entes mencionadas según las diversas actividades que se desarrollan en la industria de Gas y Petróleo.
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Fig. 3.6 Utilización de técnicas según el tipo de actividad.
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Herramientas y Técnicas
Tormenta de Ideas (Brainstorming) Entrevistas estructuradas o semi-estructuradas (Structured or semi-structured interviews)
Exploración
Proceso de evaluación de riesgos en la industria del petróleo Transporte Transporte Explotación Transporte terrestre Perforación por vía Refinación (Producción) por ducto (camión o acuática ferrocarril)
Distribución
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
A
PA
PA
A
PA
PA
PA
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
A
PA
PA
A
PA
PA
PA
A
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
A
A
A
A
PA
A
PA
PA
A
A
A
A
A
A
A
A
¿Qué pasaría si? Structure (SWIFT)
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de escenarios (Scenario analysis)
A
PA
PA
PA
PA
PA
A
A
Análisis de impactos sobre el negocio (Business impact analysis)
A
PA
PA
PA
PA
PA
A
A
Análisis de causas raíz (Root cause analysis)
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de efectos del modo de falla (Failure mode effect analysis)
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de Árbol de fallas
A
MA
MA
MA
A
A
MA
A
Método Delphi Listas de Verificación (Check-lists) Análisis preliminar de peligros (Preliminary Hazard analysis) Estudio de Peligros y Operabilidad (HAZOP) Estudio de identificación de peligros (HAZID) Análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP) Evaluación de riesgo ambiental (Environmental risk assessment)
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Herramientas y Técnicas
Exploración
(Fault tree analysis)
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Proceso de evaluación de riesgos en la industria del petróleo Transporte Transporte Explotación Transporte terrestre Perforación por vía Refinación (Producción) por ducto (camión o acuática ferrocarril)
Distribución
Análisis de Árbol de Eventos (Event tree analysis)
A
MA
MA
MA
A
A
MA
A
Análisis de causas y consecuencias (Cause and consequence analysis)
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
Análisis de causas y efectos (Cause and effect analysis)
A
MA
MA
MA
A
A
MA
A
Análisis de capas de protección (Layer protection analysis - LOPA)
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Árbol de decisión (Decision tree)
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de fiabilidad humana (Human reliability analysis)
A
A
A
A
A
A
A
A
Análisis de Lazo (Bow tie analysis)
A
A
A
A
A
A
A
A
Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (Reliability Centered Maintenance)
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de circuitos por causas escondidas (Sneak circuit analysis)
A
A
A
A
A
A
A
A
Análisis de Markov (Markov analysis)
A
A
A
A
A
A
A
A
Simulación Monte Carlo (Monte Carlo simulation)
A
A
A
A
A
A
A
A
Estadística Bayesiana y Redes de Bayes
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
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Herramientas y Técnicas
(Bayesian statistics and Bayes Nets) Curvas FN (FN Curves) Índices de Riesgo (Risk índices)
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Proceso de evaluación de riesgos en la industria del petróleo Transporte Transporte Explotación Transporte terrestre Perforación por vía Refinación (Producción) por ducto (camión o acuática ferrocarril)
Distribución
A
A
A
MA
MA
A
MA
MA
A
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Matriz de Consecuencia vs. probabilidad (Consequence/ probability matrix)
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de costo/ beneficio (Cost/ benefit analysis)
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Análisis de decisión multicriterios (Multi-criteria decision analysis MCDA)
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
MA
Notas: MA = Muy aplicable, A = Aplicable, PA = Parcialmente aplicable
Los tres tipos de resultados que estos estudios pueden proporcionar son: un listado de situaciones peligrosas, la valoración de dichas situaciones y una serie de medidas dirigidas a la r educción del riesgo asociado. No todas las técnicas tienen que propiciar estos tres tipos de resultados; de hecho, muchas de ellas simplemente debe identificar el problema, mientras que otras tienen que priorizar y proponer medidas correctoras. Las Auditorías de Seguridad, el Análisis Histórico de Accidentes, los Listados de Control, el Análisis Preliminar de Peligros y los Índices Dow, Mond, SHI y MHI proporcionan una primera idea general del peligro de la instalación a estudiar. Los análisis ¿Qué pasa si...?, HAZOP y FMEA permiten una visión más detallada del peligro intrínseco y de operación de la instalación. Los árboles de fallas y de sucesos dan un elevado nivel de detalle en situaciones de extrema gravedad. El seguimiento adecuado de los estudios incrementa su efectividad y proporciona una mejora en la seguridad y fiabilidad de la instalación industrial. Otra mejora no evidente es la disminución de los costes de operación añadidos por la indisponibilidad y los accidentes de la planta. Éstos son difícilmente cuantificables ya que no son fijos, ni aparecen en la cue nta de resultados, ni forman
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parte del precio final del producto. El seguimiento del estudio incluye temas tan diversos como la documentación del análisis, la comunicación del riesgo, y la priorización y control de las medidas propuestas para la reducción del riesgo. Hay cinco limitaciones inherentes a todas las técnicas de identificación que aquí se presentan: La exhaustividad del estudio: no hay posibilidad de verificar que todas las posibles desviaciones y fallas del sistema hayan sido identificadas. Tampoco puede verificarse que todas las causas y efectos de los accidentes potenciales hayan sido considerados. Y, finalmente, tampoco puede asegurarse que la valoración de los incidentes y sucesos identificados sea la más conveniente. La reproducibilidad de los resultados: el mismo estudio llevado a cabo en idénticas condiciones por diferentes especialistas da resultados distintos. La carga subjetiva de los estudios hace que éstos sean difícilmente reproducibles. Lo inextricable (Intricado y confuso) de las conclusiones: la cantidad de documentación generada por el estudio y la falta de detalles importantes que sólo se materializan en la comunicación verbal de las sesiones de trabajo, hacen los análisis relativamente difíciles de interpretar. La importancia de la experiencia: todas las técnicas que se presentan, desde las listas de control hasta el análisis HAZOP, están basadas en el mayor o menor grado de experiencia adquirida y en la creatividad del analista. El nivel de confianza generado por el estudio: la subjetividad introducida en la valoración de los sucesos identificados puede generar cierto escepticismo respecto a los resultados del estudio. Pese a las limitaciones aparentes de las técnicas de análisis que aquí se presentan, debe señalarse su versatilidad y su amplia utilización. En realidad, la experiencia demuestra que en una gestión adecuada del riesgo, basada siempre en una identificación correcta, el número de accidentes tiende a disminuir paralelamente a la disminución de la magnitud de sus consecuencias.
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3.4.2 Identificación de la peligrosidad de las sustancias
El primer paso para una identificación correcta del peligro potencial de una instalación industrial es la identificación y caracterización de las substancias involucradas en el proces o. Los datos de interés para los análisis posteriores son básicamente las propiedades de las substancias presentadas en la Tabla 3.2. La clasificación de las sustancias se realiza en función de sus características físico-químicas y de toxicidad. Las definiciones son las siguientes. Explosivo Son sustancias que, incluso en ausencia de oxígeno atmosférico, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en deter minadas condiciones de ensayo, detonan, deflagran rápidamente o bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explosionan. Comburente Las sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una reacción fuertemente exotérmica. Extremadamente inflamable Las sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de ignición extremadamente bajo y un punto de ebullición bajo, y las sustancias y preparados gaseosos que, a temperatura y presión normales, sean inflamabl es en contacto con el aire. Fácilmente inflamable Las sustancias y preparados: a) Que puedan calentarse e inflamarse en el aire a temperatura ambiente sin aporte de energía, o b) Los sólidos que puedan inflamarse fácilmente tras un breve contacto con una fuente de inflamación y que sigan quemándose o consumiéndose una vez retirada dicha fuente, o c) Los líquidos cuyo punto de ignición sea muy bajo, o d) Que, en contacto con el agua o con el aire húmedo, desprendan gases extremadamente inflamables en cantidades peligrosas. Inflamable Las sustancias y preparados líquidos cuyo punto de ignición sea bajo. Muy tóxico Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en muy pequeña cantidad puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte.
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Tóxico Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en pequeñas cantidades puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte. Nocivo Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte. Corrosivo Las sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos puedan ejercer una acción destructiva de los mismos. Irritante Las sustancias y preparados no corrosivos que, en contacto breve, prolongado o repetido con la piel o las mucosas puedan provocar una reacción inflamatoria. Sensibilizante Las sustancias y preparados que, por inhalación o penetración cutá nea, puedan ocasionar una reacción de hipersensibilidad, de forma que una exposición posterior a esa sustancia o preparado dé lugar a efectos negativos característicos. Carcinogénico Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir cáncer o aumentar su frecuencia. Mutagénico Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puedan producir alteraciones genéticas hereditarias o aumentar su frecuencia. Tóxico para la reproducción Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puedan producir efectos negativos no hereditarios en la descendencia, o aumentar la frecuencia de éstos, o afectar de forma negativa a la función o a la capacidad reproductora. Peligroso para el medio ambiente Las sustancias y preparados que presenten o puedan presentar un peligro inmediato o futuro para uno o más componentes del medio ambiente.
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TABLA 3.2 Datos de uso común para la identificación del peligro de las substancias Etiquetado: -
Etiquetado de peligro (F+,F,T+,T,O,C, Xi, Xn, N)
-
Frases R y S
Toxicidad: Aguda por inhalación, ingestión o contacto -
Crónica por inhalación, ingestión y contacto
Límites de exposición: TLV -
IPVS
Propiedades físicas: Punto de congelación
Propiedades químicas: -
Reacción principal y reacciones secundarias
-
Cinética de reacción
-
Contaminantes
-
Reacciones de descomposición
-
Estabilidad
Inflamabilidad y explosividad: Límite inferior de inflamabilidad -
Límite superior de inflamabilidad
-
Límite inferior de explosividad
-
Coeficiente de expansión
-
Límite superior de explosividad
-
Punto de ebullición
-
Temperatura de autoignición
-
Solubilidad
-
Temperatura de inflamación
-
Presión de vapor
-
Energía mínima de ignición
-
Densidad
-
Corrosión
-
Capacidad calórica
Biodegradabilidad Otras
Hay una numerosa bibliografía donde se puede encontrar la mayoría de las propiedades expuestas en la Tabla 3.2Ver a continuación la Tabla 3.3 Propiedades de sustancias peligrosas
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El interés de estos datos radica principalmente en el efecto que las condiciones de operación producen sobre las substancias involucradas en el proceso (por ejemplo, el agua en condiciones normales no presenta peligro de explosión; en cambio, en una caldera donde las condiciones de temperatura y presión son muy superiores al punto de ebullición a presión atmosférica, puede producir un accidente mayor). El conocimiento de las posibles condiciones de operaciones normales y anómalas permite considerar y eliminar diferentes substancias como susceptibles de provocar un accidente mayor.
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Para identificar estas relaciones entre substancias y condiciones de proceso se puede utilizar el sentido común, la experiencia y también otras técnicas más sistemáticas como son las matrices de interacción. Las matrices de interacción consisten simplemente en matrices, normalmente con dos entradas, donde se relacionan y evalúan los efectos que las condiciones normales y anómalas de funcionamiento producen sobre las substancias involucradas en el proceso. Ver a continuación la Tabla 3.4
T abla 3.4 Matriz de interacción
Substancia 1 Substancia 2
Substancia Substancia 1 2
Substancia n
Comentarios
Substancia 3 Presión de trabajo del equipo I Presión máxima del equipo I
Los resultados de estas matrices permiten orientar el posterior estudio de la instalación y evitan desatender aspectos que pueden ser relevantes.
3.5 Técnicas para la identificación y análisis de riesgos
En la presente sección se presentan las diversas técticas o herramientas que son empleadas para la identificación de riesgos o peligros. 3.5.1 Análisis histórico de accidentes
a) Descripción y objetivos El análisis histórico de accidentes es una técnica identificativa orientada a la búsqueda de información de accidentes industriales ocurridos en el pasado. Esta técnica de análisis es
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esencialmente cualitativa pero también permite extraer resultados numéricos o cuantitativos si el número de accidentes es suficientemente significativo y permite un análisis estadístico. La técnica se basa en una recopilación de accidentes con productos químicos en forma de banco de datos donde se encuentra almacenada la información relativa a los mismos. La recolección sistemática de información relativa a diferentes accidentes ocurridos en el pasado en plantas químicas y actividades afines ha permitido, en algunos casos, la acumulación de datos concretos sobre una determinada situación, equipo u operación: carga o descarga de cisternas, transporte de mercancías peligrosas, procesos de fabricación de un producto determinado, parques de almacenamiento, vertido de líquidos inflamables, escape de un gas tóxico, etc. En bastantes casos, el número de accidentes registrados es suficientemente elevado como para permitir una deducción de información significativa.
En estas condiciones es posible
incidentes (por ejemplo, en la operación de carga y descarga de fluidos o por la acumulación de un líquido inflamable derramado cerca de un depósito que también lo contiene). En otras ocasiones es posible simplemente identificar un cierto número de situaciones, operaciones o errores que han favorecido el inicio de un accidente en un tipo de instalación determinado. En todos estos casos, el conocimiento de la información adecuada permite, de alguna estudiarse.
menudo a un precio muy elevado, relativos a un campo en el que resulta casi imposible la experimentación a escala real: explosiones de todo tipo, confinadas y no confinadas, de polvo, de gas, BLEVE, incendios, for mación de nubes tóxicas, etc. El conocimiento exacto de las condiciones en que se ha producido un accidente determinado: masa involucrada, dimensiones de la nube, condiciones atmosféricas, etc.; y sus consecuencias: radiación y/o impacto a diversas cotas y distancias, daños a personas y construcciones, etc.; permite contrastar y validar los modelos teóricos de predicción de efectos de este tipo de accidentes.Sin esta información, estos modelos únicamente se pueden
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contrastar, en el mejor de los casos, con la experimentación a pequeña escala, actualm ente desarrollada en pocos centros de investigación. Evidentemente, esta experiencia real sólo puede utilizarse en aquellos casos en los que se dispone de una información completa sobre el accidente: causas iniciales, secuencia posterior, condiciones ambientales, etc.Por ello la investigación de cualquier accidente y el posterior almacenamiento de la información en un archivo adecuado es muy importante. Debe decirse que la palabra accidente comprende no sólo los accidentes ocur ridos sino también los casi-accidentes, es decir, aquellas situaciones que, de no haberse controlado a tiempo, fácilmente hubieran podido terminar en un auténtico accidente. Actualmente se recoge información, tanto por lo que se refiere a accidentes como a fiabilidad de componentes, en actividades muy diversas: Transporte y aviación Transporte de mercancías peligrosas Industria química y afines Plataformas petrolíferas Ductos de gas y petróleo Construcción tratamiento médico, etc. Los entes interesados en la recolección de datos son también diversos: administración propietarios y técnicos de plantas procedimientos judiciales compañías aseguradoras servicios de intervención en emergencias investigadores. Evidentemente, los intereses y los objetivos de la recolección de datos y el estudio de estos datos pueden ser distintos en cada caso. b) Recolección de información La recolección de información de un accidente debe constituir una verdadera investigación. El estudio detallado del accidente puede enfocarse, a grandes líneas, de dos forma s distintas: Evaluación de la magnitud de las consecuencias: daños a personas, bienes o medio ambiente.
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Establecimiento de la situación que existía con anterioridad al accidente y de la secuencia de sucesos que lo provocaron. El conjunto de estas dos vías de investigación permite elaborar el historial del accidente. La información contenida en este historial resulta de gran utilidad para: Detectar medidas técnicas u organizativas para reducir la probabilidad de que se repitan los accidentes. Elaborar medidas de protección, internas y externas, que reduzcan las consecuencias probables del eventual accidente. Contrastar los modelos de evaluación de efectos y consecuencias. Esta información, para ser realmente útil, debe cumplir las condiciones siguientes: o Ser registrada sistemáticamente en un archivo. o Contener la referencia de las fuentes originales. o Ser asequible desde distintas entradas. o
Admitir un tratamiento estadístico de datos.
Todas estas condiciones justifican la necesidad de establecer bancos de datos. La forma como se debe recoger y archivar la información se comenta en el siguiente acápite apartado. c) Bancos de datos de accidentes La estructura de un banco de datos de este tipo depende esencialmente de dos factores: El tipo de usuario previsto Las fuentes de información. El tipo de usuario determina la necesidad de profundizar en la secuencia del accidente o en sus consecuencias, o bien en los dos aspectos simultáneamente. Las fuentes de información pueden abarcar también preferentemente uno de estos dos aspectos; en todo caso, debe tenerse en cuenta que la información suele ser fragmentaria e incompleta, por lo cual el
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sistema de captación y archivo empleado no puede consentir rehusarla. Las fuentes de información más usuales son: Informes redactados en la misma industria.-Suelen ser detallados y completos, y permiten incluir incidentes o casi-accidentes. Su utilización suele estar restringida a una industria o grupo de industrias. Información pública.-Suele corresponder a los accidentes de cierta importancia que aparecen publicados en la prensa.El tratamiento periodístico que se da a este tipo de información acostumbra a revestirse de dramatismo; también presenta los inconvenientes inherentes a una publicación muy rápida (errores, inexactitudes). A pesar de esto, su carácter de aparición inmediata hace que pueda ser un complemento útil en cualquier investigación posterior. Sumarios judiciales.-Tienen la ventaja de incluir al mismo tiempo causas y efectos. Están disponibles pero con cierto retraso, que en algunos casos puede ser considerable. Investigaciones de la administración.-Pueden ser muy rápidas y completas, pero en muchos casos son secretas o de difusión restringida. Archivos de empresas aseguradoras.-Pueden contener información bastante completa, pero su utilización es restringida. La recolección de información debe efectuarse de forma sistemática, teniendo especificado con claridad qué datos deben registrarse y con qué nivel de detalle. De forma general, debe comprender los siguientes aspectos: Identificación de la actividad. Tipo de actividad (transporte, proceso, carga, etc.). Tipo de industria (petroquímica, farmacéutica, etc.). Tipo de proceso (producción de acrilonitrilo, etc.). Principales substancias implicadas. Tipo de accidente: incendio, explosión, nube tóxica, escape de producto, etc.
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Identificación del accidente: fecha y hora, causa o suceso inicial, secuencia, sistemas implicados en la secuencia, etc. Identificación de las consecuencias sobre la población interna y externa, sobre l a planta y sobre el medio ambiente. Medidas adoptadas para evitar nuevos accidentes. Esta información se recoge en unos formularios La elaboración de estos formularios no es tarea fácil, ya que deben ser claros y a su vez suficientemente detallados como pa ra admitir cualquier tipo de información disponible. Es interesante tener en consideración, ya desde el primer momento, la futura introducción de la información en un sistema informatizado. Es muy importante tener en cuenta, cuando se utiliza la información contenida en un banco de datos sobre accidentes, o especialmente cuando se introduce dicha información, que cualquier razonamiento o cálculo basado en información o datos dudosos conduce irremediablemente a resultados dudosos. Es interesante advertir la conveniencia de que este trabajo sea llevado a cabo por personal especializado. El procedimiento general de tratamiento de la información suele ser el siguiente: Recolección de datos. Elaboración de una ficha de síntesis para cada accidente (selección even tual de la recolección procedente de distintas fuentes, o de la misma fuente en ocasiones diversas y sucesivas). Selección de los parámetros que se someterán a tratamiento informático. Introducción en la memoria del ordenador. Entre los bancos de datos actuales más importantes, destacan los listados en la Tabla 3.5
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TABLA 3.5 Principales bancos de datos MHIDAS FACTS SONATA MARS
Con más de 7,000 accidentes de todo el mundo, Comercializado en formato CD ROM Con los 15,000 accidentes más graves de los últimos 60 años, disponible en disquetes Con un número inferior de accidentes, es menos detallado que el MHIDAS, pero más que el FACTS en aspectos descriptivos Con accidentes ocurridos en países de la comunidad europea y con información muy detallada procedente de las empresas implicadas.
Evidentemente, el inconveniente de esta metodología es la necesidad de tener acceso a bancos de datos cuando la mayoría de las empresas no los posee; debe tenerse en cuen ta, sin embargo, que algunos bancos de datos mencionados están comercializados, por tanto es posible adquirir la información deseada pagando previamente la licencia correspondiente para su utilización. d) Metodología de análisis El acceso a los bancos de datos suele realizarse mediante palabras clave. La concurrencia de diferentes palabras clave permite acotar la información y llegar a la identificación de los accidentes que pueden ser interesantes para el estudio. Después de una evaluación de la información, ésta se ordena y, si los datos lo permiten, se procesa estadísticamente para obtener resultados numéricos que faciliten su interpretación. e) Advertencias y limitaciones Las principales limitaciones del análisis histórico de accidentes son: La instalación objeto de estudio no es exactamente igual a las que ya han sufrido accidentes. El número de accidentes que han ocurrido en el pasado y de los cuales se tiene información es limitado, y estos accidentes no son representativos de todos los que pueden ocurrir.
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La información de los accidentes suele ser incompleta y, en muchas ocasiones, inexacta o de uso restringido. No da información sobre todos los accidentes posibles sino únicamente sobre los que han sucedido y se han documentado hasta la fecha. El acceso a los bancos de datos implica un cierto coste. Todas estas limitaciones hacen del análisis histórico de accidentes una técnica de identificación muy interesante, pero que debe ser complementada con otros estudios de índole más sistemática (análisis HAZOP, árboles de fallos, etc.). f) Resultados y aplicabilidad El resultado principal de los análisis históricos de accidentes es una lista de accidentes que efectivamente han sucedido, por lo que el riesgo identificado es indudablemente real y permite el establecimiento de puntos débiles y operaciones críticas en instalaciones similares. Los resultados permiten dar una idea general del riesgo potencial de la instalación y verificar los modelos de predicción de efectos y consecuencias de accidentes con datos reales. El análisis histórico de accidentes es de aplicación limitada en el caso de instalaciones con procesos innovadores de los cuales no existe experiencia previa. g) Ejemplo de análisis histórico El ejemplo que se presenta es resultado de un análisis histórico sobre accidentes ocurridos en el almacenamiento de gas licuado de petróleo. El análisis se basó en 80 casos. La distribución porcentual de los accidentes se muestra en la Tabla 3.6
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Tabla 3.6 Distribución porcentual de accidentes Tipo de accidente Llamarada Escape dispersado sin incendio BLEVE Explosión de nube de vapor no confinada Explosión confinada de vapor
Número de accidentes % 34 19 17 15 15
Considerando que los accidentes (o incidentes) sin consecuencias evidentes son a menudo ocu es probablemente poco fiable. Parece más realista, pues, prescindir de ellos. En este caso, la nueva distribución sería la de la Tabla 3.7 Tabla 3.7 Distribución porcentual modificada de accidentes Tipo de accidente Llamarada BLEVE Explosión de nube de vapor no confinada Explosión confinada de vapor
Número de accidentes % 41 21 19 19
Del estudio de estos accidentes se extrae la información simplificada siguiente: Causas originarias: rotura de mangueras derrame por rebosamiento congelación en posición abierta de válvulas de purga rotura de conexiones de pequeño diámetro choque de vehículos en maniobra mantenimiento defectuoso causas naturales.
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Puntos de ignición: automóviles motores y cuadros eléctricos fuego abierto (hornos, etc.). Daños: proyección de fragmentos hasta 1,200 M rotura de vidrios hasta 11 kM bolas de fuego de hasta 350 M de diámetro.
Otras informaciones de interés: los depósitos sometidos a fuego directo han experimentado BLEVE hasta tan sólo en 1 minuto desde el inicio de la emergencia. Conclusiones: evitar conexiones flexibles prever situaciones de derrame e instalar alarmas de alto nivel instalar doble válvula (una, controlada a distancia) en las conducciones de purga limitar, reforzar y controlar las conexiones de pequeño diámetro (poco resistentes) reglamentar el tránsito interior de vehículos eliminar puntos de ignición, prever distancias de separación, prever el control de derrames y la dispersión de vapor, etc.
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3.5.2 Análisis de peligros y operabilidad (HAZOP)
Un Estudio de Peligros y Operabilidad (HAZOP) es un examen sistemático y estructurado de un proceso planificado o existente u operación en marcha, con el fin de identificar y eva luar los problemas que pueden representar riesgos para el personal o el equipo; o impedir una operación eficiente. La técnica HAZOP fue desarrollada inicialmente para analizar sistemas de proceso químico, pero luego se ha extendido a otros tipos de sistema s y también a operaciones complejas como la operación de plantas de energía nuclear y al uso de software para registrar desviaciones y consecuencias. Un HAZOP es una técnica cualitativa basada en palabras guía y se lleva a cabo por un equipo multidisciplinario (equipo de HAZOP) durante una serie de reuniones. El método se aplica a procesos (existentes o planeados) cuya información de diseño ya está disponible. Esto normalmente incluye el diagrama de tuberías e instrumentación, que se examina en secciones pequeñas, tales como elementos individuales de equipos y tuberías entre ellos. Para cada una de ellas se especifica una intención de diseño. Por ejemplo, en una planta química, un tubo puede tener la intención de transportar 2.3 kilogramos de ácido sulfúrico de 96% a 20° C y una presión de 2 bar desde una bomba hasta un intercambiador de calor. La intención del intercambiador de calor puede ser calentar 2.3 kilogramos de ácido sulfúrico de 96%, desde 20°C hasta 80°C. El grupo de trabajo del HAZOP determinará cuáles son las posibles desviaciones significativas a partir de cada intención, las posibles Causas y probables Consecuencias. Entonces se puede decidir si las salvaguardas diseñadas son suficientes, o si se requieren acciones adicionales para reducir el riesgo a un nivel aceptable. Si las reuniones HAZOP serán registradas a mano, deben preverse para tres o cuatro horas por día. Para una planta química de tamaño mediano donde el número total de elementos a considerar es 1200 (ítems de equipos y tuberías u otros elementos vinculantes entre ellos) se requerirán aproximadamente 40 reuniones. Actualmente existen varios programas de software para facilitar la recolección de los resultados de estas reuniones. a) Descripción y objetivo El análisis de peligros y operabilidad (HAZard and OPerability Analysis, HAZOP), conocido también como análisis de riesgo y operabilidad o análisis funcional de operabilidad (AFO) o análisis operativo (AO), es un método que fue diseñado en Inglaterra en la década de los años 60 po r la
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compañía Imperial Chemical Industries (ICI) para aplicarlo al diseño de plantas de fabricación de pesticidas. La definición dada por la Chemical Industry Association en su guía es: o proyecto de ingeniería de nueva instalación, para evaluar el riesgo potencial de la operación o funcionamiento incorrecto de los componentes individuales de los equipos, y los consiguientes efectos sobre la instalación como
El análisis HAZOP es una técnica deductiva para la identificación, evaluación cualitativa y prevención del riesgo potencial y de los problemas de operación derivados del funcionamiento incorrecto de un sistema técnico. El análisis pretende, mediante un protocolo relativamente sencillo, estimular la creatividad de un equipo de expertos con diferente formación para encontrar los posibles problemas operativos. La técnica se fundamenta en el hecho de que las desviaciones en el funcionamiento de las condiciones normales de operación y diseño suelen conducir a una falla del sistema. La identificación de estas desviaciones se realiza mediante una metodología rigurosa y sistemática. La falla del sistema puede provocar desde una parada sin importancia del proceso hasta un accidente mayor de graves consecuencias. b) Metodología del análisis El paso previo para el desarrollo del análisis es la definición del objetivo y el alcance del estudio, de los límites físicos de la instalación o proceso que se quiere estudiar y de la información requerida. Además debe estudiarse el sistema o proceso ya definido para conocer la información disponible, prepararla y organizar el equipo de estudio, y planear la secuencia de estudio y las sesiones de trabajo. Después del estudio previo se puede comenzar el análisis propiamente dicho (ver la Figura 3.7). El primer paso es la selección de los elementos críticos que deben estudiarse (depósitos, reactores, separadores, etc.). A continuación, sobre cada nodo de estudio, que corresponde a cada línea de fluido de cada elemento seleccionado, y de forma secuencial y repetitiva, se aplican las palabras guía (no, más, menos, otro, parte de, etc.) a cada una de las condiciones de operación del proceso, las substancias y las variables que intervienen (flujo, presión, temperatura, nivel, tiempos, etc.).
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Operando de esta manera se generan las desviaciones significativas de las condiciones normales de operación y se realiza un repaso exhaustivo de los posibles funcionamientos anómalos. Las principales palabras guía propuestas originalmente por Imperial Chemical Industries (ICI) y los parámetros de proceso a los que se aplican se muestran en la Tabla 2.4. Un caso particular es el estudio de procesos discontinuos y manuales operativos, donde se toman las operaciones propiamente dichas (carga, descarga, etc.) como parámetros sobre los cuales aplicar las palabras guía. El estudio de las desviaciones conduce a la identificación de sus posibles causas y consecuencias y, por tanto, del riesgo potencial y de los problemas derivados de un funcionamiento incorrecto; paralelamente, se buscan los medios protectores del sistema. Toda la información del análisis es documentada ordenadamente en forma de tabla (ver la Tabla 3.8), hecho que permite la evaluación cualitativa de las medidas de control y seguridad. A partir de esta información es relativamente sencillo implementar nuevas medidas para la mejora de la seguridad y fiabilidad del sistema. La metodología inicialmente desarrollada por ICI propone la aplicación de las palabras guía a todas las líneas de flujo de todos los equipos principales que conforman la instalación. Actualmente, las desviaciones se generan en un número de equipos seleccionados según diferentes criterios. Hay numerosas variaciones del protocolo de análisis que pretenden mejorar la baja efectividad del método clásico, donde hasta el 90% de las cuestiones planteadas pueden resultar irrelevantes para la mejora de la seguridad del proceso.
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Tabla 3.8 Resumen de palabras guía y variables de proceso utilizadas en los análisis HAZOP Palabra guía
Significado
Menos
Negación de la intención del diseño Disminución cuantitativa
Más
Aumento cuantitativo
Otro
Sustitución parcial o total
Inversa
Función opuesta a la intención de diseño
No
Parámetro de proceso Temperatura Presión Nivel Reacción Composición Caudal Velocidad Tiempo Viscosidad Mezcla Voltaje Adición Separación pH
Ejemplos de desviación caudal excesiva Presencia de impurezas
inverso
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Fig. 3.7 Diagrama lógico de ejecución del análisis HAZOP
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En general, las modificaciones al protocolo de análisis mantienen la utilización de l as palabras guía para generar las desviaciones. Estas modificaciones se efectúan sobre dos aspectos: Modificación del protocolo de análisis para la generación de desviaciones, mediante la introducción de criterios para la selección de nódulos críticos de estudio, utilización de listados de control, etc. Modificación de las cabeceras de las tablas de documentación del análisis, añadiendo columnas, índices numéricos, etc. Tabla 3.9 Modelo orientativo de Tabla HAZOP SOCIEDAD: LOCALIDAD: INSTALACIÓN: Palabra guía
Variable
Desviación
Causas posibles
FECHA: Revisión: Plano Nº: Consecuencias posibles
Medidas correctivas
c) Organización del estudio Los análisis HAZOP son, en general, estudios multidisciplinares. La ejecución del estudio HAZOP requiere un conocimiento detallado del sistema que se quiere auditar y del protocolo de análisis. Esta característica condiciona que el trabajo se realice en equipo, donde debe haber representantes de las distintas áreas de conocimiento implicadas en el proceso. Los miembros de los equipos de trabajo son de dos tipos: los técnicos y los analistas de riesgo. Los técnicos implicados en el estudio soportan el acápite técnico. Los componentes deben ser especialistas en las áreas de conocimiento implicadas en el estudio; es aconsejable que sean verdaderos expertos. Las áreas de conocimiento implicadas en cada estudio pueden variar substancialmente en función del objeto del mismo (refinerías, plantas químicas, centrales eléctricas, centrales nucleares, parques de almacenamiento de combustible, etc.) y del objetivo del estudio que se quiere desarrollar: diseño de nuevas instalaciones, revisión de instalaciones en funcionamiento, modificaciones, etc. Es recomendable que el número de especialistas que elaboran
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el estudio sea entre tres y seis; grupos menores pueden presentar una falta de conocimiento en determinados campos y grupos mayores suelen tener problemas organizativos. Los analistas de riesgo deben dar soporte logístico al estudio.Esto es, dirigir, moderar y documentar el análisis. Los analistas deben ser especialistas en aplicar la metodología HAZOP. Como tareas previas al desarrollo del HAZOP, tienen que definir el objetivo y el alcance del estudio, seleccionar el equipo técnico y formarlo en el método de análisis. Además, los analistas deben tener la formación necesaria para entender y controlar la discusión de forma satisfactoria. El estudio se realiza en diversas sesiones de trabajo, de una duración no superior a dos o tres horas, donde la carga de trabajo tiene que ser racional para motivar y estimular la creatividad y la imaginación generando una tormenta de ideas (brainstorming) del equipo de estudio y garantizar así la utilidad de los resultados obtenidos. d) Requisitos y limitaciones El método de análisis HAZOP presupone tres hipótesis: La instalación está bien diseñada, en relación con la experiencia, el conocimiento de los procesos implicados y la aplicación de las normas y códigos pertinentes. Los materiales de construcción han sido los adecuados y la constr ucción y el ensamblaje se han hecho correctamente.
inmediato con sucesos de elevada inercia temporal. Los análisis HAZOP requieren, para ser desarrollados, que por lo menos el diseño del proceso esté completo en las partes esenciales y que, en instalaciones en funcionamiento, la información esté actualizada. El grado de detalle de la información disponible condiciona el grado de detalle y la corrección del análisis. La Tabla 3.10 muestra de manera orientativa la información que puede ser necesaria para la realización del análisis.
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Tabla 3.10 Información mínima requerida para la realización de los análisis HAZOP Materia
Ingeniería del proceso
Sustancias
Equipamiento
Información requerida Estudios previos realizados Emplazamiento de la instalación Diagramas P&I (incluyendo la descripción detallada de la instrumentación) Descripción de la operativa de bloqueo de la instalación (automática y manual) Disponibilidad de los servicios Química del proceso (de ser necesario) Inventario de productos (de ser necesario) Peligrosidad: característicasfísicoquímicas (inflamabilidad, explosividad, estabilidad, reactividad, etc.) Toxicidad: dosis de exposición, efectos sobre la salud, etc. Características: materiales de construcción (normas de diseño, etc.), condiciones de trabajo y límites de operación (temperatura y presión máximas, etc.)
e) Resultados y aplicabilidad El resultado principal de los análisis HAZOP es un conjunto de situa ciones peligrosas y problemas operativos y una serie de medidas orientadas a la reducción del riesgo existente o a la mitigación de las consecuencias de los problemas operativos. Estas medidas se dan en forma de cambios físicos en las instalaciones, modificaciones de protocolos de operación o recomendaciones de estudios posteriores para evaluar con más detalle los problemas identificados o la conveniencia de las modificaciones propuestas. El análisis HAZOP es un instrumento de estudio muy indicado para pro cesos en fase de diseño y construcción, donde la documentación está totalmente actualizada y las recomendaciones del análisis no suponen modificaciones costosas ni paros en la planta. Por otro lado, a causa de la laboriosidad del método y del grado de deta lle que el estudio proporciona, el análisis HAZOP sólo es indicado para instalaciones específicas y no como método general de análisis. f) Ejemplo de aplicación del análisis HAZOP f.1) Descripción de la instalación que se quiere estudiar Se trata de un sistema de calentamiento en una refinería consistente en un circuito cerrado de aceite térmico que tiene la función de calentar otros fluidos y equipos (estabilización, reforming de la gasolina, destilación primaria, etc.). El aceite térmico utilizado es producido en la destilación
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primaria (topping) del crudo y tiene una temperatura de inflamabilidad de 175 ºC . La temperatura máxima alcanzada por el aceite durante el proceso es de 330 ºC a la salida del horno F1. El aceite térmico puede degradarse si no es sustituido al cabo de un determinado tiempo o bien si se sobrecalienta considerablemente. El calor residual de los humos se utiliza para producir vapor de media presión que alimenta a otros equipos. El combustible utilizado en el horno es el gas excedente de la refinería. El control de la llama del quemador del horno se efectúa mediante la temperatura de salida del aceite térmico que regula la válvula TCV1. El esquema simplificado de la instalación y los detalles del equipo e instrumentación se muestran en la Figura 3.8
Fig. 3.8 Esquema de la instalación que se requiere analizar f.2) Descripción de las protecciones del horno F1 Las protecciones del horno provocan el corte de combustible del horno mediante la válvula TCV1 por las causas siguientes: alta temperatura en la salida de humos, actuador TSH baja presión en la línea de gas de refinería, actuador PSL2.
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f.3) Consideraciones previas al análisis Se estudia el sistema en condiciones normales de operación, y esto requiere plantear las hipótesis siguientes: Se considera que la bomba P1A impulsa el aceite a través del horno; la bomba P1B es de reserva y sólo entra en funcionamiento cuando se produce una caída de presión en la línea de impulsión del aceite (PSL). El horno trabaja a tiro natural. Esto es, que el humo sale libremente pese a la disminución de su temperatura sin que exista ningún equipo de aspiración. De la misma manera, la entrada de aire en la cámara de combustión es por tiro natural, ya que no existe algún equipo de impulsión. El calor residual de los humos que se utiliza para producir vapor de agua es insignificante, no alterando el funcionamiento del sistema. f.4) Estudio preliminar La Tabla 3.11 muestra, mediante la matriz de interacción, el estudio preliminar para determinar la peligrosidad de las sustancias en las posibles condiciones de proceso (normales de operación y anómalas). Tabla 3.11 Matriz de interacción Aceite térmico Gas de refinería Aire Agua / vapor Temperatura de trabajo en el horno F1 Exceso de temperatura en el horno F1
Aceite X -
Gas -
Aire X -
Agua -
Comentarios Atmósfera explosiva Atmósfera explosiva
X
X
-
-
Aceite líquido inflamable, gas inflamable
X
X
-
-
Atmósfera explosiva y hollin en tubos, gas inflamable
Mediante la matriz de interacción se han identificado las situaciones peligrosas siguientes: La presencia de gas en la aspiración de aire del horno puede producir formación de una atmósfera explosiva.
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La presencia de aire en el aceite térmico puede favorecer la formación de una atmósfera explosiva, especialmente si está recalentado. La temperatura normal de calentamiento del aceite está por encima de su punto de inflamación, y un exceso de temperatura provoca la descomposición del aceite. f.5) Análisis HAZOP La siguiente Tabla 3.12 muestra el resultado del análisis HAZOP realizado sobre la instalación de calentamiento de aceite térmico. Tabla 3.12 Tabla de análisis HAZOP Sociedad: Instalación:
PALABRA GUÍA No
Parte de
Más
Revisión: Plano Nº
Calentamiento de aceite VARIABLE Caudal
Composición
Temperatura
0 Figura 1
CONSECUENCIAS POSIBLES
DESVIACIÓN
CAUSAS POSIBLES
Falta de caudal de aceite en el horno F1
1. No funciona el sistema de bombeo (P1A, P1B y PSL1)
Aumento significativo de la temperatura de los tubos de F1 con peligro de formar hollín en el interior de los tubos
2. Falta de aceite por problemas externos a la instalación
Igual que para 1 y posibilidad de quemar las bombas que trabajarían en vacío
3. Falta de sustitución de aceite
Formación de mezclas explosivas corriente abajo del horno F1 si existe la posibilidad de entrada de aire (Ej.: a través del depósito pulmón)
Aceite parcialmente degradado
Exceso temperatura aceite
de del
4. Exceso de combustible en el horno por válvula TCV1 abierta en falla, o por falla del lazo de control TC1 5. Menor caudal de aceite por cavitación de la bomba P1A
Mala transmisión de calor corriente abajo de la instalación Degradación del aceite e igual que para 1. y 3.
Igual que para 1.
COMENTARIOS Y MEDIDAS CORRECTIVAS Instalar una alarma con actuador para bajo caudal de aceite (FSL) que bloquee la entrada de combustible al quemador Instalar un sistema de bloqueo de las bombas por falta de aceite desde la refinería, o por taponamiento de los tubos Instalar un sistema de control de aceite en la entrada al horno (densímetros, etc.)
Por la alta temperatura de los humos, la actuación del sistema de bloqueo no protege de la falla del lazo de control (TC1 y TCV1) ya que actúa sobre los mismos elementos. Es recomendable instalar una válvula para cortar el combustible
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PALABRA GUÍA
No
Revisión: Plano Nº
Calentamiento de aceite VARIABLE
Caudal
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0 Figura 1
CONSECUENCIAS POSIBLES
DESVIACIÓN
CAUSAS POSIBLES
Falta de combustible en el quemador de F1
6. Falta de gas de refinería por problemas externos a los límites de la instalación
Cierre del quemador y parada de la instalación
7. Falla en el cierre de la válvula del lazo de control TC1, o falla del lazo de control TC1, o actuación incorrecta del bloqueo TSH o PLS2 8. Válvula TCV1 averiada en posición abierta, o falla del lazo de control TC1 9. Cambio de los parámetros del gas que determinan la forma de la llama
Igual que para 6.
Más
Caudal
Exceso de combustible en el quemador de F1
Otro
Composición
Modificación de la composición del gas de refinería
COMENTARIOS Y MEDIDAS CORRECTIVAS independientemente del lazo de control, y también un sistema de bloqueo para temperaturas elevadas (TSH) en los tubos a la salida del aceite Valorar la posibilidad de que la instalación funcione con un combustible auxiliar (Ej.: propano, fuel-oil, etc.)
Igual que para 1. y para 5.
La misma consideración que en 5.
Cambio de la forma de la llama de manera que llega a los tubos del cambiador, cosa que puede provocar sobrecalentamientos puntuales con peligro de formar hollín en el interior de los tubos
Controlar la composición del gas de refinería en la entrada del horno (densímetros, etc.)
El diagrama de flujo de la instalación presentado en la Figura 3.8, con la aplicación de las recomendaciones de la Tabla 3.12 quedaría modificado de la manera siguiente (Ver Figura 3.9): Se añade un actuador para bajo caudal de aceite (FSL) que bloquea la entrada de combustible en el horno (I) y protege los tubos interiores de aceite del po sible aumento de temperatura. Al mismo tiempo, por su posición (ubicado en la aspiración de las bombas) protege a éstas de trabajar en vacío y las bloquea en caso de falta de aceite desde la refinería por taponamiento de las tuberías. Así, el actuador FSL no interfiere en la función del actuador (PSL1) que por baja presión en la impulsión de las bombas activa la bomba de reserva.
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Se separa totalmente el sistema de regulación del horno del sistema protector para que éste pueda bloquear la instalación en caso de falla del primero. Las modificaciones de la instrumentación del horno son las siguientes: o se añade una válvula de corte en la línea de combustible independiente de la válvula de control y de esta forma se permite el bloqueo de los quemadores independientemente del lazo de control que lo protege de cualquier falla de éste último; o se desconecta totalmente el sistema de control del sistema de bloqueo (la línea de transmisión de señal de TC1 a I desaparece); o se añade un actuador para alta temperatura (TSH) a la salida de producto independiente del TC1 ya existente, que protege al horno de un exceso de combustible y de una falta significativa de aceite, y que bloquea la llegada del combustible a los quemadores. Fig. 3.9 Esquema de la instalación con las medidas correctoras implementadas
Estas modificaciones introducidas en el sistema de control y protección de la inst alación mejoran su seguridad. La mejora no se da únicamente por la redundancia de señales de bloqueo de los quemadores del horno, sino que mayoritariamente, como ya se ha comentado, es el resultado de la separación de los dos sistemas. Así pues, el sistema protector puede proteger la instalación de cualquier falla que se produzca en cualquiera de los elementos que integran el lazo de control (falta de señalización en los indicadores, falta de señal en los transmisores, falla en la apertura de las válvulas, etc.).
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3.5.3 Árboles de fallas
El Análisis de Árbol de Fallas (AAF) es un método de análisis de falla deductivo en el cual un estado no deseado (la falla) de un sistema es analizado mediante Lógica Boleana para combinar un a serie de eventos causantes. Este método de análisis se utiliza principalmente en los campos de la ingeniería de seguridad e ingeniería de fiabilidad para comprender cómo pueden fallar los sistemas, e identificar las mejores formas de reducir el riesgo o para determinar (o estimar) las tasas de eventos de un accidente o falla funcional de un sistema en particular. El AAF es utilizado en la industria aeroespacial, energía nuclear, química y proceso, farmacéutica, petroquímica y otras industrias de alto riesgo; pero también se utiliza en campos tan diversos como la identificación de factores de riesgo relacionados con la falla de sistemas de servicios sociales.
Estas condiciones se clasifican según la gravedad de sus efectos. Las condiciones más severas requieren análisis de árbol de falla más extenso.
El AAF puede utilizarse para:
Demostrar el cumplimiento del sistema con los requisitos de fiabilidad / seguridad. Priorizar los eventos que conducen al evento no deseado - creando la lista de Equipos, Partes y Eventos críticos para la introducción de medidas de diversa importancia. Supervisar y controlar el comportamiento de la seguridad de sistemas del complejo (Por ejemplo: ¿Es un avión particularmente seguro para volar cuando la vá lvula X de combustible está fallando? ¿Por cuánto tiempo podría volar con el malfuncionamiento de la válvula X?). Minimizar y optimizar el uso de recursos. Apoyar el diseño de un sistema. El AAF puede ser usado como herramienta de diseño para crear los requisitos a imponer a los componentes del sistema. Servir como herramienta de diagnóstico para identificar y corregir causas que conducen al evento no deseado. Puede ayudar en la creación de manuales de diagnóstico y de procesos.
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a) Descripción y objetivo La elaboración de árboles de fallas (Fault Tree (FT)) es una técnica de análisis creada por Bell Telephone Laboratories al inicio de la década de los años 60, para mejorar la fiabilidad del sistema de control del lanzamiento de cohetes. Posteriormente, su utilización se extendió a otros campos de la industria y, en especial, fue muy empleada en la industria nuclear. La utilización de árboles de fallas es una técnica deductiva que se aplica a un sistema técnico o proceso para la identificación de los sucesos y las cadenas de sucesos que pueden conducir a un incidente no deseado, en general un accidente o una falla global de un sistema. Esta técnica permite asimismo la cuantificación de la probabilidad o frecuencia con que puede producirse un suceso. Esto es que permite el cálculo de la no fiabilidad o no disponibilidad del sistema. La ventaja principal de esta técnica es su representación gráfica, que facilita la comprensión de la causalidad; de hecho, un árbol de fallas como tal es un modelo gráfico en forma de árbol invertido que ilustra la combinación lógica de fallas parciales que conducen a la falla del sistema. La relación lógica entre los sucesos es representada por los operadores lógicos Y, O, INH (el operador condicional) utilizados en álgebra booleana. b) Definiciones Accidente o falla del sistema (denominado también suceso no deseado o top event): son situaciones excepcionales objeto de estudio mediante la elaboración y análisis de árboles de fallas. Estos accidentes se analizan mediante las demás técnicas identificativas comentadas en este capítulo. Las fallas que se dan en sistemas técnicos pueden ser básicamente de dos tipos: Fallas primarias: aquellas atribuibles a defectos de los componentes y no a la interacción con el exterior (por ejemplo, una soldadura mal hecha, etc.). Fallas secundarias: aquellas atribuibles a la interacción del exterior con los componentes (por ejemplo, la rotura de un motor eléctrico por giro inverso al conectar las fases al revés, etc.). Estas siempre son el resultado de condiciones anómalas de funcionamiento y tienen una causa bien definida.
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La distinción de los conceptos: sucesos iniciadores, protecciones del sistema e intervención operativa ayudan en la elaboración y comprensión del árbol: Los sucesos iniciadores, también denominados sucesos o fallas primarias, son los responsables primeros de una variación no deseada en el proceso. Las protecciones del sistema son aquellas que permiten frenar la propagación de esta desviación de las condiciones normales de operación y se representan mediante las puertas lógicas INH. La intervención operativa es la última intervención del operador para evitar que se produzca el suceso no deseado. Los conjuntos mínimos de corte o conjuntos minimales (minimal cut sets) son los d iferentes conjuntos de fallas críticas que al producirse provocan la anomalía global del sistema. El conocimiento de estos conjuntos de fallas primarias permite detectar los puntos débiles de la instalación analizada con la metodología del árbol de fallas. La Figura 3.9 muestra la simbología de los sucesos y las puertas u operadores lógicos utilizados en los árboles de fallas, y la Figura 3.10 muestra gráficamente la estructura de los árboles de fallas. c) Metodología de elaboración y de análisis c.1) Elaboración El primer paso para la elaboración de un árbol de fallas es un estudio previo del sistema o proceso que se quiere analizar con el fin de determinar los incidentes susceptibles de ser analizados y evaluados. Este estudio suele realizarse con otras técnicas de identificación, como las que se han presentado a lo largo del capítulo: análisis histórico de accidentes, análi sis HAZOP, etc. Una vez determinados los accidentes que se quieren desarrollar, deben establecerse los límites de la instalación: límites físicos, nivel de detalle de la resolución, condiciones iniciales de funcionamiento y otros supuestos.
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Seguidamente, y de manera secuencial, es necesario identificar las fallas de los elementos y las relaciones lógicas que conducen al accidente. La identificación de los sucesos y las cadenas de sucesos se hace partiendo de la eventualidad no deseada y deduciendo la combinación lógica de incidentes que los pueden desencadenar de forma recurrente. El primer paso es la determinación de los sucesos más inmediatos necesarios y suficientes para que se produzca la falla del sistema. Con esta forma de operar, para cada nuevo hecho planteado, se g eneran los árboles de fallas. El proceso finaliza cuando todas las fallas identificadas son primarias y no es posible determinar sus causas. c.2) Análisis Los árboles de fallas contienen información acerca de cómo la concatenación de diferentes fallas conduce a la falla global del sistema. Desgraciadamente, esta información no resulta muy evidente en árboles de fallas de tamaño considerable y debe, pues, resolverse el modelo lógico que representa el árbol. Esta resolución se denomina análisis del árbol y consiste principalmente en encontrar la combinación de fallas primarias que pueden producir el accidente estudiado. El proceso de resolución implica la aplicación del álgebra de Boole y permite, realizar, el análisis cualitativo y cuantitativo. Esta información permite implementar y priorizar medidas para la mejora de la seguridad y la fiabilidad del sistema. El análisis cualitativo posibilita conocer los conjuntos mínimos de corte. Cada uno de los conjuntos mínimos representa una manera distinta de llegar al suceso no deseado. Los métodos cualitativos de análisis de árboles de fallas son básicamente: Métodos analíticos, en los cuales el árbol se transforma en una función lógica mediante el álgebra de Boole. Cálculo matricial, en el que el árbol se transforma en una matriz, que se manipula con reglas derivadas del álgebra de Boole. Métodos numéricos (método de Monte Carlo), sólo utilizados en programas de ordenador.
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Métodos de reconocimiento de estructuras, utilizados en programas de ordenador, en los cuales se comparan los árboles con estructuras existentes en bases de datos. El análisis cuantitativo permite calcular básicamente la frecuencia de acontecimiento de un accidente y la indisponibilidad del sistema. Para poder efectuar el análisis cuantitativo se precisa conocer el tiempo de funcionamiento de la instalación y las tasas de fallas, el tiempo de reparación, la indisponibilidad, y el tiempo de comprobación para cada componente. Actualmente, la resolución de los árboles de fallas se hace habitualmente med iante programas de ordenador. Hay una variada oferta de programas comerciales para la resolución de árboles de falla ; entre los más extendidos en Europa destacan el SALP-PC y el ISPRA-FTA, elaborados por el Joint Research Centre de la Comisión Europea, y el PSAPACK, elaborado por la International Atomic Energy Agency.
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Fig. 3.10 Simbología utilizada en los árboles de fallas d) Requisitos y limitaciones La elaboración de árboles de fallas requiere una elevada formación técnica, junto con un conocimiento detallado del sistema o proceso y de sus modos de falla. Además, se requiere que por lo menos la información sobre el proceso sea completa en las partes más esenciales. El nivel de detalle de la información disponible condiciona el nivel de detalle del análisis; el desarrollo progresivo del árbol requiere aún más nivel de detalle.
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La limitación principal de la metodolog Esto es, que los componentes no pueden funcionar a medias, sino que siempre se considera la falla completa del elemento involucrado en la cadena de sucesos que conduce al accidente. Tal como su temporal. e) Resultados y aplicabilidad El interés de los árboles de fallas para la identificación de riesgos reside en la capacidad de identificar la combinación de fallas críticos del sistema que produce el accidente. Esto es, los conjuntos mínimos de corte. Esto permite priorizar las medidas correctivas para evitar el desarrollo del accidente. Normalmente, los árboles de fallas se utilizan para estudiar situaciones particulares que requieren de un estudio más detallado y que otras técnicas de identificación han señalado como críticas. Otra utilidad de los árboles de fallas es la comparación de modificaciones en el diseño de la instrumentación de control y en las medidas de seguridad de instalaciones concretas. f) Ejemplo de aplicación f.1) Descripción de la instalación que se quiere estudiar El tanque de almacenamiento de amina D453 se carga desde un camión cisterna con la bomba de engranajes P457, mediante una manguera flexible y un conjunto de conducciones fijas. El tanque D-453 tiene un serpentín de calentamiento con vapor a baja presión para mantener el product o en condiciones de ser utilizado. Adicionalmente, el tanque D-453 requiere un sistema de pulmonación y absorción de gases a causa de la toxicidad de la amina. El sistema de pulmonación funciona con nitrógeno. La absorción del posible efluente gaseoso o líquido se realiza en el tanque absorbedor D-455, donde hay una disolución de ácido sulfúrico en agua. instrumentación necesaria para el funcionamiento (Figura 3.11).
El sistema dispone de la
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Fig. 3.11 Diagrama de flujo simplificado de la instalación La bomba P-457 es utilizada para la carga, el vaciado y la transferencia de amina del tanque D -453 al tanque de mezcla de la unidad de producción (fuera de los límites de la instalación). El sistema de bombeo está constituido por un conjunto de conducciones y válvulas accionadas manualmente. f.2) Descripción del análisis realizado Se han efectuado las valoraciones cualitativa y cuantitativa, mediante un árbol de fallas del suceso más significativo que puede tener lugar en la instalación: la rotura cata strófica del tanque y el vertido del producto durante la carga del tanque. Como hipótesis, y para realizar la valoración cuantitativa, se ha supuesto que en el proceso normal de carga de amina al tanque siempre se consigue el nivel máximo de llenado (proba bilidad = 1).
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Tabla 3.13 Datos de fiabilidad de los componentes de árbol
f.3) Resultados y conclusiones El árbol de fallas obtenido en el estudio se muestra gráficamente en la Figura 3.12 Los resultados del análisis del árbol de fallas se han recogido en forma de sumario en la Tabla 3.14
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Fig. 3.12 Representación gráfica del árbol de fallas obtenido
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Tabla 3.14 Resumen de los Resultados. Frecuencia de suceso del accidente: veces al año Tiempo de estudio (funcionamiento de la instalación por carga): 2h Error de truncamiento de los cálculos Relación de los conjuntos mínimos Núm. de orden Frecuencia Relación de componentes 3 E11 E10 E4 3 E11 E10 E9 Del estudio han surgido dos recomendaciones principales: Analizar el transitorio de sobrepresión que se podría generar al romperse o fallar la válvula autoreguladora de presión PCV4004 de la pulmonación (E11), y sus efectos sobre la cubierta del tanque (previsiblemente lo rompe). Extremar la atención del operador en la maniobra de carga, ya que de él depende en última instancia la intervención (bloqueo de la bomba) para evitar la rotura del depósito por sobrellenado (E4). g) Ejemplo de análisis cualitativo Encontrar para el árbol de fallas representado en la Figura 3.13, los conjuntos mínimos de corte de manera analítica y matricial. g.1) Resolución analítica La resolución analítica del árbol de fallas consiste en transformar el árbol en su expresión lógica y simplificarlo mediante el álgebra de Boole. La equivalencia de las puertas lógicas en el álgebra de Boole es:
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Las propiedades del álgebra de Boole para la resolución del árbol son: propiedad conmutativa:
x·y=y·x x+y=y+x
propiedad asociativa:
x · (y · z) = (x · y) · z x + (y + z) = (x + y) + z
propiedad distributiva:
x · (y + z) = x · y + x · z x + y · z = (x + y) · (x + z)
Las propiedades y leyes del álgebra de Boole para la simplificación del árbol son: o
propiedad de la idempotencia: x · x = x
o
ley de la absorción: x + x · y = x
Árbol de fallas que se debe resolver analíticamente:
Fig. 3.13 Ejemplo genérico de árbol de fallos
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Ecuación del árbol
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Y = INH. O (ec.1) INH = FP1.FP2. C1 (ec.2) O= FP3 + FP1 (ec.3)
Se sustituyen las ecuaciones (ec. 2) y (ec. 3) en la (ec.1) Y = (FP1 · FP2 · C1) · (FP3 + FP1) Se desarrolla la expresión obtenida del árbol aplicando la propiedad distributiva del álgebra de Boole (x · (y + z) = x · y + x · z): Y = FP1 · FP2 · C1 · FP3 + FP1 · FP2 · C1 · FP1 Se simplifica la expresión con la propiedad de la idempotencia (x · x = x): Y = FP1 · FP2 · C1 · FP3 + FP1 · FP2 · C1 · FP1 Se simplifica la expresión con la ley de la absorción (x + x · y = x): Y = FP1 · FP2 · C1 · FP3 + FP1 · FP2 · C1 El resultado final es el conjunto mínimo de corte encontrado analíticamente: Y = FP1 · FP2 · C1. g.2) Resolución matricial Para resolver el árbol anterior matricialmente hay que transformarlo en una matriz aplicando las reglas derivadas del álgebra de Boole: se construye la matriz sustituyendo las puertas lógicas por sus descendientes en forma de filas (puertas O) o en forma de columnas (puertas Y e INH), y se reduce la matriz con las propiedades de la idempotencia y la ley de la absorció n. Cada fila representa un conjunto mínimo de corte:
El resultado final es el mismo conjunto mínimo de corte que el encontrado analíticamente: Y= FPI. FP2. C1.
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3.5.4 Análisis "What if ...?": ¿Qué pasaría si ...?
Consiste en el planteamiento de las posibles desviaciones en el diseño, construcción, modificaciones y operación de una determinada instalación industrial, utilizando la pregunta que da origen al nombre del procedimiento: "¿Qué pasaría si...?". Requiere un conocimiento básico del sistema y cierta disposición mental para combinar o sintetizar las desviaciones posibles, por lo que normalmente es necesaria la presencia de personal con amplia experiencia para poder llevarlo a cabo. Se puede aplicar a cualquier instalación o área o proceso: instrumentación de un equipo, seguridad eléctrica, protección contra incendios, almacenamientos, sustancias peligrosas, etc. Las preguntas se formulan y aplican tanto a proyectos como a plantas en operación, siendo muy común ante cambios en instalaciones ya existentes. El equipo de trabajo lo forman 2 ó 3 personas especialistas en el área a analizar con documentación detallada de la planta, proceso, equipos, procedimientos, seguridad, etc. El resultado es un listado de posibles escenarios o sucesos incidentales, sus consecuencias y las posibles soluciones para la reducción o eliminación del riesgo. Se presenta un ejemplo aplicado a un proceso continuo de fabricación de fosfato diamónio, (PAD) mediante la reacción de ácido fosfórico con amoníaco. El PAD es inocuo, sin embargo, si se reduce la proporción de fosfórico, la reacción no es completa y se desprende amoníaco, mientras que si se reduce el amoníaco, se desprende un producto seguro pero indeseable.
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¿Qué pasaría si...?
Consecuencia
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Recomendaciones
¿... se suministra un producto de mala
No identificada
--
calidad? ¿... la concentración
No se consume todo el
de fosfórico es
amoníaco y hay una fuga en
incorrecta?
la zona de reacción
¿... el fosfórico está contaminado?
No identificada
¿... no llega fosfórico
El amoníaco no reacciona.
al reactor?
Fuga en la zona de reacción
¿... demasiado amoníaco en el reactor?
Exceso de amoníaco. Fuga en la zona de reacción
Verificar la concentración de fosfórico antes de la operación
-Alarma/corte del amoníaco por señal de falta de flujo en la línea de fosfórico al reactor Alarma/corte del amoníaco por señal de falta de flujo en la línea de fosfórico al reactor
3.5.5 Árboles de sucesos o eventos, AAS: Event tree analysis, ETA
El Análisis de Árbol de Eventos (AAE) es una técnica de modelado lógico, para situaciones de éxito o fracaso que explora las respuestas posibles a un único acontecimiento inicial, establece los caminos para evaluar las probabilidades de los resultados y realiza un análisis global del sistema. Esta técnica de análisis se usa para analizar los efectos de sistemas funcionando o en estado de falla, luego que cierto evento ha ocurrido.El AAE es una poderosa herramienta que permite identificar todas las consecuencias que ocurrirán en un sistema después de producido un
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acontecimiento de iniciación. Puede aplicarse a una amplia gama de sistemas incluyendo: plantas de energía nuclear, aeronaves espaciales y plantas químicas. Esta técnica puede aplicarse tempranamente a un sistema en proceso de diseño para identificar posibles problemas que puedan surgir, y evitar tener que corregir los problemas después de que ocurrieron. El AAE puede usarse como herramienta de evaluación de riesgos para ayudar a impedir que ocurran resultados negativos. En particular es valioso porque permite evaluar la probabilidad de ocurrencia de cada posible resultado negativo. La técnica de análisis por árboles de sucesos consiste en evaluar las consecuencias de posibles accidentes resultantes de la falla específica de un sistema, equipo, suceso o error humano, considerándose como sucesos iniciadores y/o sucesos o sistemas intermedios de mitigación, desde el punto de vista de la atenuación de las consecuencias. Las conclusiones de los árboles de sucesos son consecuencias de accidentes, es decir, conjunto de sucesos cronológicos de fallas o errores que definen un determinado accidente. Partiendo del suceso iniciador, se plantean sistemáticamente dos bifurcaciones: en la parte superior se refleja el éxito o la ocurrencia del suceso condicionante y en la parte inferior se representa la falla o no ocurrencia del mismo. Un ejemplo se presenta en la Figura 3.14.
Fig. 3.14 ESQUEMA DE ÁRBOL DE SUCESOS
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El suceso iniciador puede ser cualquier desviación importante, provocada por una falla de un equipo, error de operación o error humano. Dependiendo de las salvaguardias tecnológicas del sistema, de las circunstancias y de la reacción de los operadores, las consecuencias pueden ser muy diferentes. Por esta razón, un AAS, está recomendado para sistemas que tienen establecidos procedimientos de seguridad y emergencia para responder a sucesos iniciadores específicos. Se presenta un árbol de sucesos correspondiente a un suceso iniciador denominado "fuga d e GLP en zona próxima a depósitos de almacenamiento". Se estudian las distintas secuencias accidentales y las consecuencias posibles de cada una de ellas. Algunas de estas consecuencias no conllevan un peligro especial, pero otras representan sucesos verda deramente peligrosos, como BLEVE, UVCE o incendios de charco.
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Figura 3.14 Árbol de sucesos para fuga de GLP en zona próxima a depósitos de almacenamiento
Fuga de Gas Ignicion licuado inmediata A B
Ignicion retardada C
Condiciones Combinacion para explosion de eventos Consecuencia D
No No
Si
Si
A(1-B)(1-C)
Dispersion
No
A(1-B)C(1-D)
Flash fire
Si
A(1-B)CD
UVCE
AB
Jet Fire
Árbol de eventos de fugas de Gas Licuado Posteriormente a este análisis cualitativo, la estimación de la magnitud de cada suceso requiere de un análisis de consecuencias mediante modelos de cálculo adecuados, capaces de estimar los efectos del suceso contemplado. El método se puede usar además para estimar las probabilidades de ocurrencia del suceso final, asignando valores de probabilidad al suceso incidental y valores sucesivos de probabilidad para cada acción enumerada en el árbol. 3.5.6 Análisis de los Modos de Falla y Efectos, AMFE: Failure Modes and Effects Analysis, FMEA
El Análisis de Modo de Falla y Efectos (AMFE) es una de las primeras técnicas sistemáticas creadas para realizar análisis de fallas. Fue desarrollado por ingenieros de fiabilidad en la década de 1950 para estudiar problemas que pueden derivar del mal funcionamiento de sistemas militares. Un AMFE es generalmente el primer paso de un estudio de fiabilidad del sistema. Comprende la revisión de tantos componentes, ensambles y subsistemas como sea posible para identificar los modos de falla y sus causas y efectos. Para cada componente, los modos de falla y sus efectos resultantes sobre el resto del sistema se registran en una hoja de cálculo específic amente diseñada para el AMFE. Existen numerosas variantes de estas hojas de cálculo. Un AMFE es fundamentalmente un análisis cualitativo.
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Existen algunos diversos tipos de AMFE, tales como: Funcionales; De Diseño; y De Proceso. A veces el AMFE se conoce también como Análisis de Modo de Falla, Efectos y Criticidad (AMFEC) para indicar que también se incluye el análisis de Criticidad. El AMFE usa un razonamiento inductivo de análisis de falla; una tarea esencial en ingeniería de fiabilidad, ingeniería de seguridad e ingeniería de calidad. La ingeniería de calidad está especialmente vinculada al AMFE de proceso (fabricación y montaje). Un AMFE bien hecho ayuda a identificar modos de falla potencial, basándose en la experiencia con productos y procesos similares, o en la simple física de la lógica de fallas. El AMFE es muy utilizado en la industria manufacturera, y a lo largo de las diversas fases del ciclo de vida de los productos. El análisis de efectos se refiere al estudio de las consecuencias de las fallas sobre los varios niveles del sistema. Los análisis funcionales son necesarios como insumo para determinar correctamente los modos de falla, en todos los niveles del sistema, tanto a nivel funcional como a nivel de pieza (hardware). Un AMFE se utiliza para estructurar el esquema de mitigación para la reducción del riesgo basándose en la reducción de la severidad de los efectos o en la disminución de la probabilidad de fa lla o de los efectos o ambos. El AMFE es en principio un análisis completamente inductivo, aunque la probabilidad de falla sólo puede ser estimada o reducida comprendiendo previamente el mecanismo de falla. mediante la eliminación de las causas raíz. Por tanto, es importante incluir en el AMFE información suficientemente profunda acerca de las causas de falla, información que se obtiene por análisis deductivo. El método consiste en la elaboración de tablas o listas con las posibles fallas de componentes individuales, los modos de falla, la detección y los efectos de cada falla.
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Una falla se puede identificar como una función anormal de un componente, una función fuera del rango del componente, función prematura, etc. Las fallas que se pueden considerar son típicamente situaciones de anormalidad tales como: i.
Abierto, cuando normalmente debería estar cerrado
ii.
Cerrado, cuando normalmente debería estar abierto
iii.
Marcha, cuando normalmente debería estar parado
iv.
Fugas, cuando normalmente deba ser estanco
Los efectos son el resultado de la consideración de cada una de las fallas identificadas individualmente sobre el conjunto de los sistemas de la planta o instalación. El método FMEA establece finalmente cuáles fallas individuales pueden afectar directamente o contribuir de una forma destacada al desarrollo de accidentes de una cierta importancia en la planta. Es un método válido en las etapas de diseño, construcción y operación y se usa habitualmente como fase previa a la elaboración de árboles de fallas, ya que permite un buen conocimiento del sistema. Con ciertas limitaciones se puede usar como método alternativo al HAZOP. El equipo necesario suele ser de dos personas perfectamente conocedoras de las funciones de cada equipo o sistema así como de la influencia de estas funciones en el resto de la línea de proceso. Es necesario para la correcta ejecución del método disponer de listas de equipos y sistemas, conocimiento de las funciones de cada equipo, junto al conocimiento de las funciones de los sistemas en su conjunto dentro de la planta. Es posible incluir en la última columna de la tabla de trabajo lo que se denomina índice de gravedad, que representa mediante una escala del 1 al 4 un valor que describe la gravedad de los posibles efectos detectados. El valor 1 representaría un suceso sin efectos adversos; el 2 efectos que no requieren parada del sistema; el 3 riesgos de cierta importancia que requieran par ada normal y el 4 peligro inmediato para el personal e instalaciones, por lo que se requiere parada de
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emergencia.
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En este caso, el análisis se denomina Análisis del Modo de Fallas, Efectos y
Criticidad, FMECA (AMFEC). En la Tabla 3.16 se presenta un ejemplo de formulario de trabajo para el análisis FMECA aplicado a un sistema de descarga de cisternas para tanques. TABLA 3.16 Formulario de trabajo para análisis FMECA Fecha:
Página:
Planta:
Analista:
Sistema:
Referencia:
De:
Identificación del elemento
Designación
Modo de fallo A
Detección
Efectos
Índice de gravedad
1
Manguera flexible
Agujereada
Visual
Derrame ¿incendio?
4
Taponadaaplastada
Visual
Falta o reducción de caudal
2
Tipo equivocado
Visual (marcas)
Corrosión, rotura o contaminación
3
3.5.7 Análisis preliminar de riesgos Preliminar Hazard Analysis (PHA)
Un análisis preliminar de peligros se realiza para identificar posibles peligros que podrían presentarse en el sistema que se está diseñando. La información producida puede utilizarse para reducir la severidad o introducir salvaguardas en el diseño, contra los efectos de los peligros identificados. Fuentes comunes de riesgos son: Elementos acumuladores de energía en forma eléctrica, química o mecánica, y vías para su liberación; Piezas mecánicas móviles; Incompatibilidad de materiales o sistemas;
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Radiación electromagnética y nuclear (incluyendo infrarroja, ultravioleta, láser, radar y frecuencias de radio); Colisiones y posteriores problemas de supervivencia y escape; Incendio y explosión; Líquidos y gases tóxicos o corrosivos, escapados de sus contenedores o generados como resultado de otras anomalías (por ejemplo, sobrecalentamiento); Deterioro de productos o envases por almacenamiento prolongado; Ruido incluyendo vibraciones subsónicas y supersónicas; Riesgos biológicos, incluyendo crecimiento de bacterias en lugares tales como tanques de combustible; Errores humanos en operaciones, manejo de materiales o al realizar movimientos cerca de equipos del sistema; Error de software que puede causar pérdida de vida o extremidades de seres humanos, o causar graves daños a la propiedad. Cuando se identifica un peligro, éste puede ser categorizado y tratado como aceptado o como requiriendo investigación adicional. Si se trata de un problema de seguridad, el diseño puede ser sometido a modificación o implantarse un sistema de monitoreo continuo y aplicación de un sistema de protección. APLICACIÓN Se trata de realizar un Análisis Preliminar de Riesgos. Se suele aplicar en las fases iniciales de un Nuevo Proyecto de una Planta Industrial. Se basa en 3 pilares:
1. Experiencia de Ingeniería. 2. Juicio de Seguridad. 3. Guías y formularios.
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OBJETIVOS 1º Identificación de los peligros inherentes de:
Productos. Procesos. Servicios. 2º Evaluación y Valoración estimativas de los Riesgos sobre:
Personal de la Planta. Instalaciones. Medio Ambiente. Instalaciones vecinas. 3º Adopción de medidas.
Eliminación de Riesgos Reducción de Riesgos. 4º Toma de decisiones sobre: La conveniencia o necesidad de realizar Análisis de Riesgos (Hazop, What if?....) más detallados. METODOLOGIA En primer lugar, se realiza un histórico de los accidentes que hayan sucedido en plantas similares, para poner encima de la mesa las consecuencias de dichos accidentes y sus causas; de esta manera se quiere aprender de experiencias anteriores. (Ejemplos de Accidentes Graves, San Juanico, Seveso, Bophal...)
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En segundo lugar, se analiza principalmente la siguiente Información. A - En relación a los Productos.
Materias Primas. Productos Intermedios. Productos Finales. Productos de Desecho. 1- Las Características Físico-Químicas. Fichas de Seguridad de los productos (Libro Naranja), LIE, Toxicidad, reactividad, etc. 2- Incompatibilidad entre productos. 3- Tipos de almacenamiento y cantidades almacenadas. 4- Situación de la planta respecto al entorno. (Ejemplo.: las cantidades de Cloro respecto a una población cercana). 5- Situación relativa del producto en la planta. B - En relación a los Procesos.
Catalizadores utilizados. Condiciones de operación (Presiones, Temperaturas, humedad,..) C - En relación con los Servicios.
Fiabilidad del Servicio Eléctrico. Fiabilidad de los Sistemas de Seguridad (Por ejemplo: instalaciones contra incendios, equipos de venteo).
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3.5.8 Lista de verificación: Check List
Las listas de verificación son probablemente la forma más común de identificación de riesgos. Tenga en cuenta que no se afirma que es la mejor, para algunas industrias, puede ser, para otras, puede haber una solución más eficiente y completa. Las listas de verificación se utilizan para dirigir una encuesta para buscar los riesgos sistemáticamente a fin de identificar tantos peligr os y riesgos como sea posible. Muchas personas gustan de este método porque una lista estándar puede ser utilizada por personal sin mayor conocimiento de la gestión de riesgos, con una formación mínima. La información puede así clasificarse fácilmente. No obstante, este método no cubre todas las áreas u operaciones, proporciona limitada información, si alguna, sobre el im pacto financiero, no prioriza las exposiciones que se identifican y no puede identificar nuevos riesgos, fuera de los listados.
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APLICACION y OBJETIVOS Es una ampliación del Método What If? Sin embargo se utiliza para Plantas Industriales con Procesos más complejos. También se utiliza para identificar Riesgos, o deficiencias en equipos. Se suele utilizar en Inspecciones de Seguridad. METODOLOGIA De una manera rápida se podría decir que se trata de listas de comprobación de Peligros. Por ejemplo: "Lista de comprobación de prevención de incendios" Punto 3. "extintores, bocas de incendio equipadas (bies), insuficientes y/o mal mantenidos". SI / NO /No aplica. Punto 4. "Rociadores sucios o corroídos" SI / NO /No aplica. Punto 5. "Existencia de equipos de detección de incendios" SI / NO /No aplica. Por ejemplo: "Lista de comprobación para maquinaria". Estas listas pueden ser predeterminadas o desarrolladas ex profeso para un fin particular. Para Plantas Industriales de Procesos Complejos Como se ha dicho antes, para procesos más complejos se utiliza este método junto con What If?, en 2 fases: Fase I: Recoger información. Fase II: Identificación de Riesgos, ¿Qué ocurriría si...? Los siguientes ejemplos muestran listas de verificación típicos para diversas actividades:
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Tabla 3.17.-Lista de verificación de Emergencias comunes en operaciones Emergencia Tipo Descripción Comentarios Atrapado o aplastado en excavaciones profundas debido al derrumbe de las paredes. Posible de ocurrir Golpes o fracturas al encontrarse dentro del radio de giro de equipos o maquinarias. Posible de ocurrir Atrapado o aplastado por vuelco de máquinas o vehículos. Posible de ocurrir Aplastado por caída de cargas suspendidas o árboles talados. Posible de ocurrir Electrocutado. Los trabajos eléctricos serán sin tensión. Expuesto a sustancias nocivas o No se manejarán Lesiones tóxicas. sustancias nocivas o Lesiones personales toxicas personales varias Expuesto a vectores u ofidios. Posible de ocurrir Quemaduras radiaciones.
Derrames
Incendios
y
exposición
a Los trabajos de radiografía. Estos trabajos se realizaran con personal calificado. Caídas de personas a distinto nivel. La mayor parte de los (Trabajo en altura). trabajos se realiza sobre el piso. Cortes diversos al manipular herramientas manuales y de poder. Posible de ocurrir Atropello de peatón. Posible de ocurrir Asalto o emboscada delictiva. La zona no está habitada Fuga de crudo, combustible o lubricante de los tanques y líneas ó Derrame de equipos motorizados durante el fluidos transporte, abastecimiento y/o operación de dichos equipos. Trabajos de Mantenimiento. Posible de ocurrir Incendio de un Fuego que involucra una cantidad de derrame combustible derramado sobre la provoca superficie del terreno. charco de fuego Posible de ocurrir
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Emergencia
Explosión
Tipo
Descripción Incendio que se origina o se propaga Incendio de un a un tanque tanque La vegetación existente en la zona, en Incendio de particular si la operación se realiza en vegetación los meses de menor humedad existente en el ambiental, puede dar lugar a área incendios en el área. Incendio por acumulación de grasas en la cocina de un campamento es Incendio de posible dado que estas cocinas deben grasas en la manipular grasas para la preparación cocina de alimentos para muchos trabajadores. Dardo de Incendio tipo dardo de fuego fuego por fuga de gas asociado El crudo y productos se almacenan a Boilover temperatura debajo de 100°C Explosión debida a la manipulación inadecuada de explosivos o a una falla en la operación de equipos a presión como recipientes de gas Explosión comprimido y compresores. Explosión debido a una gas que se dispersa y encuentra un punto de ignición Daños en general por choque de vehículos. Caída de carga suspendida.
Daños a la propiedad
Daños a la propiedad.
Eventos naturales
Fenómenos naturales
Otros
Extravío de personas
Accidente de aeronaves. Sabotaje por acción de terceros
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Comentarios Posible de ocurrir
Posible de ocurrir
Muy poco probable de ocurrir
Posible de ocurrir Muy poco probable de ocurrir
Posible de ocurrir Muy poco probable de ocurrir Posible de ocurrir Posible de ocurrir Posible de ocurrir Posible de ocurrir
Paro o bloqueo de pistas o cursos de agua. Posible de ocurrir Asalto o emboscada delictiva. No hay población en la zona Sismo, huayco, deslizamiento, Posible de ocurrir inundación, tormenta eléctrica. Extravío de personas en las zonas Las cuadrillas de donde se desarrollará el proyecto. patrullaje cuentan con campamentos
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Para el caso de las operaciones de perforación se tienen los siguientes tipos de accidentes más frecuentes:
Tabla 3.18.- Riesgos en perforación Riesgo
Fuente
Golpeado por
Caídas / tubería en movimiento, pinzas y / o la cadena que gira, Kelly, mesa giratoria, etc; manguera de alta presión de fallo de conexión haciendo que los empleados sean golpeados por la manguera desprendida; herramientas / caída de desechos, vehículos.
Atrapado en/entre
Collares y pinzas, cadena y tubería girando, , prendas de vestir se ve atrapado en la mesa rotativa / sarta de perforación.
Reventón en el pozo: los resultados de la liberación de gas que puede originar incendios o explosiones si no se controla en la superficie; de soldadura / corte cerca de materiales Fuego/Explosión/fuga combustibles, las fuentes de ignición no controlados cerca a alta presión de la boca del pozo, por ejemplo, , calefacción en la caseta , mantenimiento no autorizado o mal mantenimiento de los equipos eléctricos, la detonación en superficie de balas de perforación. Colapso de plataforma
Sobre carga más allá de la capacidad nominal del equipo de perforación; inadecuado anclaje / izaje inapropiado, problemas existentes de mantenimiento con la estructura de equipo que afecta la integridad
Caídas
Caídas de áreas elevadas de la plataforma, escaleras, del piso de la plataforma al suelo.
Exposición a sulfuro de hidrogeno (H2S)
Liberación de H2S durante la perforación, limpiando, perforando operaciones, etc dando lugar a exposiciones de los empleados, en las operaciones de producción de medición de tanques.
Fuente: OSHA,Profile: Oil and Gas Well Drilling and Servicing
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3.5.9 Análisis del modo, efecto y criticidad de los fallos (FMEAC)
Descripción Para no caer en reiteraciones, se referirá este método en relación con el FM EA comentado en el apartado 3.5.6 de esta Guía. La diferencia fundamental en relación con el FMEA es que el FMEAC, además de establecer una relación entre los diferentes modos de falla de un equipo o sistema y las consecuencias de cada una de ellas, añade a esta consideración el establecimiento de la criticidad de cada una de estas fallas. Esto es que establece un orden relativo de importancia de las fallas en función de las consecuencias de cada una de ellas. Como consideraciones generales de la metodología, se relacionarán todas las características indicadas en el apartado 3.4.8 de esta Guía con los siguientes aspectos adicionales. a. En la Tabla 3.16 Formato de Trabajo se añadirá una columna con el concepto de criticidad. b. En cuanto a la definición del problema y las condiciones de contorno, se añadirá la necesaria definición de unas condiciones o conceptos básicos de criticidad que permitan apreciar las diferencias de importancia entre las posibles consecuencias derivadas de las fallas analizadas. A título de ejemplo se puede citar, para un caso hipotético: Efecto Ninguno Peligro menor para las personas y las instalaciones. No se requiere parada de proceso Peligro para las personas y las instalaciones. Se requiere parada programada de l proceso Peligro inmediato para las personas y las instalaciones. Se requiere parada de emergencia
Criticidad 1 2 3 4
c. Cada una de las fallas y sus efectos son comparados bajo los conceptos básicos definidos en el apartado criticidad, y se ordenan en función de la criticidad.
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d. En el informe final, se destacan las fallas que pueden provocar efectos de criticida d absolutamente inaceptables. Las actuaciones prioritarias irán dirigidas a aportar soluciones frente a estas fallas. Con estas consideraciones adicionales, el resto del método FMEAC es absolutamente igual al FMEA. 3.5.10 El Método Delphi
El método Delphi es una técnica de comunicación estructurada, originalmente desarrollada como un método de predicción sistemática e interactiva que se basa en la obtención de opiniones de un panel de expertos. Los expertos contestan cuestionarios en dos o más rondas. Después de cada ronda, un facilitador proporciona un resumen anónimo de las previsiones de los expertos en la ronda anterior, así como las razones que dieron para sus juicios. Así, los expertos son alentados a revisar sus respuestas anteriores a la luz de las respuestas de otros miembros de l panel de expertos. Este proceso debe reducir la gama de las respuestas que entonces convergerán hacia la respuesta correcta . Finalmente, el proceso es detenido cuando se alcanza un criterio predefinido; (por ejemplo: cierto número de rondas realizadas; logro del consenso; estabilidad de los resultados) y el promedio de los puntajes alcanzados por las propuestas en las rondas finales, determinan los resultados. El Método Delphi se basa en el principio de que las previsiones (o decisiones) de un grupo estructurado de individuos son más precisas que las de grupos no estructurados. La técnica también puede ser adaptada para su uso en reuniones cara a cara y entonces se llama mini-Delphi o estimación conversada. Este método que consiste en la discusión sistemática del tema bajo consideración sobre la base de las opiniones de un grupo de expertos y bajo la dirección de un coordinador o facilitador, se sustenta en las siguientes premisas: El juicio de un grupo tiene mayor validez que el juicio de un individuo. De la discusión nace la luz. Las discusiones pueden desarrollarse indistintamente a distancia en forma anónima o en reuniones de grupo de trabajo.
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El problema a resolver debe ser completamente identificado. Los expertos plantean sus puntos de vista con entera libertad, pudiendo éstos ser o no directamente concordantes. Si lo son, se habrá alcanzado el consenso y la cuestión estará resuelta. Si no lo son, el coordinador resume las opiniones e invita a los expertos a reconsiderar sus opiniones en atención a las opiniones discrepantes de sus pares. El proceso puede repetirse tanto como el coordinador juzgue necesario. Normalmente, este proceso iterativo lleva a la reducción de las discrepancias entre las diversas opiniones, e idealmente debe alcanzar el consenso. 3.5.11 Tormenta o Lluvia de Ideas (Brainstorming)
a) Descripción y objetivo La Tormenta de Ideas es una herramienta cuyo objetivo es potenciar la participación y la creatividad de un grupo de trabajo, respecto a determinado tema objetivo. Para ello procura maximizar la producción de ideas innovadoras y la asociación y ampliación de ideas. El grupo de trabajo estará integrado por expertos en la materia a tratar. b) Situaciones en que es deseable la utilización de la Tormenta de Ideas La Tormenta de Ideas es una herramienta muy útil en las siguientes situaciones: Cuando se trata de resolver problemas complejos. En particular durante las siguientes fases del proceso de solución del problema: o
En la fase de diagnóstico del problema, para obtener una lista de posibles teorías que
o
En la fase de definir los alcances del proyecto o proyectos que será necesari o
expliquen las causas del problema;
desarrollar, desde un punto de vista positivo: identificación de las ventajas de cada opción;
o
En la fase de definir los alcances del proyecto o proyectos que será necesario desarrollar, desde un punto de vista negativo: identificación de las resistencias que se opondrán a cada opción;
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En la fase de desarrollo del proyecto, cuando se considere necesario recoger ideas sobre posibles cursos de acción a seguir;
Cuando se trata de obtener ideas nuevas basadas en creatividad; Cuando se trata de incentivar la participación activa de los integrantes de un grupo. c) Metodología del análisis La organización de una sesión de tormenta de ideas requiere: El propio grupo de trabajo o el responsable del estudio elegirá un coordinador de la sesión. Las funciones del coordinador serán: o Organizar los elementos y facilidades necesarias para la realización de la sesión de trabajo: pizarras, proyectores, papel para notas, etc.;
o Preparar un resumen sobre el tema a tratar. Dicho resumen debe ser específico para evitar desviaciones fuera del tema a tratar: definir qué se incluye y qué no;
o Iniciar la sesión presentando el resumen previamente preparado; o Asegurar que la sesión discurre ordenadamente de acuerdo a las siguientes reglas: En caso necesario, para iniciar la sesión, el coordinador puede sugerir una sesión de prueba o demostración, proponiendo un tema sencillo. La sesión de demostración no debe durar mucho. Se recomienda no exceder de 15 minutos; No se admiten críticas sobre las ideas de otros ni explicaciones sobre las propias: Todas las ideas producidas deben ser registradas, incluso aquellas que se juzguen duplicadas; Se incentiva la modificación, ampliación, combinación o asociación de ideas para crear otras. Para ello, de tiempo en tiempo se dará lectura a la lista de ideas producidas. En esa forma, generalmente el proceso de generación de ideas se reactiva.
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Todas las ideas producidas serán ordenadas y clasificadas; Mantener un ritmo de trabajo constante, evitando las interrupciones o digresiones innecesarias; Los participantes aportarán sus ideas, una a la vez, siguiendo un sistema de turnos que establecerá el coordinador. En caso de no tener una idea, cederá su turno al siguiente, pudiendo retomar su turno siguiente; o Concluir la sesión. La sesión de tormenta de ideas debe darse por finalizada cuando ninguno de los expertos tenga más ideas que aportar.
d) Producto de la Tormenta de Ideas El producto de una tormenta de ideas es una lista de ideas que generalmente, contiene un mayor número de ideas nuevas y propuestas de innovaciones que las obtenidas por otros medios. La información que puede obtenerse de la lista de ideas obtenida, es sólo una lista de opciones que constituyen base para llevar adelante un proceso de mejora. La técnica de tormenta de ideas no proporciona respuestas directas a problemas o asuntos específicos. e) Proceso de las ideas obtenidas Las ideas obtenidas se procesarán en la forma siguiente: Cualquier idea que presente alguna duda a criterio de algún participante, será explicada y revisada su redacción en caso necesario, por el mismo experto que la propuso; Las ideas duplicadas, serán ahora eliminadas; Las ideas serán ordenadas y agrupadas convenientemente, de cara a facilitar su futura utilización.
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f) Errores comunes en el proceso de Tormenta de Ideas La principal interpretación errónea en relación con una Tormenta de Ideases confundir las ideas resultantes con las soluciones a un problema determinado. Arribar a la solución de un problema a partir de una idea implica un proceso de diseño posterior. Una fuente corriente de problemas en el proceso de Tormenta de Ideas, que impide la formulación de ideas útiles, es el incurrir en mala redacción del resumen sobre el tema a tratar. Una segunda fuente de problemas en el proceso de Tormenta de Ideas, es el cae r en desorden durante la realización de la tormenta de ideas. El desorden puede impedir que las ideas potencialmente más valiosas sean recogidas en la lista final.
3.5.12 Métodos Semi cuantitativos: Indices de Riesgo
Se entiende por métodos de evaluación de riesgo semi-cuantitativos, aquellos que, no llegando al detalle y rigor de una evaluación cuantitativa del riesgo, suponen un avance hacia ello desde los métodos cualitativos, en el sentido que son métodos que dan como resultado una clasificación relativa del riesgo asociado a una planta química o a partes de la misma. Los métodos desarrollados en este sentido y que son de mayor difusión y conocimiento general son los denominados «Índice de DOW de fuego y explosión» e «Índice de Mond». El primero de ellos fue desarrollado por la compañía Dow Chemical y el segundo por el grupo ICI Imperial Chemical Industries PLC. Ambos métodos se basan en la asignación de penalizaciones y/o bonificaciones a las instalaciones de una planta química. Las penalizaciones son asignadas en función de las sustancias presentes y de las condiciones de proceso. Las bonificaciones tienen en cuenta las instalaciones de seguridad que pueden mitigar o prevenir los efectos accidentales.
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La combinación de ambas lleva a la determinación del índice con el que se afecta una determinada parte de la instalación, pudiendo examinar, a la vista de estos índices, la importancia relativa de las partes estudiadas en función del riesgo asociado. Bajo este calificativo se agrupan un conjunto de métodos específicamente diseñados para evaluar el riesgo asociado a instalaciones químicas, tanto de proceso como de almacenamiento. Una parte importante del índice está orientada a identificar y valorar mediante factores, las condiciones que pueden determinar el que se produzca una liberación importante de energía en un corto período de tiempo. En la mayoría de los casos este factor energético viene definido por dos parámetros: Un factor de material, proporcional a la peligrosidad intrínseca del producto. Es u n factor multiplicador que afecta en proporción lineal al valor del índice: si se duplica, el índice dobla su valor. Un factor de cantidad de energía, proporcional al producto: (cantidad de substancia, kg) x (calor de combustión, kJ/kg) En determinadas circunstancias, aunque bastante restringidas por los métodos, puede utilizars e el calor de descomposición. Este factor suele integrarse en el esquema general de cálculo como un elemento más del sumatorio de factores de riesgo. El valor que adopta sigue una evolución creciente y asintótica, de manera que, cuando la energía puesta en juego es de gran magnitud, el factor es poco sensible a la cantidad de producto. Las condiciones que pueden determinar la liberación de la energía son identificadas y valoradas como factores, atendiendo a diferentes situaciones: posibilidad de reacción química, posibilidad de derrame, posibilidad de atmósfera inflamable, operación a una temperatura que supere la de destello o ebullición de la substancia, etc. La valoración se puede realizar de dos modos: De manera discreta, todo o nada, dependiendo de que las circunstancias que se analizan estén presentes. Ejemplos: ¿hay reacción química del tipo ...?, ¿la carga y descarga de productos inflamables implica la conexión y desconexión de líneas de transferencia?, ¿hay corrosión?, etc. Algunas de estas valoraciones pueden estar determinadas por una escala de clases. Por ejemplo, un nivel de corrosión medido en tres intervalos: 1 mm/año.
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De manera continua, dependiendo del valor de alguna magnitud proporcional al riesgo. Ejemplos: la presión de disparo del sistema de alivio, la distancia a hornos de proceso llamas abiertas, etc. Como se puede comprobar con el análisis en profundidad de alguno de los índices, es tos métodos pueden tener aplicaciones complementarias: Servir de lista de chequeo para identificar circunstancias de peligro y riesgo. En el Anexo 1 se han desarrollado listas de chequeo asociadas al índice DOW, como método para identificar factores de riesgo afines a una potencial situación de reacción fuera de control. Disponer de tablas de riesgo relativo. La aplicación de estos métodos supondrá la subdivisión de la planta en unidades de análisis, generalmente asociadas a equipos principales o secciones de la planta, para los que podrá obtenerse un valor de riesgo o índice que nos permita priorizar acciones futuras de mejora y control de la seguridad. Por ejemplo, en aplicación del índice DOW, un valor superior a 128 implica la necesidad de desarrollar análisis de riesgos más rigurosos. Precisamente el nacimiento de estos métodos se debió a la necesidad de una metodología que permitiera priorizar, en instalaciones complejas, las acciones tendentes al control de pérdidas y la mejora de la seguridad. Justificar el beneficio de la inclusión de determinados sistemas de protección (contra incendio, drenaje, bloqueo, control, etc.). La inclusión de estos sistemas implica la adopción de unos factores de reducción (bonificaciones) que repercuten en el valor final del índice calculado o de las pérdidas previstas. Valorar áreas de exposición por daño severo a las instalaciones. Así, el índice DOW permite un radio de exposición proporcional al índice calculado. En general, este resultado no debe ser empleado como una previsión de las consecuencias en caso de accidente, sino como un dato para utilizar en la toma de decisiones a la hora de diseñar la implantación de unidades y la separación entre equipos de proceso.
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3.5.12.1 Índice de DOW de incendio y explosión
Con el título original de DOW's Fire & Explosion Index, publicado por primera vez en 1966, llegó a su sexta edición en el año 1987, en el que se incorpora por primera vez una penalización específica a los productos tóxicos. Con los principios básicos que se comentarán a continuación, y ya apuntados en el preámbulo de este capítulo, las ediciones sucesivas han ido acumulando las experiencias adquiridas en las aplicaciones del método. En estas líneas por ejemplo, la quinta edición incluía métodos de estimación de los tiempos de interrupción del servicio y de los costes derivados de estas interrupciones, en función de los riesgos evaluados; la sexta edición incluye, entre otras, la novedad de considerar la toxicidad de los productos como una posible complicación en las respuestas frente a emergencias. Se aplica a Plantas Industriales que contengan productos: Inflamables. Combustibles. Gran Reactividad. Este método fue desarrollado por la empresa Dow Chemical (de ahí la denominación IFE - DOW). Descripción El método se desarrolla siguiendo las etapas que a continuación se comentarán brevemente y que se exponen de forma gráfica y resumida en la Figura 3.15.
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FIGURA 3.15 METODO DOW. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO FUENTE: DOW's Fire & Explosion Index Hazard Classification Guide. Sexta edición 1987.
a. Dividir la planta química en estudio en «unidades de proceso» para cada una de las cuales se determinará su «Índice de Incendio y Explosión>> (IIE). b. Determinar el 2%
x 0.95 C2=
Agua contra incendio a presión superior a 7 bar
0.89
0.90
Sistema de espuma manual
x 0.90
Monitores
x 0.95 C3=
0.77
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- Factor de bonificación (FB) Se obtiene como producto de los anteriores. FB = C1 x C2 x C3 = 0.81 x 0.89 x 0.77 = 0.56
- Factor de bonificación efectivo (FBE) Se obtiene a partir de FB en la gráfica correspondiente del manual. FBE = 0.7 (ver Figura 3.18)
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FIGURA 3.18 metido del INDICE DOW. Factor e bonificación efectivo (FBE) a partir del factor de bonificación (1) (FB) Referencia: Gráfica extraída del manual del método (1985)
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Valor real de MPPD MPPD Real = MPPD base x FBE Siendo MPPD base:
24.8 millones de Pesetas equivalentes aproximadamente a 200,000 U.S. Dólares.
FBE:
0.7
Resultando: MPPD Real = 17.36 millones de Pesetas equivalentes a 140,000 U.S. Dólares h) Máximo número de días probables de indisponibilidad (MPDO) MPDO se obtiene a partir de MPPD real de la Figura 3.19
FIGURA 3.19 Método del INDICE DOW. Máximos días probables perdidos (MPDO) en función de MPPD (1) Referencia: Gráfica extraída del manual del método (1985)
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El máximo número de días probables de indisponibilidad se sitúan entre 4 y 12 días con un 7 0% de probabilidad. - Coste asociado a la paralización
de la actividad (BI)
Dónde: MPDO: máximo número de días probables de indisponibilidad VPM: valor mensual de la producción. Estimando VPM en 90 millones de Pesetas, resulta:
millones de pesetas
17 Millones de Pesetas equivalen aproximadamente a 140,000 U.S. Dólares. 3.5.12.2 Índice de MOND
Descripción Este método fue desarrollado por técnicos de Imperial Chemical Industries PLC (ICI) a partir del Índice DOW.
La primera versión fue publicada en 1979 y la segunda, que se describe a
continuación, en 1985. Ya se ha comentado anteriormente que la principal diferencia frente al Índice de DOW, ampliamente expuesto en el apartado 3.5.12.1 de esta Guía, es que el Índice de MOND considera la toxicidad de las sustancias presentes, y este parámetro es introducido como un factor independiente, considerando los efectos de las sustancias tóxicas por contacto cutáneo o por inhalación. Para un conocimiento exhaustivo del método, como en el caso del Índice de D OW, se recomienda consultar la Guía publicada por ICI. Como comentario general, y referido al Índice de DOW, hay que
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indicar que el Índice de MOND es, en general, más detallado, tiene en cuenta mayor número de parámetros de riesgo y bonificaciones y, finalmente, facilita una clasificación de las unidades en función del riesgo. Un diagrama descriptivo del método se incluye en la Figura 3.20
FIGURA 3.20 Esquema general del método del INDICE MOND
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Ámbito de aplicación Se seleccionará este método cuando en la instalación a estudiar la presencia de productos tóxicos sea importante. Recursos necesarios En comparación con el índice DOW, el método MOND utiliza menos recursos gráficos, siendo necesario un mayor número de cálculos para determinar el mayor número de parámetros a considerar. Por ello, ya desde la publicación de la segunda edición en 1985, se anunciaba la disponibilidad de una versión informatizada para ser utilizada en un ordenador tipo PC compatible. La documentación y formación necesarias son las mismas comentadas en el apartado 3.5.12.1 de esta Guía para el índice de DOW. Ventajas/Inconvenientes Caben los mismos comentarios que para el Índice de DOW, con la consideración, en este caso, de que se tienen en cuenta mayor número de parámetros. En cualquier caso, los valores obtenidos facilitan la clasificación relativa de las unidades en que se haya dividida la instalación en estudio, facilitando la posterior aplicación de métodos más detallados. Ejemplos A modo de ejemplo se incluye en la Tabla 3.17 de forma más detallada y de acuerdo con lo que especifica el manual del método (versión 1985) el proceso de cálculo del índice de MOND.
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TABLA 3.17 Proceso de cálculo del INDICE DE MOND (1985)
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PRIMERA FASE DE CÁLCULO Considera la unidad en su forma más básica con el número mínimo de controles necesarios para su operación normal. Se mide la energía de la unidad por unidad de peso de material. Consiste en determinar:
SEGUNDA FASE DE CÁLCULO Considera los factores que pueden agravar el riesgo. Consiste en ponderar cada uno de los siguientes ítems: RIESGOS ESPECIALES DEL MATERIAL (3) (M) Rango
1. Productos antioxidantes
Nombre de la variable (4)
0~ 20
2. Dar lugar a gas combustible con agua
0~ 30
3. Características de mezcla y dispersión
-6 100
4. Puede inflamarse espontáneamente
30~ 250
5. Puede polimerizar espontáneamente de forma rápida 6. Sensibilidad a la ignición 7. Puede dar descomposición explosiva 8. Puede dar lugar a detonación de gas 9. Propiedades de la fase condesada 10. Otros
Factor de riesgo especial del material (M)
(m)
25~ 75 -75 150 75~ 125 0~
150
200~ 1500 0~
150
Valor: suma del valor de estos diez términos.
RIESGOS GENERALES DEL PROCESO (5) (P) 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Manipulación y cambios físicos únicamente Características de la reacción Reacciones batch Multiplicidad de reacciones Desplazamiento de material Contenedores transportables
Rango 10 ~ 60 25 ~ 60 10 ~ 60 25~ 75 0 ~ 150 10 ~ 100
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Factor de riesgo general del proceso (P) Valor: suma del valor de estos seis términos RIESGOS ESPECIALES DEL PROCESO (5) (S) Nombre
Rango
de la variable
1. Presión baja (< 15psia)
50 ~ 150
2. Alta presión
0 ~ 150
(p) (6)
3. Temperatura baja
3.1 Acero al carbono +10 °C a 25°C 3.2 Acero al carbono -25 °C 3.3 Otros materiales
0 ~ 30 0 ~ 100 0 ~ 100
4. Alta temperatura
4.1 Material inflamable 4.2 Resistencia del material
0 ~ 35 0 ~ 100
6. Fuga por juntas y cierres
0 ~ 60
7. Vibración, fatiga, etc.
0 ~ 100
8. Proceso/ reacciones difíciles de controlar
20 ~ 300
9. Operación cerca o en el rango de inflamabilidad
25 ~ 450
10. Riesgo de explosión superior a un valor medio
40 ~ 100
11. Riesgos de explosión de inflamabilidad
30 ~ 70
12. Oxidantes potentes
0 ~ 100
13. Sensibilidad del proceso a la ignición
0 ~ 400
14. Riesgos de electricidad estática
10 ~ 200
5. Corrosión y erosión
0 ~ 400
Factor de riesgos especiales del proceso (S) Valor: suma del valor de estos catorce términos 15. Desarrollo en la sección 5 del manual 16. Este valor se encuentra en los gráficos de la Figura 2.21
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RIESGOS ASOCIADOS A LAS CANTIDADES (7) (Q)
1. Cantidad total de material (t) 2. Factor de cantidad
K
Variable Q (8)
RIESGOS ASOCIADOS A LA IMPLANTACIÓN (9) (L) Altura en metros H Área de trabajo en m2 N 1. 2. 3. 4. 5.
Diseño Efecto dominó Bajo tierra Superficie de drenaje Otro
Rango
0 ~ 200 0 ~ 250 50 ~ 150 0 ~ 100 50 ~ 250
Factor de riesgos graves para la salud (T) Valor: suma del valor de estos cinco términos RIESGOS ASOCIADOS A DAÑOS GRAVES PARA LA SALUD (10) (T) 1. Efecto sobre la piel 2. Efectos por inhalación
Rango
0 ~ 50 0 ~ 50
Factor de riesgos graves para la salud (T) Valor: suma del valor de estos dos términos TERCERA FASE DE CÁLCULO, DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES DE BONIFICACIÓN A. RIESGOS ASOCIADOS A LA CONTENCION (11) (K1) 1. Recipientes a presión 2. Tanques verticales atmosféricos. 3. Tuberías de transferencia:
3.1 Esfuerzo de diseño 3.2 Juntas y uniones
4. Detección y respuesta frente a una fuga
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5. Alivio de presión de emergencia o tanques de vertido de emergencia
Factor de riesgos graves para la salud (K1) Valor: producto del valor de estos cinco términos. B. RIESGOS ASOCIADOS AL CONTROL DEL PROCESO (12) (K2) 1. Sistema de alarma 2. Suministro eléctricos de emergencia 3. Sistemas de refrigeración 4. Sistemas de inertización 5. Actividades de estudios de riesgos 6. Sistemas de seguridad de parada de planta 7. Control por ordenador 8. Protecciones de los reactores 9. Procedimientos de operación 10. Supervisión de la planta
Factor de control del proceso (K2) Valor: producto del valor de estos diez términos. C. ACTITUD CON RESPECTO A LA SEGURIDAD (13) (K3) 1. Implicación por parte de la dirección 2. Entrenamiento en seguridad 3. Procedimientos y mantenimiento de seguridad
Factor de actitud frente a seguridad (K3) Valor: producto del valor de estos tres términos. D. PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS (14) (K4) 1. Protección estructural contra el fuego 2. Barreras, muros corta fuego 3. Equipos de protección contra incendios.
Factor de protección contra incendios (K4) Valor: producto del valor de estos tres términos.
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E. AISLAMIENTO (15) (K5) 1. Sistema de cálculos 2. Ventilación
Factor de protección contra incendios (K5) Valor: producto del valor de estos dos términos. F. LUCHA CONTRA INCENDIOS (16) (K6) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Alarmas de incendio Extintores manuales Suministro de agua Rociadores de agua o monitores Instalaciones de espumógeno o inertización Brigada contra incendio Pactos de ayuda mutua en caso de incendio Ventilación de gases
Factor de lucha contra incendios (K6) Valor: producto del valor de estos ocho términos. (1),(2),(3),(5),(7),(9),(10),(11),(12),(13),(14),(15),(17) Desarrollo en sección correspondiente. (4) Símbolo utilizado para referirse al ítem y posteriormente utilizado en las fórmulas de cálculo de los índices. Así se representan las características de mezcla y dispersión del material, mientras que M representa el factor de riesgo especial del material. (6) Este valor se encuentra en los gráficos de la Figura 3.21 (8) Se calcula según el rango del material en toneladas de acuerdo con las gráficas de la Figura 3.22 En las Figuras 3.21 y 3.22, respectivamente, se incluyen las gráficas a utilizar para determinar los factores de presión alta (P) y de cantidad (Q).
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FIGURA 3.21 Curvas para la determinación del factor P de presión alta para el método de INDICE DE MOND (1) (1) Ver Tabla 3.17
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FIGURA 3.22 Curvas para la determinación del factor Q de cantidad para el método de INDICE DE MOND (1) (1) Ver Tabla 3.17 Por último, en la Tabla 3.18 se reseñan las ecuaciones a aplicar para evaluar los distintos índices en función de los factores definidos.
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TABLA 3.18 Ecuaciones del método del INDICE DE MOND -
INDICE EQUIVALENTE DE DOW (Valoración inicial y revisión)
Dónde: B: Factor de material (ver tabla 2.6) M: Factor de riesgo especial del material (ver tabla 2.6) P: Factor de riesgo generales del proceso (ver tabla 2.6) S: Factor de riesgos especiales del proceso (ver tabla 2.6) Q: Factor de cantidad (ver tabla 2.6 y figura 2.12). L: Factor de riesgos asociados a la implantación (ver tabla 2.6). T: Factor de riesgos graves para la salud (ver tabla 2.6) -
INDICE DE INCENDIO (Valoración inicial y revisión)
Dónde: B: Factor de material (ver tabla 2.6) K: Cantidad total de material (ver tabla 2.6) N: Área de trabajo (ver tabla 2.6)
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CALCÚLO DE INDICE Índice
Valor inicial (1) Valor (4)
Categoría (5)
Valor revisado (2) Valor
D F E A R
INDICE DE INCENDIO (Valoración inicial y revisión) Dónde: B: Factor de material K: Cantidad total de material N: Área de trabajo (Valor corregido)
F x K1 x K3 x K5 X K6
Dónde: F: Índice de incendio K1: Factor de contenido total K3: Factor de actitud frente a seguridad K5: Factor de aislamiento de fugas K6: Factor de lucha contra incendios
INDICE DE EXPLOSIÓN INTERNA (Valoración inicial y revisión) Dónde M: Factor de riesgo especial del material P: Factor de riesgos generales del proceso (Valor corregido) Dónde: K2: Factor de control de proceso
E x K2 x K3
Categoría
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Bonificación (3) Valor
Categoría
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K3: Factor de actitud frente a seguridad. Dónde: B: Factor de material m: Características de mezcla y dispersión) p: Factor de alta presión Q: Factor de cantidad H: Altura E: Índice de explosión Interna anteriormente definido. t: Temperatura de operación. (Valor corregido) A x K1 x K2 x K3 x K5 Dónde: A: Índice de explosión no confinada. K1: Factor de contenido total K2: Factor de control de proceso K3: Factor de actitud frente a seguridad K5: Factor de aislamiento de fugas INDICE DE RIESGO GLOBAL (Valoración inicial y revisión) Dónde: D: Índice equivalente de DOW. E: Índice de explosión interna. A: Índice de explosión no confinada. F: Índice de incendio. (Valor corregido)
R x K1 x K2 x K3 X K4 x K5 X K6
Dónde: K1: Factor de contenido total K2: Factor de control de proceso K3: Factor de actitud frente a seguridad K4: Factor de protección contra incendios K5: Factor de aislamiento de fugas K6: Factor de lucha contra incendios
1. Este valor de los índices es el correspondiente a la primera evaluación de los parámetros con tendencia pesimista en la asignación de los parámetros.
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2. Este valor de los índices corresponde a una estimación corregida, más real, del valor de los parámetros. 3. Este valor de los índices toma en consideración los elementos de protección de los que dispone la instalación. 4. Valor numérico obtenido para el índice. 5. Categoría de índice de acuerdo con la clasificación reseñada en la Tabla 2.8 3.5.13 Análisis de Riesgo Cuantitativo (QRA)
El Análisis de Riesgo Cuantitativo es una herramienta poderosa de análisis orientada a gestionar los riesgos y mejorar la seguridad en las industrias. Cuando se realiza apropiadamente respecto a sus limitaciones teóricas y prácticas proporciona una base racional para evalua r la seguridad de procesos y comparar las alternativas de mejora. Sin embargo es conveniente mencionar que el análisis de riesgo cuantitativo no es la panacea que puede resolver todos los problemas, permitir tomar decisiones a un gerente o sustituir las actividades de garantía de la seguridad o las actividades de control de pérdidas. Es una necesidad para los gerentes de las empresas desarrollar una apreciación de los beneficios, limitaciones, costo relativo del empleo del análisis de riesgos de tipo cuanti tativo. Para llegar a este entendimiento básico es conveniente conocer los siguientes aspectos: o Cómo decidir cuándo usar un QRA o Cómo calibrar un QRA para proporcionar información específica sobre los riesgos o Cómo interpretar los resultados de un QRA Los QRA son fundamentalmente diferentes a otras disciplinas de la ingeniería química (química, transferencia de calor, cinética de reacciones) cuyo tratamiento de la información es esencialmente determinístico. En el caso del análisis de los riesgos la información que se emplea son variables probabilísticas y por tanto no tienen valores fijos. Algunos de los elementos fundamentales del riesgo como la frecuencia esperada de un accidente y las consecuencias de una exposición a un gas tóxico, deben ser determinados usando variables probabilísticas.
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En tal sentido los QRA son una aproximación para estimar el riesgo de operaciones químicas usando información probabilística. 3.5.14 Estudio de Identificación de Peligros (HAZID)
El HAZID es una poderosa herramienta para identificar peligros ocupacionales, propios de la instalación y externos. El desafío del Negocio La mayoría de las autoridades de gobierno requieren que las empresas operadoras realicen estudios de Salud, Seguridad y Medio Ambiente (HSE) durante el diseño d e las instalaciones, así como antes de la construcción y durante la operación. Los estudios de peligros realizados con retraso en la fase de diseño, tales como los Estudios de Peligros y Operación (HAZOP), a menudo identifican aspectos de seguridad y medio ambiente que pueden causar retrasos en un proyecto o cambios costosos de diseño. Por tanto, muchos clientes solicitan un Estudio de Peligros al inicio de la fase de diseño. Así los peligros pueden ser evitados o reducidos 3.5.15 ¿Qué es un HAZID?
El estudio HAZID es una herramienta para la identificación de peligros, que se suele utilizar al inicio de un proyecto tan pronto como están disponibles los diagramas de flujo del proceso, los balances de calor y masa y los trazos de diseño. También se requiere información sobre la infraestructura existente en las vecindades, clima e información geotécnica. Estos son fuentes de peligros externos. El método es una herramienta de diseño, que sirve para ayudar a organizar los entregables de Salud, Seguridad y Medio Ambiente (HSE) del proyecto. La técnica estructurada de lluvia de ideas típicamente involucra al diseñador y al personal de ingeniería, gestión del proyecto, puesta en operación y operación del Cliente. La clasificación de hallazgos y peligros mayores ayuda a completar los documentos sobre cumplimiento de Salud, Seguridad y Medio Ambiente (HSE) que para muchas autoridades deben formar parte del Registro de Riesgos del proyecto.
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3.5.16 Evaluación de Riesgo Ambiental
Una evaluación de riesgo ambiental es el proceso de evaluar cuan probable es que el ambiente sea afectado como resultado de la exposición a uno o más factores de estrés ambiental, tales como productos químicos, cambios en el suelo, enfermedades, especies invasoras y cambio climático. Todos los días, la gente enfrenta preguntas acerca de preocupaciones ambientales, muchas de ellas relacionadas con plantas, animales, ecosistemas como un todo y acerca de cómo nos relacionamos con ellos.
Estas preguntas pueden ser acerca de riesgos potenciales tales como
impactos sobre el valor estético de un lugar debido a alteraciones físicas, efectos de la contaminación sobre especies en peligro de extinción o sobre las consecuencias de la liberación a largo plazo de contaminantes en un ecosistema. Por ejemplo: ¿Cómo será el impacto causado por la construcción de una represa, sobre las poblaciones de peces en los cuerpos de agua cercanos? ¿Puede el uso residencial o agrícola de un insecticida terminar dañando una especie de aves en peligro de extinción? ¿Pueden los contaminantes en el ambiente de una industria o instalación minera abandonada reducir significativamente el uso del sitio y áreas cercanas? ¿Cuál es el riesgo de introducir una ostra no nativa en un determinado estuario? ¿Cómo es que el escurrimiento de fertilizantes reduce los niveles de oxígeno en cuerpos de agua tales como bahías? ¿Es que algunas plantas o animales tienen más probabilidades de ser susceptibles a ciertos estresores ambientales debido a factores como la edad, la genética, el tamaño corporal o las diferencias entre especies? Una parte clave de la misión de los organismos gubernamentales encargados del control del ambiente (la EPA en los Estados Unidos de América) es entender los efectos potenciales de factores estresantes tales como los descritos líneas arriba y el manejo de ellos con el fin de proteger la salud del ambiente y los recursos naturales de los cuales depende la gente 3.5.17 Análisis de escenarios
Desde los años sesenta se ha puesto mucho énfasis en el desarrollo de técnicas de pronóstico más sofisticadas para procesar grandes cantidades de datos históricos y producir extrapolaci ones para predecir el futuro. Estas técnicas, sin embargo, han fracasado en varios aspectos, incluyendo su
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capacidad para considerar sistemáticamente variables cuantitativas, predecir puntos de inflexión y servir de enlace entre el pronóstico de planificación y la toma de decisiones. Por ello, se ha desarrollado un nuevo método denominado Análisis de Escenarios. Un escenario es una descripción narrativa de un conjunto coherente de factores que en un sentido probabilístico define sistemas alternativos de condiciones comerciales futuras. El Análisis de Escenarios aborda muchas de las debilidades de los tradicionales modelos extrapolativos mencionados arriba. Se discuten varias técnicas, incluyendo lógicas intuitivas (SRI International y Royal Dutch Shell), análisis de tendencia-impacto (el Grupo del Futuro) y el Análisis de Impactos Cruzados (INTERAX y BASICS). 3.5.18 Análisis de Impactos sobre el Negocio
La planificación de escenarios se ha venido desarrollando por más de 30 años y durante este período se han creado una multitud de técnicas y metodologías, resultando en lo que ha sido un futuro próximo (A. Martelli, edificio de escenario y escenario de planificación: estado del arte y las perspectivas de evolución, futuros investigación trimestral verano (2001)). Esto se refleja en el hecho de que la literatura revela una abundancia de definiciones diferentes y a veces contradictorias, características, principios e ideas metodológicas acerca de escenarios. Se ha sugerido que en el futuro, para el avance de la técnica de los escenarios, una necesidad apremiante, entre otras cosas, será r esolver El Análisis de Impactos sobre el Negocio aborda esta necesidad remontándose a los orígenes y desarrollo de la técnica de los escenarios y a la evolución posterior de las diferentes metodologías. Presenta una clasificación de las metodologías en tres escuelas principales de estas técnicas y compara y contrasta las características más destacadas de dichas escuelas. 3.5.19 Análisis de Causa Raíz
El Análisis de Causa Raíz (ACR) es un método para resolver problemas que procura identificar las causas de las fallas o problemas. El ACR en la práctica trata de solucionar los problemas intentando identificar y corregir las causas raíz de los eventos, en lugar de simplemente tratar sus síntomas. El enfocar la corrección en las causas raíz tiene como objetivo el evitar la recurrencia del problema. El Análisis de Causas Raíz de
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Fallas (ACRF) reconoce que lograr completa prevención de la repetición de la falla mediante una sola acción correctiva no es siempre posible. Por el contrario, puede haber varias medidas efectivas (métodos) para atacar las causas raíz de un problema. Por tanto, el ACR resulta ser un proceso iterativo y una herramienta de mejora continua. El ACR se utiliza normalmente como un método reactivo para identificar las causas de evento(s), revelar los problemas y resolverlos. El análisis se realiza después que ha ocurrido un evento. Un buen conocimiento del ACR puede también hacerlo útil como método preventivo. En ese caso, el ACR puede utilizarse para pronosticar o predecir acontecimientos probables antes de que ocurran. El análisis de causa raíz no es una metodología única, totalmente definida. Hay muchas diferentes herramientas, procesos y filosofías para la realización de ACR. Sin embargo, existen varios enfoque básico o campo de origen: basado en la seguridad, basado en la producción, basado en el proceso, basado en el tipo de falla y basado en el sistema. Basado en seguridad. El ACR se origina en los campos de análisis de accidentes y seguridad y salud ocupacional. Basado en producción. El ACR tiene sus orígenes en el campo del control de calidad de la fabricación industrial. Basado en el proceso. El ACR es básicamente una continuación del ACR basado en la producción, pero con un alcance ampliado para incluir los procesos. Basado en el tipo de falla. El ACR tiene su origen en la práctica del análisis de fallas como se empleada en ingeniería y mantenimiento. Basado en el sistema. El RCA ha emergido como una fusión de las escuelas anteriores, en conjunto con ideas tomadas de campos tales como la gestión de cambios, gestión de riesgos y análisis de sistemas. Pese a los diversos enfoques de las distintas escuelas de ACR, todas tienen algunos principios comunes. Así, es posible definir ciertos procesos generales para la realización de ACR.
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3.5.20 Análisis de causas y consecuencias
El Análisis de Causas y Consecuencias (ACC) es una técnica que combina la capacidad de los árboles de falla para mostrar la forma en que varios factores pueden combinarse para producir un acontecimiento peligroso, con la habilidad de los árboles de eventos para mostrar los diversos resultados posibles. Pueden ilustrarse las secuencias y por tanto los retardos, en la parte de consecuencias del diagrama. Un simbolismo similar al utilizado en los árboles de falla se utiliza para mostr ar las combinaciones lógicas. La técnica tiene un potencial considerable para ilustrar las relaciones entre los eventos iniciantes hasta los resultados finales. El ACC puede ser usado directamente para la cuantificación, pero los diagramas pueden llegar a ser extremadamente complicados y difíciles de manejar. Debido a esto, los análisis de causas y consecuencias no son tan usados los Análisis de Árboles de Falla o los Análisis de Árboles de Eventos, que son fáciles de seguir y manejar. Por tanto, la tendencia es hacer las presentaciones por separado en árboles de falla y de eventos. 3.5.21 Análisis de Causa y Efecto
todas las posibles causas de un problema particular en formato gráfico. Las posibles causas se presentan en varios niveles de detalle en ramas conectadas, con nivel de detalle creciente conforme la rama va hacia afuera; esto es, que una rama externa es una causa para la rama interna a la cual está unida. Así, las ramas exteriores generalmente indican las causas raíz del problema. El Diagrama de Ishikawa se asemeja a una espina de pescado (de ahí el nombre alternativo Este diagrama tiene una caja (la cabeza del pescado) que contiene la declaración del problema en un extremo del diagrama. A partir de este cuadro se origina el tronco principal del diagrama. Saliendo del tronco principal aparecen las ramas principales que categorizan las causas según su naturaleza. En la fabricación de semiconductores, los principiantes utilizan generalmente 4 ramas principales, denominadas las 4 Ms, correspondientes al hombre (Man), equipo (Machine), materiales (Materials)
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y métodos (Method). A veces se incluye una quinta rama para Medición, o también M-environment (Medio Ambiente. Estas Ms o categorías de causa de problema se utilizan para clasificar cada causa identificada para facilitar el análisis de los datos. Por supuesto, no es obligatorio utilizar estas categorías en un diagrama de espina de pescado. Los usuarios experimentados del diagrama suelen añadir otras ramas y/o usan categorías diferentes, dependiendo de lo que resulta más adecuado e n el problema de que se trata. La Figura 1 muestra la estructura básica de un Diagrama de Ishikawa.
Figura 1. Marco básico de 4 Ms de un Diagrama de Ishikawa El Diagrama de Ishikawa es empleado por un equipo para resolver problemas como una herramienta para recopilar todas las entradas (en cuanto a cuáles son las causas de los prob lemas están abordando) y hacerlo sistemática y gráficamente, con las entradas procedentes generalmente de una sesión de tormenta de ideas. Permite que el equipo se concentre en por qué ocurre el problema y no en la historia de los síntomas del problema, u otros temas que se desvían de la intención de la sesión. El diagrama también presenta una instantánea en tiempo real de los aportes colectivos del grupo de trabajo a medida que se actualiza conforme avanza la sesión. El Diagrama de Ishikawa generalmente es construido por el equipo para resolver problemas utilizando los siguientes pasos básicos: 1) Preparar el marco básico del Diagrama de Ishikawa en un área de escritura grande, tal como una pizarra o papelógrafo; 2) Definir el problema que debe abordarse y describirlo en términos claros y específicos, y luego escribir esta descripción en el cuadro de problema o cabeza de pescado del diagrama;
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3) Definir las causas correspondientes a las principales ramas y escribirlas en las puntas de las ramas principales; si los miembros no tienen experiencia con el Diagrama de Ishikawa y no pueden decidir cuáles son las causas de las ramas principales, empezar con las 4 Ms como causas principales; 4) Llevar a cabo la sesión de tormenta de ideas utilizando estas pautas básicas de ideas:
a) A cada participante se le pedirá indicar una causa del problema (¡sólo una respuesta por turno!). Si no tiene alguna idea que aportar deberá decir: Paso; b) Cada causa identificada será colgada en la rama principal de la categoría a la que pertenece. A su vez, si es causa de otra causa que ya está indicada en el diagrama, entonces debe ser colgada en la rama de esta última. De ser procedente, una causa puede colocarse en varias ramas; c) La sesión de tormenta de ideas continuará hasta que todos los participantes digan Paso. 5) Una vez terminado, hay que interpretar el Diagrama de Ishikawa.
Hay muchas maneras de interpretar el Diagrama de Ishikawa. La forma más sencilla y rápida de hacerlo es que el grupo elija las cinco causas principales del diagrama y clasificarlas en orden de mayor a menor importancia, usando su conocimiento colectivo e información disponible. La selección de las principales causas puede hacerse por votación o por cualquier otro procedimiento que permita al grupo llegar a un acuerdo. Las causas seleccionadas son entonces marcadas en el diagrama, escribiéndose junto a ellas su número de orden. El equipo entonces podrá investigar más acerca de estas causas y utilizar técnicas de resolución de problemas para establece r formas de eliminar su ocurrencia.
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Figura 2. Ejemplo de un Diagrama de Ishikawa simple pero completo
3.5.23 Análisis de árbol de decisiones
Un árbol de decisión es una herramienta de soporte para la toma de decisiones que usa un gráfico en forma de árbol para modelar las decisiones y sus posibles consecuencias, incluyendo eventos resultantes del azar, costos de los recursos, y utilidad. Es una forma de exponer un algoritmo. Los árboles de decisiones son usados comúnmente en la investigación de operac iones, específicamente en los análisis de decisiones, para ayudar a identificar la estrategia que con mayor probabilidad pueda lograr el objetivo. Un árbol de decisión es una estructura en forma de flujograma en la cual los nudos internos representan un punto de prueba de un atributo, cada rama representa un resultado de la prueba y
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cada nodo-hoja representa la decisión tomada después que todos los atributos han sido evaluados. El paso desde la raíz hasta la hoja obedece a las reglas de clasificación. En el análisis de decisiones un árbol de decisión y su correspondiente diagrama de influencia son usados como herramientas de soporte para la decisión, visual y analíticamente, donde se calculan los valores esperados (o utilidad esperada) de las alternativas en competencia. Un árbol de decisión consta de 3 tipos de nudos: 1. Nudos de Decisión comúnmente representados por cuadrados 2. Nudos de azar representados por círculos 3. Nudos finales representados por triángulos Los árboles de decisiones son usados comúnmente en la investigación de operaciones, específicamente en los análisis de decisiones, para ayudar a identificar la estrategia que con mayor probabilidad pueda lograr el objetivo. Si en la práctica deben adoptarse decisiones en línea, un tanto a ciegas o con información incompleta, el árbol de decisión debe correrse en paralelo con un modelo de probabilidades como mejor opción de modelo o algoritmo de selección en línea. Otro uso de los árboles de decisión es como medio descriptivo para calcular probabilida des condicionales. Los árboles de decisión, diagramas de influencia, funciones de utilidad, y otras herramientas y métodos del análisis de decisiones se enseñan a los estudiantes en las escuelas de negocios, economía de la salud, y salud pública, y son ejemplos de investigación de operaciones o métodos de la ciencia de la gerencia. 3.5.24 Análisis de Fiabilidad humana
La Fiabilidad Humana se relaciona con el campo de los factores humanos y la ergonomía y se refiere a la fiabilidad de los seres humanos en campos tales como la fabricación, transporte, militar, o medicina. El comportamiento humano puede ser afectado por muchos factores como la edad, el estado de ánimo, la salud física, la actitud, las emociones, la propensión a ciertos errores comunes, errores y sesgos cognitivos, etc.
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La Fiabilidad Humana es muy importante debido a la contribución de los seres humanos a la resiliencia de los sistemas y a las posibles consecuencias adversas de los errores o descuidos humanos, especialmente cuando el ser humano es parte crucial de grandes sistemas sociotecnológicos como es común hoy en día. adecuar la tecnología a la operación por seres humanos. 3.5.25 Análisis de Lazo de la corbata Michi
La técnica del lazo de la corbata se está utilizando cada vez más dentro de las industrias de proceso no sólo para analizar riesgos sino también para comunicar resultados acerca de peligros y riesgos a audiencia amplias. La técnica ha estado en uso desde la década de 1970 y ha sido incorporada en la metodología del Plan de Gestión de Riesgos y Consecuen cias de la Shell Oil Company. Esta técnica genera esquemas gráficos que recuerdan una corbata michi (en algún momento también fueron llamados diagramas de mariposa). La técnica del lazo no ofrece una forma nueva o diferente de análisis de riesgo. La razón de su creciente uso es que los diagramas que crea, resultan muy útiles p ara comunicar los resultados de un análisis de riesgos - especialmente a quienes no son especialistas. Además, la técnica también resulta útil en la investigación de accidentes, porque identifica las barreras que impiden la ocurrencia de accidentes (Philley 2006). La Figura 1 muestra la estructura de un diagrama de lazo. Se compone de un árbol de fallas (en el lado izquierdo) y de un árbol de eventos (en el lado derecho). En el centro del diagrama aparece el Evento Tope Indeseable. Usando el típico ejem plo del tanque con alto nivel de producto, el Evento Tope Indeseable sería "alto nivel en el tanque c onduce a rebose de producto". A la izquierda del Evento Tope están las amenazas. Esto es, las condiciones
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que podrían llevar al Evento Tope Indeseable. El caso de alto nivel en el tanque incluye la falla de un instrumento y un error de operación.
Figura 1 Diagrama de lazo Whipple y Pitblado (2008) hicieron notar que cada barrera es equivalente a un árbol de fallas y una puerta. Al entrar en una puerta se encuentra una "demanda de Control" y una "falla de Control", como se ilustra en la Figura 2.
Figura 2 Barrera y puerta
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Usando el ejemplo del tanque una vez más, el control podría ser un interruptor por alto nivel que corta el flujo entrante. La "demanda" sería un requisito para que el interruptor se active cuando el líquido en el tanque alcance cierto nivel. Si este control falla, la posibilidad de que ocurra un reboce del tanque, aumenta porque la barrera ha sido superada. Volviendo a la Figura 1, una vez que se ha producido el Evento Top Indeseable, deben ocurrir una serie de pasos para reducir o eliminar las consecuencias. En el caso del tanque, una de las consecuencias del evento "El tanque se desborda" es que el producto tóxico RM -12 puede entrar en el sistema de drenaje y causar un grave problema ambiental. Esto es la "Co nsecuencia 1" en la Figura 1. Por ello, hay dos medidas de control disponibles. La primera es un sistema de drenaje de productos peligrosos que desvía el material derramado a la zona de tratamiento especial. Si no funciona el sistema de drenaje
dígase porque está obstruido, un segundo control es el uso de un
camión con tanque al vacío para absorber el derrame de RM-12 antes que entre en el sistema de drenaje general. 3.5.26 Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad
El Mantenimiento Centrado en Fiabilidad (MCF) es un proceso destinado a asegurar que los activos funcionen continuamente como sus usuarios requieren en el contexto de sus operaciones actuales. Se utiliza generalmente para lograr mejoras en campos tales como el establecimiento de niveles mínimos pero seguros de mantenimiento, cambios en procedimientos y estrategias de operación, y establecimiento de regímenes y planes de mantenimiento importantes. La exitosa implementación del Mantenimiento Centrado en Fiabilidad conducirá a un aumento de la rentabilidad, aumento del tiempo de disponibilidad de las máquinas y una mayor comprensión del nivel de riesgo que se enfrenta en la organización. El difunto John Moubray, en su libro sobre liderazgo en la industria, caracterizó el mantenimiento centrado en fiabilidad como un proceso para establecer niveles mínimos seguros de mantenimiento. Esta descripción recogió las declaraciones de United Airlines en el informe Nowlan y Heap. El mantenimiento centrado en fiabilidad se define en el estándar SAE JA1011, Criterios de Evaluación para Procesos de Mantenimiento Centrado en Fiabilidad, que establece los criterios
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mínimos que debe cumplir cualquier proceso antes de que pueda lla marse Mantenimiento Centrado en Fiabilidad. Esto comienza con las 7 preguntas listadas abajo, discutidas en el orden en que aparecen: 1. ¿Cuál es el ítem a atender y cuáles sus estándares asociados de desempeño? 2. ¿De qué manera puede fallar en la provisión de las funciones deseadas? 3. ¿Cuáles son los eventos que causan cada falla? 4. ¿Qué sucede cuando ocurre cada falla? 5. ¿De qué manera importa cada falla? 6. ¿Qué tarea sistemática puede realizarse proactivamente para evitar o disminuir a un grado satisfactorio, las consecuencias de la falla? 7. ¿Qué debe hacerse si no se encuentra una tarea preventiva adecuada?
El Mantenimiento Centrado en Fiabilidad es un marco de ingeniería que permite la definición de un régimen de mantenimiento completo. Considera al mantenimiento como el medio para mantener las funciones que un usuario puede requerir de la maquinaria en un contexto operativo definido. Como disciplina permite a las partes interesadas en la maquinaria monitorear, evaluar, predecir y en general entender el funcionamiento de sus activos físicos. Esto se materializa en la parte inicial del proceso de MCF que consiste en identificar el contexto de operación de la maquinaria, y realizar un Análisis de Modo de Falla, Efectos y Criticidad (Failure Mode Effects and Criticality Analysis FMECA). La segunda parte del análisis consiste en aplicar la lógica del MCF, que ayuda a determinar las tareas de mantenimiento apropiadas para controlar los modos de falla identi ficados en el análisis FMECA. Una vez que el análisis lógico está completo para todos los elementos en el análisis FMECA, la lista de mantenimiento resultante es empaquetada, de manera que las tareas sean racionalizadas dentro de paquetes de trabajo; es importante no destruir la aplicabilidad del mantenimiento en esta fase. Por último, el MCF debe mantenerse vivo a lo largo de la vida de servicio de la maquinaria, manteniendo la efectividad del mantenimiento bajo constante revisión, y ajustando los procedimientos a la luz de la experiencia adquirida. El MCF puede utilizarse para crear una estrategia de mantenimiento rentable de manera de controlar las causas dominantes de fallas del equipo. Se trata de un método sistemático para definir un programa de mantenimiento rutinario compuesto por tareas rentables para preservar las funciones importantes.
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Las funciones importantes (de cada equipo) que deben preservarse con mantenimiento de rutina son identificadas, las causas y modos de falla dominante, son determinadas, así como las consecuencias de las fallas. Se asignan niveles de criticidad a las consecuencias de las fallas. Algunas funciones no son críticas y pueden dejarse correr hasta la falla, mientras que otras funciones deben preservarse a toda costa. Se seleccionan aquellas tareas de mantenimiento dirigidas al control de causas dominantes de falla. Este proceso dirige el mantenimiento directamente a las fallas evitables. Las fallas causadas por acontecimientos inverosímiles, causas naturales no previsibles, etc., generalmente no recibirán acción alguna, siempre que su riesgo (combinación de severidad y frecuencia) sea trivial (o al menos tolerable). Cuando el riesgo de tales fallas sea muy alto, el MCF incentiva (y eventualmente exige) al usuario, considerar el reemplazo de algo para reducir el riesgo a un nivel tolerable. El resultado es un programa de mantenimiento que concentra los escasos recursos económicos en aquellos ítems que causan las interrupciones más importantes en caso de fallar. El MCF hace hincapié en el uso de técnicas de Mantenimiento Predictivo además de las medidas preventivas tradicionales. 3.5.27 Análisis de Circuitos por Condiciones escondidas
El Análisis de Circuitos por Condiciones Escondidas es una parte vital de la garantía de seguridad de sistemas electromecánicos y electrónicos críticos. Las condiciones escondidas se definen como condiciones latentes de hardware o software, o condiciones integradas que pueden causar acciones no deseadas o pueden inhibir una función deseada, y que no son causadas por falla de algún componente. El análisis de circuitos por condiciones escondidas se utiliza en sistemas de seguridad crítica para identificar rutas escondidas en los circuitos electrónicos y sistemas electro -mecánicos que pueden causar acciones no deseadas o inhibir funciones deseadas. El análisis tiene como objetivo descubrir defectos de diseño que permitan que se desarrollen tales con diciones ocultas indeseables. La técnica de análisis de circuito por condiciones ocultas difiere de otras técnicas de
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análisis de sistemas en que se basa en la identificación de modos de operación inadvertidos, y no en equipos o software fallados. El análisis de circuitos por condiciones escondidas es principalmente aplicable a los circuitos que pueden causar eventos irreversibles. Estos incluyen: a. Sistemas que controlan o realizan tareas o funciones activas; b. Sistemas que controlan la energía eléctrica y su distribución; c. Códigos programados que controlan y arrancan funciones del sistema. Las condiciones escondidas se clasifican en cuatro tipos básicos: 1. Pasos escondidos: conexiones eléctricas existentes pero no deseadas dentro de un circuito o en sus interfaces externas. 2. Acciones temporizadas escondidas: interrupción o habilitación de una señal debido a problemas de sincronización del circuito interruptor que pueden causar o impedir la activación o la inhibición de una función en un momento inesperado. 3. Indicaciones escondidas: activación o desactivación no deseada de un indicador pudiendo causar la presentación de una pantalla falsa o ambigua de las condiciones de operación del sistema. 4. Etiquetas falsas: etiquetado incorrecto o ambiguo de un interruptor pudiendo causar errores del operador mediante la activación de un control inadecuado. 3.5.28 Análisis de Markov
El análisis de Markov es una técnica estadística utilizada para pronosticar el comportamiento futuro de una variable o sistema cuyo estado o comportamiento actual no depende de su estado o comportamiento ocurrido en cualquier momento pasado. Dicho de otro modo, su estado o comportamiento sólo depende del azar. Por ejemplo, al lanzar al aire una moneda, la probabilidad de que salga cara es la misma sin importar si el resultado anterior fue cara o cruz. El análisis de Markov se utiliza en contabilidad para la estimación de deudas incobrables; y también para estimar el total de incobrables que resultará de las cuentas por cobrar. En marketing, se utiliza para modelar
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la futura lealtad a la marca, de parte de los consumidores, sobre la base de su ritmo a ctual de compras y recompras. En control de calidad, el análisis de Markov es aplicable a la investigación de problemas de causa común y otros eventos dependientes de la secuencia; y también para corregir la degradación de un sistema. Su nombre proviene de su inventor, el matemático ruso, también pionero de una teoría de la probabilidad, Andrei Andreevich Markov (1856-1922). 3.5.29 Simulación de Montecarlo
Los métodos de Monte Carlo (o experimentos de Monte Carlo) son una amplia clase de algoritmos computacionales que se basan en repetidas muestras tomadas al azar para obtener resultados numéricos. Normalmente, se realizan muchas simulaciones con el fin de obtener la distribución de una variable probabilística desconocida. El nombre de Monte Carlo proviene de la semejanza de la técnica con la acción de jugar y anotar los resultados en un casino real. Esta técnica se suele utilizar para resolver problemas físicos y matemáticos, principalmente cuando es difícil o imposible obtener una expresión de forma cerrada3 o aplicar un algoritmo determinista. Los métodos de Monte Carlo se usan principalmente para resolver tres clases de problemas: optimización, integración numérica y generación de resultados obtenidos de cierta distribución de probabilidad. En problemas relacionados con la física, los métodos de Monte Carlo son muy útiles para simular sistemas acoplados con muchos grados de libertad, tales como fluidos, materiales desordenados, sólidos fuertemente acoplados y estructuras celulares. Otros ejemplos incluyen el modelado de fenómenos con datos con incertidumbre significativa, como el cálculo del riesgo en negocios; y, en matemáticas, la evaluación de integrales multidimensionales definidas, con co ndiciones límite complicadas. En aplicaciones al uso del espacio y problemas de exploración por petróleo, las predicciones de fallas basadas en los métodos de Monte Carlo, incluyendo la predicción de sobrecostos y de posibles incumplimientos de programas de trabajo, son generalmente mejores que la intuición humana u otros métodos alternativos más simples. 3
En matemáticas, se dice que una expresión es una expresión de forma cerrada si analíticamente puede ser expresada en términos de un número finito de ciertas funciones bien conocidas. Por lo general, estas funciones conocidas se definen como funciones elementales, constantes, funciones de una variable x, operaciones elementales de la trigonométricas inversas.
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3.5.30 Red Bayesiana
Una red bayesiana, red de Bayes, red de creencia, modelo bayesiano o modelo gráfico acíclico dirigido probabilísticamente es un modelo gráfico probabilístico (un tipo de modelo estadístico) que representa un conjunto de variables aleatorias y sus dependencias condicionales mediante un gráfico acíclico dirigido (DAG)4. Por ejemplo, una red bayesiana podría representar las relaciones probabilísticas entre enfermedades y síntomas. Conociendo los síntomas, la red puede utilizarse para calcular las probabilidades de la presencia de diversas enfermedades. Formalmente, las redes bayesianas son gráficos acíclicos dirigidos, cuyos nodos representan variables aleatorias en el sentido de Bayesiano: pueden ser cantidades observa bles, variables latentes, parámetros desconocidos o hipótesis. Las aristas representan dependencias condicionales; los nodos que no están conectados representan variables condicionalmente independientes unas de otras. Cada nodo está asociado con una func ión de probabilidad que toma como información de entrada un conjunto particular de valores para las variables de los nodos padre y da la probabilidad de la variable representada por el nodo. Por ejemplo, si los padres son variables m booleanas entonces la función de probabilidad podría ser representada por una tabla de 2m entradas, una entrada por cada una de las 2m posibles combinaciones de sus padres siendo cierta o falsa. Ideas similares pueden aplicarse a gráficos no dirigidos, pudiendo ser cíclicos; tales como las llamadas redes de Markov. Existen algoritmos eficientes que realizan inferencia y aprendizaje en redes bayesianas. Las redes bayesianas que modelan secuencias de variables (por ejemplo: reconocimiento de palabras o secuencias de proteínas) se llaman redes bayesianas dinámicas. Las generalizaciones de redes bayesianas que pueden representar y resolver problemas de decisión bajo condiciones de incertidumbre se llaman los diagramas de influencia.
4En las Ciencias Matemáticas e informática, un gráfico dirigido acíclico (DAG), es un gráfico dirigido que no contiene ciclos dirigidos. Esto es, que está formado por una colección de vértices y aristas dirigidas conectando un vértice a otro, de forma tal que es imposible empezar en un vértice v y seguir una secuencia de aristas que eventualmente cierre un bucle retornando al vértice v.
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3.6 Evaluación de Riesgos 3.6.1 Evaluación de Frecuencia
Para elaborar los estudios cuantitativos de análisis de riesgos, se requiere la estimación de las frecuencias con que ocurren las fallas en los equipos relacionados con las instalaciones o actividades del análisis. De la misma manera, la estimación de probabilidad de errores humanos, muchas veces debe ser cuantificada en el cálculo de riesgo. Esos datos normalmente son difíciles de estimar, debido a la no disponibilidad de estudios de ese tipo. Para el cálculo de las frecuencias de los escenarios de accidentes, se pueden utilizar, entre otras, las siguientes técnicas: análisis histórico de los accidentes, a través de la investigación bibliográfica o en los bancos de datos de accidentes (Tabla 3.19); análisis del árbol de fallas (AAF); análisis de árboles de eventos (AAE). En determinados estudios, los factores externos de la empresa pueden contribuir al riesgo de una instalación.
En esos casos, se debe considerar también la probabilidad o frecuencia de que
ocurran eventos no deseables causados por terceros o por agentes externos al sistema en estudio, como terremotos, inundaciones, deslizamientos de suelos y caída de aeronaves, entre otros. En la sección 4 se describen con detalle las fuentes de información sobre frecuencia de accidentes. 3.6.2 Evaluación de Consecuencias
Para cada uno de los eventos de riesgo probables se determinan las consecuencias. Estas pueden ser según el caso, derrames, dispersión de gas, fuego pileta, incendios confinados y no confinados, explosión de nube no confinada, entre otros para el caso de instalaciones en operación. Para actividades de construcción las consecuencias se valoran por la magnitud de sus efectos. Por ejemplo, estadísticamente es posible hacer previsiones acerca del número de trabajadores lesionados que pueden resultar de accidentes durante la construcción.
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El análisis de consecuencias para eventos probables en instalaciones en la etapa de operación se realiza mediante el empleo de un software especializado con el cual se calculan las zonas de afectación al personal que opera las instalaciones y a terceros. Mediante el análisis de árbol de eventos para los escenarios de riesgo identificados, se establece la frecuencia de ocurrencia de las consecuencias resultantes. Así, se consolidan diversos tipos de consecuencias tales como derrames, incendios, explosiones, dispersión, dardo de fuego, Bleve, Boilover entre otros, para el caso de instalaciones en operación. Para el caso de instalaciones en construcción se estudian casos entre los cuales, algunos se refieren al análisis estadístico global de lesiones por accidentes en los frentes de trabajo u otras por ejemplo, accidentes de helicóptero; y se determinan los probables resultados como cantidad esperada de eventos con personas lesionadas con resultados fatales o graves en los escenarios de riesgo descritos. Mediante el análisis de árbol de eventos para los escenarios de riesgo identificados, se establece la probabilidad de ocurrencia de los eventos resultantes en los que se incluyen lesiones por accidentes de trabajo, por accidentes de helicópteros u otros según el caso. Así, se consolidan diversos casos entre los cuales, algunos se refieren al análisis estadístico global de lesiones por accidentes en los frentes de trabajo y accidentes de helicóptero ( cantidad esperada de personas lesionadas durante la construcción); y los demás se refieren a la determinación de los probables resultados (cantidad esperada de eventos con personas lesionadas con resultados fatales o graves en los escenarios de riesgo descritos.
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3.6.3 Calificación de Riesgos
La calificación de los riesgos se realiza sobre la base de la probabilidad de ocurrencia y la severidad de las consecuencias del evento. Fig. 3.23 Probabilidad en función a la frecuencia Para la calificación de la probabilidad de cada evento se emplea la clasificación que se presenta en la Tabla 3.19. Tabla Nº 3.19Determinación de la probabilidad de que ocurra el evento peligroso.
Ocurrencia
Nivel
Improbable desde 1 en 103 a < 1 en 105 años
A
Poco probable 1 en 100 años a 1 en 1000 años
B
Probable 1 en 10 años a 1 en 100 años
C
Frecuente 1 al año a 1 en 10 años Muy frecuente >1 al año
D E
Definición Improbable - Nunca escuchado en la industria. No hay registros conocidos del evento. El evento podría ocurrir solamente en circunstancias especiales. El evento ocurrió alguna vez en la industria. El evento podría ocurrir alguna vez. Ocurrió varias veces en la historia de la industria. Una vez en la vida útil de la instalación - El evento ha ocurrido alguna vez. Puede ocurrir alguna vez al año en la industria. El evento probablemente ocurrirá. Puede ocurrir varias veces al año en la industria. Se espera que ocurra en el corto plazo.
Para la calificación de la severidad de las consecuencias se emplea la clasificación que se presenta en la Tabla 3.20
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Tabla 3.20 Calificación de la severidad de las consecuencias Descripción / Característica Ambiente (Medio físico, biológico y/o ecológico)
Entorno Humano (Vida y Salud)
Infraestructura y Medios
Una o más fatalidades.
Daño total a la unidad o sección. Daños mayores a 10 MMUS$. Multa mayor o proceso Judicial.
Impacto ambiental irreversible.
Incapacidad total o permanente.
Daño a la propiedad desde 1 hasta 10 MMUS$. Multas significativas o medidas cautelares
Impactos ambientales que requieren gran esfuerzo para la recuperación.
Afectación causando perdida de horas trabajadas o incapacidad parcial.
Daño localizado a la propiedad desde 100,000 hasta 1 MMUS$.
Requiere primeros auxilios.
Capacidad de trabajo restringida. Daño a la propiedad entre 10,000 y 100,000 US $.
Impactos ambientales en las áreas aledañas a la zona de la emergencia.
Sin lesiones.
Daños menores a 10,000 US $.
Impactos ambientales menores dentro del área de la emergencia. Sin Impacto Ambiental
Imagen Impacto en la reputación a nivel nacional o internacional. Impacto en la imagen de trascendencia a nivel nacional. Impacto de reputación a nivel Regional. Perdida de reputación en la comunidad. Sin Impacto
Es conveniente mencionar que cada empresa define la valoración de los niveles de probabilidad o frecuencia de accidentes así como el significado de cada nivel de las consecuencias. Ello es función de lo que se denomina aversión al riesgo empresarial. 3.6.4 Matrices de Riesgos
Las matrices de riesgo son una forma de interpretar el riesgo. Las decisiones importantes en la vida y los negocios son Cómo y Cuándo aceptar o rechazar el riesgo. La expresión matemática del riesgo es: Riesgo = Probabilidad de falla x Consecuencia El problema que se tiene que resolver es: Decidir la probabilidad de falla Evaluar las consecuencias
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Entender cuanto riesgo puede ser tolerado
En las secciones anteriores se han analizado los dos primeros puntos, sin embargo para entender el nivel de riesgo tolerable, analizaremos diversos aspectos relacionados con las matrices de riesgos. En principio se puede mencionar que no existe una norma internacional que indique la estructura de una matriz de riesgo, ni los niveles de riesgo aceptables, por ello la definición acerca de si la matriz ha de tener 3, 4, 5 o 6 casilleros por lado, corresponde a la empresa cuyo riesgo se evalúa . En ausencia de la misma puede ser sugerida por los consultores . En efecto, las normas existentes no son uniformes en cuanto a la conformación de la matriz. Así el CCPS Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, Segunda Edición considera una matriz de 4C x 4P; el MIL -STD-882D recomienda una matriz de 4C x 5P; el NFPA 59 A-2007 recomienda una de 5C x 7P; mientras que el API RECOMMENDED PRACTICE 580 considera una matriz de 5C x 5P. Por otro lado tanto ASME como AP emplean una matriz de riesgo 5 x 5 como se muestra en la Figura 3.24
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Fig. 3.24 Matriz de riesgo cualitativo Pueden apreciarse en la misma que: El nivel de riesgo se incrementa en el sentido de la diagonal ascendente El empleo de colores en la matriz, indica los niveles que se pueden considerar como de riesgo bajo, medio o alto. Cada zona coloreada del mismo color representa un nivel similar de riesgo. Cada empresa define las zonas con un nivel similar de riesgo. La zona superior derecha representa la zona con mayor riesgo, puede corresponder al 10 al 20% de los casos y 60 a 80% de las consecuencias en cuanto a seguridad, ambiente y otros. La zona naranja requiere un segundo nivel de atención seguida por la zona amarilla. Esta matriz se emplea para análisis de tipo cualitativo y para hacer una preselección de los riesgos
Si se emplea una matriz de tipo cualitativo y cada posición representa un puntaje de 1, se obtiene un nivel máximo de 25, multiplicando el puntaje de cada celda, como se muestra en la Figura 3.25
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5
10
15
20
25
4
8
12
16
20
3
6
9
12
15
2
4
6
8
10
1
2
3
4
5
A 5
1
CONSECUENCIAS Fig. 3.25 Matriz de Riesgos
Para análisis semi-cuantitativo se emplea la matriz mostrada en la Figura 3.26. Este análisis requiere un mayor nivel de análisis evitando desarrollar un análisis conservativo el cual puede ocurrir con la matriz para análisis cualitativo. La ventaja de la matriz semi -cuantitativa es que los resultados reflejan un mejor entendimiento del riesgo. Los resultados obviamente no serán los mismos para diferentes empresas ya que cada organización tiene diferentes objetivos, diferentes estándares y diferentes montos de pérdidas aceptables.
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La mayor aplicabilidad de esta matriz es la interpretación de riesgos
Fig. 3.26 Matriz semicuantitativa de riesgos
Con frecuencia los problemas son descritos considerando las mayores calami dades que se podrían presentar. Cuando en ello se incluye la frecuencia con la que podría ocurrir el evento, el nivel de riesgo se aprecia con más realismo. Finalmente la matriz típica para análisis cuantitativo, contiene una escala específica de probabilidad y otra de consecuencias, como la que se muestra en la Figura 3.27. Tener en cuenta que las escalas varían según el tipo de empresa. Por ello cada organización debe establecer los factores de ponderación de la matriz.
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Fig. 3.27 Matriz cuantitativa de riesgo Otro ejemplo es la matriz que se indica en el MIL-STD-882 Rev D y que se muestra en la Figura 3.28:
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Fig. 3.28 Matriz de riesgo según MIL-STD-882 Rev. D
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Finalmente tener en cuenta la necesidad de comunicar claramente al equipo de trabajo las consideraciones necesarias para evitar fallas ver Figura 3.29.
Fig. 3.29 Ayuda memoria para usar en matrices de riesgo
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Existen diferentes ejemplos de matrices de riesgo, algunas de ellas son complejas, otras muestran adversidad al riesgo, mientras que otras no. Pero en general ninguna contempla todas las situaciones. En caso que en la definición de riesgo se empleen las frecuencias de falla en lugar de la probabilidad, la matriz puede expresarse en coordenadas logarítmicas como se muestra en la Figura 3.30.
E
104
105
106
107
108
103
104
105
106
107
102
103
104
105
106
10
102
103
104
105
1
10
102
103
104
A
1
5
CONSECUENCIAS Fig. 3.30 Matriz de Riesgos con escalas logarítmicas
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La calificación de los riesgos se realiza de acuerdo con los criterios descritos en la Tabla 3.21 u otra equivalente.
Tabla 3.21.-Calificación de riesgos Nivel del riesgo
Tolerancia al riesgo
Rango
Extremo
Inaceptable
15-25
Alto
Significativo
10-12
Moderado
Tolerable
4-9
Bajo
No significativo
1-3
Acciones Situación crítica que requiere tomar acciones de inmediato. De no ser posible mitigar el riesgo debe prohibirse el proyecto o la operación. Realizar análisis cuantitativo de riesgo completo definiendo planes de acción e indicando como debe ser reducido el riesgo. Situación que requiere una corrección urgente o inmediata. Realizar análisis cuantitativo de riesgo completo definiendo planes de acción e indicando como debe ser reducido el riesgo. Mitigar el riesgo y tomar medidas correctivas con o sin inversión asociada en un plazo determinado. No es necesario tomar medidas correctivas, pero pueden recomendarse medidas que no supongan inversiones o gastos. Cuando sea apropiado realizar investigaciones locales para riesgos menores
Es conveniente señalar que la matriz de riesgo, la clasificación de severidad de consecuencias y la clasificación de niveles de probabilidad o frecuencia de ocurrencia se elaboran recurriendo a diferentes fuentes de información y los criterios de aceptación o rechazo del riesgo de cada empresa, teniendo en cuenta que no hay una norma obligatoria para su elaboración.
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3.6.5 Evaluación de Consecuencias para los Trabajadores
Desde luego un objetivo prioritario es que el estudio de riesgos debe determinar las consecuencias de los riesgos tanto para la sociedad como para los trabajadores en el proyecto. El riesgo individual en una ubicación geográfica cercana a una instalación industrial, se calcula por el siguiente procedimiento desarrollado bajo la hipótesis de que las contribuciones de todas las consecuencias de todos casos derivados de incidentes son aditivas. Por tanto, el riesgo individual total en cada punto, es igual a la sumatoria de los riesgos individuales en ese punto, de todas las consecuencias de todos los casos derivados del incidente asociados con esa instalación industrial. Lo anterior se expresa en la fórmula: x,y,i Dónde: i = Es un caso cualquiera derivado de un incidente. La sumatoria va desde i = 1 hasta i = n n = Es el número total de casos derivados de un incidente, considerados en el análisis IRx,y = Es el riesgo individual total de sufrir fatalidades en el punto geográfico x, y (Se expresa en oportunidades de sufrir fatalidades por año, o año -1) IRx,y,i = Es el riesgo individual de sufrir fatalidades en el punto geográfico x, y proveniente del caso i (Se expresa en oportunidades de sufrir fatalidades por año, o año-1) La data a ingresar en la ecuación anterior se obtiene de: IRx,y,i = fi Pf,i Dónde: fi
= Es la frecuencia de aparición del caso i, obtenida a partir del análisis de frecuencias (Se expresa en año -1) Pf,i =Es la probabilidad de que un caso i resulte en una fatalidad en el punto geográfico x, y , según los modelos de análisis de efectos y consecuencias
La data a ingresar en la ecuación anterior se obtiene de:
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fi = FI po,i poc,i
= Es la frecuencia del incidente I, del cual se deriva el caso i como uno de sus casos derivados (Se expresa en año -1) po,i = Es la probabilidad de que el caso derivado i ocurra, dado que el incidente I ha ocurrido poc,i = Es la probabilidad de que ocurra una consecuencia del caso derivado i dada la ocurrencia del incidente precursor I y del caso derivado i
3.6.6 Definición de Riesgos Aceptables para la Sociedad
El procedimiento de cálculo del riesgo societario es parecido al procedimiento de cálculo del riesgo individual. Por ello se requiere toda la información necesaria para el cálculo del riesgo individual, pero además se requiere información sobre la población asentada en las vecindades de la instalación industrial de que se trata. Para un análisis detallado se requiere la siguiente información: Tipo de población (por ejemplo: residencial, oficinas, fábricas, escuelas, hospitales, iglesias); esto con el fin de seleccionar factores de mitigación; Información sobre efectos variables con la hora del día (por ejemplo: las escuelas cumplen cierto horario); Información sobre efectos variables con los días de la semana (por ejemplo: industrias, escuelas, facilidades recreativas); Información sobre el porcentaje de tiempo que las poblaciones permanecen dentro de edificios. El número de personas afectadas por cada caso derivado de un incidente viene dado por la ecuación: Pf,i Dónde: Ni = Es el número de fatalidades resultante del incidente Px,y = Es el número de personas en el punto x, y Pf,i = Igual que en la ecuación 9.1.2 es la probabilidad de que un caso i resulte en una fatalidad en el punto geográfico x, y, según los modelos de análisis de efectos y consecuencias
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El número de personas afectadas por todos los casos derivados de incidentes debe determinarse, resultando en una lista de todos los casos derivados, cada uno con una frecuencia (obtenida del análisis de frecuencias) y el número de personas afectadas. Dicha información debe luego ponerse en la forma de frecuencias acumulativas para producir la curva F N.
La sumatoria en la ecuación anterior se extiende para incluir todos los casos i en los que se
Dónde: FN = Es la frecuencia de todos los casos derivados de incidentes que afectan a N o más personas Fi = Es la frecuencia de los casos derivados del incidente I Ni = Es el número de personas afectadas por las consecuencias del caso derivado i N = Es la variable independiente características del sistema bajo estudio El resultado es un conjunto de datos que define FN en función de N obteniéndose la curva F N. En el Reino Unido, la Health and Safety Executive (HSE) ha establecido niveles aceptables de riesgo individual como se muestra en la Figura 3.31. La Figura 3.32 muestra niveles de aceptabilidad establecidos en Europa.
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Figura 3.31 Criterios de Riesgo Individual establecidos en el Reino Unido
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ALARP = As Low As Reasonably Practicable Figura 3.32 Criterios de calificación de riesgos aceptados en Europa Estos criterios pueden ser usados para evaluar los resultados de un Análisis Cuantitativo de Riesgo. 3.7 Tratamiento de los Riesgos
De resultar eventos de riesgo inaceptables se establecerán las necesarias medidas de mitigación para reducir la probabilidad de ocurrencia o la severidad de las consecuencias. Para cada uno los casos de eventos con alta probabilidad de ocurrencia, alto riesgo ó riesgo extremo se establecerán las medidas de mitigación, monitoreo y control así como el tiempo de respuesta para el caso del riesgo mayor. Dichas medidas de mitigación requieren ser cuantificadas en términos de costo y debe considerarse un cronograma de ejecución. Tanto el presupuesto como el cronograma serán materia de fiscalización por la Autoridad. En el caso de ductos de transporte se estimará el monto de la póliza que sería necesario contratar. Proceso de Tratamiento de los Riesgos y Matriz luego de tratamiento Luego establecer las medidas de mitigación se reevalúa el riesgo residual sobre la matriz de m
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4. ANALISIS DE FRECUENCIA DE ESCENARIOS DE RIESGO
Para el análisis de frecuencias de los diferentes escenarios de riesgo se recurre a diversas fuentes de información como se verá más adelante. Diversas instituciones mantienen bancos de datos o publicaciones relativas a la confiabilidad de equipos para instalaciones peligrosas. A continuación se presentan algunas referencias:
Tabla 4.1 - Bancos de datos de accidentes Referencia
Autor/Institución
Loss Prevention in the Process Industries
Frank P. Lees
CONCAWE
National Transportation Safety Board (NTSB) Railroad Facts
Descripción El Volumen 3 posee algunos estudios de caso de grandes accidentes industriales.
The Oil Companies European Informes anuales sobre derrames Organization for Environmental & en ductos en Europa Health Protection US DOT
Informes detallados sobre accidentes durante el transporte de productos peligrosos.
Association of American Railroads Boletín anual sobre accidentes en el transporte ferroviario.
FACTS
TNO, Holanda
Banco de datos de accidentes con productos peligrosos.
MHIDAS
Safety & Reability Directorate, Reino Unido
SONATA
TEMA, Italia
Banco de dados de accidentes con productos peligrosos.
IFP
Instituto Francés de Petróleo
Banco de datos de accidentes en el transporte marítimo y en plataformas offshore.
CADAC
CETESB
Banco de datos de accidentes industriales mayores.
Banco de datos de accidentes ambientales en São Paulo, Brasil.
Otras referencias se mencionan a continuación OREDA. Offshore reliability databank handbook, Norway, 1984. AICHE. Process equipment reliability Data, New York, 1989.
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Rijnmond Public Authority.
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Risk analysis of six potentially hazardous industrial
objects in the Rijnmond Area - a pilot study, The Netherlands, 1982. Lees, Frank P. Loss prevention in the process industries. 3 Vol., 2nd Ed., London, 1996. Rasmussen, N. C.
Reactor safety study: an assessment of accident risk in US
commercial power plants.
Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC,
1975. Health and Safety Executive (HSE) Oil and gas Producers (OGP) Libro Púrpura Manual Bevi En al área de transporte de gas y petróleo existen otras instituciones como: European Gas Pipeline Incident Data Group (EGIG) United Kingdom Onshore Pipeline Operators Association (UKOPA) 4.1 EGIG
ncident D transporte de gas. Para el 2006 estaba conformada por las siguientes empresas: DONG (Denmark); ENAGAS, S.A. (Spain); E.ON Ruhrgas AG (Germany); FLUXYS (Belgium); Galp Transgás Energia (Portugal) Gasum (Finland) Gasunie (The Netherlands); GRT Gaz (France); National Grid (UK) SNAM RETE GAS (Italy); SWISSGAS AG (Switzerland);
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Transgas (Czech Republic) Considerando el número de participantes, la extensión de los gasoductos y la base de datos disponible desde 1970, la base de datos de EGIG es una fuente valiosa y confiable de información. La base de datos no considera diferencias regionales. Por ello los resultados muestran el promedio de las empresas participantes. En la Tabla 4.1, se presenta un resumen de la evaluación estadística de roturas de gasoductos en European Gas Pipeline Incident D se ha evaluado datos de nueve países europeos entre los años 1970 y 2004, representando 122,000 kM y una exposición de 2.7 millones de kilómetros-año de gasoductos.
TABLA 4.2 EVALUACION ESTADISTICA DE ROTURAS DE GASODUCTOS EN EUROPA (Basada en la causa de falla y tamaño de la fuga)
Cuota de falla Causa
[kM·año]-1
% de cuota de falla total
% de diferentes tamaños de fugas 1.8 . Uw . 1
Escape continuo
x< 1.8 . Uw . 1
En este capítulo sólo se presentarán aquellos modelos que habitualmente se utilizan para la estimación de la dispersión de gases que proceden de accidentes químicos. Estos modelos se clasifican en dos grandes grupos: Modelos Gaussianos para gases neutros. Modelos para gases pesados 5.5.2.2 Alcance de los Modelos
Actualmente existen numerosos modelos de dispersión para el estudio de diferentes tipos de emisiones a la atmósfera de distintos contaminantes. Los modelos que aquí se presentan, como ya se ha dicho anteriormente, sólo son adecuados para evaluar el alcance de los escapes relacionados con accidentes químicos de corta duración. El interés por valorar los posibles escapes de substancias que sean susceptibles de formar nubes de gas y su alcance, es particularmente importante si se trata de un gas tóxico o inflamable. Para los gases tóxicos es necesario conocer el alcance de la nube, y para productos inflamables es necesario conocer el alcance y la cantidad de gas que podría involucrarse en su explosión. Esta información tiene que servir para poder calcular de forma razonada los efectos y las consecuencias de los accidentes que involucran nubes de gas tóxico o inflamable (capítulos 5 y 9 sobre explosiones y vulnerabilidad), y para valorar e implementar, si procede, mejoras en las medidas protectoras de las instalaciones industriales, para que en caso de accidente se minimicen sus efectos y consecuencias.
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Este conocimiento finalmente tiene que servir para una adecuada gestión del riesgo por parte de las propias industrias, para la elaboración de los planes de emergencia interiores y exteriores de las industrias con posibilidades de sufrir accidentes mayores que involucran substancias susceptibles de formar nubes tóxicas o inflamables, y para la gestión en tiempo real de este tipo de emergencias. Fuera del ámbito de la industria, se ha realizado también con éxito una aplicación de estos modelos al estudio de la dispersión de nubes de virus. Este aspecto, muy específico, es importante para escapes en plantas de fabricación de vacunas, y también en granjas infectadas. Puede ser también importante para determinadas instalaciones militares (como ejemplo, puede citarse el escape de ántrax, que no es realmente un virus, ocurrido en Sverlovsk (URSS). En estos casos, la dispersión atmosférica de virus es uno de los mecanismos que pueden contribuir a la propagació n de epidemias. La concentración de virus en el aire, función de la velocidad de emisión (que depende de la intensidad de excreción y del número de animales infectados) y de las condiciones meteorológicas, puede ser suficiente para infectar a otras granjas. La utilización de estos modelos, convenientemente adaptados para tener en cuenta la deposición posible de partículas, así como la mortalidad de los virus (función de la humedad atmosférica y de la radiación solar), se ha probado mediante la reproducción de brotes epidémicos de las enfermedades de Aujeszky y FMD ocurridas en Inglaterra, de los cuales se tiene bastante información. Los resultados obtenidos han sido suficientemente buenos como para pensar en la posibilidad de una gestión en tiempo real de es tas emergencias. 5.5.3 Modelos de gases neutros (modelos Gaussianos)
Los modelos para gases neutros o Gaussianos se utilizan para describir la dispersión de nubes de gases con una densidad similar a la del aire, ya sea porque la masa molecular del contamin ante es similar a la del aire, o bien porque está suficientemente diluido en el momento del escape. Este último caso es el más frecuente en los contaminantes presentes en los humos de combustión (SO2, NO2, CO, etc.), los vapores provenientes de charcos de líquidos, etc.
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Los modelos para gases neutros se basan en las siguientes hipótesis, simplificativas: Origen puntual del escape. Velocidad de salida del producto inferior a 20-40 M/Seg. Velocidades mayores condicionan el movimiento de la nube. Falta de efectos gravitatorios sobre el producto. Falta de reactividad del producto con el aire. Condiciones meteorológicas constantes en toda el área afectada por el escape. Existencia de viento (Uw>1 M/Seg.). Características uniformes del terreno (rugosidad) en toda el área afectada. Ausencia de obstáculos (montañas, etc.) y terreno sin pendiente. Los modelos suponen que la nube se extiende transportada por el viento y se diluye según el modelo de la campana de Gauss (Fig. 5.13) en función de la distancia hasta el punto de escape
(emisión instantánea) o hasta el eje de la nube (emisión continua). Fig. 5.13 Dispersión en forma de campana de Gauss
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5.5.4 Modelos para escapes continuos
En caso de un escape continuo, la concentración sólo depende de la posición ( x, y, z) y viene determinada por la solución de la ecuación de difusión en el espacio de un foco de emisión puntual: (5.51) D
y
z
son las
desviaciones típicas en las direcciones y, z, respectivamente.
Para poder aplicar la ecuación 5.51 se necesita saber los valores de las desviaciones típicas en y
pueden expresar como (para 100
z.
Éstos se
M < x < 10,000 M): (5.52a)
Donde los coeficientes a, b, c y d dependen de la estabilidad atmosférica (véase Tabla 5.18). Tabla 5.18 Valor de a,b,c y d en función de la estabilidad atmosférica para una rugosidad (Zo) de 0,10 y alturas inferiores a 20 M
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M yun valor de la rugosidad del terreno z0 (véase Tabla 5.19) igual a 0.1 M.
Tabla 5.19 Corrección por causa de la rigurosidad del terreno
Correcciones al modelo Gaussiano de dispersión 1) Corrección por duración de la exposición El valor y, desviación típica sobre el eje y, es una magnitud variable en el tiempo. Su variación se debe a los pequeños cambios de dirección del viento que producen una determinada fluctuación en sentido horizontal del penacho, en forma serpenteante.(Fig. 5.14). Las oscilaciones en esta dirección son en última instancia función de la estabilidad atmosférica; aunque pueden tenerse en cuenta de forma
(5.52c)
Donde t es el tiempo de exposición de un receptor a la emisión (s).
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Fig. 5.14 Movimiento oscilatorio en un plano horizontal de una nube de gas procedente de un escape continúo Para distancias menores de 100 M
M. En
la práctica, al realizar esta aproximación hay que tener en cuenta la incertidumbre introducida por el
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modelo puntual para distancias menores a 100 M, donde el vertido (charco) o foco de emisión puede tener unas dimensiones comparables a las distancias calculadas. 2) Corrección por rugosidad del terreno de la estabilidad atmosférica, la rugosidad del terreno y la distancia x del punto de escape al punto de estudio. Para valores de rugosidad del terreno distintos a (z0 = 0.1) es necesario introducir en la ecuación (5.52-b) una corrección según: (5.53)
Para distancias menores a 100 M
M,
z
Para tener una idea del orden de magnitud del alcance del escape, sería suficiente calcular la concentración a una distancia x desde el punto de escape en la dirección del viento (y = 0) a nivel del suelo (z = 0):
(5.54)
Con la misma simplificación se puede obtener el alcance de una determinada concentración C :
(5.55)
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5.5.5 Modelos para escapes instantáneos
En caso de escape instantáneo, la concentración sólo depende de la posición (x,y,z) y del tiempo transcurrido desde el escape. La concentración viene determinada por la expresión 5.56:
(5.56)
Las desviaciones típicas sobre los ejes x, siguen, para cualquier clase de estabilidad, las ecuaciones siguientes:
(5.57)
D
yc
zc
son los valores para emisiones continuas en las direcciones y , y z,
respectivamente, calculados con las ecuaciones (5.52). Tal y como se había visto para los escapes continuos, para tener una idea del orden de magnitud del alcance máximo de un escape discontinuo, sería suficiente calcular la concentración a una distancia x del punto de escape en la dirección del viento (y = 0)a nivel del suelo (z = 0), con t=x/Uw, es decir, cuando el centro de la nube llega hasta el observador:
(5.58)
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5.5.6 Modelos para gases pesados 5.5.6.1 Descripción del fenómeno
La dispersión atmosférica de un producto tóxico o inflamable, principalmente en los primeros momentos, puede estar influida por la densidad del vapor o del gas que se escapa. Una masa de gas experimenta las mismas fuerzas de impulso (principio de Arquímedes) que determinan que un globo ascienda o que el aire frío se acumule en las capas bajas atmosféricas. Por la misma razón, los vapores y los gases con densidades superiores a la del aire tienen tendencia a caer y dispersarse a ras de suelo mientras la nube no alcance, mediante su dilución con e l aire, densidades cercanas al mismo. De la misma manera, estos vapores tienen tendencia a acumularse en las zonas bajas (valles, hondonadas, drenajes, fosas, cubetos, etc.), con el riesgo de intoxicación o explosión posterior a los escapes de gases. Los parámetros que determinan que una substancia en fase vapor se comporte como un gas pesado son: La masa molecular. Mediante la ley de los gases perfectos se puede comprobar que la densidad de los gases a temperatura ambiente (por ejemplo, el propano) o de v apores de líquidos muy volátiles (por ejemplo, el pentano) es proporcional a la masa molecular delgas o vapor. La densidad respecto al aire (densidad=1) puede ser calculada mediante la expresión:
(5.59)
En caso de productos poco volátiles (líquidos con una baja tensión de vapor como los aceites y los productos orgánicos pesados), que se dispersan por evaporación a temperatura ambiente (caso de vertido en una cubeto), la densidad del vapor en el punto de emisión suele ser demasiado diferente como para poder ser considerada equivalente a la del producto como gas en su totalidad. En las condiciones más desfavorables (saturación del aire sobre el charco que se encuentra en evaporación) la densidad relativa puede ser estimada mediante la ley de Raoult:
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(5.60)
La temperatura. A veces la fuente de emisión de gases puede ser un escape masivo en fase líquida de gases refrigerados (por ejemplo, el gas natural) o gas licuado a presión (por ejemplo, el propano). En ambos casos se pueden originar vertidos de producto líquido en ebullición a presión atmosférica, con la producción consiguiente de importantes cantidades de vapor a temperatura inferior a la ambiental (-160 ºC y -30 ºC para el gas natural y el propano, respectivamente). El vapor frío que se está dispersando condensa la humedad ambiente y forma una nube de color blanco que indica su evolución. La densidad relativa en esta situación debe ser calculada teniendo en cuenta la temperatura absoluta del vapor(igual a la del líquido en ebullición a baja temperatura), según la ecuación:
(5.61)
Los aerosoles. La violencia de algunos escenarios accidentales con la liberación masiva de vapor puede facilitar el arrastre y la proyección a la atmósfera de líquido en forma de pequeñas gotas mezcladas con este vapor (escapes bifásicos, despresurización rápida de equipos, descarga mediante válvulas de seguridad, etc.). La nube formada, que es transportada por el viento, desde el punto de vista macroscópico tiene una densidad superior a la del aire circundante. Además, estas gotas, en el caso de nubes frías procedentes de escapes de gases licuados, pueden evaporarse antes de que se depositen en el suelo, determinando que la temperatura de la nube se mantenga baja durante más tiempo (la energía necesaria para la evaporación de las gotas proviene del calor sensible de la nube, que de este modo se va enfriando). Si el aerosol es formado por gotas de una substancia con una temperatura de ebullición similar o superior a la temperatura ambiente, muy probablemente parte de l mismo se depositará sobre tierra en forma de lluvia. No existe ninguna correlación que permita
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establecer qué parte de fracción líquida de un flujo bifásico pasa a formar parte de la nube que se dispersa y qué fracción se deposita en tierra casi de forma inmediata. Una regla de uso generalizado consiste en suponer que la cantidad de líquido que se dispersa es igual a la fracción vaporizada estimada mediante correlaciones termodinámicas (expansión isoentálpica), de manera que cuando esta fracción es superior al 50% se supone que todo el líquido pasa a la nube y se dispersa. Un planteamiento riguroso para ver cómo el aerosol puede afectar las estimaciones del término fuente o modelo de escape (cantidad liberada y condiciones de temperatura) se puede consultar en la bibliografía. Las reacciones químicas. Algunos productos pueden experimentar reacciones químicas que modifican su masa molecular durante el proceso de dispersión. Un caso muy interesante es el ácido fluorhídrico (HF), utilizado en la industria petr oquímica como catalizador en las reacciones de alquilación. La masa molecular del producto durante su dispersión en la atmósfera es diferente a la esperada atendiendo a su fórmula empírica, porque experimenta reacciones reversibles de polimerización e hidratación con la humedad del aire. Estas reacciones alteran su masa molecular y, por tanto, la densidad de la nube en las primeras fases de la dispersión, cosa que dificulta el cálculo de su evolución. En conclusión, si la masa de vapor o gas que se dispersa cumple cualquiera de los aspectos comentados, desde el punto de vista macroscópico tiene una densidad superior a la del aire. Esto determina que su movimiento sea de descenso hacia el suelo y posteriormente se extienda lateralmente (aplastamiento), dispersándose (Fig. 5.15). Esta evolución de la nube se puede dividir en tres etapas diferenciadas. Las etapas de dispersión son claramente identificables cuando se trata de un escape instantáneo:
Fase de flotabilidad: la nube formada (generalmente asimilada a un cilindro) cae por efecto de la gravedad y se extiende en todas direcciones mientras se reduce su altura. El tiempo de duración de este fenómeno es de sólo algunos segundos. La ecuación quemo de la el fenómeno, obtenida a partir del teorema de Bernoulli, es la siguiente:
(5.62)
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Donde CE es una constante cuyo valor es aproximadamente la unidad.
Fig. 5.15 Evolución de una nube de gas pesado Si se prescinde de la entrada de aire en la nube durante esta fase, la evolución de su radio (R) en el tiempo se puede calcular mediante la siguiente ecuación: (5.63) Fase de dispersión estable y estratificada: la nube se dispersa a causa del efecto del viento que, como consecuencia de su alta densidad, forma un flujo estratificado (adherido al suelo) que reduce la entrada de aire y la dilución de la nube. Las ecuaciones empíricas que modelan el comportamiento fluido dinámico del gas en esta fase y en la de la entrada de aire son de una gran complejidad y quedan fuera del alcance de este manual.
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Fase de dispersión pasiva, neutra o Gaussiana: la nube en su dispersión llega a alcanzar una densidad y una temperatura similares a las del aire de su alrededor. Su evolución se puede determinar con el planteamiento expuesto en el apartado 5.6.3.Las ecuaciones que representaban en la dispersión de gases neutros deben ser, sin embargo, corregidas convenientemente a objeto de tener en cuenta las dimensiones de la nube en el estado presente, inicial ahora para la dispersión Gaussiana. Además, a las ecuaciones que determinan el avance del frente de la nube por efecto de la gravedad (las fórmulas básicas de la primera fase se han presentado de forma simplificada) se les tendría que añadir las relacionadas con: Ecuaciones generales de equilibrio (balance de materia, momento y energía). Ecuaciones que modelan la entrada de aire en la masa del gas pesado, y más concretamente en la fase de dispersión estratificada. Estas ecuaciones son de carácter empírico. La transferencia de calor nube-suelo/agua (según el tipo de terreno). La posible condensación de la humedad ambiental. El planteamiento expuesto genera un gran número de ecuaciones que son necesarias para encontrar la solución a la evolución en el tiempo de la concentración, a una distancia determinada del punto de emisión de las coordenadas espaciales x, y y z. La resolución de este sistema de ecuaciones no se puede realizar dando soluciones integradas y explícitas de mayor o menor complejidad como se podía hacer en los modelos Gaussianos. La resolución del problema pasa necesariamente por la utilización de modelos complejos de cálculo que requieren el uso de ordenador. En la bibliografía se puede encontrar la referencia de estos modelos.
Los modelos de resolución del problema de la dispersión de gases pesados se pueden clasificar en dos categorías o tipos de modelos: Modelos de tipo caja. La dispersión se simula adoptando una fuente de geometría inicial simple de composición uniforme (habitualmente un cilindro para escapes instantáneos). La evolución de la nube se calcula resolviendo el conjunto de ecuaciones que correlaciónenlos fenómenos siguientes: la caída y la extensión de la nube densa (un modelo simplificado
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que ya se ha expuesto anteriormente); la entrada de aire en la nube; la transferencia de calor al suelo; la cantidad de movimiento, materia y energía, etc. La solución se limita a integrar en el tiempo las ecuaciones mencionadas (diferenciales ordinarias en función del tiempo (ODE)) mediante técnicas numéricas. Ejemplos de estos tipos de modelos son HEGADAS y DEGADIS.
Dichos modelos ofrecen un
tiempo de cálculo adecuado, incluso para el cálculo de transitorios, pero están limitados a la simulación sobre terrenos llanos, sin tener en cuenta el relieve ni la presencia de obstáculos.
Modelos numéricos o de tipo K. Los modelos numéricos están orientados a resolver en tres dimensiones las ecuaciones de Navier-Stokes considerando aspectos de turbulencia. Con este planteamiento, en teoría se puede simular cualquier tipo de geometría (relieve del terreno, presencia de obstáculos, etc.). La solución numérica resulta muy compleja ya que plantea ecuaciones diferenciales con derivadas parciales en régimen transitorio, que requieren la utilización de técnicas del tipo diferencias finitas. Además es necesario discretizar adecuadamente, en forma de malla no homogénea, la geometría que se tiene que estudiar con más nódulos cercanos al suelo y al punto de emisión. El problema fundamental de estos modelos es la capacidad de computación (ordenadores de gran capacidad y velocidad) y la preparación de los datos (discretización de la malla de todo el volumen que se quiera estudiar) que son necesarios para ser ejecutados. Actualmente, estos modelos están lejos de ser aplicados de forma sistemática en el cálculo de consecuencias, planificación de emergencias, etc. Ejemplos de este tipo de modelos son FEM3 (LawrenceLivermore Laboratories) y SIGMET-N (Science Applications, Inc.). El esquema teórico de cómo se plantean estos modelos se puede consultar en la bibliografía. En ambos casos, la presentación matemática de los modelos de tipo caja o de tipo K está fuera del alcance de este manual.
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5.5.6.2 Ejemplo de aplicación.
Como ejemplo de lo expuesto se utilizarán dos de los modelos más representativos para el cálculo de la dispersión de gases: el modelo Gaussiano del paquete informático EFFECTS y el modelo para gases pesados del paquete informático DEGADIS. Descripción del escenario accidental: Para un charco de gas natural licuado de 395 M2 de diámetro, considerando que el término fue nte o modelo de escape (cantidad de producto que pasa a la atmósfera por ebullición del líquido vertido sobre tierra) es de 20.2 kg/Seg, se quiere obtener la información siguiente: Evolución de la concentración máxima en la dirección del viento. Forma de la nube para la isopleta LII (límite inferior de inflamabilidad). Cantidad de producto en condiciones de inflamabilidad. Datos necesarios para la resolución del problema: Temperatura ambiente: 19 °C. Presión atmosférica: 725 mm Hg. Humedad relativa: 73%. Velocidad del viento: 5 M/Seg. Estabilidad atmosférica: D. Límites de inflamabilidad del gas natural: 5 ~ 15% (asimilado al metano (CH4)). Rugosidad del terreno: 0,01 M (campo abierto).
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La solución a las cuestiones planteadas se puede resumir gráficamente en las figuras 5.16 y 5.17
Fig. 5.16 Evolución de la concentración máxima en la dirección del viento (a ras de suelo y sobre el eje de la nube) según los resultados de los programas EFFECTS y DEGADIS
Fig. 5.17 Forma de las isopletas LII (límite inferior de inflamabilidad) y cantidades en condiciones de ser inflamadas según los resultados de los programas EFFECTS y DEGADIS
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Como conclusiones principales de los resultados calculados por ambos modelos se pu ede afirmar que: El alcance máximo de la nube en los dos casos (EFFECTS y DEGADIS) es del mismo orden de magnitud (500 y 450 M, respectivamente). El modelo Gaussiano del EFFECTS sólo calcula la nube a partir de los 75 M, donde puede encontrar valores para escape puntual. La forma de la nube estimada es similar en la zona de 100 a 400 M, en la que los dos modelos están calculando la dispersión Gaussiana del gas natural. La amplitud de esta nube es mayor en el caso del modelo de gas pesado DEGADIS ya que las condiciones inicial es en la fase de dispersión Gaussiana (final de la fase de gas pesado donde el gas se encuentra lo suficientemente diluido como para ser considerado gas neutro) son diferentes a las consideradas por el EFFECTS. 5.5.7 Medidas de protección
Las medidas protectoras para disminuir el riesgo que presentan los accidentes con escapes de productos tóxicos o inflamables se pueden clasificar en tres tipos: Medidas protectoras destinadas a disminuir la frecuencia o probabilidad de ocurrencia del posible accidente. Estas medidas, entre las que se incluye el diseño de los equipos, tienen por objetivo aumentar la fiabilidad de la instalación. Medidas protectoras dirigidas a disminuir o mitigar el alcance de las nubes cuando ya se ha producido el accidente. Éstos son sistemas activos que intervienen en caso de escape del producto. Medidas protectoras dirigidas a disminuir los efectos y las consecuencias de las nubes mediante la protección activa o pasiva de los individuos que pueden quedar dentro del alcance del gas tóxico o inflamable.
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5.5.7.1 Sistemas de mitigación
Entre los métodos más efectivos para intentar limitar el alcance de las nubes tóxicas o inflamables destacan: la reducción del término fuente (cantidad de producto por unidad de tiempo que se emite a la atmósfera) y el aumento de su dilución inicial. Se entiende, pues, por sistema de mitigación una tecnología/técnica que permite limitar el alcance de los escapes. Los princi pales sistemas de mitigación usados en la industria química son: El recubrimiento del líquido vertido mediante espuma. La espuma química impedirá la evaporación del producto. Esta espuma suele ser similar a la utilizada en la extinción de incendios. La utilización de cortinas de agua. Las barreras de agua están producidas por surtidores. Éstos lanzan agua finamente dividida a una gran velocidad, lo que provoca una entrada importante de aire dentro de la nube, y además, si el producto es soluble en agua abso rben el contaminante. Este método puede ser especialmente interesante para la protección de parques de almacenamiento de gases licuados del petróleo (GLP) y de gas natural licuado, ya que reduce extraordinariamente el radio dentro del cual la nube está en los límites de inflamabilidad y, por tanto, reduce el área en la que se puede producir su ignición. A título de ejemplo, la Figura 5.18 muestra los valores obtenidos (por cálculo)para la concentración de propano con barreras de agua y sin ellas; la cortina de agua provoca una disminución repentina de la concentración por debajo del LII a una distancia de 2 M desde donde están situados los surtidores.
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Fig. 5.18 Concentración de propano en función de la distancia, calculada con y sin barreras de agua La utilización de barreras de vapor de agua. El agente que provoca la dilución es, en este caso, el vapor de agua. Este método de dilución es muy usado en refinerías. El efecto de estos sistemas sobre la dispersión se puede contemplar en la simulación nu mérica, tal y como se indica en el apartado 7.6. 5.5.7.2 Protección por confinamiento
Entre los métodos más efectivos para limitar los efectos y las consecuencias de las nubes tóxicas sobre las personas destaca el confinamiento. Si bien las dimensiones, la duración y la concentración son determinantes para establecer la dosis que recibirá una persona que esté quieta en un lugar determinado, en un caso real hay que tener en cuenta dos factores esenciales: la huida y la protección que puede representar el con finamiento. En cuanto a la huida, es un aspecto relativamente poco importante, contrariamente a lo que se suele
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pensar. En realidad, sólo afectará a personas sorprendidas en la intemperie o a la población que habite en viviendas de mala calidad (chabolas), con una gran ventilación (éste fue el caso de Bhopal; el elevado número de víctimas fue debido en gran parte al hecho de tratarse de barrios de chabolas, que no ofrecían prácticamente protección). Su influencia sobre el tiempo de exposición puede estimarse sin mayores dificultades. Conviene puntualizar aquí que la huida debe realizarse en dirección transversal al viento; de este modo se seguirá el camino de salida del penacho más corto. Si la huida se realiza en la misma dirección que el viento, lo que se consigue es escapar con la nube dentro de la nube, aumentando así el tiempo de exposición y, por tanto, la dosis de producto inhalado. A título de ejemplo. Puede mencionarse nuevamente el caso de Bhopal, en el que la población escapó en dirección a dos grandes hospitales, hacia donde soplaba también el viento; la huida mantuvo a las personas dentro de la nube, aumento así el tiempo de exposición Más importante es, al estimar las consecuencias de una nube tóxica, tener en cuenta la protección que ofrece un edificio a las personas que están en su interior. Efectivamente, la existencia de una vivienda cerrada, con una determinada tasa de ventilación, origina una diferencia en la concentración de contaminante entre el exterior y el interior. Si este contaminante no es habitual, sino que aparece en la atmósfera exterior sólo durante un determinado tiempo más o menos prolongado, como sería el caso de las fugas accidentales, es evidente que la concentración en el interior es función de la evolución de la concentración en el exterior y de la velocidad de renovación del aire en el edificio. Sin duda, la concentración en el interior, por lo menos durante un determinado período de tiempo, será inferior a la del exterior (especialmente si la ventilación es escasa). Un edificio cerrado significa, pues, una protección ante una nube tóxica. Si además las personas situadas en su interior emprenden acciones concretas para reducir al mínimo la ventilación (cerrar puertas y ventanas, detener los sistemas de renovación del aire, tapar fisuras, etc.), esta protección puede ser muy elevada y, en caso de emergencias de duración relativamente corta como suelen ser las originadas por emisiones accidentales, la protección por confinamiento en un edificio suele ser decisiva. La evolución de la concentración en el interior de edificios se puede calcular mediante modelos matemáticos relativamente simples. Para un local con un volumen M y una tasa de ventilación w, la
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concentración de contaminante en el interior se puede calcular resolviendo el balance de materia de la Figura 5.19
Fig. 5.19 Protección por confinamiento en un edificio El planteamiento general de este balance se puede ver en la siguiente ecuación: (5.64) A continuación se presenta la resolución de este balance para los tres casos más interesantes. a) Emisión exterior continúa Se entiende por emisión continua aquella que dura un período de tiempo muy superior al tiempo necesario para la llegada de la nube al exterior del lugar de confinamiento (concepto análogo al presentado en el apartado 7.2).Para resolver el balance planteado se integra la ecuación 5.64 con las condiciones límites siguientes: t=0 y Ci=0, y se obtiene la expresión, que relaciona los valores de las concentraciones interna y externa:
(5.65)
b) Emisión temporal Se entiende por emisión temporal aquella que dura un período de tiempo limitado, pero superior al tiempo necesario para la llegada de la nube al exterior del recinto de confinamiento.
METODOLOGÍA PARA ELABORACIÓN DE ESTUDIOS DE RIESGOS
GUIAS PARA ELABORACION
OSG-219-13-P-M-001 Página 268 de 406 Fecha
27/03/2014
Revisión
C
Para resolver el balance planteado se integra la ecuación 5.64 con las condiciones siguientes: hasta la llegada de la nube al recinto: C0=0 para t < 0; desde la llegada de la nube hasta su disgregación: C0=C0(x) para 0
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