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1
INTERPRETACION
DE
PLANOS
Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
2
Desarrollar las técnicas utilizadas en las
representaciones gráficas de las instalaciones
industriales ya que estas representaciones son
necesarias para el diseño de las instalaciones y sirven
de base para estudios posteriores de diferentes índoles
o naturalezas.
Debe de prevalecer la máxima universalidad de los
elementos o símbolos utilizados
Deben de conseguir sintetizar al máximo toda la
información que contiene una instalación con el objeto
de facilitar y conseguir la máxima comodidad en la
consulta de esta información
OBJETO
3
Todos los equipos, líneas, instrumentos, equipamientos,
etc que componen una instalación industrial se puede
representar:
- De forma esquemática
- Mediante símbolos y diagramas (Ing. Conceptual)
- De manera abreviada poniendo los equipos
fundamentales ( Ingeniería básica )
- Planos o P&I ( Ingeniería de detalle )
REPRESENTACIONES GRAFICAS
4
El diseñador de todas estas representaciones trata
de plasmar de la forma más sencilla y a la vez más
detallada una instalación que en realidad se
desarrolla en tres dimensiones del espacio y que
abarca un volumen considerable, para poderlo ver
en dos dimensiones y en un tamaño no mayor de lo
que ocupa una mesa para permitir su estudio o
análisis de forma cómoda y sencilla.
5
Para poder desarrollar estos planos o esquemas de
instalaciones es necesario que simbolicemos todos
aquellos elementos que podemos encontrarnos en una
instalación y conseguir la máxima universalidad de
estos símbolos para que puedan ser conocidos y
entendidos por cualquier persona diferente y ajena a
quien ha realizado estos símbolos.
A parte de la representación gráfica de los diferentes
elementos que forma una instalación está también el
hecho de utilizar una nomenclatura que esté lo más
normalizada posible por el mismo objetivo.
SIMBOLIZACIÓN
6
C: Recipientes, Torres, Reactores, Separadores,
Secadores, Acumuladores, Absorbedores, Adsorbedores
D: Almacenamientos, tanques, esferas, mezcladores...
E: Intercambiadores de calor, aerorefrigerantes ...
F: Hornos, calderas, chimeneas, antorchas
G: Bombas
GM: Bombas accionadas con motor eléctrico
GT: Bombas accionadas con turbinas de vapor
K: Compresores rotativos, alternat., soplantes, agitador
L: Filtros
NOMENCLATURA UTILIZADA
7
Se debe de tratar conseguir que con la mínima
utilización de caracteres podamos transmitir la máxima
información posible. Así por ejemplo una forma de
designar a un equipo que se encuentra en una unidad
perteneciente a una empresa, seria a través de una
combinación de cifras formada por letras y números
por ejemplo : 534G-034A
En este caso la información transmitida sería:
Unidad: 534
Equipo: Se trataría de una bomba
Identificación : y sería la bomba nº 34 de orden de
proceso y concretamente de las dos bombas utilizadas
para cada servicio sería la A
8
Otro tema a normalizar es el esquema con el que
vamos a representar gráficamente cualquier equipo,
entre los más habituales tenemos:
Depósitos:
Tanques
9
Reactores
Torres
10
Esferas
Intercambiadores
11
Aéreos
Bombas
12
Compresores
Hornos
13
Válvula de
macho
Válvula de
bola
Válvula de
aguja
Válvula de
doble clapeta
Válvula de
mariposa
Válvula de
tres vías
Válvula de
compuerta
Válvula de
asiento
Válvula de
retención
Válvulas
14
Válvula
motorizada
M
Válvula de
Seguridad
8,5
Válvula de
cuatro vías
Válvula control.
con diafragma
Válvula controladora
mariposa con diafragma
15
Disco en líneas
Válvula de
actuación por
solenoide
Válvula
controladora de
doble diafragma
16
Sentido
del flujo
Línea de
transmisión
hidráulica
Línea de
transmisión
neumática
Línea de
cerramiento
C3 B4
Cambio
especificación
de línea
Línea de
tubo capilar
Señal
electromagnética
Señal eléctrica
de instrumento
Líneas
17
Instrumentación:
Instrumento de
señal montado en
campo
Instrumento de
señal montado en
panel
Transmisor
montado en
campo
FT
Transmisor de
caudal montado
en campo
PT
Transmisor de
presión montado
en campo
TT
Transmisor de
temperatura
montado en campo
LT
Transmisor de
nivel montado en
campo
18
Instrumento con
línea conexión a
procesos
Instrumento con
línea conexión
medida eléctrica
Instrumento con
línea conexión
medida neumática
Instrumento con
línea conexión
de tubo capilar
Transmisor montado
en campo dos
servicios
Instrumento
montado en panel
dos servicios
Instrumento
montado detrás
del panel
Instrumento
montado en
panel local
19
FI
Rotámetro
FO
Orificio de
restricción
Rele de
tiempo
E
N
Convertidor
PI
Indicador de
presión con
cierre químico
PI
Indicador de
presión con
amortiguador
TSK
Termopar
temperatura
superficial
SE-8
Sistema de
enclavamiento
20
Lazos de control
FC
FCV
LC
LCV
21
FC FR FA
FRC
LI TI
LSHTSL
AI
FI
22
Abreviatura de instrumentos
Variable Función Desviación
F: Flujo I: Indicador H: Por alto
L: Nivel C: Control L: Por bajo
T: Temperatura R: Registro V: Válvula
P: Presión A: Alarma
A: Analizador S: Corte
E: Voltaje D: Diferencial
I: Intensidad M: Marcha
S: Velocidad P: Paro
V: Vibraciones T: Transmisor
23
En la realidad la identificación de los instrumentos de
control esta formada por la combinación de varias letras
de las anteriormente indicadas. De esta forma las del
primer grupo suelen usarse en primer lugar y viene a
referirse a la variable medida por el instrumento.
El segundo grupo de letras se suele utilizar acompañando
a la primera letra y viene a referirse al sistema de control
que realiza el instrumento ya sea indicación , registro,
control, etc.
El tercer grupo de letras nos da información de la
magnitud o desviación de la variable controlada.
24
¿Desean realizar
alguna pregunta?
GRACIAS POR
VUESTRA ATENCION
25
CALENTA
MIENTO
SEPARA
CION
26
27
28
2929
EJEMPLO PREJEMPLO PRÁÁCTICOCTICO
DEDE
HAZOPHAZOP
Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
3030
Humos a tratar
Aceite
térmico
Agua
Vapor de
agua
A cambiadores
Aire Gas piloto Gas de Refinería
TCV-1
P-1B
F-1
P-1A
3131
1. 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 que es
calentado por medio de un horno que quema fue-gas.
2. El aceite térmico utilizado es producido en la sección de
destilación del crudo sacándose como producto de fondo
y tiene temperatura de inflamabilidad de 175 ºC.
3. La temperatura máxima alcanzada por el aceite térmico
durante el proceso es de 330 ºC a la salida del horno F-1.
4. El aceite térmico puede degradarse si no es sustituido al
cabo de un determinado tiempo o bien si se sobrecalienta
por encima de una determinada temperatura
DescripciDescripcióón de la instalacin de la instalacióón que se quiere estudiarn que se quiere estudiar
3232
5. El calor residual de los humos en la zona convectiva
del horno se utiliza para producir vapor de media presión
que se utiliza para alimentar a otros equipos del proceso.
6. El combustible utilizado en el horno es el Fuel-gas
excedente de la propia Refinería.
7. El control del caudal del Fuel-gas al quemador del horno
se efectúa por medio de la medición de la temperatura de
salida del aceite térmico del horno que queda
regulado por la válvula TCV-1.
3333
Las protecciones con las que está dotado el horno
provocan el corte del combustible del horno mediante la
válvula TCV-l por las causas siguientes:
- Alta temperatura en la salida de humos, por actuación
del TSH situado en la zona convectiva del horno
- Baja presión en la línea de Fuel-gas de refinería, por
actuación del PSL-2 situado aguas arriba de la válvula de
control TCV-1
Por otra parte el horno tiene una protección para
evitar la falta de alimentación a este por fallo de la bomba
de alimentación por medio del PSL-1.
DescripciDescripcióón de las protecciones del horno Fn de las protecciones del horno F--11
3434
Se estudia el sistema en condiciones normales de operación
y esto requiere plantear las hipótesis siguientes:
1. Se considera que la bomba P-1A impulsa el aceite a través del
horno; la bomba P-1B es de reserva y sólo entra en
funcionamiento cuando se produce una caída de presión en la
línea de impulsión del aceite registrado por el PSL-1.
2. El horno trabaja a tiro natural, es decir, el humo sale
libremente debido a la disminución de su densidad al
aumentar su temperatura sin que exista ningún equipo de
aspiración, de la misma manera, la entrada de aire en la
cámara de combustión es natural, no hay equipo de impulsión.
3. El calor residual de los humos que se utiliza para vaporizar el
agua y producir vapor, esta corriente no se tendrá en cuenta
en nuestro estudio.
Consideraciones previas al anConsideraciones previas al anáálisislisis
3535
Humos a tratar
Aceite
térmico
Agua
Vapor de
agua
A cambiadores
Aire Gas piloto Gas de Refinería
TCV-1
PSL-2
PSL-1
TC-1
TSH
P-1B
F-1
P-1A
3636
La tabla siguiente muestra, mediante la matriz de interacción, el
estudio preliminar para determinar la peligrosidad de las substancias
en las posibles condiciones de proceso (normales de operación y
anómalas).
Aceite Gas Aire Agua Comentarios
Aceite térmico - - x - Riesgo de inflamación
Gas de refinería - - x - Atmósfera explosiva
Aire x x - - Riesgo de inflamación
Agua/vapor - - - - -
Temperatura trabajo en F-1 x x - - Aceite líquido inflamable,
gas inflamable
Exceso temperatura en F-1 x x - - Degradación del aceite
Hollín en tubos
Riesgo integridad del horno
Estudio preliminar
3737
Mediante la matriz de interacción se han identificado las
situaciones peligrosas siguientes:
1. La presencia de gas en la aspiración del aire del horno
puede producir la formación de una atmósfera explosiva.
2. La presencia de aire en el aceite térmico puede favorecer
la inflamación de materia combustible, especialmente si
está recalentado.
3. 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.
Situaciones peligrosas identificada
3838
PALA
BRA
GUIA
VARIA
BLE
CAUSAS
POSIBLES
CONSECUENCIAS
POSIBLES
PROTECCIONES
DEL SISTEMA
MEDIDAS
CORRECTORAS
Nodo nº 1
Mas Tempe
ratura
1-Fallo del
lazo control
temperatura
de salida del
aceite.
2-Bajo caudal
del aceite a
través horno
por descarga
de la bomba
3- Cambio de
composición
del Fuel gas
1- Descomposic.
del aceite y
aumento de la
Temperatura de
humos de salida
por chimenea.
2- Descomposic.
del aceite .
3- Descomposic.
del aceite.
1- Se detecta alta tº
en salida humos
cuya señal actuaría
sobre lazo control
de tº del horno pero
por fallo no actuaría
2- El TC-1 detectaría
la desviación y
regularía el caudal
de FG. a quemadores
3- El TC-1 detecta la
desviación y
regularía el caudal
de FG. a quemadores
1- Poner sistema de
corte del fuel-gas por
alta tº de salida del
aceite, independiente
a la de control de tº de
salida del aceite del
horno. (A-1)
Menos Tempe
ratura
1-Fallo lazo
de control de
la tº de salida
del aceite
2-Fallo alim.
de Fuel gas
Baja temperatura
del aceite térmico
y disfunciones en
los trenes de
intercambio
Ninguno Instalar un TAL en
línea de salida del
aceite térmico del
horno. (A-2)
3939
No/
Menos
Caudal 1- Descarga de
la bomba de
alimentación
2- Fallo
eléctrico de las
dos bombas
3- Parada de
bombas por
problemas
suministro
aceite de
lubricación
1- Aumento de la
temperatura en
tubos del F-1 con
peligro de formar
hollín o incluso
rotura de tubos
2- Aumento de la
temperatura en
tubos del F-1 con
peligro de formar
hollín o incluso
rotura de tubos
3- Posibilidad de
griparse las
bombas por falta
de lubricación
1- El PSL-1
arrancara la bomba
de reserva.
2- Ninguna
3- Ninguna
2- Instalación de un
FSL que por bajo
caudal del aceite por
el horno se cierre la
entrada de fuel-gas a
quemadores de este.
(A-3)
3- Instalación de un
sistema que bloquee
la marcha de las
bombas por bajo nivel
del carter de las
bombas. (A-4)
Mas Caudal No procede
Inverso Caudal Retroceso a
través de la
otra bomba
Bajada de
caudal dentro
del horno
Existencia de
válvula de
retención
4040
Mas Presión 1- Válvula de
retención
gripada
2-Obstrucción
en tubos del
horno por
hollín
1- Aumento de
presión desde bomba
a retención hasta
presión de shut-off
2- Aumento de
presión desde bomba
al horno hasta presión
de shut-off
1-Ninguna
2-Ninguna
1 y 2-Diseñar la tubuladura
en impulsión de la bomba a
la presión de shut-off de la
bomba o bien poner SV
tarada a la presión de
diseño de la línea. (A-5)
Menos Presión 1-Rotura de un
tubo dentro del
horno
2- Fallo
eléctrico en las
dos bombas
1- Fuego
incontrolado
dentro del hogar
del horno y la
bajada de presión
originaría la
entrada de la
bomba de reserva
2- Ver no caudal
Ninguna Instalación de un FDC a la
end y sad del horno con
alarma y que a un valor
desactive la función del
PSL-1. (A-6)
4141
Otra Compo
sición
1- Aceite
degradado por
falta sustitución
2- Aceite
degradado por
sobrecalenta-
miento
1-Mala transmisión
de calor aguas abajo
del horno
2- Mala transmisión
de calor aguas abajo
del horno
1- Ninguna
2- Ninguna
1 y 2-Instalar un sistema de
control de la calidad del
aceite en la salida del
horno ( densímetro) (A-7)
4242
Nodo nº 2
No/
Menos
Caudal 1- Falta de
fuel-gas por
problemas
externos de la
instalación
2- Fallo en lazo
de control TC-
1 con cierre de
válvula
1-Bajada de
presión en línea
entrada a
quemador con
posibilidad de
apagarse
2- Bajada de
presión en línea
entrada a
quemador con
posibilidad de
apagarse
1- Actuación del
sistema de
protección PSL-2
2- No actuación
del sistema de
protección PSL-2
1-Valorar la
posibilidad de
que la
instalación
funcione con un
combustible
alternativo (A-8)
2-Cambiar
posición del
PSL-2 aguas
abajo de la
TCV-1 (A-9)
Mas Caudal Fallo del lazo
de control con
apertura total
de válvula
Aumento de
temperatura en
línea salida tubos
del horno con
posibilidad de
formar hollín o
rotura de tubos
Ninguna Igual que acción
(A-1)
4343
Mas Presión No procede
Menos Presión Falta de fuel-gas
por problemas
externos de la
instalación
Bajada de
presión en línea
entrada a
quemador con
posibilidad de
apagarse
Actuación del
sistema de
protección
PSL-2
Mas Tempe
ratura
No procede
4444
Menos Tempe
ratura
No procede
Otra Compo
sición
Modificación
de la corriente
que va a la red
de fuel-gas
Modificación de
la forma y
capacidad
calorífica de la
llama pudiendo
incidir sobre
algún tubo
rompiéndolo
Ninguna Instalación de
analizador en
línea de fuel-gas
(A-10)
4545
El diagrama de flujo de la instalación presentado en la figura
anterior, con la aplicación de las recomendaciones de la tabla
quedaría modificado de la manera siguiente .
-Se añade un actuador para bajo caudal de aceite (FSL) bloquea
la entrada de combustible en el horno (F-1) y protege los tubos
interiores de aceite del posible aumento de temperatura.
-Al mismo tiempo por su posición ( ubicado en la impulsión de
las bombas ) protege a éstas de trabajar al vacío y las bloquea en
caso de falta de aceite desde la refinería o por taponamiento de
las tuberías.
-El actuador FSL no interfiere en la función del actuador (PSL-
1) que por baja presión en la impulsión de las bombas activa la
bomba de reserva.
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
4646
-Se separa totalmente el sistema de regulacion del horno del
sistema protector para que éste pueda bloquear la instalación en
caso de fallo del primero. Las modificaciones de la
instrumentación del horno son:
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 bucle de
control que lo protege de cualquier fallo de éste último.
Se modifica la localización del dispositivo de corte por baja
presión del fuel gas, localizándolo aguas debajo de la válvula de
control del fuel gas con lo que se permite aumentar el numero de
hipótesis de fallo que queda protegido con este medidor.
4747
Se añade un actuador para alta temperatura (TSH) a la
salida de producto independiente del TC-1 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.
Se instala un sistema de comprobación del caudal a la
entrada y salida que nos permite detectar roturas de tubos
en el interior del horno.
Instalamos un sistema que nos permite activar el corte del
fuel gas en situaciones de corte de la alimentación del aceite
al horno
Y por ultimo se instala un sistema de alarma de alta
temperatura a la salida del horno para evitar que se
produzca el deterioro del aceite por sobrecalentamiento.
4848
Aceite
térmico
Humos a tratar
Agua
Vapor de agua
A cambiadores
Aire Gas piloto Gas de Refinería
TCV-1
PSL-2
PSL-1
TC-1
TSH
P-1A
P-1B
FSL
TSH
F-1
TAL
FDC
4949
Estas modificaciones introducidas en el sistema de control y
protección de la instalación mejoran su seguridad. La mejora
se dan por:
- La redundancia de señales de bloqueo de los quemadores del
horno.
- El resultado de la separación de los dos sistemas. Así pues, el
sistema protector puede proteger la instalación de cualquier
fallo que se produzca en cualquiera de los elementos que
integran el bucle de control (falta de señalización en los
indicadores, falta de señal en los transmisores, fallo en la
apertura de las válvulas, etc. )
50
ANALISIS
CUANTITATIVO
DE RIESGOS
Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
51
• La realización de un Estudio Cuantitativo de
Riesgos tiene como objetivo fundamental el analizar
el riesgo asociado a una modificación, ampliación
o nueva instalación que ejerce sobre una zona en la
que va a quedar implantada la mencionada instalación
por lo que va a depender de la vulnerabilidad de la
zona elegida.
• Con la elaboración del Análisis Cuantitativo de
Riesgos se consigue por ello, disponer de una
información numérica sobre el riesgo que
representa la implantación de una instalación
industrial, para con ellos poder justificar la
aceptabilidad del mismo de acuerdo con unos
valores de riesgos establecidos con carácter oficial
OBJETIVO DE LOS ANALISIS DE RIESGO
52
La investigación de Riesgos Industriales es cada día mas
importante y necesario por el desarrollo industrial existente, con
el que convivimos desde hace casi un siglo y que día a día se
complica con la aparición de nuevas técnicas o tecnologías que
vienen a resolver los problemas que limita nuestro crecimiento.
Sin embargo este desarrollo de nuevas tecnologías no debe de
suponer un riesgo para nuestra propia integridad, por ello la
aparición de las nuevas tecnologías debe de ir acompañado de unos
análisis de los riesgos que entrañan.
Para conseguir la perfecta medición de los riesgos es necesario
elegir el método mas adecuado a las características y naturaleza
de la instalación que se nos planteen, así como, desarrollar en el
caso que se requiera nuevos métodos, diferentes a los existentes, si
estos no permiten evaluar adecuadamente el riesgo planteado.
53
Estos métodos de análisis es de aplicación principalmente en
aquellas modificaciones, ampliaciones o construcción de nuevas
instalaciones industriales que quedan recogidas o clasificadas
en determinada legislación vigente como puede ser por ejemplo
el R.D. 1254/1999 y que pueden provocar Accidentes Graves
que pongan en riesgo la integridad de las personas, bienes y/o el
medio ambiente
ALCANCE
54
Sin embargo es importante conocer exactamente la
definición de la terminología que vamos a utilizar
con cierta frecuencia, como es el caso de la
definición de RIESGO.
Se han propuesto diversas definiciones de Riesgo:
•Situación que puede conducir a una consecuencia
negativa no deseada en un acontecimiento.
•Probabilidad de que suceda un determinado
peligro potencial, es decir, una situación física que
pueda provocar daños a la vida, a las instalaciones
industriales o al medio ambiente.
•Consecuencias no deseadas de una actividad dada,
en relación con la probabilidad de que ocurra.
RIESGOS: DEFINICION Y TIPOSRIESGOS: DEFINICION Y TIPOS
55
• Si realizamos un estudio más riguroso del riesgo obtenemos una
definición más precisa que permita su cuantificación.
Definición: es el producto de la frecuencia prevista para un
determinado suceso por la magnitud de las consecuencias más
probables:
R: Riesgo
F: Frecuencia de ocurrencia del suceso
C: Consecuencias más probables
• Esta definición es lógica ya que el riesgo de una instalación
dependerá de dos parámetros, será mayor cuanto mayor sea la
frecuencia con que se produzca un incidentes y será mayor el
Riesgo cuanto mayor sean las consecuencias de ese incidentes.
•Ejemplos de trabajo en oficinas frente a trabajar en la
construcción y viajes en coche frente a avión
56
•Si un incidente/accidente tiene una frecuencia de que ocurra
estimada de una vez cada 25 años y sus consecuencias es de
producir 100 muertos, el riesgo será de 4 muertos.año-1. Pero si
las consecuencias es de producir 25 muertos, el riesgo será de 1
muertos . año-1, es decir cuatro veces menor que en el caso inicial.
• Si en lugar de tener como consecuencias muertes humanas, tiene
perdidas materiales el caso seria semejante.
• Esta forma de definir el riesgo presenta dificultadas e
inconvenientes a veces. Una de estas dificultades es la unidad de
medida utilizada para el Riesgo, así no siempre podremos
expresarlo en muertos o en perdidas económicas, ya que hay
consecuencias como pueden ser la existencias de heridos y estos
de diferentes grados o también las secuelas a largo plazo de difícil
o imposible estimación.
EJEMPLO
57
• Otras dificultades puede ser el propio hecho de
calcular los dos parámetros que intervienen en la
definición de Riesgo: Las consecuencias y la
frecuencia. Exísten metodologías que permiten
estudiar estos dos parámetro no de forma exacta pero
sí con una precisión razonable.
• Por otra parte es importante diferenciar entre dos conceptos
como son: Riesgo y Peligro. El Peligro se puede definir como todo
fenómeno que puede producirse y que puede desencadenar un
accidente o un daño material, personal o al medio ambiente. El
Riesgo por el contrario estaría asociado a la probabilidad de que
este peligro se convierta en realidad con unas determinadas
consecuencias.
58
Debido a la gran variedad de Riesgos que
podemos considerar los podemos clasificar:
••Riesgo de categorRiesgo de categoríía Aa A: son los inevitables y
aceptados sin compensación. (morir atrapado por
los escombros por un terremoto).
••Riesgos de categorRiesgos de categoríía Ca C: Normalmente evitables,
voluntarios y con compensación ( morir por una
enfermedad contraída por el exceso del tabaco).
••Riesgos de categorRiesgos de categoríía Ba B:: Evitables, en principio,
pero que deben considerarse inevitable si uno
quiere integrarse plenamente en la sociedad
moderna (morir por un accidente de tráfico).
CLASIFICACION DE LOS RIESGOS
59
••Riesgos convencionales:Riesgos convencionales: relacionados con la actividad y los
equipos existentes en cualquier sector ( electrocución, caidas...).
••Riesgos especRiesgos especííficos:ficos: asociados a la utilización de productos que, por
su naturaleza, pueden ocasionar daños ( productos tóxicos, radioact.).
••Riesgos mayoresRiesgos mayores:: relacionados con accidentes y situaciones de
excepcional gravedad ( escapes de gases, explosiones...).
Los dos primeros están relacionados con la Seguridad y la Higiene
en el trabajo y por su forma de actuar pueden ser relativamente
fáciles de prevenir. Por el contrario el tercero por sus características
los convierten probablemente en la contingencia más terrible. Esto
provoca un rechazo de la población por este tipo de empresa y a su
vez las empresas tratan de controlar estos riesgos por medio de
estudios como pueden ser uno el Análisis Cuantitativo de Riesgos.
Clasificación del riesgo en función de actividades industr.
60
Actividad/sucesoActividad/suceso Mortalidad aMortalidad añño y personao y persona Mortalidad personaMortalidad persona
Caída de meteoritos 6 . 10-11 1 de 17.000 millones
Explosiones de Recipientes 5 . 10-8 1 de 20 millones
Viajar en avión 1 . 10-7 1 de 10 millones
Fulminados por un rayo 1 . 10-7 1 de 10 millones
Mordedura de serpientes 2 . 10-7 1 de 5 millones
Viajar en tren 5 . 10-7 1 de 2 millones
Tornados o terremotos 2 . 10-6 1 de 500.000
Ahogados 4 . 10-5 1 de 25.000
Atropellos por automóvil 5 . 10-5 1 de 20.000
Abuso del alcohol 7,5 . 10-5 1 de 13.300
Suicidio 1 . 10-4 1 de 10.000
Viajar en automóvil 1,7 . 10-4 1 de 5.900
Viajar en motocicleta 1 . 10-3 1 de 1.000
Fumar mas de 20 cigarrillos/día 5 . 10-3 1 de 200
Tabla comparativa de consecuencias diferentesTabla comparativa de consecuencias diferentes fenomenosfenomenos
61
Se han propuesto diversos parámetros para cuantificar el riesgo.
Uno de los más utilizados es la tasa de accidentes mortales (TAM
O FAR Fatal Accident Rate) , este parámetro se define como el
numero de accidentes mortales después de 108 (hora . hombre) de
una actividad. Esta cantidad equivale, al numero de horas
trabajadas(2500h./a) por un grupo de 1000 personas después de su
vida laboral (40a.) e incluye solo los accidentes con consecuencias
inmediatas.
• Valores de la FAR en la industria química de varios países son:
Alemania. 5.10-8 acc por cada 1000 trab. = 5 FAR
Francia 8,5 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 8,5 FAR
Gran Bretaña 4 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 4 FAR
USA 5 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 5 FAR
India 100 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 100 FAR
Indonesia 160 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 160 FAR
• Un parámetro alternativo es la frecuencia de los accidentes
mortales, expresada en muertes por persona y año.
PARAMETROS DE MEDICION DEL RIESGO
62
• La relación entre la FAR y la frecuencia es sencilla. Por
ejemplo si la FAR para un trabajador de un determinado sector es
de 8 . 10-8 , y este trabajador está expuesto durante unas 2000
horas / año, la frecuencia será:
f = 8 . 10-8 muertes.personas-1.h-1 . 2500 h/año = 2 . 10-4 muertes persona-1 año-1
Si queremos comparar este riesgo con otros de la vida diaria,
pueden tomarse como ejemplos los siguientes datos. Si una
persona trabaja toda su vida en la industria química de cada 1000
operarios morirán durante este tiempo las siguientes personas:
4 por accidente laboral.
20 por otros tipos de accidentes ajenos al trabajo
370 por enfermedades diversas ajenas al trabajo.
63
• Podemos comparar valores de FAR correspondiente a diversas
actividades industriales
- Industria de la confección 0,15 muertes.personas-1.h-1
- Industria del automóvil 1,30 “
- Industria de la madera 3,00 “
- Industria Química 4,00 “
- Industria Mecánica 7,00 “
- Agricultura 10,00 “
- Minería 12,00 “
- Industria Pesquera 35,00 “
- Construcción 64,00 “
Valores de FAR de diversas actividades industriales
64
• Estos parámetros nos permite comparar de forma poco
exhaustiva el riesgo de dos tipos de actividades, sin embargo si se
quiere conocer de forma mas precisa este riesgo se debe de realizar
un análisis del riesgo mediante modelos físico / matemáticos y
modelos de vulnerabilidad para obtener: consecuencias y frecuencia
• Cuando se habla del riesgo al que esta sometido un individuo
podemos llegar casi siempre a un valor, es decir, lo podemos
cuantificar. Ese valor nunca va a ser nulo. Por ello lo que nos
quedaría es definir hasta que valor es tolerable este riesgo, o lo que
es lo mismo conocer el riesgo tolerable.
• Otros conceptos que podemos definir son:
- Riesgo individual que es la probabilidad de que una persona sufra
unas consecuencias determinadas por exposición a un peligro
- Riesgo colectivo que se define como la probabilidad de que un
grupo de persona sea victima de un determinado accidente.
65
Si queremos establecer un valor para el denominado riesgo
tolerable nos encontramos con una dificultad enorme ya que esto
va a depender de los sentimientos y forma de pensar de las
personas e incluso de los colectivos de personas por lo que este
tema es mas propio de psicólogos y sociólogos que de técnicos.
Entre los factores que afectan a la actitud de un individuo que
se encuentra sometido a un riesgo concreto, hay dos que juega un
papel fundamental: -
- El conocimiento / desconocimiento de las características del
peligro en cuestión
- El carácter voluntario o involuntario de asumir el riesgo
TOLERABILIDAD DEL RIESGO
66
•Estos riesgos se presentan de forma combinada
•La sociedad se aterroriza mucho mas por accidentes
que presentan un impacto social
•Los medios de comunicación también ejercen su
influencia negativa
TIPOS DE RIESGOS
Riesgos desconocidos como son los riesgos
tecnológicos como por ejemplo la radioactividad.
Riesgos conocidos como son los riesgos derivados
de practicar algún deporte de alto riesgo.
Riesgos voluntarios como los que las personas
fumadoras asumen por el hecho del fumar
Riesgos involuntarios como pueden ser los
accidentes caseros, el incendio de una vivienda...
67
•Como hemos visto el Riesgo cero no existe y todos
aceptamos unos determinados riesgos en el trabajo
•Incluso se aceptan riesgos con una tasa de mortalidad
relativamente alta como por ej. el fumar sin
preocuparse demasiado, es decir, se suele aceptar
riesgos que son voluntarios o bien son conocidos
•El problema surge cuando el riesgo es demasiado elevado o
cuando un sector de la sociedad considera que la cuota de riesgo
que le corresponde es alta.
•Otras veces se acepta un riesgo porque ello
representa el poder disfrutar de determinadas
ventajas de la vida moderna como puede ser la
energía y los productos químicos que se nos ofrece.
CRITERIOS DE TOLERABILIDAD
68
•El control del riesgo y su mantenimiento dentro
de unos limites “tolerables” tiene que ser unos de
los objetivos tanto de la industria como del
gobierno de cualquier país, pero por el contrario no
podemos aspirar a tener demasiadas instalaciones
industriales sin aceptar un margen de riesgo.
10-6
10-8
•Si bien es difícil y complejo, se han realizado intentos para
establecer valores para el riesgo tolerable, este es un terreno
delicado en el que la unidad de medida que es la vida humana,
se ve afectada no solo por factores de orden práctico sino también
de orden ético y social, por ello no se han fijado oficialmente unos
valores para el riesgo tolerable. Así en Holanda se ha establecido:
Inaceptable
Riesgo Frecuencia . año-1 Reducción deseada
Tolerable
69
•Así para accidentes graves el máximo valor permisible para el
riesgo individual en Holanda es de 10-6 muertos personas-1 año-1
por actividad, que supone aumentar el riesgo en 1% del riesgo de
morir una persona por otros riesgo ajenos a los de la industria.
•En el caso de los trabajadores se considera que el nivel de
riesgo tolerable puede ser más alto, ya que han escogido
voluntariamente trabajar ahí y reciben una compensación.
•Otro criterio que se ha propuesto aunque algo
criticado, es el hecho de aumentar el valor del riesgo
tolerable para posibilitar aumentar el desarrollo
industrial, ya que gracia a la industria y a la generación
de energía se aumenta la esperanza de vida, que en los
países industrializados esta aumentando a razón de
0,05 año año-1
70
Lugar Año nº muertos nº heridos nº evacuados Substancia
Yokkaichi, Japón 1974 0 521 0 cloro
Cuernavaca, Méjico 1977 2 500 2.000 amoníaco
Iri, Corea del Sur 1977 57 1.300 0 explosivos
Els Alfacs, España 1978 216 200 0 propileno
Xilatopec. Méjico 1978 100 200 0 butano
Three Mile Isl.. USA 1979 0 0 200.000 reactor nuclear
Mississauga, Canadá 1979 0 200 20.000 cloro y propano
Nilo, Egipto 1983 317 0 0 GLP
Cubatáo, Brasil 1984 508 2 0 gasolina
S. Juan lxhuat, Méjico 1984 503 7.000 60.000 GLP
Bhopal, India 1984 2.800 50.000 200.000 isocianato de metilo
Rumania 1984 100 100 2 productos químicos
Miamisburg, USA 1986 0 140 40.000 ácido fosfórico
Chernobil, URSS 1986 32 299 135.000 reactor nuclear
EJEMPLOS ACCIDENTES GRAVES O CATASTROFES
71
La evaluación de los diversos riesgos asociados a una
determinada instalación industrial, generación de energía,
transporte de mercancías peligrosa ..., se lleva a cabo como ya se
ha dicho mediante el análisis de riesgos, para lo cual se sigue las
siguientes fases:
•Accidentes que pueden ocurrir.
•Frecuencia de estos accidentes.
•Magnitud de sus consecuencias
Las diferentes fases por la que se desarrollan los estudios de
riesgos y su inclusión en el proyecto de una determinada
instalación quedan reflejado en el siguiente esquema:
EL ANALISIS DE LOS RIESGOS
72
Sucesos
externos
Análisis
histórico
HAZOP
Modelos de
Accidentes
Árboles de
fallos
Modelos de
vulnerabilidad
Identificación
de sucesos
no deseados
Cuantificación de
efectos
Estimación de
frecuencias
Cuantificación de
consecuencias
Cuantificación
de riesgos
Proyecto
final
Proyecto
inicial
Alteración del
proyecto
FASES DEL ANALISIS DE RIESGOS
73
• Un ejemplo muy significativo de este hecho lo podemos
encontrar en el llamado estudio de la Isla de Canvey. La isla de
Canvey situada en el estuario del Támesis y con una población de
30.000 personas disponían de una zona industrial formada por
refinería, almacenamiento de LPG, terminales de carga de barcos...
En el 1975 y a raíz de un proyecto de ampliación de la zona
industrial se extendió sobre la población una gran preocupación
por la seguridad de la zona.
• Debido a esta preocupación se llevo a cabo un análisis del riesgo
y de cómo este afectaría a la población. El estudio puso de
manifiesto un incremento significativo del riesgo y llevo a la
modificación del proyecto inicial y a la mejora de la seguridad en
la zona como confirmo estudios posteriores.
74
20 40 60
edad, años
1%
Probabilidad
0,5%
Muerte
0,1%
Valores de
Gran Bretaña
Antes estudio
Después estudio
TABLAS DE ESPERANZA DE VIDA
75
Por accidente grave se puede entender aquel suceso fortuito e
incontrolado capaz de producir daños a las personas, el medio
ambiente y a los bienes. Así dentro de la industria química se asocia
con situaciones de emisión, escapes, vertidos, incendios y explosiones
en las que van a estar presentes sustancias peligrosas.
La legislación aplicable es:
• La primera Directiva la 82/501 ……llamada SEVESO I
• Directiva la 96/82 ……………………llamada SEVESO II
• Directiva 2012/18/UE ………………..llamada SEVESO III
• R.D. 886/88 y el 952/90 trasposición de la Seveso I
• R.D. 1254/99 trasposición de la Seveso II llamado “Medidas de control de los
Riesgos inherentes a los Accidentes Graves y el R.D. 119/2005 que la revisa
• R.D. 948/2005 que transpone la Directiva 2003/105/CE que modifica la Seveso II
•R.D 1196/2003 Directriz Básica de Protección Civil para la Elaboración y la
Homologación de los planes de especiales del Sector químico
ACCIDENTES GRAVES
76
- Accidentes de Categoría 1: Aquellos que prevé
que habrá como única consecuencia daños
materiales en la instalación industrial accidentada.
La legislación Española considera que los Accidentes de categoría
2 y 3 son los llamados Accidentes graves.
- Accidentes de Categoría 3: Aquellos accidentes
en los que se prevé que habrá como consecuencias
victimas, daños materiales o alteraciones graves
del medio ambiente en el exterior de la industrial.
- Accidentes de Categoría 2: Aquellos accidentes
que prevé que habrá como consecuencias posibles
víctimas y daños materiales en la instalación
industrial.
CATEGORIAS DE ACCIDENTES GRAVES
77
Los R.D. 886/88 y el 952/90 y el 1254/99 recoge unas tablas en las
que quedan definido las sustancias y cantidades de sustancias
peligrosas a partir de las cuales una empresa queda afectada por
este R.D.
Además en él se indica la necesidad por parte de estas industrias de
suministrar a la autoridad competente la siguiente documentación:
• Información Básica de su actividad ( IBA ).
• Estudio de Seguridad de posibles accidentes que
puedan darse y el alcance de consecuencias. ( E.S. )
• Medidas organizativas que dan respuesta a las
situaciones de Emergencias ( PEI )
• Sistema de Gestión de la Seguridad (S.G.S.)
•Política de prevención Accidentes graves (PPAG)
78
En general, los accidentes graves están relacionado
con algunos de los siguientes tipos de fenómeno:
• De tipo térmico: Radiación Térmica
• De tipo químico: Emisión a la atmósfera o vertido
incontrolado de substancias contaminantes tóxicas.
• Vertidos en caudales de corrientes naturales: cuando su
concentrac. 1 km más abajo del vertido, sobrepase valores.
• Vertidos en lagos: cuando la concentración que resulta de
la dilución de sustancia en la masa total del agua sobrepasan
• Vertidos en aguas marítimas.
• Vertido en el subsuelo: cuando pueda provocar filtración
almacenamiento en el medio acuífero o alterar potabilidad
• De tipo mecánico: ondas de presión y proyección
FenFenóómenos peligrosos asociados a un accidentemenos peligrosos asociados a un accidente
grave y valores crgrave y valores crííticos de las variables fticos de las variables fíísicas.sicas.
79
• La legislación vigente referida a Accidentes graves se centra
fundamentalmente en determinar los efectos de estos accidentes en
los seres humanos. Para evaluar estos efectos la Administración
exige en los Estudios de Seguridad estimaciones cuantitativas en
las zonas de influencia . Los impacto sobre el medio ambiente y
los bienes son tenidos también en cuenta pero son tratados a un
nivel mucho más cualitativo.
• Las magnitudes físicas que determinan el daño de cada uno de
los fenómenos que se asocia a los accidente grave y los valores
limites que se deben de respetar son los siguientes:
80
FENOMENOS DE TIPO TERMICO
- Dosis de radiación térmica emitida por las llamas y cuerpos
incandescentes en incendios y deflagraciones:
Valor límite para la zona de intervención: 250 (kW/m2)4/3seg
equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo
de exposición siguientes:
I, kW/m2 7 6 5 4 3
texp, seg 20 25 30 40 60
Valor límite para la zona de alerta: 115 (kW/m2)4/3seg
equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo
de exposición que se indican a continuación:
I, kW/m2 6 5 4 3 2
texp, seg 11 15 20 30 45
81
- Valor local integrado del impulso de la onda de presión:
Valor límite para la zona de intervención: 150 mbar.seg
Valor límite para la zona de alerta: 100 mbar.seg
- Sobrepresión estática de la onda de presión:
Valor límite para la zona de intervención: 125 mbar
Valor límite para la zona de alerta: 50 mbar
- Alcance máximo de los proyectiles con un impulso superior a
10 mbar.seg producido por la explosión o estallido:
Valor límite para la zona de intervención: 95%
Valor límite para la zona de alerta: 99,9%
FENOMENOS DE TIPO MECANICO
82
- Concentración de sustancias peligrosas superior al equivalente
de los límites de los valores de los índices AEGL, ERPG y/o
TEEL:
Valor límite para la zona de intervención: AEGL-2, ERPG-2
y/o TEEL-2 ( Valores que aunque son perceptibles por las
personas que están expuestas a ello, no provocan efectos
irreversibles en ellas )
Valor límite para la zona de alerta: AEGL-1, ERPG-1 y/o
TEEL-1 ( Valores prácticamente imperceptibles para las personas
que están expuestas a ellas )
FENOMENOS DE TIPO QUIMICO
83
• Definidas así las zonas de intervención y alerta
se pueden representar mediante círculos
concéntricos centrados en el lugar del accidente y
que cubre el área en la que se esperan determinados
niveles de daños.
•De esta forma en la zona de intervención las
consecuencias de los accidentes producen un nivel
de daños que justifica la aplicación inmediata de
medidas de protección, mientras que en la zona de
alerta las consecuencias de los accidentes provocan
efectos que, a pesar de que son perceptibles por la
población, no se justifican medidas de protección
con la excepción de a los grupos más críticos
84
85
Un tema necesario de analizar dentro de los Análisis Cuantitativo
de Riesgo es el de identificar los posibles escenarios accidentales
que se nos puede presentar en una determinada instalación. A
continuación relacionamos una serie de accidentes perfectamente
tipificados de los cuales es posible mediante correlaciones
matemáticas o modelos de calculo por ordenador, estimar el
alcance de los fenómenos peligrosos que de ellos se derivan.
ESCENARIOS ACCIDENTALES
86
Incendio de charco ( pool fire ): Combustión estacionaria con
llama de difusión del liquido de un charco de dimensión definida
• Dardo de fuego ( jet fire ): Llama estacionaria y alargada
provocada por la ignición de un chorro turbulento de gases
• Llamarada ( Flash fire ): Llama progresiva de difusión de baja
velocidad, sin onda de presión y asociada a la dispersión de vapores
inflamables a ras de suelo, hasta encontrar un punto de ignición
provocando el avance del frente de llama hasta el punto de emisión.
• Bleve-Bola de fuego ( Boiling Liquid Expanding Vapor
Explosion ): Se produce por el estallido súbito y total de un
recipiente, por calentamiento externo debido a un incendio de
charco o por dardo de llama, que contiene un gas inflamable licuado
a presión, al perder resistencia mecánica el material de la pared.
FENOMENOS DE TIPO TERMICO
87
Explosión de una nube de vapores inflamables no confinada: Es
una reacción química que involucra a una cantidad importante de
gas o vapor en condiciones de inflamabilidad que se dispersa en el
ambiente exterior. Este fenómeno está asociado a una fuga o escape
de gases licuados, gas refrigerado o líquidos inflamables muy
volátil en grandes cantidades.
• Explosión de vapores confinado: Se trata de una reacción química
que involucra a un gran volumen de una mezcla de gases
inflamables en condiciones de confinamiento.
• Estallido de un depósito a presión: Se trata de una explosión
física derivada de la rotura repentina de un recipiente a presión,
causada por la presión interior y por un fallo de la resistencia
mecánica del depósito, que provoca una dispersión violenta del
fluido interior, una onda de presión y proyectiles.
FENOMENOS DE TIPO MECANICO
88
Un chorro gaseoso de sustancia tóxica o inflamable: En este caso
la dispersión depende de la velocidad y de la presión de salida y de
las condiciones meteorológicas.
• La dispersión atmosférica: En este caso la nube es función de las
condiciones meteorológicas, se extiende y se desplaza mientras se
va diluyendo, quedando afectado todo el terreno que quede por
debajo de esta nube.
• Según la evolución del fenómeno en el tiempo: Las emisiones se
pueden clasificar en instantáneas, continuas o en régimen transitorio
( emisiones limitadas en el tiempo y a menudo de caudal variable ).
• Según la densidad del producto: la dispersión puede ser neutra o
gausiana (para los gases o vapores con densidad similar al del aire) ,
de gases ligeros, o de gases pesados en este caso la gravedad ejerce
su influencia en la dispersión de la nube.
FENOMENOS DE CONTAMINACION ATMOSFERICA
89
EscapeEscape
Evaporación
Formación de
una nube
Velocidad < 20 m/s
Velocidad > 20 m/s
Combustión IncendioIncendio
Llamarada
Explosión
Llamarada
Explosión
Dispersión
Producto
tóxico
Dispersión
Producto
tóxico
N. inflamable
Nube tóxica
IncendioIncendio
Dispersión
Producto
tóxico
Dispersión
Producto
tóxico
ExplosiónExplosión
BLEVEBLEVE
EstallidoEstallido
líquido
Líquido + gases
Gas/vapor
Gas/vapor
polvo
POSIBILIDAD DE EVOLUCION DE UN ACCIDENTE
90
CASO PRACTICO DE
A.C.R.
Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
91
• El Análisis Cuantitativo de Riesgo es un método analítico
• Nos permite cuantificar el nivel de riesgo de una instal.
• La elaboración de este estudio queda definida en la
legislación vigente RD-1254/99, 119/2005 y 948/2005
• En este R.D. y mas concretamente en su articulo 7, se
refleja la necesidad que tienen los industriales de definir
una Política de Prevención de Accidentes Graves y de
plasmarla en un documento escrito.
• Uno de los puntos que debe de incluir esta Política es la “
Identificación y evaluación de los riesgos de accidente
graves “ y para ello debe de estar establecido un
procedimiento dentro de la empresa en el que se indique
como y cuando se deben de realizar estos estudios.
ACR Y SUS REFERENCIAS EN LA LEGISLACION
92
• Por otra parte la Directriz Básica de Protección Civil
RD1196/2003 en su art. 3 indica los documentos que
son necesarios entregar a la autoridad competente para
la elaboración de los Planes Exteriores de Emergencia y
en el articulo 4.4.4 aparece un párrafo en el que se dice
textualmente:
“La autoridad competente en cada caso podrá exigir un
análisis cuantitativo de riesgo (ACR), cuando así lo considere
oportuno, en función de las circunstancias específicas del
entorno, instalaciones, procesos y productos de la actividad
industrial, dando un razonamiento justificativo de tal
requerimiento y de la finalidad para la que se precisa”
• Este párrafo faculta a la autoridad competente a pedir
en determinadas situaciones al industrial la elaborar de
un ACR
REQUERIMIENTOS DE LA ADMINISTRACION
93
De esta forma el Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)
a diferencia que los Análisis Cualitativos es un estudio
que en principio no es necesario elaborarlo y su
realización esta ligada a una petición explicita por parte
de la Administración correspondiente.
Un criterio que puede ser utilizado para decidirse por la
elaboración de este análisis puede ser el hecho de que los
efectos de algunos de los escenarios accidentales que
se identifique durante el Estudio de Seguridad se
extienda fuera de la zona o del recinto que constituye
la empresa. Este hecho se agrava exponencialmente si
próximo a la empresa en cuestión se encuentra alguna
zona de pública concurrencia.
94
El análisis cuantitativo de Riesgo se debe de ejecutar
después de realizar y concluir el análisis cualitativo de
riesgo (HAZOP) ya que necesita de los resultados y
conclusiones obtenidos en este ultimo como base de
partida para la realización y aplicación de los métodos de
cálculos requeridos.
De la misma forma el Estudio de Seguridad debe de ser
realizado con anterioridad al ACR por necesitar este
ultimo datos obtenidos en el mencionado Estudio de
Seguridad.
Por ello podemos decir que el Análisis Cuantitativo de
Riesgo es el estudio que complementa o complementa
todos los estudios realizados anteriormente.
¿CUÁNDO DEBEMOS REALIZAR EL ACR
95
96
El presente estudio tiene como objeto realizar el Análisis
Cuantitativo de Riesgo de la instalación de la planta “X”
ubicada en el área “Y” de la empresa “Z” situada en el
Polígono Industrial de la localidad “L” de la provincia “P”.
Este ACR tiene entidad de documento independiente y
complementa el Estudio de Seguridad elaborado el día “D” y
realizado por la ingeniería “M” con el fin de actualizar el
Informe de Seguridad que deberán presentar a la
Administración Pública de acuerdo con las exigencias de la
legislación vigente en materia de Accidentes Graves ( R.D.
1254/99 así como la Directriz Básica para la Elaboración y
Homologación de los Planes especiales del sector Químico).
CAPITULO I: INTRODUCCIÓN
OBJETO
97
El alcance del presente ACR es el Análisis Cuantitativo de
Riesgo de la unidad de proceso U-230 y U-860 y la metodología
será:
• Planteamiento de hipótesis de los posibles accidentes
Otra herramienta utilizada, ha sido el HAZOP realizado por la
ingeniería “N” el día “D”.
• Calculo de consecuencias:
A partir de las hipótesis planteadas y mediante modelos de
cálculos de reconocido prestigio para la estimación de las
consecuencias
• Análisis de la frecuencia de los posibles accidentes
Extraídos de bases de datos especializadas y mediante la técnica
de los árboles de sucesos se asigna también frecuencias
• Calculo de riesgo:
1.2. ALCANCE Y METODOLOGIA
98
2.1. INTRODUCCIÓN
Es el de identificar los riesgos de accidentes que se podrían
derivar del desarrollo normal del proceso de las U-230 y U-860
2.2. METODOLOGÍA
Los accidentes potenciales que se pueden producir en las U-230
y U-860 se han estudiado a través de los siguientes métodos:
• Hazop: El hazop técnica cualitativa que permite identificar los
puntos débiles y establece las hipótesis accidentales mas posibles
• Fallos genéricos: Fallos habituales relacionados con cada uno
de los equipos de la unidad
• Análisis Histórico: Estudio de accidentes ocurridos en el
pasado en instalaciones similares.
CAPITULO II IDENTIFICACIÓN DEL RIESGO
99
Sobre la base del estudio de las instalaciones y de la experiencia
operativa de unidades semejantes se han seleccionado las
siguientes:
U-230
Rotura catastrófica del reactor 230C-5
Rotura catastrófica de la torre de fraccionamiento 230D-1
Fuga en línea 14”-L-03546 de salida de fondo del reactor 230C-3
Fuga en la línea 16”-L-12345 salida de la torre 230D-1 al
reactor 230C-5
U-860
Rotura catastrófica de la torre de fraccionamiento 860D-2
Fuga en línea 10”-L-34578 de alimentación a la unidad
Fuga en línea 8”-L-23456 de salida de fondo de la torre 860D-2
al striper 860D-3
2.3. IDENTIFICACIÓN DE LAS HIPÓTESIS
INCIDENTALES
100
U-230
101
U-860
102
3.1.1 Objeto
Estudiar las consecuencias de las hipótesis accidentales
planteadas en el capítulo 2. Se determina el alcance de los efectos
para tres niveles: Zona de alerta, Zona de intervención y Zona
letalidad 50%
3.1.2. Descripción y criterios para evaluación de
vulnerabilidad de los efectos físicos
Se describe los efectos producidos por diferentes fenómenos
indicándose los modelos de calculo aplicados para su evaluación
y el tipo de daño que produce en las personas y construcciones
Radiación térmica: muertes de personas por efecto directo de la
radiación térmica se estudia por ecuación del tipo Probit
Y= -14,9 + 2,56 ln ( t x I4/3 x 10-4 )
CAPITULO III ANÁLISIS DE CONSECUENC. Y VULNER.
3.1. INTRODUCCIÓN
103
Dispersión de gas: la probabilidad de muerte de personas por
efecto directo de la inhalación de sustancias se calculará por
medio de ecuación de Probit Y= a + b ln ( Cn t )
Ondas de sobrepresión: En cuanto a la letalidad se toma el
criterio de calcular los muertos por hemorragias interna
utilizando la ecuación de Provit Pr = -77.1 + 6,91 ln P
3.1.3. Niveles de afectación evaluados
Los valores obtenidos para los tres niveles evaluados son:
Para fenómenos de tipo térmico:
- Dosis de radiación térmica emitida por las llamas y cuerpos
incandescentes en incendios y deflagraciones:
Valor límite para la zona de intervención: 250 (kW/m2)4/3seg
equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo
de exposición siguientes:
104
I, kW/m2 7 6 5 4 3
texp, seg 20 25 30 40 60
Valor límite para la zona de alerta: 115 (kW/m2)4/3seg
equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y
tiempo de exposición que se indican a continuación:
I, kW/m2 6 5 4 3 2
texp, seg 11 15 20 30 45
Valor limite para la zona 50% letalidad: todos dentro
charco
105
Para fenómenos de tipo mecánico:
-Valor local integrado del impulso de la onda de presión:
Valor límite para la zona de intervención: 150 mbar.seg
Valor límite para la zona de alerta: 100 mbar.seg
-Sobrepresión estática de la onda de presión:
Valor límite para la zona de intervención: 125 mbar
Valor límite para la zona de alerta: 50 mbar
Valor limite para la zona 50% letalidad: 140 mbar
- Alcance máximo de los proyectiles con un impulso superior a
10 mbar.seg producido por la explosión o estallido de
continente: Valor límite para la zona de intervención: 95%
Valor límite para la zona de alerta: 99,9%
106
Para fenómenos de tipo químico:
- Concentración de sustancias peligrosas superior al
equivalente de los límites de los valores de los índices AEGL,
ERPG y/o TEEL:
Valor límite para la zona de intervención: AEGL-2, ERPG-2
y/o TEEL-2 ( Valores que aunque son perceptibles por las
personas que están expuestas a ello, no provocan efectos
irreversibles en ellas ).
Valor límite para la zona de alerta: AEGL-1, ERPG-1 y/o
TEEL-1 ( Valores prácticamente imperceptibles para las
personas que están expuestas a ellas )
Valor limite para la zona 50% letalidad: todos dentro de nube
3.1.4. Meteorología
Se utilizan los datos estadísticos registrados por el Instituto
Nacional de Meteorología del observatorio más próximo
107
3.1.5. Consideraciones para el calculo de víctimas
• El accidente puede afectar a todo el personal existente en la
refinería, se calcula una densidad de 1,1.10-4 personas /m2.
• Se supone que no se ha tenido tiempo de activar el P.E.I.
• El alcance de letalidad no afecta al exterior por ello no hay
victimas en el exterior.
3.2 CALCULO DE CONSECUENCIAS
Se presenta a continuación las consecuencias derivadas de las
hipótesis accidentales analizadas en el apartado anterior.
3.2.1 Rotura catastrófica del reactor 230C-5
Este fenómeno implicaría un vertido instantáneo de todo el
líquido del reactor, así como la dispersión atmosférica de la
fase gas y una fuga continua de la corriente de llegada al
reactor. La línea de salida del reactor tiene válvula automática
que permite el cierre.
108
• Las condiciones de operación son:
Presión: 30 kg/cm2
Temperatura: 40 ºC
Volumen: 80 m3
Grado llenado: 50 %
• Se considera la existencia de una fuga bifásica con formación
de charco y dispersión de la nube de vapores.
• La fuga de gas tiene las siguientes características medias:
Peso molecular: 6,02 g/mol
Caudal de la fuga: 10 kg/s
LEL: 4,11%
UEL: 73,9%
IPVS: 100 ppm
109
Tras la simulación se han obtenido los siguientes resultados:
Característica de toxicidad: TEEL-1 TEEL-2 LC50
Estabilidad D y v =3 m/s 700/48 m 300/20 m 180/10 m
Estabilidad F y v =3 m/s 2500/65 m 1000/30 m 560/15 m
Característica de inflamab.: LSI LII 10%LII cant lim
Estabilidad D y v =3 m/s 50/12 m 250/15 m 1000/55 m 400 kg
Estabilidad F y v =3 m/s 130/4 m 700/20 m 3100/75 m 1200 kg
Característica de explosión: cantidad 140kPa 12,5 kPa 5kPa
Estabilidad D y v =3 m/s 400 kg 4 m 70 m 180 m
Estabilidad F y v =3 m/s 1200 kg 8 m 100 m 200 m
Respecto al incendio de charco que se formaría por la fase líquida
fugada, se estima que el vertido ocuparía toda la superficie en
planta de la unidad y sus consecuencias sería: Caudal 60 l/s;
diámetro incendio 60 m; compuesto: Gasóleo; alcances zona
concentración 80 m y zona de alerta 140 m.
110
El número de víctimas que causarían los distintos desarrollos de la
hipótesis son:
Fuga tóxica Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d
Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 3.610 0,21
Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 12.900 0,68
Explosión de vapores de una nube de gas inflamable no confinada
Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d
Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 6.723 0,39
Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 29.688 1,56
Llamarada Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d
Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 5.973 0,34
Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 22.307 1,17
Incendio de charco
La superficie del charco sería de aproximadamente de 2800 m2 lo que
implicaría un número de victimas de 0,308.
111
4.1. INTRODUCCIÓN
Se trata de determinar:
- Las frecuencias en ocasiones/año del suceso iniciador
- La probabilidad del suceso final que se produce como
consecuencia del evento iniciador realizándose la evolución de
la fuga mediante la técnica del árbol de eventos.
La evaluación de la frecuencia accidental se puede determinar
por dos métodos. Uno de ello consiste en recurrir a bibliografía
especializada y el otro usando la técnica de Árbol de fallos
P2 E1
P1
F (1 – P2) E2
(1- P1) E3
fE1 = f x P1 x P2
fE2 = f x P1 x ( 1 – P2 )
fE3 = f x ( 1 – P1 )
CAPITULO IV: DETERMINACIÓN DE CAUSAS Y
FRECUENCIAS
112
4.2. DETERMINACIÓN DE FRECUENCIAS
4.2.1. Asignación de frecuencias o eventos iniciadores
Como se ha comentado la determinación de las frecuencias en lo
que respecta a la probabilidad de la hipótesis incidental, se ha
obtenido mediante datos bibliográficos.
4.2.2. Hipótesis accidentales de la U-230
Rotura catastrófica del reactor 230C-5: 10-6 ocasiones/año
Rotura catastrófica de torre de fraccion. 230D-1: 10-6 ocas./año
Fuga en línea 14” de salida fondo del reactor 230C-3: 3,6.10-6 oc/a
Fuga en línea 16”salida de torre 230D-1 al reactor 230C-5: 4,8.10-6
4.2.3. Hipótesis accidentales de la U-860
Rotura catastrófica de torre de fraccionamiento 860D-2: 10-6 oc/añ
Fuga en línea 10”-L-34578 alimentación a la unidad: 6,7.10-6 o/a
Fuga en línea 8”-L- 23456 de salida de fondo de la torre 860D-2 al
striper 860D-3:7,2..10-6 ocasiones/año
113
Se procede a continuación a estudiar el desarrollo de las
hipótesis incidentales mediante la asignación de probabilidades
a cada una de las ramas de los árboles de eventos.Para el I.
Charco se da 0,33
Si se produce
el incidente
1
Ignición
inmediata
Si 0 (rack tuberías)
No 1
Ignición
retardada
si 0,1 (concent.)
no 0,9
Condiciones
de explosión
si 0,01 (masa)
no 0,99
Dardo fuego = 0
Explos. Gas = 10-3
Llamarada = 9,9.10-2
Dispersión = 0,9
4.3. ASIGNACIÓN DE PROBABILIDADES A LOS
EVENTOS DESARROLLADOS
114
230 C-5 230 D-1 230 C-3 230D-1 alC-5
Dispersión 0,9.10-6 0,9.10-6 3,2.10-6 4,3.10-6
Lamarada 9,9. 10-8 9,9. 10-8 3,6.10-7 4,8. 10-7
Explosión N. 1, 10-9 1, 10-9 3,6 10-9 4,8, 10-9
I. Charco 3,3. 10-7 3,3. 10-7 1,2. 10-6 1,6. 10-6
860 D-2 Alimentación 860D-2 al D-3
Dispersión 0,9.10-6 6,0.10-6 6,5.10-6
Lamarada 9,9. 10-6 6,6. 10-5 7,1.10-5
Explosión N. 1, 10-9 6,7 10-9 7,2 10-9
I. Charco 3,3. 10-7 2,2. 10-6 2,4.10-6
115
5.1. INTRODUCCIÓN
El concepto de riesgo global asociado a una actividad se expresa,
como la suma de los riesgos de cada uno de los posibles eventos
que se pueda producir, definiéndose este riesgo como el producto
de la frecuencia de ocurrencia por el número de víctimas.
Para determinar el riesgo global seguimos los siguientes pasos:
1) Mediante técnicas generales y experiencias y con el soporte
del Hazop se elaboró una lista de hipótesis.
2) Se cuantifico las consecuencias de los sucesos evaluando por
un lado los alcances de las zonas de intervención y alerta y por
otra evaluando el número de posibles víctimas.
3) Mediante el uso de bibliografía especializada y de la técnica
de árboles de eventos se ha estimado la frecuencia de cada
hipótesis.
CAPITULO V EVALUACIÓN DEL RIESGO
116
Los conceptos básicos asociados al riesgo son los que se definen
a continuación:
Riesgo global: Es el número de víctimas probables por año a
consecuencia de la actividad desempeñada en la unidad. Se
expresa en víctimas por año de actividad.
Riesgo individual medio: Es la probabilidad media de muerte,
por año, de un individuo aleatoriamente dentro del área
afectada por los efectos de un incidente. Se expresa en
probabilidad individual de muerte por año de exposición
R.I. = R.G. / Nº de trabajadores
5.2. EVALUACIÓN DE LOS RIESGOS GLOBALES E
INDIVIDUALES
117
U-320 frecuencia víctimas Riesgo global %
Hipótesis 1 Disp. 0,9.10-6 0,89 8,01.10-7 00,54
Llam. 9,9.10-6 1,51 1,50.10-5 11,20
Exp. N 1.10-9 1,95 1,95.10-9 00,01
I. Charco 3,3.10-7 0,308 1,02.10-7 00,70
Hipótesis 2 Disp. 0,9.10-6 0,80 7,20.10-7 00,50
Llam. 9,9.10-6 1,45 1,44.10-5 10,70
Exp. N 1.10-9 1,98 1,98.10-9 00,01
I. Charco 3,3.10-7 0.29 9,57.10-8 00,05
Hipótesis 3 Disp. 3,2.10-6 0,44 1,41.10-6 01,02
Llam. 3,6.10-5 0,74 2,66.10-5 19,80
Exp. N 3,6.10-9 0,78 2,81.10-9 00,01
I. Charco 1,2.10-6 0,35 4,20.10-7 00,30
Hipótesis 4 Disp. 4,3.10-6 0,86 3,70.10-6 02,74
Llam. 4,8.10-5 1,45 6,96.10-5 51,92
Exp. N 4,8.10-9 1,85 8,88.10-9 00,05
I. Charco 1,6.10-6 0,40 6,40.10-7 00,45
16,05 1,34. 10-4 100
118
U-860 frecuencia víctimas Riesgo global %
Hipótesis 5 Disp. 0,9.10-6 0,78 7,02.10-7 00,64
Llam. 9,9.10-6 1,30 1,29.10-5 11,33
Exp. N 1.10-9 1,60 1,60.10-9 00,02
I. Charco 3,3.10-7 0,30 9,90.10-8 00,09
Hipótesis 6 Disp. 6,0.10-6 0,40 2,40.10-6 02,13
Llam. 6,6.10-5 0,70 4,62.10-5 40,53
Exp. N 6,7.10-9 0,72 4,82.10-9 00,02
I. Charco 2,2.10-6 0,29 6,38.10-7 00,58
Hipótesis 7 Disp. 6,5.10-6 0,38 2,47.10-6 02,19
Llam. 7,1.10-5 0,67 4.76.10-5 41,77
Exp. N 7,2.10-9 1,20 8,64.10-9 00,02
I. Charco 2,4.10-6 0,32 7,68.10-7 00,68
8,66 1,14.10-4 100
119
U-320
RIESGO GLOBAL EMPLEADOS 1,34. 10-4 víctimas/año
POBLACIÓN POTENCIALMENTE AFECTADA 1250 personas
RIESGO INDIVIDUAL EMPLEADOS 1,072. 10-7 víctimas/año
U-860
RIESGO GLOBAL EMPLEADOS 1,14. 10-4 víctimas/año
POBLACIÓN POTENCIALMENTE AFECTADA 1250 personas
RIESGO INDIVIDUAL EMPLEADOS 9,12. 10-8 víctimas/año
120
La unidad que presenta un mayor riesgo asociado a su
operación es la U-230 con un valor de riesgo global de 1,34. 10-4
víctimas/año o lo que es lo mismo una víctima cada 7462 años.
Para esta unidad el riesgo individual medio para el personal de
la refinería es de 1,072.10-7 que resulta ser un valor totalmente
aceptable.
Los sucesos que soportan un mayor porcentaje de riesgo, son
las llamaradas en primer lugar con un casi 93% y en segundo
lugar la dispersión de nubes tóxicas con un 5%.
En cuanto al riesgo global exterior no existe ya que los alcances
de concentraciones letales no afectan al exterior.
Si comparamos el riesgo individual medio de esta instalación
con el riesgo que tienen otras actividades o eventos naturales,
vemos que el riesgo de esta instalación es bastante mas bajo por
lo que el riesgo es aceptable
5.3. CONCLUSIONES
121
El Riesgo individual queda definido por el Institute of Chemical
Engineers como la frecuencia a la cual un individuo puede
esperar un determinado nivel de daño como consecuencia de la
ocurrencia de un determinado suceso accidental sobre un
período de referencia de un año y viene expresado en unidades
año-1.
Las curvas de isoriesgos constituyen la representación gráfica del
riesgo individual. A cada punto del entorno se asocia la
frecuencia de daño que tendría una persona situada en este
punto. Posteriormente, se interpolan todos los valores puntuales
para delimitar las isolíneas de riesgo.
Una persona ubicada sobre una curva de isoriesgo de muerte de
10-6/año, generada por una industria cercana tiene una
frecuencia de muerte de 10-6 por año como consecuencia de esta
actividad industrial.
5.4. CURVAS DE ISORIESGO
122
Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
El HAZOP (HAZard OPerability study) es una técnica
cualitativa que permite identificar los puntos "débiles" de
una instalación y como resultado de ella, las hipótesis de
accidentes más relevantes en una planta. Además consiste
también en determinar si el diseño ofrece desde el punto
de vista de seguridad las garantías suficientes para
minimizar los riesgos de un accidente mayor.
La metodología consiste en seleccionar una serie de nudos
donde se analizan las posibles desviaciones de las
principales variables que caracterizan el proceso
(PRESION, TEMPERATURA, CAUDAL, NIVEL, COMPOS.)
Las desviaciones son establecidas de forma sistemática
recurriendo a una lista de palabras guía (NO, MAS,
MENOS, OTRO, INVERSO), que cualifican el tipo de
desviación.
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO HAZOP
Para cada desviación se obtiene:
1) La lista de las posibles causas que la provocan.
2) La lista de las consecuencias factibles, que se pueden
producir en relación con cada una de las causas
planteadas.
3) La respuesta del sistema ante la desviación estudiada:
elementos del sistema que permiten detectar el
fenómeno a contrarrestar sus efectos; instrumentación
como controladores, alarmas, etc.
4) Acciones que se podrían tomar para evitar las causas
a limitar las consecuencias.
5) Comentarios: cualquier tipo de anotación para
completar o aclarar algunas de los puntos anteriores.
DATOS OBTENIDOS DEL ANALISIS DE CADA VARIABLE
Las sesiones del HAZOP tuvieron lugar los días 7 y 8 de Noviembre del 2001 en las
instalaciones de REPESA (Refino Petrolífero S.A.) situado en el polígono industrial Los
Labradores de la localidad de Manzanares ( Ciudad Real).
Los asistentes a las sesiones HAZOP fueron los siguientes:
• Antonio López perteneciente a Central Ingeniería de REPESA
• Manuel Domínguez perteneciente a Central Ingeniería de REPESA
• Vicente Ruiz perteneciente a I..P.I. (Ingeniería procesos)
• José Mayo perteneciente a I..P.I. (Ingeniería procesos)
• Luis Sánchez perteneciente a Procesos C.I. de REPESA
• Rafael Martín perteneciente a Técnico producción de REPESA
• Andrés Sancho perteneciente a Jefe Planta Refinería REPESA
• Jesús Ruiz perteneciente a Depart. Seguridad REPESA
• Iván Sánchez perteneciente a Depart. Instrumentac. REPESA
El estudio HAZOP está dirigido y coordinado por la firma TEMA participando las
siguientes personas:
•Jaime La Fuente Director del HAZOP
•Amparo Martínez Ayudante
PARTICIPANTES
Durante el desarrollo de las diferentes sesiones en la que ha tenido
lugar el HAZOP la documentación utilizada fue la siguiente:
•3476979 Diagrama de procesos.
•GL-4B-326879 hojas de 1 a 5 de Separación de nafta nº 2. Diagrama
mecánico de procesos e instrumentos. Alimentación de nafta.
•GL-4B-678456 hojas de 4 a 9 Separación de nafta nº 2. Diagrama
mecánico de procesos e instrumentos. Separación de nafta.
•GR-L- Planimetría General.
•GP-A Esquema mecánico e procesos e instrumentos del Blow-down.
•R-P-15-B- 4634. Diagrama mecánico del Blending de nafta
•Relación de válvulas motorizadas en tanques
MATERIAL TÉCNICO UTILIZADO
Los nodos que se han analizados perteneciente a la nueva
instalación quedan relacionados en la siguiente lista
adjunta:
NODO 1: Línea de alimentación a la torre de separación
NODO 2: Línea de salida de cabeza de la torre de
separación incluido el depósito acumulador de cabeza.
NODO 3: Línea de reflujo y de salida de la nafta ligera a
tanques
NODO 4: Línea de salida de fondo de la torre de
separación de la nafta pesada a tanques.
NODO 5: Línea de calentamiento del fondo de la columna
ELECCION DE NODOS
ESQUEMA
UNIDAD
LC
C-1
FC
P-1
de tanques
FC
FC
FC
FC
M
M
M
FCV-1
FCV-2
FCV-3
FCV-4
FCV-5
TCV-1A
TCV-1B
TCV-2
TC
TC
E-1
LC
LC
LX
C-2
E-2
E-3
E-4
E-5
E-6
C-3
PCV-1B
PCV-1APC
P-3
P-2
PSV-2
PSV-1
vapor
agua
agua
No
do
Pala
guía
Desviac Posibles causas Posibles
consecuencias
Respuesta
sistema
Acciones a tomar
1 MAS Temper 1. Fallo del lazo de
control
2.Mas intercambio
E-1 (+ tº de fondo)
3.Alimentación
más caliente de C-
1
1 y 3. Aumento
temperatura en
fondo columna,
más vaporización
y presión en C-2.
2.Sin consecuenc
1 y 3.
Válvula
Seguridad
PSV-1 en
columna
C-2
A-1:Para evitar
disparo de SV
instalar TA por
alta en end. C-2
con señal a panel
1 MEN
OS
Temper 1. Fallo del lazo de
control
2. Menor
intercambio E-1
1 y 2. Aumento
nivel fondo,
disminución
destilado, mas
trabajo reboiler.
Sin consecuencia
1 MAS Presión 1. Ensuciamiento,
obstrucción en E-
1.
2. Cierre válvula
motorizada
3. Fallo válvulas
TCV-1A/B
4. Vaporizaciones
en E-1 por pasar
poco caudal y by-
passear mucho
1, 2 y 3 Aumento
Presión en línea
entrada a C-2
hasta shut-off
bomba.
4. posible rotura
del equipo por
vaporización
bruscas
A-2: Enclavamient
Eléctrico de las
dos válvulas motor.
al abrir una cuando
se cierra la otra.
A-3: Comprobar
que línea y E-1
están diseñados a
presión shut-off
de bomba.
A-4: Establecer
limitación al cierre
de la TCV-1A
1 ME
NOS
Presión 1. Parada bomba P-1 1. Bajada carga
de alimentación
a columna. Sin
consecuencias
1 MAS Caudal 1. Fallo del lazo de
control de la C-1
2. Fallo de la FCV-5
1 y 2 Aumento
perdida de carga
en línea,
alteraciones en
tempe- ratura
TC-1 y en
columna C-2
A-5: Instalación de
un FI posterior a
motorizada que sirva
de totalizador confi-
gurando alarma por
alta
1 ME
NOS
/NO
Caudal Igual que puntos 1, 2
y 3 de mas presión.
1. Parada Bomba P-1
2. Fallo del lazo de
control de la C-1
3. Fallo de la FCV-5
1. Disfunciones
en la columna C-
2
2. Inundación del
C-1
A-6: Instalar un LA
por alto,
independiente de las
tomas del LC en C-1
1 IN
VER
SO
Caudal 1. Fallo en la
alimentación a la C-1
con la consiguiente
bajada de presión en
esta
1. Contaminar el
proceso aguas
arriba de la C-1
con producto del
tanque
A-7: Instalar válvula
de retención
posterior a FCV-1
1 OTR
A
Compo
sición
1. Rotura de los tubos
en el E-1
Sin
consecuencias

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Interpretación de planos e instrumentación de instalaciones industriales

  • 2. 2 Desarrollar las técnicas utilizadas en las representaciones gráficas de las instalaciones industriales ya que estas representaciones son necesarias para el diseño de las instalaciones y sirven de base para estudios posteriores de diferentes índoles o naturalezas. Debe de prevalecer la máxima universalidad de los elementos o símbolos utilizados Deben de conseguir sintetizar al máximo toda la información que contiene una instalación con el objeto de facilitar y conseguir la máxima comodidad en la consulta de esta información OBJETO
  • 3. 3 Todos los equipos, líneas, instrumentos, equipamientos, etc que componen una instalación industrial se puede representar: - De forma esquemática - Mediante símbolos y diagramas (Ing. Conceptual) - De manera abreviada poniendo los equipos fundamentales ( Ingeniería básica ) - Planos o P&I ( Ingeniería de detalle ) REPRESENTACIONES GRAFICAS
  • 4. 4 El diseñador de todas estas representaciones trata de plasmar de la forma más sencilla y a la vez más detallada una instalación que en realidad se desarrolla en tres dimensiones del espacio y que abarca un volumen considerable, para poderlo ver en dos dimensiones y en un tamaño no mayor de lo que ocupa una mesa para permitir su estudio o análisis de forma cómoda y sencilla.
  • 5. 5 Para poder desarrollar estos planos o esquemas de instalaciones es necesario que simbolicemos todos aquellos elementos que podemos encontrarnos en una instalación y conseguir la máxima universalidad de estos símbolos para que puedan ser conocidos y entendidos por cualquier persona diferente y ajena a quien ha realizado estos símbolos. A parte de la representación gráfica de los diferentes elementos que forma una instalación está también el hecho de utilizar una nomenclatura que esté lo más normalizada posible por el mismo objetivo. SIMBOLIZACIÓN
  • 6. 6 C: Recipientes, Torres, Reactores, Separadores, Secadores, Acumuladores, Absorbedores, Adsorbedores D: Almacenamientos, tanques, esferas, mezcladores... E: Intercambiadores de calor, aerorefrigerantes ... F: Hornos, calderas, chimeneas, antorchas G: Bombas GM: Bombas accionadas con motor eléctrico GT: Bombas accionadas con turbinas de vapor K: Compresores rotativos, alternat., soplantes, agitador L: Filtros NOMENCLATURA UTILIZADA
  • 7. 7 Se debe de tratar conseguir que con la mínima utilización de caracteres podamos transmitir la máxima información posible. Así por ejemplo una forma de designar a un equipo que se encuentra en una unidad perteneciente a una empresa, seria a través de una combinación de cifras formada por letras y números por ejemplo : 534G-034A En este caso la información transmitida sería: Unidad: 534 Equipo: Se trataría de una bomba Identificación : y sería la bomba nº 34 de orden de proceso y concretamente de las dos bombas utilizadas para cada servicio sería la A
  • 8. 8 Otro tema a normalizar es el esquema con el que vamos a representar gráficamente cualquier equipo, entre los más habituales tenemos: Depósitos: Tanques
  • 13. 13 Válvula de macho Válvula de bola Válvula de aguja Válvula de doble clapeta Válvula de mariposa Válvula de tres vías Válvula de compuerta Válvula de asiento Válvula de retención Válvulas
  • 14. 14 Válvula motorizada M Válvula de Seguridad 8,5 Válvula de cuatro vías Válvula control. con diafragma Válvula controladora mariposa con diafragma
  • 15. 15 Disco en líneas Válvula de actuación por solenoide Válvula controladora de doble diafragma
  • 16. 16 Sentido del flujo Línea de transmisión hidráulica Línea de transmisión neumática Línea de cerramiento C3 B4 Cambio especificación de línea Línea de tubo capilar Señal electromagnética Señal eléctrica de instrumento Líneas
  • 17. 17 Instrumentación: Instrumento de señal montado en campo Instrumento de señal montado en panel Transmisor montado en campo FT Transmisor de caudal montado en campo PT Transmisor de presión montado en campo TT Transmisor de temperatura montado en campo LT Transmisor de nivel montado en campo
  • 18. 18 Instrumento con línea conexión a procesos Instrumento con línea conexión medida eléctrica Instrumento con línea conexión medida neumática Instrumento con línea conexión de tubo capilar Transmisor montado en campo dos servicios Instrumento montado en panel dos servicios Instrumento montado detrás del panel Instrumento montado en panel local
  • 19. 19 FI Rotámetro FO Orificio de restricción Rele de tiempo E N Convertidor PI Indicador de presión con cierre químico PI Indicador de presión con amortiguador TSK Termopar temperatura superficial SE-8 Sistema de enclavamiento
  • 21. 21 FC FR FA FRC LI TI LSHTSL AI FI
  • 22. 22 Abreviatura de instrumentos Variable Función Desviación F: Flujo I: Indicador H: Por alto L: Nivel C: Control L: Por bajo T: Temperatura R: Registro V: Válvula P: Presión A: Alarma A: Analizador S: Corte E: Voltaje D: Diferencial I: Intensidad M: Marcha S: Velocidad P: Paro V: Vibraciones T: Transmisor
  • 23. 23 En la realidad la identificación de los instrumentos de control esta formada por la combinación de varias letras de las anteriormente indicadas. De esta forma las del primer grupo suelen usarse en primer lugar y viene a referirse a la variable medida por el instrumento. El segundo grupo de letras se suele utilizar acompañando a la primera letra y viene a referirse al sistema de control que realiza el instrumento ya sea indicación , registro, control, etc. El tercer grupo de letras nos da información de la magnitud o desviación de la variable controlada.
  • 26. 26
  • 27. 27
  • 28. 28
  • 30. 3030 Humos a tratar Aceite térmico Agua Vapor de agua A cambiadores Aire Gas piloto Gas de Refinería TCV-1 P-1B F-1 P-1A
  • 31. 3131 1. 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 que es calentado por medio de un horno que quema fue-gas. 2. El aceite térmico utilizado es producido en la sección de destilación del crudo sacándose como producto de fondo y tiene temperatura de inflamabilidad de 175 ºC. 3. La temperatura máxima alcanzada por el aceite térmico durante el proceso es de 330 ºC a la salida del horno F-1. 4. El aceite térmico puede degradarse si no es sustituido al cabo de un determinado tiempo o bien si se sobrecalienta por encima de una determinada temperatura DescripciDescripcióón de la instalacin de la instalacióón que se quiere estudiarn que se quiere estudiar
  • 32. 3232 5. El calor residual de los humos en la zona convectiva del horno se utiliza para producir vapor de media presión que se utiliza para alimentar a otros equipos del proceso. 6. El combustible utilizado en el horno es el Fuel-gas excedente de la propia Refinería. 7. El control del caudal del Fuel-gas al quemador del horno se efectúa por medio de la medición de la temperatura de salida del aceite térmico del horno que queda regulado por la válvula TCV-1.
  • 33. 3333 Las protecciones con las que está dotado el horno provocan el corte del combustible del horno mediante la válvula TCV-l por las causas siguientes: - Alta temperatura en la salida de humos, por actuación del TSH situado en la zona convectiva del horno - Baja presión en la línea de Fuel-gas de refinería, por actuación del PSL-2 situado aguas arriba de la válvula de control TCV-1 Por otra parte el horno tiene una protección para evitar la falta de alimentación a este por fallo de la bomba de alimentación por medio del PSL-1. DescripciDescripcióón de las protecciones del horno Fn de las protecciones del horno F--11
  • 34. 3434 Se estudia el sistema en condiciones normales de operación y esto requiere plantear las hipótesis siguientes: 1. Se considera que la bomba P-1A impulsa el aceite a través del horno; la bomba P-1B es de reserva y sólo entra en funcionamiento cuando se produce una caída de presión en la línea de impulsión del aceite registrado por el PSL-1. 2. El horno trabaja a tiro natural, es decir, el humo sale libremente debido a la disminución de su densidad al aumentar su temperatura sin que exista ningún equipo de aspiración, de la misma manera, la entrada de aire en la cámara de combustión es natural, no hay equipo de impulsión. 3. El calor residual de los humos que se utiliza para vaporizar el agua y producir vapor, esta corriente no se tendrá en cuenta en nuestro estudio. Consideraciones previas al anConsideraciones previas al anáálisislisis
  • 35. 3535 Humos a tratar Aceite térmico Agua Vapor de agua A cambiadores Aire Gas piloto Gas de Refinería TCV-1 PSL-2 PSL-1 TC-1 TSH P-1B F-1 P-1A
  • 36. 3636 La tabla siguiente muestra, mediante la matriz de interacción, el estudio preliminar para determinar la peligrosidad de las substancias en las posibles condiciones de proceso (normales de operación y anómalas). Aceite Gas Aire Agua Comentarios Aceite térmico - - x - Riesgo de inflamación Gas de refinería - - x - Atmósfera explosiva Aire x x - - Riesgo de inflamación Agua/vapor - - - - - Temperatura trabajo en F-1 x x - - Aceite líquido inflamable, gas inflamable Exceso temperatura en F-1 x x - - Degradación del aceite Hollín en tubos Riesgo integridad del horno Estudio preliminar
  • 37. 3737 Mediante la matriz de interacción se han identificado las situaciones peligrosas siguientes: 1. La presencia de gas en la aspiración del aire del horno puede producir la formación de una atmósfera explosiva. 2. La presencia de aire en el aceite térmico puede favorecer la inflamación de materia combustible, especialmente si está recalentado. 3. 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. Situaciones peligrosas identificada
  • 38. 3838 PALA BRA GUIA VARIA BLE CAUSAS POSIBLES CONSECUENCIAS POSIBLES PROTECCIONES DEL SISTEMA MEDIDAS CORRECTORAS Nodo nº 1 Mas Tempe ratura 1-Fallo del lazo control temperatura de salida del aceite. 2-Bajo caudal del aceite a través horno por descarga de la bomba 3- Cambio de composición del Fuel gas 1- Descomposic. del aceite y aumento de la Temperatura de humos de salida por chimenea. 2- Descomposic. del aceite . 3- Descomposic. del aceite. 1- Se detecta alta tº en salida humos cuya señal actuaría sobre lazo control de tº del horno pero por fallo no actuaría 2- El TC-1 detectaría la desviación y regularía el caudal de FG. a quemadores 3- El TC-1 detecta la desviación y regularía el caudal de FG. a quemadores 1- Poner sistema de corte del fuel-gas por alta tº de salida del aceite, independiente a la de control de tº de salida del aceite del horno. (A-1) Menos Tempe ratura 1-Fallo lazo de control de la tº de salida del aceite 2-Fallo alim. de Fuel gas Baja temperatura del aceite térmico y disfunciones en los trenes de intercambio Ninguno Instalar un TAL en línea de salida del aceite térmico del horno. (A-2)
  • 39. 3939 No/ Menos Caudal 1- Descarga de la bomba de alimentación 2- Fallo eléctrico de las dos bombas 3- Parada de bombas por problemas suministro aceite de lubricación 1- Aumento de la temperatura en tubos del F-1 con peligro de formar hollín o incluso rotura de tubos 2- Aumento de la temperatura en tubos del F-1 con peligro de formar hollín o incluso rotura de tubos 3- Posibilidad de griparse las bombas por falta de lubricación 1- El PSL-1 arrancara la bomba de reserva. 2- Ninguna 3- Ninguna 2- Instalación de un FSL que por bajo caudal del aceite por el horno se cierre la entrada de fuel-gas a quemadores de este. (A-3) 3- Instalación de un sistema que bloquee la marcha de las bombas por bajo nivel del carter de las bombas. (A-4) Mas Caudal No procede Inverso Caudal Retroceso a través de la otra bomba Bajada de caudal dentro del horno Existencia de válvula de retención
  • 40. 4040 Mas Presión 1- Válvula de retención gripada 2-Obstrucción en tubos del horno por hollín 1- Aumento de presión desde bomba a retención hasta presión de shut-off 2- Aumento de presión desde bomba al horno hasta presión de shut-off 1-Ninguna 2-Ninguna 1 y 2-Diseñar la tubuladura en impulsión de la bomba a la presión de shut-off de la bomba o bien poner SV tarada a la presión de diseño de la línea. (A-5) Menos Presión 1-Rotura de un tubo dentro del horno 2- Fallo eléctrico en las dos bombas 1- Fuego incontrolado dentro del hogar del horno y la bajada de presión originaría la entrada de la bomba de reserva 2- Ver no caudal Ninguna Instalación de un FDC a la end y sad del horno con alarma y que a un valor desactive la función del PSL-1. (A-6)
  • 41. 4141 Otra Compo sición 1- Aceite degradado por falta sustitución 2- Aceite degradado por sobrecalenta- miento 1-Mala transmisión de calor aguas abajo del horno 2- Mala transmisión de calor aguas abajo del horno 1- Ninguna 2- Ninguna 1 y 2-Instalar un sistema de control de la calidad del aceite en la salida del horno ( densímetro) (A-7)
  • 42. 4242 Nodo nº 2 No/ Menos Caudal 1- Falta de fuel-gas por problemas externos de la instalación 2- Fallo en lazo de control TC- 1 con cierre de válvula 1-Bajada de presión en línea entrada a quemador con posibilidad de apagarse 2- Bajada de presión en línea entrada a quemador con posibilidad de apagarse 1- Actuación del sistema de protección PSL-2 2- No actuación del sistema de protección PSL-2 1-Valorar la posibilidad de que la instalación funcione con un combustible alternativo (A-8) 2-Cambiar posición del PSL-2 aguas abajo de la TCV-1 (A-9) Mas Caudal Fallo del lazo de control con apertura total de válvula Aumento de temperatura en línea salida tubos del horno con posibilidad de formar hollín o rotura de tubos Ninguna Igual que acción (A-1)
  • 43. 4343 Mas Presión No procede Menos Presión Falta de fuel-gas por problemas externos de la instalación Bajada de presión en línea entrada a quemador con posibilidad de apagarse Actuación del sistema de protección PSL-2 Mas Tempe ratura No procede
  • 44. 4444 Menos Tempe ratura No procede Otra Compo sición Modificación de la corriente que va a la red de fuel-gas Modificación de la forma y capacidad calorífica de la llama pudiendo incidir sobre algún tubo rompiéndolo Ninguna Instalación de analizador en línea de fuel-gas (A-10)
  • 45. 4545 El diagrama de flujo de la instalación presentado en la figura anterior, con la aplicación de las recomendaciones de la tabla quedaría modificado de la manera siguiente . -Se añade un actuador para bajo caudal de aceite (FSL) bloquea la entrada de combustible en el horno (F-1) y protege los tubos interiores de aceite del posible aumento de temperatura. -Al mismo tiempo por su posición ( ubicado en la impulsión de las bombas ) protege a éstas de trabajar al vacío y las bloquea en caso de falta de aceite desde la refinería o por taponamiento de las tuberías. -El actuador FSL no interfiere en la función del actuador (PSL- 1) que por baja presión en la impulsión de las bombas activa la bomba de reserva. CONCLUSIONESCONCLUSIONES
  • 46. 4646 -Se separa totalmente el sistema de regulacion del horno del sistema protector para que éste pueda bloquear la instalación en caso de fallo del primero. Las modificaciones de la instrumentación del horno son: 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 bucle de control que lo protege de cualquier fallo de éste último. Se modifica la localización del dispositivo de corte por baja presión del fuel gas, localizándolo aguas debajo de la válvula de control del fuel gas con lo que se permite aumentar el numero de hipótesis de fallo que queda protegido con este medidor.
  • 47. 4747 Se añade un actuador para alta temperatura (TSH) a la salida de producto independiente del TC-1 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. Se instala un sistema de comprobación del caudal a la entrada y salida que nos permite detectar roturas de tubos en el interior del horno. Instalamos un sistema que nos permite activar el corte del fuel gas en situaciones de corte de la alimentación del aceite al horno Y por ultimo se instala un sistema de alarma de alta temperatura a la salida del horno para evitar que se produzca el deterioro del aceite por sobrecalentamiento.
  • 48. 4848 Aceite térmico Humos a tratar Agua Vapor de agua A cambiadores Aire Gas piloto Gas de Refinería TCV-1 PSL-2 PSL-1 TC-1 TSH P-1A P-1B FSL TSH F-1 TAL FDC
  • 49. 4949 Estas modificaciones introducidas en el sistema de control y protección de la instalación mejoran su seguridad. La mejora se dan por: - La redundancia de señales de bloqueo de los quemadores del horno. - El resultado de la separación de los dos sistemas. Así pues, el sistema protector puede proteger la instalación de cualquier fallo que se produzca en cualquiera de los elementos que integran el bucle de control (falta de señalización en los indicadores, falta de señal en los transmisores, fallo en la apertura de las válvulas, etc. )
  • 51. 51 • La realización de un Estudio Cuantitativo de Riesgos tiene como objetivo fundamental el analizar el riesgo asociado a una modificación, ampliación o nueva instalación que ejerce sobre una zona en la que va a quedar implantada la mencionada instalación por lo que va a depender de la vulnerabilidad de la zona elegida. • Con la elaboración del Análisis Cuantitativo de Riesgos se consigue por ello, disponer de una información numérica sobre el riesgo que representa la implantación de una instalación industrial, para con ellos poder justificar la aceptabilidad del mismo de acuerdo con unos valores de riesgos establecidos con carácter oficial OBJETIVO DE LOS ANALISIS DE RIESGO
  • 52. 52 La investigación de Riesgos Industriales es cada día mas importante y necesario por el desarrollo industrial existente, con el que convivimos desde hace casi un siglo y que día a día se complica con la aparición de nuevas técnicas o tecnologías que vienen a resolver los problemas que limita nuestro crecimiento. Sin embargo este desarrollo de nuevas tecnologías no debe de suponer un riesgo para nuestra propia integridad, por ello la aparición de las nuevas tecnologías debe de ir acompañado de unos análisis de los riesgos que entrañan. Para conseguir la perfecta medición de los riesgos es necesario elegir el método mas adecuado a las características y naturaleza de la instalación que se nos planteen, así como, desarrollar en el caso que se requiera nuevos métodos, diferentes a los existentes, si estos no permiten evaluar adecuadamente el riesgo planteado.
  • 53. 53 Estos métodos de análisis es de aplicación principalmente en aquellas modificaciones, ampliaciones o construcción de nuevas instalaciones industriales que quedan recogidas o clasificadas en determinada legislación vigente como puede ser por ejemplo el R.D. 1254/1999 y que pueden provocar Accidentes Graves que pongan en riesgo la integridad de las personas, bienes y/o el medio ambiente ALCANCE
  • 54. 54 Sin embargo es importante conocer exactamente la definición de la terminología que vamos a utilizar con cierta frecuencia, como es el caso de la definición de RIESGO. Se han propuesto diversas definiciones de Riesgo: •Situación que puede conducir a una consecuencia negativa no deseada en un acontecimiento. •Probabilidad de que suceda un determinado peligro potencial, es decir, una situación física que pueda provocar daños a la vida, a las instalaciones industriales o al medio ambiente. •Consecuencias no deseadas de una actividad dada, en relación con la probabilidad de que ocurra. RIESGOS: DEFINICION Y TIPOSRIESGOS: DEFINICION Y TIPOS
  • 55. 55 • Si realizamos un estudio más riguroso del riesgo obtenemos una definición más precisa que permita su cuantificación. Definición: es el producto de la frecuencia prevista para un determinado suceso por la magnitud de las consecuencias más probables: R: Riesgo F: Frecuencia de ocurrencia del suceso C: Consecuencias más probables • Esta definición es lógica ya que el riesgo de una instalación dependerá de dos parámetros, será mayor cuanto mayor sea la frecuencia con que se produzca un incidentes y será mayor el Riesgo cuanto mayor sean las consecuencias de ese incidentes. •Ejemplos de trabajo en oficinas frente a trabajar en la construcción y viajes en coche frente a avión
  • 56. 56 •Si un incidente/accidente tiene una frecuencia de que ocurra estimada de una vez cada 25 años y sus consecuencias es de producir 100 muertos, el riesgo será de 4 muertos.año-1. Pero si las consecuencias es de producir 25 muertos, el riesgo será de 1 muertos . año-1, es decir cuatro veces menor que en el caso inicial. • Si en lugar de tener como consecuencias muertes humanas, tiene perdidas materiales el caso seria semejante. • Esta forma de definir el riesgo presenta dificultadas e inconvenientes a veces. Una de estas dificultades es la unidad de medida utilizada para el Riesgo, así no siempre podremos expresarlo en muertos o en perdidas económicas, ya que hay consecuencias como pueden ser la existencias de heridos y estos de diferentes grados o también las secuelas a largo plazo de difícil o imposible estimación. EJEMPLO
  • 57. 57 • Otras dificultades puede ser el propio hecho de calcular los dos parámetros que intervienen en la definición de Riesgo: Las consecuencias y la frecuencia. Exísten metodologías que permiten estudiar estos dos parámetro no de forma exacta pero sí con una precisión razonable. • Por otra parte es importante diferenciar entre dos conceptos como son: Riesgo y Peligro. El Peligro se puede definir como todo fenómeno que puede producirse y que puede desencadenar un accidente o un daño material, personal o al medio ambiente. El Riesgo por el contrario estaría asociado a la probabilidad de que este peligro se convierta en realidad con unas determinadas consecuencias.
  • 58. 58 Debido a la gran variedad de Riesgos que podemos considerar los podemos clasificar: ••Riesgo de categorRiesgo de categoríía Aa A: son los inevitables y aceptados sin compensación. (morir atrapado por los escombros por un terremoto). ••Riesgos de categorRiesgos de categoríía Ca C: Normalmente evitables, voluntarios y con compensación ( morir por una enfermedad contraída por el exceso del tabaco). ••Riesgos de categorRiesgos de categoríía Ba B:: Evitables, en principio, pero que deben considerarse inevitable si uno quiere integrarse plenamente en la sociedad moderna (morir por un accidente de tráfico). CLASIFICACION DE LOS RIESGOS
  • 59. 59 ••Riesgos convencionales:Riesgos convencionales: relacionados con la actividad y los equipos existentes en cualquier sector ( electrocución, caidas...). ••Riesgos especRiesgos especííficos:ficos: asociados a la utilización de productos que, por su naturaleza, pueden ocasionar daños ( productos tóxicos, radioact.). ••Riesgos mayoresRiesgos mayores:: relacionados con accidentes y situaciones de excepcional gravedad ( escapes de gases, explosiones...). Los dos primeros están relacionados con la Seguridad y la Higiene en el trabajo y por su forma de actuar pueden ser relativamente fáciles de prevenir. Por el contrario el tercero por sus características los convierten probablemente en la contingencia más terrible. Esto provoca un rechazo de la población por este tipo de empresa y a su vez las empresas tratan de controlar estos riesgos por medio de estudios como pueden ser uno el Análisis Cuantitativo de Riesgos. Clasificación del riesgo en función de actividades industr.
  • 60. 60 Actividad/sucesoActividad/suceso Mortalidad aMortalidad añño y personao y persona Mortalidad personaMortalidad persona Caída de meteoritos 6 . 10-11 1 de 17.000 millones Explosiones de Recipientes 5 . 10-8 1 de 20 millones Viajar en avión 1 . 10-7 1 de 10 millones Fulminados por un rayo 1 . 10-7 1 de 10 millones Mordedura de serpientes 2 . 10-7 1 de 5 millones Viajar en tren 5 . 10-7 1 de 2 millones Tornados o terremotos 2 . 10-6 1 de 500.000 Ahogados 4 . 10-5 1 de 25.000 Atropellos por automóvil 5 . 10-5 1 de 20.000 Abuso del alcohol 7,5 . 10-5 1 de 13.300 Suicidio 1 . 10-4 1 de 10.000 Viajar en automóvil 1,7 . 10-4 1 de 5.900 Viajar en motocicleta 1 . 10-3 1 de 1.000 Fumar mas de 20 cigarrillos/día 5 . 10-3 1 de 200 Tabla comparativa de consecuencias diferentesTabla comparativa de consecuencias diferentes fenomenosfenomenos
  • 61. 61 Se han propuesto diversos parámetros para cuantificar el riesgo. Uno de los más utilizados es la tasa de accidentes mortales (TAM O FAR Fatal Accident Rate) , este parámetro se define como el numero de accidentes mortales después de 108 (hora . hombre) de una actividad. Esta cantidad equivale, al numero de horas trabajadas(2500h./a) por un grupo de 1000 personas después de su vida laboral (40a.) e incluye solo los accidentes con consecuencias inmediatas. • Valores de la FAR en la industria química de varios países son: Alemania. 5.10-8 acc por cada 1000 trab. = 5 FAR Francia 8,5 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 8,5 FAR Gran Bretaña 4 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 4 FAR USA 5 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 5 FAR India 100 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 100 FAR Indonesia 160 . 10-8 acc por cada 1000 trab = 160 FAR • Un parámetro alternativo es la frecuencia de los accidentes mortales, expresada en muertes por persona y año. PARAMETROS DE MEDICION DEL RIESGO
  • 62. 62 • La relación entre la FAR y la frecuencia es sencilla. Por ejemplo si la FAR para un trabajador de un determinado sector es de 8 . 10-8 , y este trabajador está expuesto durante unas 2000 horas / año, la frecuencia será: f = 8 . 10-8 muertes.personas-1.h-1 . 2500 h/año = 2 . 10-4 muertes persona-1 año-1 Si queremos comparar este riesgo con otros de la vida diaria, pueden tomarse como ejemplos los siguientes datos. Si una persona trabaja toda su vida en la industria química de cada 1000 operarios morirán durante este tiempo las siguientes personas: 4 por accidente laboral. 20 por otros tipos de accidentes ajenos al trabajo 370 por enfermedades diversas ajenas al trabajo.
  • 63. 63 • Podemos comparar valores de FAR correspondiente a diversas actividades industriales - Industria de la confección 0,15 muertes.personas-1.h-1 - Industria del automóvil 1,30 “ - Industria de la madera 3,00 “ - Industria Química 4,00 “ - Industria Mecánica 7,00 “ - Agricultura 10,00 “ - Minería 12,00 “ - Industria Pesquera 35,00 “ - Construcción 64,00 “ Valores de FAR de diversas actividades industriales
  • 64. 64 • Estos parámetros nos permite comparar de forma poco exhaustiva el riesgo de dos tipos de actividades, sin embargo si se quiere conocer de forma mas precisa este riesgo se debe de realizar un análisis del riesgo mediante modelos físico / matemáticos y modelos de vulnerabilidad para obtener: consecuencias y frecuencia • Cuando se habla del riesgo al que esta sometido un individuo podemos llegar casi siempre a un valor, es decir, lo podemos cuantificar. Ese valor nunca va a ser nulo. Por ello lo que nos quedaría es definir hasta que valor es tolerable este riesgo, o lo que es lo mismo conocer el riesgo tolerable. • Otros conceptos que podemos definir son: - Riesgo individual que es la probabilidad de que una persona sufra unas consecuencias determinadas por exposición a un peligro - Riesgo colectivo que se define como la probabilidad de que un grupo de persona sea victima de un determinado accidente.
  • 65. 65 Si queremos establecer un valor para el denominado riesgo tolerable nos encontramos con una dificultad enorme ya que esto va a depender de los sentimientos y forma de pensar de las personas e incluso de los colectivos de personas por lo que este tema es mas propio de psicólogos y sociólogos que de técnicos. Entre los factores que afectan a la actitud de un individuo que se encuentra sometido a un riesgo concreto, hay dos que juega un papel fundamental: - - El conocimiento / desconocimiento de las características del peligro en cuestión - El carácter voluntario o involuntario de asumir el riesgo TOLERABILIDAD DEL RIESGO
  • 66. 66 •Estos riesgos se presentan de forma combinada •La sociedad se aterroriza mucho mas por accidentes que presentan un impacto social •Los medios de comunicación también ejercen su influencia negativa TIPOS DE RIESGOS Riesgos desconocidos como son los riesgos tecnológicos como por ejemplo la radioactividad. Riesgos conocidos como son los riesgos derivados de practicar algún deporte de alto riesgo. Riesgos voluntarios como los que las personas fumadoras asumen por el hecho del fumar Riesgos involuntarios como pueden ser los accidentes caseros, el incendio de una vivienda...
  • 67. 67 •Como hemos visto el Riesgo cero no existe y todos aceptamos unos determinados riesgos en el trabajo •Incluso se aceptan riesgos con una tasa de mortalidad relativamente alta como por ej. el fumar sin preocuparse demasiado, es decir, se suele aceptar riesgos que son voluntarios o bien son conocidos •El problema surge cuando el riesgo es demasiado elevado o cuando un sector de la sociedad considera que la cuota de riesgo que le corresponde es alta. •Otras veces se acepta un riesgo porque ello representa el poder disfrutar de determinadas ventajas de la vida moderna como puede ser la energía y los productos químicos que se nos ofrece. CRITERIOS DE TOLERABILIDAD
  • 68. 68 •El control del riesgo y su mantenimiento dentro de unos limites “tolerables” tiene que ser unos de los objetivos tanto de la industria como del gobierno de cualquier país, pero por el contrario no podemos aspirar a tener demasiadas instalaciones industriales sin aceptar un margen de riesgo. 10-6 10-8 •Si bien es difícil y complejo, se han realizado intentos para establecer valores para el riesgo tolerable, este es un terreno delicado en el que la unidad de medida que es la vida humana, se ve afectada no solo por factores de orden práctico sino también de orden ético y social, por ello no se han fijado oficialmente unos valores para el riesgo tolerable. Así en Holanda se ha establecido: Inaceptable Riesgo Frecuencia . año-1 Reducción deseada Tolerable
  • 69. 69 •Así para accidentes graves el máximo valor permisible para el riesgo individual en Holanda es de 10-6 muertos personas-1 año-1 por actividad, que supone aumentar el riesgo en 1% del riesgo de morir una persona por otros riesgo ajenos a los de la industria. •En el caso de los trabajadores se considera que el nivel de riesgo tolerable puede ser más alto, ya que han escogido voluntariamente trabajar ahí y reciben una compensación. •Otro criterio que se ha propuesto aunque algo criticado, es el hecho de aumentar el valor del riesgo tolerable para posibilitar aumentar el desarrollo industrial, ya que gracia a la industria y a la generación de energía se aumenta la esperanza de vida, que en los países industrializados esta aumentando a razón de 0,05 año año-1
  • 70. 70 Lugar Año nº muertos nº heridos nº evacuados Substancia Yokkaichi, Japón 1974 0 521 0 cloro Cuernavaca, Méjico 1977 2 500 2.000 amoníaco Iri, Corea del Sur 1977 57 1.300 0 explosivos Els Alfacs, España 1978 216 200 0 propileno Xilatopec. Méjico 1978 100 200 0 butano Three Mile Isl.. USA 1979 0 0 200.000 reactor nuclear Mississauga, Canadá 1979 0 200 20.000 cloro y propano Nilo, Egipto 1983 317 0 0 GLP Cubatáo, Brasil 1984 508 2 0 gasolina S. Juan lxhuat, Méjico 1984 503 7.000 60.000 GLP Bhopal, India 1984 2.800 50.000 200.000 isocianato de metilo Rumania 1984 100 100 2 productos químicos Miamisburg, USA 1986 0 140 40.000 ácido fosfórico Chernobil, URSS 1986 32 299 135.000 reactor nuclear EJEMPLOS ACCIDENTES GRAVES O CATASTROFES
  • 71. 71 La evaluación de los diversos riesgos asociados a una determinada instalación industrial, generación de energía, transporte de mercancías peligrosa ..., se lleva a cabo como ya se ha dicho mediante el análisis de riesgos, para lo cual se sigue las siguientes fases: •Accidentes que pueden ocurrir. •Frecuencia de estos accidentes. •Magnitud de sus consecuencias Las diferentes fases por la que se desarrollan los estudios de riesgos y su inclusión en el proyecto de una determinada instalación quedan reflejado en el siguiente esquema: EL ANALISIS DE LOS RIESGOS
  • 72. 72 Sucesos externos Análisis histórico HAZOP Modelos de Accidentes Árboles de fallos Modelos de vulnerabilidad Identificación de sucesos no deseados Cuantificación de efectos Estimación de frecuencias Cuantificación de consecuencias Cuantificación de riesgos Proyecto final Proyecto inicial Alteración del proyecto FASES DEL ANALISIS DE RIESGOS
  • 73. 73 • Un ejemplo muy significativo de este hecho lo podemos encontrar en el llamado estudio de la Isla de Canvey. La isla de Canvey situada en el estuario del Támesis y con una población de 30.000 personas disponían de una zona industrial formada por refinería, almacenamiento de LPG, terminales de carga de barcos... En el 1975 y a raíz de un proyecto de ampliación de la zona industrial se extendió sobre la población una gran preocupación por la seguridad de la zona. • Debido a esta preocupación se llevo a cabo un análisis del riesgo y de cómo este afectaría a la población. El estudio puso de manifiesto un incremento significativo del riesgo y llevo a la modificación del proyecto inicial y a la mejora de la seguridad en la zona como confirmo estudios posteriores.
  • 74. 74 20 40 60 edad, años 1% Probabilidad 0,5% Muerte 0,1% Valores de Gran Bretaña Antes estudio Después estudio TABLAS DE ESPERANZA DE VIDA
  • 75. 75 Por accidente grave se puede entender aquel suceso fortuito e incontrolado capaz de producir daños a las personas, el medio ambiente y a los bienes. Así dentro de la industria química se asocia con situaciones de emisión, escapes, vertidos, incendios y explosiones en las que van a estar presentes sustancias peligrosas. La legislación aplicable es: • La primera Directiva la 82/501 ……llamada SEVESO I • Directiva la 96/82 ……………………llamada SEVESO II • Directiva 2012/18/UE ………………..llamada SEVESO III • R.D. 886/88 y el 952/90 trasposición de la Seveso I • R.D. 1254/99 trasposición de la Seveso II llamado “Medidas de control de los Riesgos inherentes a los Accidentes Graves y el R.D. 119/2005 que la revisa • R.D. 948/2005 que transpone la Directiva 2003/105/CE que modifica la Seveso II •R.D 1196/2003 Directriz Básica de Protección Civil para la Elaboración y la Homologación de los planes de especiales del Sector químico ACCIDENTES GRAVES
  • 76. 76 - Accidentes de Categoría 1: Aquellos que prevé que habrá como única consecuencia daños materiales en la instalación industrial accidentada. La legislación Española considera que los Accidentes de categoría 2 y 3 son los llamados Accidentes graves. - Accidentes de Categoría 3: Aquellos accidentes en los que se prevé que habrá como consecuencias victimas, daños materiales o alteraciones graves del medio ambiente en el exterior de la industrial. - Accidentes de Categoría 2: Aquellos accidentes que prevé que habrá como consecuencias posibles víctimas y daños materiales en la instalación industrial. CATEGORIAS DE ACCIDENTES GRAVES
  • 77. 77 Los R.D. 886/88 y el 952/90 y el 1254/99 recoge unas tablas en las que quedan definido las sustancias y cantidades de sustancias peligrosas a partir de las cuales una empresa queda afectada por este R.D. Además en él se indica la necesidad por parte de estas industrias de suministrar a la autoridad competente la siguiente documentación: • Información Básica de su actividad ( IBA ). • Estudio de Seguridad de posibles accidentes que puedan darse y el alcance de consecuencias. ( E.S. ) • Medidas organizativas que dan respuesta a las situaciones de Emergencias ( PEI ) • Sistema de Gestión de la Seguridad (S.G.S.) •Política de prevención Accidentes graves (PPAG)
  • 78. 78 En general, los accidentes graves están relacionado con algunos de los siguientes tipos de fenómeno: • De tipo térmico: Radiación Térmica • De tipo químico: Emisión a la atmósfera o vertido incontrolado de substancias contaminantes tóxicas. • Vertidos en caudales de corrientes naturales: cuando su concentrac. 1 km más abajo del vertido, sobrepase valores. • Vertidos en lagos: cuando la concentración que resulta de la dilución de sustancia en la masa total del agua sobrepasan • Vertidos en aguas marítimas. • Vertido en el subsuelo: cuando pueda provocar filtración almacenamiento en el medio acuífero o alterar potabilidad • De tipo mecánico: ondas de presión y proyección FenFenóómenos peligrosos asociados a un accidentemenos peligrosos asociados a un accidente grave y valores crgrave y valores crííticos de las variables fticos de las variables fíísicas.sicas.
  • 79. 79 • La legislación vigente referida a Accidentes graves se centra fundamentalmente en determinar los efectos de estos accidentes en los seres humanos. Para evaluar estos efectos la Administración exige en los Estudios de Seguridad estimaciones cuantitativas en las zonas de influencia . Los impacto sobre el medio ambiente y los bienes son tenidos también en cuenta pero son tratados a un nivel mucho más cualitativo. • Las magnitudes físicas que determinan el daño de cada uno de los fenómenos que se asocia a los accidente grave y los valores limites que se deben de respetar son los siguientes:
  • 80. 80 FENOMENOS DE TIPO TERMICO - Dosis de radiación térmica emitida por las llamas y cuerpos incandescentes en incendios y deflagraciones: Valor límite para la zona de intervención: 250 (kW/m2)4/3seg equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo de exposición siguientes: I, kW/m2 7 6 5 4 3 texp, seg 20 25 30 40 60 Valor límite para la zona de alerta: 115 (kW/m2)4/3seg equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo de exposición que se indican a continuación: I, kW/m2 6 5 4 3 2 texp, seg 11 15 20 30 45
  • 81. 81 - Valor local integrado del impulso de la onda de presión: Valor límite para la zona de intervención: 150 mbar.seg Valor límite para la zona de alerta: 100 mbar.seg - Sobrepresión estática de la onda de presión: Valor límite para la zona de intervención: 125 mbar Valor límite para la zona de alerta: 50 mbar - Alcance máximo de los proyectiles con un impulso superior a 10 mbar.seg producido por la explosión o estallido: Valor límite para la zona de intervención: 95% Valor límite para la zona de alerta: 99,9% FENOMENOS DE TIPO MECANICO
  • 82. 82 - Concentración de sustancias peligrosas superior al equivalente de los límites de los valores de los índices AEGL, ERPG y/o TEEL: Valor límite para la zona de intervención: AEGL-2, ERPG-2 y/o TEEL-2 ( Valores que aunque son perceptibles por las personas que están expuestas a ello, no provocan efectos irreversibles en ellas ) Valor límite para la zona de alerta: AEGL-1, ERPG-1 y/o TEEL-1 ( Valores prácticamente imperceptibles para las personas que están expuestas a ellas ) FENOMENOS DE TIPO QUIMICO
  • 83. 83 • Definidas así las zonas de intervención y alerta se pueden representar mediante círculos concéntricos centrados en el lugar del accidente y que cubre el área en la que se esperan determinados niveles de daños. •De esta forma en la zona de intervención las consecuencias de los accidentes producen un nivel de daños que justifica la aplicación inmediata de medidas de protección, mientras que en la zona de alerta las consecuencias de los accidentes provocan efectos que, a pesar de que son perceptibles por la población, no se justifican medidas de protección con la excepción de a los grupos más críticos
  • 84. 84
  • 85. 85 Un tema necesario de analizar dentro de los Análisis Cuantitativo de Riesgo es el de identificar los posibles escenarios accidentales que se nos puede presentar en una determinada instalación. A continuación relacionamos una serie de accidentes perfectamente tipificados de los cuales es posible mediante correlaciones matemáticas o modelos de calculo por ordenador, estimar el alcance de los fenómenos peligrosos que de ellos se derivan. ESCENARIOS ACCIDENTALES
  • 86. 86 Incendio de charco ( pool fire ): Combustión estacionaria con llama de difusión del liquido de un charco de dimensión definida • Dardo de fuego ( jet fire ): Llama estacionaria y alargada provocada por la ignición de un chorro turbulento de gases • Llamarada ( Flash fire ): Llama progresiva de difusión de baja velocidad, sin onda de presión y asociada a la dispersión de vapores inflamables a ras de suelo, hasta encontrar un punto de ignición provocando el avance del frente de llama hasta el punto de emisión. • Bleve-Bola de fuego ( Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion ): Se produce por el estallido súbito y total de un recipiente, por calentamiento externo debido a un incendio de charco o por dardo de llama, que contiene un gas inflamable licuado a presión, al perder resistencia mecánica el material de la pared. FENOMENOS DE TIPO TERMICO
  • 87. 87 Explosión de una nube de vapores inflamables no confinada: Es una reacción química que involucra a una cantidad importante de gas o vapor en condiciones de inflamabilidad que se dispersa en el ambiente exterior. Este fenómeno está asociado a una fuga o escape de gases licuados, gas refrigerado o líquidos inflamables muy volátil en grandes cantidades. • Explosión de vapores confinado: Se trata de una reacción química que involucra a un gran volumen de una mezcla de gases inflamables en condiciones de confinamiento. • Estallido de un depósito a presión: Se trata de una explosión física derivada de la rotura repentina de un recipiente a presión, causada por la presión interior y por un fallo de la resistencia mecánica del depósito, que provoca una dispersión violenta del fluido interior, una onda de presión y proyectiles. FENOMENOS DE TIPO MECANICO
  • 88. 88 Un chorro gaseoso de sustancia tóxica o inflamable: En este caso la dispersión depende de la velocidad y de la presión de salida y de las condiciones meteorológicas. • La dispersión atmosférica: En este caso la nube es función de las condiciones meteorológicas, se extiende y se desplaza mientras se va diluyendo, quedando afectado todo el terreno que quede por debajo de esta nube. • Según la evolución del fenómeno en el tiempo: Las emisiones se pueden clasificar en instantáneas, continuas o en régimen transitorio ( emisiones limitadas en el tiempo y a menudo de caudal variable ). • Según la densidad del producto: la dispersión puede ser neutra o gausiana (para los gases o vapores con densidad similar al del aire) , de gases ligeros, o de gases pesados en este caso la gravedad ejerce su influencia en la dispersión de la nube. FENOMENOS DE CONTAMINACION ATMOSFERICA
  • 89. 89 EscapeEscape Evaporación Formación de una nube Velocidad < 20 m/s Velocidad > 20 m/s Combustión IncendioIncendio Llamarada Explosión Llamarada Explosión Dispersión Producto tóxico Dispersión Producto tóxico N. inflamable Nube tóxica IncendioIncendio Dispersión Producto tóxico Dispersión Producto tóxico ExplosiónExplosión BLEVEBLEVE EstallidoEstallido líquido Líquido + gases Gas/vapor Gas/vapor polvo POSIBILIDAD DE EVOLUCION DE UN ACCIDENTE
  • 90. 90 CASO PRACTICO DE A.C.R. Manuel Sánchez Muñoz Rev. 2013
  • 91. 91 • El Análisis Cuantitativo de Riesgo es un método analítico • Nos permite cuantificar el nivel de riesgo de una instal. • La elaboración de este estudio queda definida en la legislación vigente RD-1254/99, 119/2005 y 948/2005 • En este R.D. y mas concretamente en su articulo 7, se refleja la necesidad que tienen los industriales de definir una Política de Prevención de Accidentes Graves y de plasmarla en un documento escrito. • Uno de los puntos que debe de incluir esta Política es la “ Identificación y evaluación de los riesgos de accidente graves “ y para ello debe de estar establecido un procedimiento dentro de la empresa en el que se indique como y cuando se deben de realizar estos estudios. ACR Y SUS REFERENCIAS EN LA LEGISLACION
  • 92. 92 • Por otra parte la Directriz Básica de Protección Civil RD1196/2003 en su art. 3 indica los documentos que son necesarios entregar a la autoridad competente para la elaboración de los Planes Exteriores de Emergencia y en el articulo 4.4.4 aparece un párrafo en el que se dice textualmente: “La autoridad competente en cada caso podrá exigir un análisis cuantitativo de riesgo (ACR), cuando así lo considere oportuno, en función de las circunstancias específicas del entorno, instalaciones, procesos y productos de la actividad industrial, dando un razonamiento justificativo de tal requerimiento y de la finalidad para la que se precisa” • Este párrafo faculta a la autoridad competente a pedir en determinadas situaciones al industrial la elaborar de un ACR REQUERIMIENTOS DE LA ADMINISTRACION
  • 93. 93 De esta forma el Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR) a diferencia que los Análisis Cualitativos es un estudio que en principio no es necesario elaborarlo y su realización esta ligada a una petición explicita por parte de la Administración correspondiente. Un criterio que puede ser utilizado para decidirse por la elaboración de este análisis puede ser el hecho de que los efectos de algunos de los escenarios accidentales que se identifique durante el Estudio de Seguridad se extienda fuera de la zona o del recinto que constituye la empresa. Este hecho se agrava exponencialmente si próximo a la empresa en cuestión se encuentra alguna zona de pública concurrencia.
  • 94. 94 El análisis cuantitativo de Riesgo se debe de ejecutar después de realizar y concluir el análisis cualitativo de riesgo (HAZOP) ya que necesita de los resultados y conclusiones obtenidos en este ultimo como base de partida para la realización y aplicación de los métodos de cálculos requeridos. De la misma forma el Estudio de Seguridad debe de ser realizado con anterioridad al ACR por necesitar este ultimo datos obtenidos en el mencionado Estudio de Seguridad. Por ello podemos decir que el Análisis Cuantitativo de Riesgo es el estudio que complementa o complementa todos los estudios realizados anteriormente. ¿CUÁNDO DEBEMOS REALIZAR EL ACR
  • 95. 95
  • 96. 96 El presente estudio tiene como objeto realizar el Análisis Cuantitativo de Riesgo de la instalación de la planta “X” ubicada en el área “Y” de la empresa “Z” situada en el Polígono Industrial de la localidad “L” de la provincia “P”. Este ACR tiene entidad de documento independiente y complementa el Estudio de Seguridad elaborado el día “D” y realizado por la ingeniería “M” con el fin de actualizar el Informe de Seguridad que deberán presentar a la Administración Pública de acuerdo con las exigencias de la legislación vigente en materia de Accidentes Graves ( R.D. 1254/99 así como la Directriz Básica para la Elaboración y Homologación de los Planes especiales del sector Químico). CAPITULO I: INTRODUCCIÓN OBJETO
  • 97. 97 El alcance del presente ACR es el Análisis Cuantitativo de Riesgo de la unidad de proceso U-230 y U-860 y la metodología será: • Planteamiento de hipótesis de los posibles accidentes Otra herramienta utilizada, ha sido el HAZOP realizado por la ingeniería “N” el día “D”. • Calculo de consecuencias: A partir de las hipótesis planteadas y mediante modelos de cálculos de reconocido prestigio para la estimación de las consecuencias • Análisis de la frecuencia de los posibles accidentes Extraídos de bases de datos especializadas y mediante la técnica de los árboles de sucesos se asigna también frecuencias • Calculo de riesgo: 1.2. ALCANCE Y METODOLOGIA
  • 98. 98 2.1. INTRODUCCIÓN Es el de identificar los riesgos de accidentes que se podrían derivar del desarrollo normal del proceso de las U-230 y U-860 2.2. METODOLOGÍA Los accidentes potenciales que se pueden producir en las U-230 y U-860 se han estudiado a través de los siguientes métodos: • Hazop: El hazop técnica cualitativa que permite identificar los puntos débiles y establece las hipótesis accidentales mas posibles • Fallos genéricos: Fallos habituales relacionados con cada uno de los equipos de la unidad • Análisis Histórico: Estudio de accidentes ocurridos en el pasado en instalaciones similares. CAPITULO II IDENTIFICACIÓN DEL RIESGO
  • 99. 99 Sobre la base del estudio de las instalaciones y de la experiencia operativa de unidades semejantes se han seleccionado las siguientes: U-230 Rotura catastrófica del reactor 230C-5 Rotura catastrófica de la torre de fraccionamiento 230D-1 Fuga en línea 14”-L-03546 de salida de fondo del reactor 230C-3 Fuga en la línea 16”-L-12345 salida de la torre 230D-1 al reactor 230C-5 U-860 Rotura catastrófica de la torre de fraccionamiento 860D-2 Fuga en línea 10”-L-34578 de alimentación a la unidad Fuga en línea 8”-L-23456 de salida de fondo de la torre 860D-2 al striper 860D-3 2.3. IDENTIFICACIÓN DE LAS HIPÓTESIS INCIDENTALES
  • 102. 102 3.1.1 Objeto Estudiar las consecuencias de las hipótesis accidentales planteadas en el capítulo 2. Se determina el alcance de los efectos para tres niveles: Zona de alerta, Zona de intervención y Zona letalidad 50% 3.1.2. Descripción y criterios para evaluación de vulnerabilidad de los efectos físicos Se describe los efectos producidos por diferentes fenómenos indicándose los modelos de calculo aplicados para su evaluación y el tipo de daño que produce en las personas y construcciones Radiación térmica: muertes de personas por efecto directo de la radiación térmica se estudia por ecuación del tipo Probit Y= -14,9 + 2,56 ln ( t x I4/3 x 10-4 ) CAPITULO III ANÁLISIS DE CONSECUENC. Y VULNER. 3.1. INTRODUCCIÓN
  • 103. 103 Dispersión de gas: la probabilidad de muerte de personas por efecto directo de la inhalación de sustancias se calculará por medio de ecuación de Probit Y= a + b ln ( Cn t ) Ondas de sobrepresión: En cuanto a la letalidad se toma el criterio de calcular los muertos por hemorragias interna utilizando la ecuación de Provit Pr = -77.1 + 6,91 ln P 3.1.3. Niveles de afectación evaluados Los valores obtenidos para los tres niveles evaluados son: Para fenómenos de tipo térmico: - Dosis de radiación térmica emitida por las llamas y cuerpos incandescentes en incendios y deflagraciones: Valor límite para la zona de intervención: 250 (kW/m2)4/3seg equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo de exposición siguientes:
  • 104. 104 I, kW/m2 7 6 5 4 3 texp, seg 20 25 30 40 60 Valor límite para la zona de alerta: 115 (kW/m2)4/3seg equivalente a las combinaciones de intensidad térmica y tiempo de exposición que se indican a continuación: I, kW/m2 6 5 4 3 2 texp, seg 11 15 20 30 45 Valor limite para la zona 50% letalidad: todos dentro charco
  • 105. 105 Para fenómenos de tipo mecánico: -Valor local integrado del impulso de la onda de presión: Valor límite para la zona de intervención: 150 mbar.seg Valor límite para la zona de alerta: 100 mbar.seg -Sobrepresión estática de la onda de presión: Valor límite para la zona de intervención: 125 mbar Valor límite para la zona de alerta: 50 mbar Valor limite para la zona 50% letalidad: 140 mbar - Alcance máximo de los proyectiles con un impulso superior a 10 mbar.seg producido por la explosión o estallido de continente: Valor límite para la zona de intervención: 95% Valor límite para la zona de alerta: 99,9%
  • 106. 106 Para fenómenos de tipo químico: - Concentración de sustancias peligrosas superior al equivalente de los límites de los valores de los índices AEGL, ERPG y/o TEEL: Valor límite para la zona de intervención: AEGL-2, ERPG-2 y/o TEEL-2 ( Valores que aunque son perceptibles por las personas que están expuestas a ello, no provocan efectos irreversibles en ellas ). Valor límite para la zona de alerta: AEGL-1, ERPG-1 y/o TEEL-1 ( Valores prácticamente imperceptibles para las personas que están expuestas a ellas ) Valor limite para la zona 50% letalidad: todos dentro de nube 3.1.4. Meteorología Se utilizan los datos estadísticos registrados por el Instituto Nacional de Meteorología del observatorio más próximo
  • 107. 107 3.1.5. Consideraciones para el calculo de víctimas • El accidente puede afectar a todo el personal existente en la refinería, se calcula una densidad de 1,1.10-4 personas /m2. • Se supone que no se ha tenido tiempo de activar el P.E.I. • El alcance de letalidad no afecta al exterior por ello no hay victimas en el exterior. 3.2 CALCULO DE CONSECUENCIAS Se presenta a continuación las consecuencias derivadas de las hipótesis accidentales analizadas en el apartado anterior. 3.2.1 Rotura catastrófica del reactor 230C-5 Este fenómeno implicaría un vertido instantáneo de todo el líquido del reactor, así como la dispersión atmosférica de la fase gas y una fuga continua de la corriente de llegada al reactor. La línea de salida del reactor tiene válvula automática que permite el cierre.
  • 108. 108 • Las condiciones de operación son: Presión: 30 kg/cm2 Temperatura: 40 ºC Volumen: 80 m3 Grado llenado: 50 % • Se considera la existencia de una fuga bifásica con formación de charco y dispersión de la nube de vapores. • La fuga de gas tiene las siguientes características medias: Peso molecular: 6,02 g/mol Caudal de la fuga: 10 kg/s LEL: 4,11% UEL: 73,9% IPVS: 100 ppm
  • 109. 109 Tras la simulación se han obtenido los siguientes resultados: Característica de toxicidad: TEEL-1 TEEL-2 LC50 Estabilidad D y v =3 m/s 700/48 m 300/20 m 180/10 m Estabilidad F y v =3 m/s 2500/65 m 1000/30 m 560/15 m Característica de inflamab.: LSI LII 10%LII cant lim Estabilidad D y v =3 m/s 50/12 m 250/15 m 1000/55 m 400 kg Estabilidad F y v =3 m/s 130/4 m 700/20 m 3100/75 m 1200 kg Característica de explosión: cantidad 140kPa 12,5 kPa 5kPa Estabilidad D y v =3 m/s 400 kg 4 m 70 m 180 m Estabilidad F y v =3 m/s 1200 kg 8 m 100 m 200 m Respecto al incendio de charco que se formaría por la fase líquida fugada, se estima que el vertido ocuparía toda la superficie en planta de la unidad y sus consecuencias sería: Caudal 60 l/s; diámetro incendio 60 m; compuesto: Gasóleo; alcances zona concentración 80 m y zona de alerta 140 m.
  • 110. 110 El número de víctimas que causarían los distintos desarrollos de la hipótesis son: Fuga tóxica Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 3.610 0,21 Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 12.900 0,68 Explosión de vapores de una nube de gas inflamable no confinada Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 6.723 0,39 Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 29.688 1,56 Llamarada Probabilidad Área LC50 Víctimas=P*A*d Estabilidad D y v= 3 m/s 0,521 5.973 0,34 Estabilidad F y v = 3 m/s 0,478 22.307 1,17 Incendio de charco La superficie del charco sería de aproximadamente de 2800 m2 lo que implicaría un número de victimas de 0,308.
  • 111. 111 4.1. INTRODUCCIÓN Se trata de determinar: - Las frecuencias en ocasiones/año del suceso iniciador - La probabilidad del suceso final que se produce como consecuencia del evento iniciador realizándose la evolución de la fuga mediante la técnica del árbol de eventos. La evaluación de la frecuencia accidental se puede determinar por dos métodos. Uno de ello consiste en recurrir a bibliografía especializada y el otro usando la técnica de Árbol de fallos P2 E1 P1 F (1 – P2) E2 (1- P1) E3 fE1 = f x P1 x P2 fE2 = f x P1 x ( 1 – P2 ) fE3 = f x ( 1 – P1 ) CAPITULO IV: DETERMINACIÓN DE CAUSAS Y FRECUENCIAS
  • 112. 112 4.2. DETERMINACIÓN DE FRECUENCIAS 4.2.1. Asignación de frecuencias o eventos iniciadores Como se ha comentado la determinación de las frecuencias en lo que respecta a la probabilidad de la hipótesis incidental, se ha obtenido mediante datos bibliográficos. 4.2.2. Hipótesis accidentales de la U-230 Rotura catastrófica del reactor 230C-5: 10-6 ocasiones/año Rotura catastrófica de torre de fraccion. 230D-1: 10-6 ocas./año Fuga en línea 14” de salida fondo del reactor 230C-3: 3,6.10-6 oc/a Fuga en línea 16”salida de torre 230D-1 al reactor 230C-5: 4,8.10-6 4.2.3. Hipótesis accidentales de la U-860 Rotura catastrófica de torre de fraccionamiento 860D-2: 10-6 oc/añ Fuga en línea 10”-L-34578 alimentación a la unidad: 6,7.10-6 o/a Fuga en línea 8”-L- 23456 de salida de fondo de la torre 860D-2 al striper 860D-3:7,2..10-6 ocasiones/año
  • 113. 113 Se procede a continuación a estudiar el desarrollo de las hipótesis incidentales mediante la asignación de probabilidades a cada una de las ramas de los árboles de eventos.Para el I. Charco se da 0,33 Si se produce el incidente 1 Ignición inmediata Si 0 (rack tuberías) No 1 Ignición retardada si 0,1 (concent.) no 0,9 Condiciones de explosión si 0,01 (masa) no 0,99 Dardo fuego = 0 Explos. Gas = 10-3 Llamarada = 9,9.10-2 Dispersión = 0,9 4.3. ASIGNACIÓN DE PROBABILIDADES A LOS EVENTOS DESARROLLADOS
  • 114. 114 230 C-5 230 D-1 230 C-3 230D-1 alC-5 Dispersión 0,9.10-6 0,9.10-6 3,2.10-6 4,3.10-6 Lamarada 9,9. 10-8 9,9. 10-8 3,6.10-7 4,8. 10-7 Explosión N. 1, 10-9 1, 10-9 3,6 10-9 4,8, 10-9 I. Charco 3,3. 10-7 3,3. 10-7 1,2. 10-6 1,6. 10-6 860 D-2 Alimentación 860D-2 al D-3 Dispersión 0,9.10-6 6,0.10-6 6,5.10-6 Lamarada 9,9. 10-6 6,6. 10-5 7,1.10-5 Explosión N. 1, 10-9 6,7 10-9 7,2 10-9 I. Charco 3,3. 10-7 2,2. 10-6 2,4.10-6
  • 115. 115 5.1. INTRODUCCIÓN El concepto de riesgo global asociado a una actividad se expresa, como la suma de los riesgos de cada uno de los posibles eventos que se pueda producir, definiéndose este riesgo como el producto de la frecuencia de ocurrencia por el número de víctimas. Para determinar el riesgo global seguimos los siguientes pasos: 1) Mediante técnicas generales y experiencias y con el soporte del Hazop se elaboró una lista de hipótesis. 2) Se cuantifico las consecuencias de los sucesos evaluando por un lado los alcances de las zonas de intervención y alerta y por otra evaluando el número de posibles víctimas. 3) Mediante el uso de bibliografía especializada y de la técnica de árboles de eventos se ha estimado la frecuencia de cada hipótesis. CAPITULO V EVALUACIÓN DEL RIESGO
  • 116. 116 Los conceptos básicos asociados al riesgo son los que se definen a continuación: Riesgo global: Es el número de víctimas probables por año a consecuencia de la actividad desempeñada en la unidad. Se expresa en víctimas por año de actividad. Riesgo individual medio: Es la probabilidad media de muerte, por año, de un individuo aleatoriamente dentro del área afectada por los efectos de un incidente. Se expresa en probabilidad individual de muerte por año de exposición R.I. = R.G. / Nº de trabajadores 5.2. EVALUACIÓN DE LOS RIESGOS GLOBALES E INDIVIDUALES
  • 117. 117 U-320 frecuencia víctimas Riesgo global % Hipótesis 1 Disp. 0,9.10-6 0,89 8,01.10-7 00,54 Llam. 9,9.10-6 1,51 1,50.10-5 11,20 Exp. N 1.10-9 1,95 1,95.10-9 00,01 I. Charco 3,3.10-7 0,308 1,02.10-7 00,70 Hipótesis 2 Disp. 0,9.10-6 0,80 7,20.10-7 00,50 Llam. 9,9.10-6 1,45 1,44.10-5 10,70 Exp. N 1.10-9 1,98 1,98.10-9 00,01 I. Charco 3,3.10-7 0.29 9,57.10-8 00,05 Hipótesis 3 Disp. 3,2.10-6 0,44 1,41.10-6 01,02 Llam. 3,6.10-5 0,74 2,66.10-5 19,80 Exp. N 3,6.10-9 0,78 2,81.10-9 00,01 I. Charco 1,2.10-6 0,35 4,20.10-7 00,30 Hipótesis 4 Disp. 4,3.10-6 0,86 3,70.10-6 02,74 Llam. 4,8.10-5 1,45 6,96.10-5 51,92 Exp. N 4,8.10-9 1,85 8,88.10-9 00,05 I. Charco 1,6.10-6 0,40 6,40.10-7 00,45 16,05 1,34. 10-4 100
  • 118. 118 U-860 frecuencia víctimas Riesgo global % Hipótesis 5 Disp. 0,9.10-6 0,78 7,02.10-7 00,64 Llam. 9,9.10-6 1,30 1,29.10-5 11,33 Exp. N 1.10-9 1,60 1,60.10-9 00,02 I. Charco 3,3.10-7 0,30 9,90.10-8 00,09 Hipótesis 6 Disp. 6,0.10-6 0,40 2,40.10-6 02,13 Llam. 6,6.10-5 0,70 4,62.10-5 40,53 Exp. N 6,7.10-9 0,72 4,82.10-9 00,02 I. Charco 2,2.10-6 0,29 6,38.10-7 00,58 Hipótesis 7 Disp. 6,5.10-6 0,38 2,47.10-6 02,19 Llam. 7,1.10-5 0,67 4.76.10-5 41,77 Exp. N 7,2.10-9 1,20 8,64.10-9 00,02 I. Charco 2,4.10-6 0,32 7,68.10-7 00,68 8,66 1,14.10-4 100
  • 119. 119 U-320 RIESGO GLOBAL EMPLEADOS 1,34. 10-4 víctimas/año POBLACIÓN POTENCIALMENTE AFECTADA 1250 personas RIESGO INDIVIDUAL EMPLEADOS 1,072. 10-7 víctimas/año U-860 RIESGO GLOBAL EMPLEADOS 1,14. 10-4 víctimas/año POBLACIÓN POTENCIALMENTE AFECTADA 1250 personas RIESGO INDIVIDUAL EMPLEADOS 9,12. 10-8 víctimas/año
  • 120. 120 La unidad que presenta un mayor riesgo asociado a su operación es la U-230 con un valor de riesgo global de 1,34. 10-4 víctimas/año o lo que es lo mismo una víctima cada 7462 años. Para esta unidad el riesgo individual medio para el personal de la refinería es de 1,072.10-7 que resulta ser un valor totalmente aceptable. Los sucesos que soportan un mayor porcentaje de riesgo, son las llamaradas en primer lugar con un casi 93% y en segundo lugar la dispersión de nubes tóxicas con un 5%. En cuanto al riesgo global exterior no existe ya que los alcances de concentraciones letales no afectan al exterior. Si comparamos el riesgo individual medio de esta instalación con el riesgo que tienen otras actividades o eventos naturales, vemos que el riesgo de esta instalación es bastante mas bajo por lo que el riesgo es aceptable 5.3. CONCLUSIONES
  • 121. 121 El Riesgo individual queda definido por el Institute of Chemical Engineers como la frecuencia a la cual un individuo puede esperar un determinado nivel de daño como consecuencia de la ocurrencia de un determinado suceso accidental sobre un período de referencia de un año y viene expresado en unidades año-1. Las curvas de isoriesgos constituyen la representación gráfica del riesgo individual. A cada punto del entorno se asocia la frecuencia de daño que tendría una persona situada en este punto. Posteriormente, se interpolan todos los valores puntuales para delimitar las isolíneas de riesgo. Una persona ubicada sobre una curva de isoriesgo de muerte de 10-6/año, generada por una industria cercana tiene una frecuencia de muerte de 10-6 por año como consecuencia de esta actividad industrial. 5.4. CURVAS DE ISORIESGO
  • 122. 122
  • 124. El HAZOP (HAZard OPerability study) es una técnica cualitativa que permite identificar los puntos "débiles" de una instalación y como resultado de ella, las hipótesis de accidentes más relevantes en una planta. Además consiste también en determinar si el diseño ofrece desde el punto de vista de seguridad las garantías suficientes para minimizar los riesgos de un accidente mayor. La metodología consiste en seleccionar una serie de nudos donde se analizan las posibles desviaciones de las principales variables que caracterizan el proceso (PRESION, TEMPERATURA, CAUDAL, NIVEL, COMPOS.) Las desviaciones son establecidas de forma sistemática recurriendo a una lista de palabras guía (NO, MAS, MENOS, OTRO, INVERSO), que cualifican el tipo de desviación. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO HAZOP
  • 125. Para cada desviación se obtiene: 1) La lista de las posibles causas que la provocan. 2) La lista de las consecuencias factibles, que se pueden producir en relación con cada una de las causas planteadas. 3) La respuesta del sistema ante la desviación estudiada: elementos del sistema que permiten detectar el fenómeno a contrarrestar sus efectos; instrumentación como controladores, alarmas, etc. 4) Acciones que se podrían tomar para evitar las causas a limitar las consecuencias. 5) Comentarios: cualquier tipo de anotación para completar o aclarar algunas de los puntos anteriores. DATOS OBTENIDOS DEL ANALISIS DE CADA VARIABLE
  • 126. Las sesiones del HAZOP tuvieron lugar los días 7 y 8 de Noviembre del 2001 en las instalaciones de REPESA (Refino Petrolífero S.A.) situado en el polígono industrial Los Labradores de la localidad de Manzanares ( Ciudad Real). Los asistentes a las sesiones HAZOP fueron los siguientes: • Antonio López perteneciente a Central Ingeniería de REPESA • Manuel Domínguez perteneciente a Central Ingeniería de REPESA • Vicente Ruiz perteneciente a I..P.I. (Ingeniería procesos) • José Mayo perteneciente a I..P.I. (Ingeniería procesos) • Luis Sánchez perteneciente a Procesos C.I. de REPESA • Rafael Martín perteneciente a Técnico producción de REPESA • Andrés Sancho perteneciente a Jefe Planta Refinería REPESA • Jesús Ruiz perteneciente a Depart. Seguridad REPESA • Iván Sánchez perteneciente a Depart. Instrumentac. REPESA El estudio HAZOP está dirigido y coordinado por la firma TEMA participando las siguientes personas: •Jaime La Fuente Director del HAZOP •Amparo Martínez Ayudante PARTICIPANTES
  • 127. Durante el desarrollo de las diferentes sesiones en la que ha tenido lugar el HAZOP la documentación utilizada fue la siguiente: •3476979 Diagrama de procesos. •GL-4B-326879 hojas de 1 a 5 de Separación de nafta nº 2. Diagrama mecánico de procesos e instrumentos. Alimentación de nafta. •GL-4B-678456 hojas de 4 a 9 Separación de nafta nº 2. Diagrama mecánico de procesos e instrumentos. Separación de nafta. •GR-L- Planimetría General. •GP-A Esquema mecánico e procesos e instrumentos del Blow-down. •R-P-15-B- 4634. Diagrama mecánico del Blending de nafta •Relación de válvulas motorizadas en tanques MATERIAL TÉCNICO UTILIZADO
  • 128. Los nodos que se han analizados perteneciente a la nueva instalación quedan relacionados en la siguiente lista adjunta: NODO 1: Línea de alimentación a la torre de separación NODO 2: Línea de salida de cabeza de la torre de separación incluido el depósito acumulador de cabeza. NODO 3: Línea de reflujo y de salida de la nafta ligera a tanques NODO 4: Línea de salida de fondo de la torre de separación de la nafta pesada a tanques. NODO 5: Línea de calentamiento del fondo de la columna ELECCION DE NODOS
  • 130. No do Pala guía Desviac Posibles causas Posibles consecuencias Respuesta sistema Acciones a tomar 1 MAS Temper 1. Fallo del lazo de control 2.Mas intercambio E-1 (+ tº de fondo) 3.Alimentación más caliente de C- 1 1 y 3. Aumento temperatura en fondo columna, más vaporización y presión en C-2. 2.Sin consecuenc 1 y 3. Válvula Seguridad PSV-1 en columna C-2 A-1:Para evitar disparo de SV instalar TA por alta en end. C-2 con señal a panel 1 MEN OS Temper 1. Fallo del lazo de control 2. Menor intercambio E-1 1 y 2. Aumento nivel fondo, disminución destilado, mas trabajo reboiler. Sin consecuencia 1 MAS Presión 1. Ensuciamiento, obstrucción en E- 1. 2. Cierre válvula motorizada 3. Fallo válvulas TCV-1A/B 4. Vaporizaciones en E-1 por pasar poco caudal y by- passear mucho 1, 2 y 3 Aumento Presión en línea entrada a C-2 hasta shut-off bomba. 4. posible rotura del equipo por vaporización bruscas A-2: Enclavamient Eléctrico de las dos válvulas motor. al abrir una cuando se cierra la otra. A-3: Comprobar que línea y E-1 están diseñados a presión shut-off de bomba. A-4: Establecer limitación al cierre de la TCV-1A
  • 131. 1 ME NOS Presión 1. Parada bomba P-1 1. Bajada carga de alimentación a columna. Sin consecuencias 1 MAS Caudal 1. Fallo del lazo de control de la C-1 2. Fallo de la FCV-5 1 y 2 Aumento perdida de carga en línea, alteraciones en tempe- ratura TC-1 y en columna C-2 A-5: Instalación de un FI posterior a motorizada que sirva de totalizador confi- gurando alarma por alta 1 ME NOS /NO Caudal Igual que puntos 1, 2 y 3 de mas presión. 1. Parada Bomba P-1 2. Fallo del lazo de control de la C-1 3. Fallo de la FCV-5 1. Disfunciones en la columna C- 2 2. Inundación del C-1 A-6: Instalar un LA por alto, independiente de las tomas del LC en C-1 1 IN VER SO Caudal 1. Fallo en la alimentación a la C-1 con la consiguiente bajada de presión en esta 1. Contaminar el proceso aguas arriba de la C-1 con producto del tanque A-7: Instalar válvula de retención posterior a FCV-1 1 OTR A Compo sición 1. Rotura de los tubos en el E-1 Sin consecuencias