Gestión de Evaluación de Impacto y Auditoría Ambiental

Módulo VII. Riesgo Ambiental

Ezequiel Vidal de los Santos

Agosto 2015.

Unidad 7.3 Metodologías

ContenidoIntroducciónAnálisis HistóricosLista de VerificaciónMatriz de RiesgoQue pasa si …?HazopÁrbol de FallasFMEAÍndice Dow de Fuego y ExplosiónÍndice MondEvaluación de Consecuencias

introducción

Las personas, los bienes materiales y el ambiente que se encuentran próximos a un establecimiento industrial donde hayan sustancias peligrosas, están sujetos a riesgos por la sola presencia de dicha planta y de las sustancias que se utilizan.

El Análisis de Riesgo comprende el análisis sistemático y completo de todos los aspectos que implica para la población, el ambiente y los bienes, la presencia de un establecimiento que realiza actividades y maneja sustancias peligrosas, los equipos y los procedimientos.

Estudian, evalúan, miden y previenen las fallas y las averías de los sistemas técnicos y de los procedimientos operativos que pueden iniciar y desencadenar accidentes.

Se realiza en los siguientes eventos: Fuego, Explosión y Toxicidad;

Nubes Tóxicas,

Operabilidad,

Sistemas de Protección de Proceso,

Efectos de Paro y Arranque.

Análisis de Riesgo

Se enfoca a determinar y evaluar los riesgos potenciales de incendio, explosión y toxicidad de los materiales que se manejan en un proceso, así como el riesgo total de esa unidad de proceso.

Fuego, Explosión y Toxicidad

Estudio de la posibilidad de formación de nubes explosivas, el cálculo de su potencia y magnitud de la estimación de los daños probables.

La importancia de una nube explosiva en las plantas destaca por las explosiones y desastres que han ocurrido en la industria química y petroquímica en todo el mundo.

Nubes Explosivas

Examen crítico de un proceso y de las probabilidades de ocurrencia de un riesgo por falla de operación o por falla de funcionamiento de partes de un equipo, revisando los efectos consecuentes de este riesgo en la planta.

Se investiga la ingeniería química del proceso y la relación con las diversas partes del equipo, su instrumentación y operador.

Operabilidad

El sistema de paro de emergencia de un proceso es el último mecanismo por medio del cual puede controlarse un evento no deseado.

Conceptualmente se acepta que hay un balance óptimo entre los sistemas que se activan automáticamente y los que el operador es capaz de manejar durante una situación anormal.

La evaluación de estos sistemas asegura que estos parámetros no cambian el balance, comprometiendo la seguridad de la unidad.

Sistema de Protección y Proceso

El propósito es revisar aquellas circunstancias conocidas en el proceso que requieren de acción de emergencia, ya sea por protecciones automáticas o por control de sus efectos.

También para descubrir circunstancias en las que no se han previsto medidas de emergencias o para las que los sistemas y procedimientos existentes son insuficientes.

Durante un paro de proceso de cualquier naturaleza y un arranque, pueden desarrollarse en muy diversos puntos del proceso, circunstancia de alto riesgo, debido a las condiciones de transición que se presentan en estas dos operaciones.

Efectos de Paro y Arranque

El Riesgo se interpreta como cualquier cosa que puede afectar a las organizaciones y se le cuantifica en términos de Probabilidad y Severidad.Riesgo Inherente: Exposición al

riesgo antes que se note el efecto del factor de control del negocio elegido.

Riesgo Residual: Riesgo remanente luego de que los factores de control y mitigación del negocio hayan tenido su efecto.

Tipos de Riesgo

Metodologías

Análisis Históricos

Listas de Verificación

Que pasa sí – What if…?

Matriz de Riesgo

FMEA

Árbol de Fallas

Hazop

Índice de Mond

Índice de Dow

Análisis de Consecuencias

Meto

dolo

gía

s

Estudia los accidentes registrados en el pasado en plantas similares o con productos similares.

Fuentes de Información:

Bibliografía especializada

Bancos de datos de accidentes.

Registro de accidentes de la propia empresa, de asociaciones empresariales o de las autoridades competentes.

Informes o peritajes realizados sobre accidentes importantes.

Análisis Histórico de Accidentes

Escape por la válvula de seguridad de cilindro de 900 kg de Cl (2009)

Definición de accidentes a analizar. Tipo de accidentes bajo estudio.

Identificación exacta del accidente: Lugar.Fecha y hora.Productos implicados.Instalación o equipos implicados.

Identificación de las causas de los accidentes: Errores humanos.Falla de equipos.Falla de diseño o de proceso.

Elementos de un Análisis Histórico de Accidentes

Identificación del alcance de los daños causados: Pérdida de vidas.Heridos.Daños al ambiente.Pérdidas en instalaciones y daños

materiales.Evacuación de personas, otras

medidas.Impacto en la población en general.

Descripción y valoración de las medidas aplicadas y, si es posible, de las estudiadas para evitar la repetición del accidente.

Permite hacer una aproximación cuantitativa de la frecuencia de determinados accidentes, en caso de disponerse de una base estadística suficientemente representativa.

Es de utilidad cuando se aplica a procesos y productos de uso masivo o frecuente (combustibles o químicos).

Ventajas:Las hipótesis de accidentes se

basa en casos reales.

Inconvenientes:Los accidentes documentados

son únicamente los «más importantes».

La información reflejada es insuficiente.

Las causas quedan a menudo sin identificar

Los accidentes históricos han impulsado modificaciones o prácticas operativas más seguras que tornan más difícil que se reproduzcan en condiciones similares.

Ejemplo: El banco de accidentes de SONATA (ITA) registra 60 accidentes con Cloro sobre un período de 1917 a 1986.

1. Escape por una válvula de un vagón cisterna en una estación. Se derramaron 3,0 t de cloro durante 10 min. Durante la descarga del vagón cisterna la energía eléctrica falló. Un trabajador, intentando cerrar la válvula, provocó la rotura de la tubería debido a un golpe accidental. Hubo 1 muerto y 60 heridos.

2. Durante la descarga de un vagón cisterna en una planta de celulosa se rompió una tubería, provocando un escape de cloro. Hubo 62 heridos.

Banco de Accidentes SONATA

4. Escape de cloro de contenedores por un incendio en un almacén, en el que se involucraron sustancias almacenadas en recipientes (HCl, glicerina). 500 evacuados y 25 heridos.

5. Rotura de una línea de 25 mm de diámetro que fue golpeada por un camión cisterna. Se derramó 1,0 t de cloro en el centro de un área edificada. 430 personas intoxicadas. La causa: Error humano.

6. Explosión en una planta química que condujo a la liberación de cloro. 10 mil personas evacuadas. 10 heridos.

Actividad PorcentajeProcesoAlmacenamientoCarga y descargaTransporte por tuberíaOtras

10 52 17 20 1

Total 100

Tipo de accidente Número  de accidentes

 Porcentaje

Rotura de depósitoRotura de contenedorEscapeRotura de tubería

963312

 15 10 55 20

Total 60 100

Clasificación de accidentes por tipo de actividad (60 accidentes)

Clasificación por tipo de accidente

1. Víctimas mortales:Porcentaje de accidentes de los que se

poseen datos: 86 %Muertos por accidente: 0,4 Número total de muertos: 149 (60 acc.)

2. Heridos:Porcentaje de accidentes de los que se

poseen datos: 77 %.Heridos por accidente: 20 (2)Número total de heridos: 2 068 (60

acc.).

3. Daños en dólares:Porcentaje de accidentes de los que se

poseen datos: 8 %.Costo medio: 1,7*106

Costo desde: 0,717*106 hasta: 5*106

d) Clasificación por Daños

Porcentaje de accidentes de los que se poseen datos: 50 %.

Cantidad desde 68 Kg hasta 95 t, en los 60 casos registrados.

e) Clasificación por Cantidad Implicada

Listas de Verificación

Check List o Listas de Comprobación, son utilizadas para determinar la adecuación a una regulación o procedimiento.

Son de fácil aplicación y pueden utilizarse en cualquier fase de un proyecto o modificación de una planta.

Lista de Verificación

1 DTI Revisión

2 Índice de Instrumentos Revisión

3 Planos de Ubicación de Instrumentos

4 Diagramas de Interconexión

5 Esquema de Control

6 Diagrama de lazo

7 Detalle de Instalaciones Eléctricas

8 Lista de cables y conductores

9 Lista de Materiales

10 Lista de Señales Revisión

11 Lista de verificación

12 Requisición de materiales

13 Cálculos Métricos

Es una manera adecuada de evaluar el nivel mínimo aceptable de riesgo de un determinado proyecto;

Muchas organizaciones utilizan las listas de inspección estandarizadas para seguimiento y control de las diferentes fases de un proyecto.

Es aplicable en la evaluación de procesos de Diseño, Construcción, Puesta en marcha, Operación y Paradas.

Deben ser preparadas por personas con experiencia.

Es necesario disponer de las normas o estándares de referencia, así como de un conocimiento del sistema o planta a analizar.

Cuando se aplica esta técnica de forma reiterada, es usual que las consultoras de seguridad tengan desarrollados formatos computarizados que cubran determinados procedimientos o reglamentos.

No. Materiales y Equipos

1 Medidor de flujo de canales abiertos modelo 872fro

1 Medidor de nivel Ultrasónico 858

1 Controlador lógico Programable (S7)

2 Válvulas (Vamex de 12” Ø, con una capacidad de 325 lps.

2 Bombas (marca ABS desde 3 HP hasta 1 600 HP. Gasto desde 3 lps hasta 5 700 lps.

8 Cables RS232 para conectar con los sensores y los paneles de visualización.

1 Cable thw 6awg conductor de cobre electrolítico

6 Lámparas de señalización

3 Altavoces de alerta de fallas

Constituye una buena base de partida para complementarlo con otros métodos de identificación que tienen un alcance superior al cubierto por los reglamentos e instrucciones técnicas.

Examina la instalación solamente desde el punto de vista de cumplimiento de un reglamento o procedimiento determinado.

Inflamabilidad

Explosividad

Toxicidad

Corrosividad y compatibilidad

Vertidos

Almacenamientos

Electricidad estática

Reactividad.

Sustancias

Registrar las características de

todas las sustancias presentes en el

proceso

Revisar el diagrama de flujo y las listas de equipos para identificar los riesgos asociados a cada componente:

Especificaciones de diseño (coeficientes de seguridad, temperatura, presión, flujo, nivel)

Alivios de presión Distribución en planta Equipos eléctricos.

Equipos

A) Diseño: Deben revisarse los procedimientos para puesta en marcha, paro y emergencia.

Reacción de los operadores de planta y de los sistemas de instrumentación y control ante incendios, explosiones, fugas tóxicas, fallas de alimentación eléctrica, de refrigeración, de vapor, de instrumentación, de gas inerte.

Posibles «by pass» de los enclavamientos durante la puesta en marcha o las paradas

Análisis de posibles efectos sinérgicos, efecto dominó.

Procedimientos

b) Construcción Deben revisarse las posibles

injerencias durante la construcción con instalaciones adyacentes.

c) Puesta en marcha Extremar los cuidados en esta fase

crítica para evitar errores:Sustancias, incluyendo las que estén

fuera de especificación.Equipos (purgas de aire, bridas ciegas,

posición de válvulas, identificación de piezas, instrumentación, paneles de control, señalización, alarma).

Procedimientos (preparación previa, formación, emergencia).

Cuando la planta se opera durante un cierto tiempo, tiende a olvidarse de los riesgos.

Debe cuidarse mantener al día la identificación y minimización de riesgos: Sustancias: Verificar que se

cumplan aspectos básicos: Recepción de todas las partidas

según especificaciones. Características de peligrosidad Sistema de seguridad y

contraincendios adecuados y operativos.

d) Operación

Equipos:Inspecciones según previsiones

iniciales Sistemas de alivio de presión Pruebas de los sistemas de

seguridad y enclavamientos Recambios adecuados y

disponibles

Procedimientos:Puesta al día de todos los

procedimientos Seguimiento por los operadores Formación del personal nuevo Comunicación de cambios Permisos de trabajos Medidas de seguridad para

reparaciones, subcontratistas, etc.

Esta fase frecuentemente se omite y sin embargo, pueden provocarse serios peligros si no se atiende:Sustancias: Inventario de sustancias a ser evacuadas Purgas o barridos con inertes

Equipos:Eliminación de sustancias en su interior,

incluyendo tuberías Colocación de barreras ciegas en los

puntos adecuados

Procedimientos: Comunicación del procedimiento de

paro al personal interesado.

Gestión de residuos peligrosos

e) Paros

Que pasa si … ?

Que Pasa Si…

What if? es un Método cualitativo y se utiliza para identificar peligros, situaciones peligrosas, eventos que conducen a accidentes con consecuencias indeseables y permite detectar desviaciones en los proyectos de diseño de un equipo, proceso o sistema.

Plantea las posibles desviaciones en el diseño, construcción, modificación y operación de una instalación industrial, utilizando la pregunta:

"¿Qué pasaría si ...?". Requiere un conocimiento básico

del sistema y cierta disposición mental para combinar o sintetizar las desviaciones posibles, por lo que normalmente es necesario el personal con experiencia para llevarlo a cabo.

Se aplica a cualquier instalación, área o proceso: instrumentación de un equipo, seguridad eléctrica, protección contra incendios, almacenamientos y sustancias peligrosas.

La técnica parte de una tormenta de ideas realizada por un grupos de personas sobre la pregunta ¿Que pasa si …?, para diferentes partes de un proceso o una parte específica.

El equipo de trabajo lo forman 2 ó 3 personas especialistas en el área a analizar con documentación detallada de la planta, proceso, equipos, procedimientos, seguridad, etc.

El resultado es un listado de posibles escenarios o sucesos incidentales, sus consecuencias y las posibles soluciones para la reducción o eliminación del riesgo.

El procedimiento incluye las siguientes etapas: Definición del sistema a analizar Definición de la Metodología a utilizar Determinar escenarios mediante la

pregunta ¿Qué pasa si …? Determinar consecuencias Determinar acciones correctivas o

preventivas

Previo a la realización del análisis se compilan diagramas, diseños, especificaciones, listas de materiales y se realizan entrevistas con las personas involucradas en el proceso.

Se formula una lista de preguntas fundadas orientadas a detectar posibles incongruencias en el proceso.

Puntos ClaveEl equipo debe registrar cada

pregunta

Documentar las “respuestas”

Evaluar riesgos residuales

Hacer recomendaciones

¿Que pasa si …¿Que

pasaría siConsecuencias Nivel de

Seguridad

Número de

Escenarios

Comentarios

Se corroe el filtro de HF?

Fuga en un cilindro. El HF escapa a la atmósfera. La exposición a los trabajadores puede ser fatal.

Ninguno 1 Checar con proveedor las prácticas de mantenimiento.

Proceso Continuo de Fabricación de Fosfato Diamónico, (PAD)

Qué pasaría si ...? Consecuencia Recomendaciones¿... se suministra un producto de mala calidad?

No identificada --

¿... la concentración de fosfórico es incorrecta?

No se consume todo el amoníaco y hay una fuga en la zona de reacción

Verificar la concentración de fosfórico antes de la operación

¿... el fosfórico está contaminado?

No identificada --

¿... no llega fosfórico al reactor?

El amoníaco no reacciona. Fuga en la zona de reacción

Alarma/corte del amoníaco por señal de falta de flujo en la línea de fosfórico al reactor

¿... demasiado amoníaco en el reactor?

Exceso de amoníaco. Fuga en la zona de reacción

Alarma/corte del amoníaco por señal de falta de flujo en la línea de fosfórico al reactor

Matriz de Riesgo

Una de las formas de caracterizar el riesgo en proyectos es el uso de matrices que categorizan riesgos mediante el impacto y probabilidad de ocurrencia.

Las matrices ofrecen un rango de riesgos cualitativos en categorías de alto, medio y bajo (rojo, amarillo y verde).

Este rango se utiliza para priorizar y asignar recursos para el manejo de riesgo.

Las matrices de 3 X 3 y 4 X 4 se emplean en el manejo de proyectos de riesgo.

Un riesgo puede graficarse en dos dimensiones, estableciendo el Impacto en el eje de la X y la Probabilidad en el eje de la Y.

La solución es el uso de una escala cualitativa donde en lugar de números se utilizan textos.

La probabilidad, el impacto y el riesgo toman valores: Alto, Medio y Bajo.

Matriz de Riesgos 3 x 3

Matriz de Riesgos 5 x 5

Matriz de Riesgos 5 x 5 cualitativa

Mapa de Riesgos

Cataclismo

Nunca

Probabilidad

R = K3 > K2

R = K2 > K1

R = P * S = K1

Severidad

Riesgo Crecient

e

El Riesgo es Constante a lo largo de cualquier contorno de Isoriesgo

Posibilidad

Contornos de

Isoriesgo

Matriz de RiesgosProbabilidad de Accidente [Ciclo de Vida 25 años]

FImposibl

e

EImprobabl

e

DRemoto

COcasiona

l

BProbabl

e

AFrecuent

e

Severidad de Consecuencias

I Catastrófica 1II Crítica 2

III Marginal 3

IV Despreciable

Código de Riesgo/Acción 1. Imperativo suprimir el riesgo a niveles inferiores2. La operación requiere dejar de lado la línea delimitada, endosada escrita por el Gerente.3. Operación Permisible

Árbol de Fallas

Árbol de Fallas

Es una herramienta de análisis que utiliza el razonamiento deductivo y los diagramas gráficos para determinar como puede ocurrir un evento particular no deseado.

El concepto de “Árbol de fallas y errores" diferencia conceptualmente las fallas de los componentes de las instalaciones de los errores en el comportamiento humano.

Creado en 1962 por H. A. Watson, de Bell Telephone Laboratories.

Puede tratar adecuadamente el asunto de fallas comunes y producir resultados cualitativos y cuantitativos.

Etapas donde se utiliza la metodología: Diseño, detecta fallas ocultas

Operación, evalúa accidentes potenciales en el sistema y detecta fallas en procedimientos o en el operador.

VentajasEncuentra las causas de un evento,

siguiendo interrelaciones complejas. Incorpora el error humano. Muestra los efectos aditivos al

accidente.

Desventajas Conocimientos muy completos del

caso. Entrenamiento para usarlo. Difícil de interpretar, ya que

diferentes representaciones dan diferentes resultados.

Costoso y requiere de tiempo.

Es un método que parte de la previa selección de un "suceso no deseado o evento que se pretende evitar“

Se aplica desde un accidente de gran magnitud (explosión, fuga o derrame) a un suceso de menor importancia (falla de una válvula) para averiguar las causas.

Descripción del Método

Seguidamente, de manera sistemática y lógica se combinan las situaciones que pueden dar lugar a la producción del "evento a evitar“.

Se conforman niveles sucesivos de tal manera que cada suceso esté generado a partir de sucesos del nivel inferior, siendo el nexo de unión entre niveles los "operadores o puertas lógicas".

El árbol se desarrolla en sus distintas ramas hasta alcanzar una serie de "sucesos básicos", denominados así porque no precisan de otros anteriores a ellos para ser explicados.

También alguna rama puede terminar por alcanzar un "suceso no desarrollado" en otros, sea por falta de información o por la poca utilidad de analizar las causas que lo producen.

Representación gráfica del árbol de fallas

Desarrollo del árbol

Prefijado el "evento que se pretende evitar", se procede descendiendo escalón a escalón a través de los sucesos inmediatos o sucesos intermedios hasta alcanzar los sucesos básicos o no desarrollados que generan las situaciones que, concatenadas, contribuyen a la aparición del "suceso no deseado".

Para la representación gráfica de los árboles de fallas y con el fin de estandarizar la representación se emplean símbolos.

Sím

bolo

s u

tiliz

ad

os

para

la r

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del árb

ol d

e f

alla

s

Si alguna de las causas inmediatas contribuye directamente por sí sola en la aparición de un suceso anterior, se conecta con él mediante una puerta lógica del tipo "O".

Si son necesarias simultáneamente todas las causas inmediatas para que ocurra un suceso, entonces éstas se conectan con él mediante una puerta lógica del tipo "Y".

Ejemplo

En el diagrama de flujo tienen que estar abiertas simultáneamente las válvulas A y B para que pase el producto del punto 1 al 2.

Procediendo de esta forma, se desciende de modo progresivo en el árbol hasta llegar a la parte inferior de las distintas ramas de desarrollo, para encontrarse con sucesos básicos o no desarrollados.

Evaluación cualitativa

Se analiza el árbol sobre el plano de su estructura lógica para determinar las combinaciones mínimas de sucesos básicos que hagan que se produzca el evento no deseado que se pretende evitar ("conjunto mínimo de fallas").

La estructura lógica de un árbol de fallas utiliza el álgebra de Boole, traduciendo esta estructura a ecuaciones lógicas.

Sistema de equivalencia lógica: Una puerta “O" equivale al signo

"+", no de adición sino de unión.Una puerta "Y" equivale al signo

"." equivalente a la intersección.

Propiedad conmutativa:x + y = y + xX · y = y · x

Propiedad asociativa:x + (y + z) = (x + y) + zx · (y · z) = (x · y) · z

Propiedad distributiva:x · (y + z) = x · y + x · zx + y · z = (x + y) · (x + z)

Propiedad idempotente:x · x = xx + x = x

Ley de absorción:x · (x + y) = xx + x · y = x

leyes y propiedades básicas del álgebra de Boole

Aplicación de la algebra de Boole

Transforma el árbol de fallas en una función lógica.

La posibilidad de simplificar la función lógica del árbol gracias a la constatación de falsas redundancias.

La reducción de falsas redundancias (reducción booleana) consiste en simplificar ciertas expresiones booleanas y consecuentemente los elementos de estructura que las mismas representan.

Identificar durante el análisis, además de las fallas individuales de los componentes, las posibles fallas debidas a una causa común o la determinación de los componentes que fallan del mismo modo.

Resolución de Árboles de Fallas

Identificación de todas las puertas lógicas y sucesos básicos.

Resolución de todas las puertas en sus sucesos básicos.

Eliminación de los sucesos repetidos en los conjuntos de fallas: aplicación de la propiedad idempotente del álgebra de Boole.

Eliminación de los conjuntos de falla que contengan a su vez conjuntos de falla más pequeños, es decir, determinación de entre todas las combinaciones posibles, los conjuntos mínimos de falla: aplicación de la ley de absorción del álgebra de Boole.

Se trata de ir descendiendo en el árbol para su resolución eliminando y sustituyendo los sucesivos símbolos de identificación de las puertas hasta obtener las diferentes combinaciones de fallas primarias identificadas.

De la resolución del árbol de fallas, se obtienen:

Vías secuenciales de fallas básicas generadores del acontecimiento final: 1.2 y 1.2.3.

Conjunto mínimo de fallas que son necesarios para que se produzca el acontecimiento final: 1.2.

La vía 1.2.3 en realidad es la misma que la 1.2, ya que el evento ya sucede con la simultaneidad de las fallas 1 y 2 sin necesidad de que acontezca la falla 3, con lo que el conjunto mínimo de fallas es el 1.2.

Evaluación Cuantitativa

Precisa conocer la probabilidad de falla de aquellos sucesos que en el árbol se representan en un círculo (sucesos básicos) y determinar valores probabilísticos de falla a aquellos sucesos que se representan en un rombo (sucesos no desarrollados).

Según el modo en que ha fallado el componente, se calcula la probabilidad de falla del mismo en función de la tasa de falla que se puede obtener en bancos de datos y de la propia experiencia.

Existe información que proporciona datos estimativos sobre tasas de errores humanos que permite asignar valores probabilísticos a su ocurrencia.

El conocimiento de los valores de probabilidad de los sucesos primarios (básicos o no desarrollados) permite:

Determinar la probabilidad global de aparición del "suceso no deseado" o "evento que se pretende evitar".

Determinar las vías de falla más críticas, es decir, las más probables entre las combinaciones de sucesos susceptibles de ocasionar el "suceso no deseado".

Para la valoración de la probabilidad global de aparición del "suceso no deseado" se realizan los siguientes pasos:

Se asignan valores probabilísticos a los sucesos primarios.

Se determinan las combinaciones mínimas de sucesos primarios cuya ocurrencia simultánea garantiza la aparición del "suceso no deseado": establecimiento de los "conjuntos mínimos de fallas".

Se calcula la probabilidad de cada una de las vías de falla representada por los conjuntos mínimos de fallas, la cual es igual al producto de las probabilidades de los sucesos primarios que la componen.

Se calcula la "probabilidad de que se produzca el "acontecimiento final", como la suma de las probabilidades de los conjuntos mínimos de fallo, como límite superior, ya que matemáticamente debería restarse la intersección de éstos.

Ejemplo

• El árbol de la figura asigna valores de probabilidades de falla a los sucesos primarios:

• P1 = 5 * 10-3; P2 = 6 * 10-2; P3 = 10-3

• Conjunto mínimo de fallas: P1 y P2

• Pvía(1) = P1 * P2 = 5 * 10-3 x 6 * 10-2 = 300 * 10-6

• Probabilidad de acontecimiento final: PAF = P1 * P2 = 300 * 10-6

• En este caso coincide con la probabilidad del conjunto mínimo de fallas ya que éste es único.

Fallo de válvula de retención VR por retroceso del fluido 10-2

Fallo de estanqueidad de VC en posición de cierre 10-3

Posibilidad de bloqueo de las válvulas neumáticas VC al abrir o cerrar 10-3

Fallo del termostato de regulación de VC 10-3

Fallo de transmisión de señal del termostato o presostato 10-4

Fallo presostato 10-3

Fallo señal acústica de alarma 10-2

Probabilidad de no actuación correcta ante alarma 10-2

Anál

isis

de

Form

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s (F

MEA

)

Análisis de Formas de Falla y Efectos

El Análisis de Formas de Falla y Efectos es una tabulación de los distintos equipos que constituyen la planta, las formas de falla de cada equipo y los efectos de las fallas de dichos equipos o plantas.

La forma de falla es simplemente una descripción de las causas por las que el equipo puede fallar.

El efecto es el accidente o respuesta del sistema de falla.

Este tipo de análisis identifica una sola falla a la vez, que puede ser la causa o contribuir a la causa de un accidente.

No se emplea para la identificación de combinaciones de fallas que puedan llevar a accidentes y por lo general no examina errores de operadores.

Una modalidad de este tipo de análisis es la Análisis crítico de formas de fallas y efectos, que integra una calificación relativa de cada forma de falla.

El alcance de este tipo de análisis es la identificación de las formas en que un equipo puede fallar y los efectos de cada forma de falla sobre el sistema de proceso.

Las aplicaciones de este análisis comprenden: Fase de análisis de diseño, para

identificar las necesidades de agregar sistemas protectores o redundantes.

Durante las modificaciones, para identificar los efectos de las partes modificadas en los equipos existentes.

Durante la operación, para identificar una sola falla a la vez, que puede resultar en accidentes significativos.

Con la información se diseña una tabla que describe todas las posibles formas de falla que puede tener un equipo y sus efectos.

La información requerida son los DTI’s y la lista de equipos.

Guía de aplicación

El formato contiene la siguiente información:

Identificación del equipo por medio de un número específico para su análisis.

Este número puede ser seriado o el número del DTI.

Descripción del equipo, incluyendo tipo (bomba, válvula, cambiador de calor).

Configuración de operación (normalmente abierto, normalmente cerrado, operación continua, etc.) y todas las características que puedan influir en el modo de falla (alta presión, servicio de agua salada, etc.)

Las formas de falla deberán incluir todos los modos de falla para el equipo estudiado.

Se debe asegurar que se limite a los modos de falla.

Por ejemplo, la falla del cuerpo de una válvula debido a varias causas, pero la forma de falla, la ruptura de la válvula es igual para todas las causas.

Los efectos de cada forma de falla deben identificarse.

En especial los efectos que son inmediatos y que la falla vaya a repercutir en otros equipos o partes del sistema.

Los efectos más importantes son aquellos que causen explosiones

Reporte FMEAEmpresa:Refinería:PlantaSistema:

Fecha:Referencia:

Hoja de

Equipo Identificación Descripción Forma de Falla

Efectos Rango Crítico

Análisis de Formas de Falla y Efectos

Hazop

Hazop

Los estudios de Riesgo y Operabilidad referidos como HAZOP identifican los riesgos asociados con la operación de un sistema, investigando las posibles desviaciones en cuanto a la operación normal del mismo.

El objetivo de la técnica es estimular la imaginación del diseñador para que identifique los riesgos potenciales, más no necesariamente para encontrar soluciones a los problemas que detecte.

Es aplicable a todas las fases de vida de cualquier tipo de planta.

Integra la participación de varios expertos en diferentes campos, quienes imaginan las posibles desviaciones utilizando palabras claves o guía que al analizarse permiten una búsqueda sistemática de los peligros inherentes en las plantas.

La exploración de todas las formas posibles en las que la operación se pueda desviar conduce a numerosas desviaciones teóricas que a su vez se analizan y permiten esquematizar las posibilidades de ocurrencia y las consecuencias de un accidente.

Del conjunto de causas, se desprende aquellas irreales y poco probables, de las reales con consecuencias triviales y las reales con consecuencias potencialmente peligrosas.

Las primeras se descartan y el estudio se enfoca en las últimas.

Requerimientos BásicosDibujos,( planos )e información utilizada en el

estudio exacta.

Grupos de trabajo con habilidades técnicas y conocimiento del proceso.

Habilidad del grupo para visualizar las desviaciones, causas y consecuencias.

Habilidad del grupo para ponderar la seriedad de los riesgos que se identifican. (Poco o muy peligroso)

Palabra GuíaPalabra Clave Significado Comentarios Desviación

No, Nada Total negación de la intención

Ninguna parte de la acción ocurre

No existe flujo donde debiera

Más, mayor Aumenta el grado de la intención

Se refiere a cantidades y propiedades

Mayor flujo, más carga, tiempo de reacción, baja temperatura, presión, viscosidad.

A parte de, también Un aumento cualitativo La intención ocurre junto con otra actividad

Otras fases, impurezas, otros flujos, aparte existe corrosión

Parte de, solo parte de

Una disminución cualitativa

Algunas intenciones ocurren, otras no

Composición diferentes, alguna omisión

Contrario a Ocurre lo opuesto a la lógica

Ocurre lo contrario a lo que se esperaba

El flujo se regresa, el producto envenena

En vez de, antes de, después de, a donde más

Sustitución completa Ocurre alto totalmente a lo esperado

En vez de cargar “A” se carga “B”; en vez de enfriar, calentar.

1. Cambios en cantidad

A. Mucho Flujo

Bomba acelerada, aspiración presurizada, fuga en cambiador de calor, pérdida de presión de recipiente de admisión.

B. Poco Flujo

Falla bomba, presencia de cuerpos extraños o sedimentos, poca aspiración, cavitación, válvula atascada, pérdida-fuga.

C. Nada

Falla bomba, sobrepresión en recipiente de admisión, recipiente en aspiración vacío, sedimentos o cuerpos extraños.

D. Flujo Inverso

Falla bomba, bomba invertida, sobrepresión en el recipiente de admisión, silonado invertido.

Pérdida de control automático

Error del Operador

Falla de válvula, tubería, junta, ruptura de disco, válvula de alivio

Para todas las líneas de Proceso

Hazop

2. Cambios en Condiciones

físicas

A. Alta Presión

B. Alta/Baja Temperatura

1-2. Ebullición, cavitación, congelación, condensación, sedimentación, formación de espumas, incrustaciones, liberación de gases, explosión, implosión, cambios en la densidad y viscosidad, fuego externo, golpes, condiciones atmosféricas.

C. Aumento brusco de las electricidad

estática

3. Impacto, aceleración brusca, fuente de ignición, etc.

Para todas las líneas de Proceso

3. Cambios en las condiciones

Químicas

A. Alta/Baja Concentración

1. Cambios en la proporción de la mezcla en agua o solvente.

B. Contaminantes

2. Inclusión de aire, agua, vapor, fuel, lubricantes, productos de corrosión, otros materiales de proceso, fugas a través del intercambiador, entrada de gases, nieblas.

Para todas las líneas de Proceso

4. Puesta en Marcha o Parada

A. Inspecciones 1. De presión y vacío no destructivas.

B. Puesta en Servicio2. Concentración de Reactivos y Productos intermedios.

C. Mantenimiento3. Purgas, venteos, secaderos, calentadores, accesorios, repuestos.

Para todas las líneas de Proceso

5. Tuberías Peligrosas

A. Registro de Tuberías

1. Tomar en cuenta esta tuberías para registro

Para todas las líneas de Proceso

6. Cambios dentro de los Recipientes

A. Alta/baja Reacción

1. Otra reacción, reacciones violentas, exotérmicas, endotérmicas, gaseosas, catalizadas.

B. Alta/baja Mezcla

Falla de agitación, remolinos, estratificación, erosión.

C. Alto/Bajo Nivel

Rebosamiento, presión brusca, corrosión,

sedimentos.

Palabra Guía Adicional: Recipiente

7. Efluentes A. Compatibilidad

1. Reacciones en alcantarillas, desagües, vertederos, colectores.

2. Conexiones a desagües, lavados, sifones, venteos, chimeneas, quemadores.

Para toda la Sección

8. Emergencias

A. Fallas de energías, aire, vapor, N2, fuel,

agua.

1. Considerar fallas totales y parciales, así como los combinados.

2. Considerar alumbrado de la planta y panel de instrumentos, energía para alarmas y fallas de la acción local y general.

B. Paradas no programadas

Sistema de comunicación y actuación, coordinar con otras plantas y sistemas de trabajo.

Para toda la Sección

Índices de Riesgo

Índices de Riesgo

Son métodos de evaluación de peligros semi-cuantitativos directos que dan como resultado una clasificación relativa del riesgo asociado a un establecimiento industrial.

No se utilizan para estimar riesgos individuales, sino que proporcionan valores numéricos que permiten identificar áreas o instalaciones de una planta industrial en las que existe un riesgo potencial y valora su nivel de riesgo.

Métodos de mayor difusión: Índice de Mond Índice de Dow de

incendio y explosión

Índice Mond de Fuego, Explosión y Toxicidad.

El método se basa en la peligrosidad de los productos y en el carácter crítico de los procesos en función de sus antecedentes de operación en instalaciones similares.

El índice fue desarrollado por ICI y permite obtener índices numéricos de riesgos para cada sección de las instalaciones industriales.

El Índice es una función de las características de las sustancias manejadas, cantidad, tipo de proceso y de las condiciones específicas de operación.

Esta técnica se utiliza durante las etapas de diseño de instalaciones, así como durante el tiempo de operación y realización de cambios mayores al proceso.

Las ventajas de la metodología:Amplio rango de procesos. Rápido y fácil de usar. Estima el valor de las

pérdidas en el área de estudio.

Identifica las secciones de mayor riesgo y por tanto, busca medidas de seguridad.

Desventajas de la metodología:Se secciona con base en los

materiales presentes, cantidad, condiciones de operación y tipo de proceso.

La toxicidad es considerada sólo como un factor de complicación.

Los criterios aplicables para definir una sección en una planta se basan en la delimitación de un proceso específico o un riesgo material distinto de otras secciones vecinas.

Almacenamiento de materias primas.

Sección de alimentación. Sección de reacción.Destilación de un producto. Sección de absorción o

agotamiento.Almacenamiento intermedio.Almacenamiento de productos Sección de carga y descarga. Sección de manejo de

catalizadores. Tratamiento de subproductos Tratamiento de efluentes. Puentes de tuberías dentro de la

planta. Tuberías instaladas a nivel de piso.

Secciones más comunes en la planta:

El propósito de dividir la planta en tantas secciones como sea posible permite establecer las características de riesgo en cada una de las unidades e identificar un esquema diferencial de riesgo en toda la superficie de la planta.

Ello evita considerar a toda la planta como peligrosa o limitarse a la sección más crítica.

Incluye el inventario de materiales catalizadores, intermedios, subproductos y solventes, describiendo las reacciones y operación que ocurran en la sección seleccionada.

Se selecciona el material o la mezcla que represente el mayor riesgo.

Esto se basa en el grado de inflamabilidad combinado con la cantidad de material listado.

La combinación de cantidad y energía potencial explosiva se considera de mayor riesgo.

Listado de Materiales

El material seleccionado adquiere la categoría de material clave y debe estar presente en una magnitud que amerite considerarlo peligroso.

Si el material tiene una calificación de riesgo alto como el acetileno, pero se encuentra en una cantidad pequeña, mientras que otro material vecino, digamos propano, se encuentra en cantidad mayor, entonces este último se asigna como material clave.

Selección del Área de Exposición AE

Determinar el Valor de sustitución en el Área de Exposición VS

Selección de la Unidad de Proceso

Determinación del Factor Material FM

Cálculo del Factor de riesgos Generales del Proceso F1

Cálculo del Factor de Riesgos Especiales del Proceso F2

Determinación del Factor de Riesgo F3 [F1*F2 = F3]

Determinación del Índice DOW (IIE) [IIE = F3*FM]

Aplicar factores de Bonificación FB y FBE

Daño Máximo Probable a la Propiedad MPDD real

Factor de Daño FD

Cálculo de los Días Máximos de Interrupción MPDO

Costo de Paralización de la Actividad BI

Procedimiento de Cálculo del Método DOW

Para cada material enlistado se determina el Factor Material (FM).

El FM es una medida de fuego, explosión o energía potencial liberada por el material clave a una temperatura de 25 °C y a presión atmosférica, ya sea gas, líquido o sólidos.

Materiales más importantes:Inflamables, No Combustibles,

sólidos y polvos combustibles, combinaciones reaccionables o con potencial de explosión.

1. Determinación del Factor Material

Compuesto Clasificación NFPA Factor MaterialSalu

dIncendio Reactividad

Aceite mineral 0 1 0 4Acetaldehído 2 4 2 24Acetato de t-amilo 1 3 0 16Acetato n-butilo 1 3 0 16Acetato de etilo 1 3 0 16Acetato de isopropilo 1 3 0 16Acetato de metilo 1 3 0 16Acetato de vinilo 2 3 3 24Acetileno 1 4 3 29Acetona 1 3 0 16

Clasificación de Materiales

2. Riesgos Especiales del Material

Los factores de riesgo se asignan en función de las circunstancias de uso del material clave en la sección que se estudia.

Materiales Oxidantes.- Se aplica cuando el material es capaz de liberar oxígeno bajo condiciones de fuego. (Factor 0 – 20)

Ejemplos: Oxígeno líquido, cloratos, nitratos, percloratos y peróxidos.

No se aplica un Factor cuando el material oxidante se haya incluido como parte de una combinación especialmente reactiva en la determinación del Factor ambiental.

Materiales que reaccionan con agua para producir gas combustible.Si la cantidad de material

reactivo es pequeña y produce solo un fuego pequeño, FM 5.

Si el material reactivo es inflamable, no se aplica ningún factor.

Si la contribución al fuego de la reacción del material con agua es apreciable: 30.

Ejemplo: carburos, sodio, magnesio, amidas metálicas alcalinas e hidruros.

C). Características de mezclado y Dispersión (m)

El riesgo del material clave está en función de si se trata de un gas denso o ligero, líquido inflamable, gas licuado inflamable o material viscoso.

Se selecciona un Factor m para los aspectos de riesgo de mezclado y dispersión por fugas o derrames como sigue:

C-1 Gases Inflamables de Baja Densidad

A menos que estén a temperatura bajo cero, se dispersan rápidamente y su contribución a los riesgos de fuego y explosión es menor que la de los gases con densidad igual a la del aire.

Hidrógeno

Factor de -60 (menos 60)

Metano y amoniaco

Factor de -20 (menos 20)

Un gas licuado inflamable se define como un material inflamable con una temperatura crítica arriba de 10 °C: Factor de 30.

 C-3 Líquidos Criogénicos Inflamables

El material criogénico se define como un líquido que se almacena a, o cerca de la presión atmosférica y a temperaturas de -73 °C o menos.

C-4 Materiales Viscosos

Si el material clave es altamente viscoso a temperaturas relevantes de la sección: Factor de menos 20 (-20).

Ejemplo: alquitrán, betún, aceites lubricantes pesados, resinas.

C-2 Gases Licuados Inflamables

A los materiales que pueden desarrollar efectos de calentamiento durante el almacenamiento o silo, se les asigna un Factor de 30.

Algunos peróxidos orgánicos y almacenamiento en silos de carbón, materiales orgánicos como paja y pasto o nitrato de amonio.

A los sólidos (sulfuro de hierro, metales reactivos, fósforo): Factor de 50 a 250.

El valor del factor seleccionado se refiere a la tendencia al fuego que surja de las partículas de sólido pirofórico y si hay impurezas inertes que reduzcan el grado de piroforicidad.

E) Polimerización Espontánea

• Para materiales que se puedan polimerizar espontáneamente con rápida generación de calor, cuando se sobrecalientan por fuego o contaminación bajo condiciones normales de almacenamiento, se utiliza un factor de 75.

F) Sensibilidad a la Ignición

• Se refiere a la sensibilidad a la ignición en general del material clave con aire como oxidante.

• Una guía para seleccionar factores de sensibilidad a la ignición se basa en estándares de clasificación eléctrica para equipo de gas y de vapor.

G. Sujetos a Descomposición Explosiva

Una descomposición explosiva se define como una reacción acompañada por la liberación de grandes cantidades de gases calientes que ocurre con suficiente rapidez para proporcionar una rápida reacción o una explosión visible a un observador.

Se asigna un factor de 125 para el caso de etileno de alta presión, peróxidos, acetileno a presiones debajo de una presión parcial de 20 psig, vapor de nitrato propílico.

H) Sujetos a detonaciones gaseosas

Ciertos materiales detonan bajo condiciones normales de proceso o cuando dependen de la instrumentación para conservar el material fuera de los intervalos especificados de temperatura y presión, para evitar detonación.

A estos materiales se les asigna un factor de 150.

Ejemplo, acetileno con una presión de más de 20 psig, tetrafluoroetileno bajo presión, peróxido de hidrógeno concentrado.

Propiedades Explosivas de la Fase Condensada

Se consideran las propiedades explosivas de la fase condensada del material clave.

Si el material tiene propiedades deflagrantes o de propulsión, F: 200 - 400.

Si el material puede detonar, F: 500 - 1000.

Cuando el material sea tal que una explosión de gas o de fase de vapor inicie una explosión de fase condensada se adicionan 500.

Riesgos Generales del Proceso

A. Manejo y Cambio FísicoEl almacenamiento de materiales

inflamables que cuente con protección adecuada (dique) y esté separado de las operaciones de carga y descarga se le asigna un Factor de 10.

Cuando un material que está siendo almacenado está caliente y tiene una fase acuosa separada y/o el recipiente de almacenamiento está calentado con vapor, se usa un factor de 50.

Reacciones endotérmicas o exotérmicas que se efectúen en soluciones diluidas de manera que el solvente puede absorber todo el calor que se genere en la reacción sin crear una situación peligrosa, Factor: 25.

Ejemplo: reacciones de separación, cracking e isomerización.

B. Reacciones Continuas Simples

C. Reacciones Batch Simples

El factor a aplicar se basa en el inciso B para reacciones continuas más un factor adicional entre 10 y 60 para tomar en cuenta un posible error del operador.

El factor escogido debe ser mayor cuando la reacción Batch sea rápida (menos de 1,0 hora) o lenta (más de un día).

D. Reacciones Múltiples o Diferentes operaciones de proceso efectuadas en el

mismo equipoEl procedimiento considera las

reacciones individuales bajo los incisos A), B) o C) y seleccionar el factor más alto.

Se aplica un factor de 50 de acuerdo al grado de contaminación;

Donde haya una alteración en el orden de admisión de reactivos en una situación multi-reacción que pueda conducir a reacciones inesperadas. Factor de hasta 75.

E. Transferencia de Materiales

Consideran los riesgos adicionales asociados con métodos de llenado, vaciado o transferencia de materiales.

E1. Tubería permanente instalada, completamente cerrada, se aplica un factor de Cero.

E2. Tubería flexible o donde la operación requiera la conexión o desconexión de tubería se utiliza un factor de 25.

E3. Operaciones de llenado o vaciado a través de compuertas o salidas inferiores (Reactores Batch), Factor de 50.

Recipientes Transportables

Si los tambores, tanques desmontables y pipas están bien cerrados, las consecuencias de choques, fuego externo y otros incidentes, pueden ser mayores que en las unidades fijas de las plantas, debido a que el venteo disponible es mínimo.

F1. Cuando se trata de tambores llenos (fijos), Factor de 25.

F2. Tambores llenos en vehículos de transporte, Factor de 40.

F3. Tambores vacíos, Factor de 10.

F4. Pipa o tráiler, Factor de 100.

F5. Carro tanque, Factor de 75.

Riesgos Especiales del Proceso (S)

Los factores se asignan con respecto a las características de operación del proceso, al almacenamiento o al transporte.

Estos intensifican el riesgo total sobre la clasificación determinada por las características del material clave y del proceso u operación básica de que se trate.

Cuando los procesos operan a presión atmosférica o al vacío.

Ejemplos: Unidades de compresión de cloro o sistemas de condensación de agua.

Si el aire o los contaminantes que entren al sistema reaccionan con materiales presentes para producir una condición riesgosa: Factor de 50;

Ejemplo: Manejo de diolefinas (dioxano) donde hay el peligro de formación de peróxido y polimerización catalítica subsecuente.

Baja Presión

Los procesos que operan casi a presión atmosférica o al vacío con materiales inflamables, presenta un gran peligro por el riesgo de explosión originado por la entrada de aire al sistema. Factor de 100

Ejemplos: Sistemas colectores de hidrógeno, destilación o vacío de líquidos inflamables.

Los procesos que operan a alto vacío con materiales inflamables, presentan un riesgo menor y se aplica un factor de 75. 

La unidad que opera a una presión más alta que la atmósfera requiere un factor para compensar la intensidad de riesgos de fuego y de explosión interna.

Se aplica un factor p para representar el peligro de alta presión, el cual se determina por medio de Gráficas.

El intervalo de 0-900 psig se grafica como la curva principal, con una segunda curva para el intervalo 1 000 a 10 000 psig.

Los sistemas que operen a más de 3 000 psig involucran un riesgo considerable de un escape grande de fluido a la atmósfera, por lo que la curva de la Gráfica aumenta más rápidamente arriba de 3 000 psig; debe aumentarse el factor p en 10 por cada 2 500 psig adicionales.

Alta Presión

Baja Temperatura

Para equipos de acero al carbón normal y temperaturas normales de operación entre 10 °C y -10 °C, se asigna un factor de 15.

Acero al carbón normal a temperaturas normales de operación ente -10 °C y -25 °C sin posibilidad de alcanzar temperaturas < -25 °C bajo cualquier condición se asigna un factor de 30.

Acero al carbón normal a temperaturas normales de operación debajo de -25 °C, se asigna un factor de 100.

El propósito es tomar en cuenta la posible fragilización de unidades de acero al carbón al ser operadas a una temperatura igual o menor a la de transición.

D. Alta Temperatura

La operación a alta temperatura presenta un efecto doble: primero aumenta los riesgos inherentes al manejo de material inflamable y segundo, la resistencia del equipo se puede ver afectada negativamente.

D1. Los efectos de la alta temperatura en los riesgos del material dominante presente son mayores cuando es un líquido inflamable y todavía más significativo con gases y vapores inflamables.

Cuando el material dominante está en fase líquida o sólida, se asigna un factor de inflamabilidad por alta temperatura como sigue:

D1.1 Líquido o sólido inflamable arriba de su punto flash de copa cerrada. Se Factor de 20.

D1.2 Líquido o sólido arriba del punto flash copa abierta, Factor de 25.

D1.3 Fase líquida a una temperatura arriba de su punto de ebullición a 760 mm de Hg, Factor de 25.

D1.4 Si el material es un sólido a temperatura normal, pero se presenta en la unidad en fase líquida se usa un factor de 10.

D1.5 Si el material se maneja arriba de su temperatura normal de autoignición, aplica un factor de 35.

D.2 Se debe asignar un factor adicional, para el efecto de la temperatura sobre la resistencia del equipo como sigue:

D2.1 Si la temperatura es tal que el material (metal o plástico) de los equipos se opera bajo condiciones de esfuerzo longitudinal o progresivo, se aplica un factor de 25.

D2.2 Si la temperatura de operación está en el intervalo donde la resistencia permisible del material se reduce en un 25 % o más por un aumento en la temperatura de 50 °C, Factor de 10.

El riesgo de Corrosión y Erosión

E1. Velocidad de corrosión < 0,1 mm/año, Factor 0.

E2. Velocidad de corrosión < 0,5 mm/año con algún riesgo de erosión, Factor de 10.

E3. Velocidad de corrosión de 1,0 mm/año con o sin efectos de erosión, Factor de 20.

E4. Velocidad de corrosión > 1 mm/año sin efectos de erosión, Factor de 50.

Estos factores deben asignarse tanto a la corrosión interna como externa.

Cuando la planta se construye con revestimiento resistente (plásticos, hule, metales recubiertos), los efectos del resquebrajamiento en los agujeros para espigas, uniones con cemento, soldaduras contaminadas, se deben tomar en cuenta todos los problemas producidos cuando la reacción deseada se inhibe o modifica.

F. Riesgos de Juntas y Empaques

Estas partes causan problemas, donde se tienen ciclos de temperatura y de presión.

F1. Construcción soldada para la mayoría de las uniones, uniones con bridas diseñadas para no causar problemas, cuellos de bombas y válvulas bien selladas, Factor de 0.

F2. Uniones bridadas que tendrían fugas regulares de menor cuantía, factor de 30.

F3. Sellos de las bombas que tendrían fugas de menor cuantía, factor de 20.

F4. Problemas mayores de sello en el proceso (fluido del proceso que penetra), factor de 60.

G. Riesgos de Vibraciones y de Fatiga por Carga Cíclica y Fallas de

Cimentación y soportería

La unidades de compresión introducen vibración en equipos asociados y tuberías.

Efectos similares ocurren en un equipos donde las condiciones de presión y temperatura varían cíclicamente dentro de un intervalo razonable.

Ambas situaciones introducen riesgos de fatiga en el equipo que intensifican el riesgo de sección.

Aplica un Factor de hasta 50.

Otros tipos de operación (llenado de pipas, estructuras elevadas) pueden introducir riesgos si los cimientos u otros soportes de estructuras fijas, como puente de tuberías, se debilitan por corrosión, abrasión, mal diseño de la cimentación.

Donde son fuentes potenciales de riesgo, se asigna un factor de hasta 30.

Cuando un recipiente se coloca sobre celdas de carga de tal manera que los movimientos laterales pueden causar inestabilidad al recipiente, se usa un factor de 50.

H. Procesos o Reacciones Difíciles de Controlar

Cuando se llevan a cabo reacciones exotérmicas o en caso en los que se debe evitar una reacción lateral exotérmica, hay una gran posibilidad de que la reacción quede fuera de control.

Ejemplos: Nitración, polimerización y reacción Friedel-Grafts.

A la operación de un proceso a temperatura normal dentro de 20 °C del límite de temperatura especificado por seguridad para dicho proceso se le asigna un factor de 100.

I. Operación en el Intervalo de Inflamabilidad

En el caso de almacenamiento de líquidos inflamables dentro de recipientes cerrados que no tienen venteo atmosférico, se usa un factor de 25 si el espacio de vapor puede caer dentro del rango inflamable por venteo accidental.

Se asigna un factor de 150 a los tambores vacíos u otros recipientes que hayan contenido materiales inflamables y no hayan sido descontaminados o purgados totalmente.

Donde se almacenan líquidos inflamables de manera que el espacio de vapor esta fuera del intervalo de inflamabilidad, pero que puede formarse durante el llenado o vaciado, se usa un factor de 50.

Por ejemplo tanques de almacenamiento de gasolina y crudo que pueden producir una atmósfera inflamable si se vacían rápidamente.

Líquido inflamable almacenado a una temperatura por debajo de su punto flash puede producir un espacio de vapor inflamable por la entrada de líquido caliente, formación de neblina y donde se tiene un llenado de golpe se usa un factor de 50.

Las reacciones de proceso y otras operaciones que se efectúen cerca del intervalo de inflamabilidad donde se debe tener confianza en la instrumentación para permanecer fuera de los límites de inflamabilidad, se aplica un factor de 100.

Ejemplo: La oxidación de tolueno a ácido benzoico con aire.

J) Riesgo de Explosión Mayor que el Promedio

Para los procesos que usen líquidos inflamables o gases licuados inflamables a temperaturas y presiones, tales que una fuga resulte en rápida vaporización y formación probable de concentración inflamable, se aplica un factor de 40.

A los procesos con riesgo de explosión de vapor se les asigna un factor de 60;

Por ejemplo procesos donde el agua de enfriamiento se usa en conjunto con circuitos de sal fundida.

Procesos susceptibles de acumular contaminantes que puedan causar una explosión, Factor de 100.

Ejemplo, almacenamiento de óxido de etileno.

Para cualquier proceso donde por la experiencia que se tiene se sospeche que el escalamiento puede afectar la reactividad y aumentar la peligrosidad de la operación, Factor de 60.

Presurizados o reactores Kettle.

K) Riesgo de Explosión por Polvo o Neblina

Se aplica cuando bajo condiciones normales se puede desarrollar un potencial de explosión por polvo o neblina.

Procesos donde los materiales se manejan de manera que los riesgos de explosión por polvo o neblina dentro o fuera del equipo puedan producirse únicamente por ruptura o falla del equipo, Factor de 30.

Por ejemplo: aceite hidráulico de alta presión, óxido de difenilo.

Si en el proceso o la operación se manejan líquidos a una temperatura que sea susceptible de ignición o explosión de manera que pueda haber formación de neblina dentro del equipo, se aplica un factor de 50.

Ejemplo: Sistemas Dowtherm de transferencias de calor y el bombeo de aceites hidráulicos calientes, aceites fluidizantes.

A los procesos en los que el riesgo de formación de polvo o neblina casi siempre está presente, se les asigna un factor de 50 a 70.

La neblina se considera de igual manera.

280 explosiones de polvo desde 1980 hasta 2005, que provocaron 119 muertes y 718 heridos. (USA)

La liberación de energía potencial de procesos que usan oxígeno, mezclas de aire-oxígeno, óxido de nitrógeno y cloro, presenta un riesgo mayor que en los procesos de oxidación con aire a la misma temperatura y presión.

L1. Donde el oxígeno se use como oxidante, se utiliza un factor de 300.

L) Procesos que Usan Oxidantes Gaseosos muy Fuertes

L2. En el caso de aire enriquecido por oxígeno, se aplica un factor calculado con el porcentaje de oxígeno (x) disponible en el aire enriquecido.

Factor = (x – 21) 300/79

L3. Donde se use cloro sin dilución, se aplica un factor de 125.

L4. Si el cloro se diluye con un inerte hasta una concentración de y% Cl2, en una base libre de combustible, se usa un factor dado por:

Factor = (y – 39) 129/61

 M) Sensibilidad a la Ignición

Toma en cuenta la formación de subproductos pirofóricos o peróxidos inestables, que actúan como fuente de ignición.

M1.- Si O2 concentrado, N2O o NO es el oxidante, se utiliza 50.

M2.- Donde Cl2 concentrado o NO2 es el oxidante, se utiliza 75.

M3.- El oxidante se diluye, se utiliza un factor proporcional, de manera que se asigne un factor de cero a: 21 % de O2, 21% de N2O, 26 % de NO2 y 39 % de Cl2.

M4.- Donde es probable que el proceso produzca materiales pirofóricos, que puedan provocar ignición en espacios de vapor, Factor de 25.

N) Riesgos ElectrostáticosLos riesgos electrostáticos se

pueden crear en unidades con:

Polvos y materiales granulados en movimiento.

Líquidos puros de gran reactividad.

Líquidos que contienen dos fases.

Descargas de gas que contienen dos fases

Cuando el equipo está hecho de materiales aislantes.

Los polvos y materiales granulares de alta resistividad generan cargas electrostáticas cuando fluyen dentro de equipos, ductos y silos.

Si el equipo está recubierto con materiales aislantes, el riesgo es mayor.

Para este riesgo, se aplica un factor de entre 25 y 75 más un factor adicional de 50 si el equipo es de material aislante o tiene recubrimientos aislantes.

Los líquidos orgánicos de alta resistividad también pueden generar cargas electrostáticas

En líquidos puros el potencial de generación de cargas electrostáticas peligrosas durante las operaciones de transferencia se relaciona con la resistividad eléctrica del líquido puro.

Si la resistividad eléctrica del líquido puro es menor a 1011 Ohms-cm, se considera que el manejo del líquido presenta riesgos mínimos de generación de carga electrostática.

Ejemplos: Gasolina, nafta, benceno, tolueno.

Riesgos de Cantidad (Q)En este punto se asigna un

factor para los riesgos relacionados con el uso de grandes cantidades de combustibles, inflamables, explosivos o materiales que pueden descomponerse.

Debe calcularse la cantidad total de material en la sección estudiada (incluyendo tubería, tanque de alimentación, columnas, o recipientes de reacción), por medio de volumen y densidad o directamente como peso de material.

La cantidad de material se registra como cantidad total de peso.

Se asigna el factor de cantidad por medio de tres gráficas relacionándolo con el peso de material en toneladas.

Se debe usar un valor mínimo de 1 para una cantidad menor o igual a 100 kg.

El factor de cantidad ha sido extrapolado hasta 100 000 ton.

Riesgos por el Arreglo del Equipo (L)

Un aspecto importante es la altura a la que se encuentra en cantidades considerables el material inflamable.

La altura de una sección se define como la altura arriba del piso terminado de la unidad de proceso o de la tubería de transferencia de materiales más alta.

La tubería de venteo y las estructuras para levantar vigas no se usan para determinar la altura, pero la posición de la tuberías principales de salida de la columna de reacción o destilación, condensadores de productos del domo, recipientes de alimentación elevados, deben tomarse en cuenta.

La altura en metros se identifica como H para el cálculo de índices.

El área normal de trabajo de una sección de un rack de tubería se define como el área cubierta por el ancho máximo del rack multiplicado por la distancia entre centros de polos de soporte o refuerzos.

En el caso de un tanque de almacenamiento con dique alrededor, tomado como una sección, el área de trabajo se define como el área plana del tanque, más el área local ocupada por cualquier bomba y tubería asociada.

En el caso de tanques de almacenamiento enterrados, el área normal de trabajo se define por la posición de los contornos del tanque cuando estos están más de 10,0 m por abajo del nivel del piso.

 A. Diseño de la Estructura

El arreglo del equipo aplica un factor para estructura de acuerdo con lo siguiente:A1. Para estructuras abiertas

de proceso sin pisos intermedios sólidos o diques locales y con más de 5,0 ton de material inflamable presentes en un recipiente cuya base tenga una elevación de 7,0 m sobre el nivel del piso: Factor 50.

A2. Estructuras abiertas de proceso, de altura de más de 7,0 m conteniendo entre 1 y 5 ton de material inflamable, sin pisos intermedios o diques locales: Factor de 30.

A3. Estructuras abiertas de proceso, de altura de más de 7.0 m, con diques individuales debajo de todos los recipientes elevados que contengan 1 ton o más de material inflamable: Factor de 15.

A4. Estructuras abierta de proceso sin pisos intermedios o diques y con una altura menor a 7.0 m, conteniendo más de 5 ton de material inflamable, a una elevación de 3.0 m sobre el nivel del piso, factor de 25.

 A5. Estructuras abiertas de proceso, con altura menor de 7.0 m, conteniendo menos de 5 ton de materiales inflamables con o sin diques locales o con o sin pisos intermedios: Factor de 10.

A6. Áreas de proceso cerradas que tengan ventilación menor de 6 cambios por hora y contenga más de 5 ton de material inflamable por piso: Factor de 100.

A7. Áreas de proceso cerradas que tengan ventilación de más de 25 cambios por hora conteniendo 5 ton de material inflamable: Factor de 20.

B. Efecto Dominó

Cuando Unidades de proceso o edificios se localizan juntos, un incidente en una unidad puede involucrar unidades adyacentes por el efecto de dominó.

Se considera el debilitamiento de estructuras por fuego, explosión y colapso de los cimientos.

Asegurarse de que haya suficiente espacio de manera que las unidades que se estén cayendo no lo hagan en las unidades vecinas.

B1 Si la unidad tiene más de 20 m de altura, se aplica un factor de acuerdo a la siguiente escala, excepto en los casos de unidades de almacenamiento.

Altura Factor

20 – 30 m 20

30 – 40 m 40

40 – 60 m 150

B2 Se requiere un factor adicional cuando la unidad tenga más de 15,0 m de alto como sigue:

Cuando la altura sea entre 3 y 5 veces la dimensión (largo o ancho) del área normal de trabajo más pequeña, factor de 25.

Altura entre 5 y 6 veces la dimensión del área normal de trabajo más pequeña, factor de 50.

Altura entre 8 y 12 veces la dimensión del área normal de trabajo más que pequeña, factor de 100.

C. Áreas Subterráneas

Si la estructura de la unidad o el edifico de la planta incluye áreas subterráneas, fosas de recolección o separación, fosas de bombeo u otras abajo del nivel del piso, colocadas dentro del área normal de trabajo de la unidad, se usa un factor de 150.

No se debe aplicar a unidades de tratamiento, separación de efluentes o fosas, siempre que están separadas de las áreas de drenaje de la unidad de proceso.

A los tanques encerrados se les da un factor de 0 a 50.

D. Drenaje Superficial

Si la unidad de proceso tiene un área de contención de derrame donde el gradiente y/o drenaje a otra fosa es tal que el derrame de la unidad pueda producir un charco de líquido inflamable de más de 2” (50 mm) en el centro del área bajo la estructura o equipo de la unidad de proceso, se usa un factor de 100.

E. Otros AspectosSi cualquier unidad de

proceso que ocupe un área neta que exceda de 400 m2 no se rodea por tres lados por caminos de acceso de 7,0 m de ancho como mínimo, se aplica un factor de 75.

Si la unidad de proceso que está siendo estudiada se localiza a menos de 10 m del cuarto de control principal, cafetería, oficinas o límite de talleres, se aplica un factor de 50.

Si la unidad está construida sobre o debajo de la casa de control u oficinas se usa un factor de 250.

Riesgos por Toxicidad (T)

Los riesgos para la salud varían tanto en el grado como en la forma en la que se presentan.

Algunos son identificados en mantenimiento, proceso fuera de control o en incendios, mientras que otros son el resultado de pequeñas fugas en juntas, empaques o venteos de gases de proceso.

Otros riesgos para la salud pueden producirse por asfixiantes como nitrógeno, metano o CO2.

La toxicidad de gases, vapores y polvos se clasifica con base en los Valores Límites Umbrales (TLV), que se basan en 8 horas de trabajo por día y 40 horas de trabajo por semana.

La mayoría de los valores listados de TLV pueden ser excedidos para exposición corta (15 min). 

Las fuentes radioactivas y los factores físicos como el calor, se consideran como riesgos relacionados con toxicidad.

Valores TLV• A1. Se identifica el material

más peligroso en la sección como el que se presenta en cantidad apreciable con el valor TVL más bajo o el mayor riesgo tóxico.

A2. Para el valor del TLV se asigna un factor como sigue.

TLV =< 0.001 ppm, Factor 300

TLV > 0.001 - 0.01 ppm, F 200

TLV > 0.01 ppm - 0.1 ppm, F 150

TLV > 0.1 ppm - 1.0 ppm, F 100

TLV > 1.0 - 10 ppm, F 75

TLV > 10 -100 ppm, F 50

TLV > 100 - 1000 ppm, F 30

TLV > 1000 - 1%, Factor de 10

TLV > 1%, Factor de 0

Forma del MaterialSi el material se presenta en el

proceso bajo condiciones criogénicas, Factor de 75.

Si el material se presenta en el proceso como partículas sólidas o polvo, se asigna un factor de 200.

Si el material se almacena bajo condiciones gaseosas con una densidad relativa de 1,3 con relación al aire o más, se asigna un factor de 25.

Si el material no tiene olor y no se puede ver en su nivel tóxico, se aplica un factor de 200, de otra manera se asigna un factor igual a Cero.

Riesgo de Exposición CortaNivel permisible por un periodo

corto (15 min) relativo al TLV medio en tiempo.

Se determina como sigue:Factor de Exposición =

STEL/TLV

Factor de Exposición = 1.25Factor

de 150

Factor de Exposición > 1.25 - 2.0 Factor de 100

Factor de Exposición > 2.0 - 5.0 Factor de 50

Factor de Exposición > 5.0 - 15.0 Factor de 20

Factor de Exposición > 15 - 100 Factor de 0

Factor de Exposición > 100, F 100

• Absorción por la piel

• Se debe aplicar un factor cuando el material tóxico se pueda absorber por la piel.

• En el intervalo de 0 a 300 y al menos igual en el valor al factor del TLV.

• Factores Físicos

• Los factores físicos como el calor más alto promedio, radiaciones ionizantes o ultravioleta, humedad, gran altura y otros provocan un mayor esfuerzo del cuerpo y aumentan los efectos de una exposición tóxica.

Donde se trabaja continuamente a temperatura superiores a 32 °C y se tienen muchas horas de trabajo, Factor de 20.

Si hay partículas molestas, se utiliza un factor de 10.

D = B(1 + M/100)(1 + P/100)[1 + (S + Q + L)/100 + T/400]

 

• B = Factor material

• M = Factor por Riesgos Especiales del Material

• P = Factor por Riesgos Generales del Proceso

• S = Factor por Riesgos Especiales del Proceso

• Q = Factor por Riesgos por Cantidad

• L = Factor por Riesgos por Layout

• T = Factor por Riesgos de Toxicidad

Cálculo del Índice Global Dow (D)

Tabla de Índices de DOW

Índice Global Dow Grado de Riesgo0 -20 Suave

20 – 40 Ligero40 - 60 Moderado60 – 75 Moderadamente alto75 – 90 Alto

90 – 115 Extremo115 -150 Muy Extremo150 – 200 Potencialmente

Catastrófico> 200 Muy Catastrófico

Cálculo del Índice de Riesgo de Incendio (F)

F = B(K(N)(20,500)) BTU/ft2

B = Factor Material K = Cantidad de Material N = Área normal de

trabajo

Índice de Riesgo de Incendio

Categoría

0 – 50,000 Ligero50,000 – 100,000 Bajo

100,000 – 200,000 Moderado200,000 – 400,000 Alto

400,000 – 1.000,000 Muy alto1.000,000 – 2.000,000 Intenso2.000,000 – 5.500,000 Extremo

5.500,000 – 10.000,000 Muy Extremo

Calculo de Riesgos por Toxicidad

•  U = T/1000 (1 + [M + P + S]/100)

 Un índice Unitario de Toxicidad (U) se calcula de manera que represente la influencia de la toxicidad en las consideraciones afines sobre el control y supervisión de la sección de la planta.

Categorías asignadas a los valores del índice de toxicidad:

Índice Unitario de Toxicidad

(U)

Categoría

0 -1 Ligero1 – 3 Bajo3 – 6 Moderado

6 – 10 Alto> 10 Muy Alto

Combinando el Índice Unitario (U) con el Factor de Cantidad (Q), se obtiene el Índice de Máximo Incidente Tóxico (C):

C = QU Categorías asignadas a valores del Índice C del Máximo Incidente Tóxico:

Índice del Máximo Incidente Tóxico

(C)

Categoría

0 -20 Ligero20 – 50 Bajo

50 – 200 Moderado200 – 500 Alto

> 500 Muy Alto

Cálculo del Potencial de Explosión

 E = 1 + (M + P * S)/100

A = B(1 + DM/100)Q * H * E (t/300)(1 + AP)/1000

Donde: M = Factor por Riesgos Especiales del

material P = Factor de Riesgos Generales del

Proceso B = Factor Material DM = Factor por Mezclado y Dispersión H = Altura de la Unidad T = Temperatura del Proceso AP = Factor por alta presión Se calcula un índice E de explosión interna

de la planta como una medida de riesgo de explosión interna en la planta.

Índice de Explosión Interna, E

Categoría

0 – 1 Ligero1 – 2.5 Bajo2.5 – 4 Moderad

o4 – 6 Alto> 6 Muy alto

• Esto no representa el único potencial de explosión de la sección.

• Del estudio de un gran número de escapes de sustancias inflamables que han dado lugar ya sea a explosiones aéreas o a nubes que han causado únicamente fuego por ignición, ha sido posible derivar el índice A de explosión aérea o externa.

Índice de Explosión Externa

Categoría

0 -10 Ligero10 – 30 Bajo

30 – 100 Moderado100 – 500 Alto

> 500 Muy alto

Índice Global de Riesgo Mond R = D(1 + [F * U * E * A]0.5/1000)

Si uno de los factores tiene un valor de cero, debe considerarse un valor mínimo de 1,0 en esta fórmula.

Las categorías para R se aplican como sigue:

Factor Global de Riesgo

Categoría

0 – 20 Suave20 – 100 Bajo100 – 500 Moderado

500 – 1,100 Alto (Grupo 1)1,100 – 2,500 Alto (Grupo 2)2,500 – 12,500 Muy Alto

12,500 – 65,000

Extremo

> 65,000 Muy Extremo

Con plantas en operación, los registros y experiencias de accidentes deben tomarse como guía para mejorar diseños y técnicas de operación.

Sin embargo, debe tenerse cuidado al usar las experiencias de operación para disminuir los factores de riesgo en áreas donde se hayan presentado accidentes.

Para hacerlo se requiere:

La planta se haya operado de la misma manera por un periodo de tiempo determinado.

Que se hayan presentado un número adecuado estadístico de paros, arranques y otras situaciones anormales.

Si no se cumple con estos requisitos, es fácil concluir que no existe riesgo.

Disminución en el Valor de los Índices por la Adopción de Medidas Adecuadas de Seguridad Durante el Diseño

• El valor y la categoría de los índices pueden considerarse aceptables, en caso contrario, se requerirá trabajo posterior para lograr tal objetivo.

• El primer paso es revisar los factores individuales y asegurarse si se puede hacer una reducción por cualquiera de las siguientes razones:

• Se ha sobreestimado un riesgo en la evaluación original.

Alteraciones hechas a tamaños, condiciones de operación, etcétera, relativas a las unidades que forman parte de la sección.

Sustitución por diferentes tipos de equipo de proceso de aquellos seleccionados originalmente.

Adopción de diseños de equipo que involucren menos riesgos de falla de operación de la unidad o fuga de material clave.

Clasificación de Factores de Seguridad y Medidas Preventivas

• Los diversos factores de seguridad y medidas preventivas que se pueden incorporar a una unidad se dividen en dos clases:

• Reducción de Riesgos por disminución de la frecuencia.

• Reducción de Riesgo por disminución de la gravedad potencial.

• La primera clase comprende los factores de seguridad y medidas preventivas tendientes a evitar los accidentes y/o disminuir su frecuencia.

• La naturaleza de esos factores se relaciona con el diseño mecánico, instrumentación, control y seguridad, procedimientos de operación y mantenimiento, entrenamiento de personal enfocado a la seguridad, la buena operación de la planta.

• Se puede decir que algunos de estos factores actúan en forma directa reduciendo el potencial de riesgo, pero otros como el entrenamiento de personal juegan un papel importante al asegurar que la eficacia de los factores de diseño no se vea afectada por errores humanos.

• La segunda clase de factores de seguridad y medidas preventivas está constituida por las acciones que se deben tomar cuando suceda un accidente para minimizar sus consecuencias, además de aquellas como protección contra incendios, sistemas fijos para combatir fuegos, etcétera, que también sirven para reducir el daño producido por fuegos y explosiones.

• Hay situaciones particulares en la que los factores o cambios específicos pueden lograr mejoras en ambas clases al mismo tiempo.

• No deben incluirse bajo ambas clasificaciones porque esto produciría una dimensión excesiva de los riesgos.

• El efecto combinado de estas dos clases de medidas es disminuir la categoría de riesgos de una unidad, lo que es importante para determinar si el nivel de riesgo es aceptable y para decidir asuntos tales como un arreglo apropiado para la planta.

• Los factores seleccionados en cada apartado se multiplican entre sí para obtener los valores de K1 a K6.

• Cuando algún inciso no aplique, ya sea porque no se cuente con lo que especifique o no sea necesario, se le asignará un valor de 1.0.

Medidas de Disminución de la Frecuencia

• K1 Sistema de Contención

• Recipientes a presión Factor de Disminución = 0,9, siempre que este de acuerdo a normas, de lo contrario aplica 1,0.

• Tanques de almacenamiento Atmosféricos Verticales, Factor de Disminución 0,9

• Tubería de Transferencia, factor de disminución de 0,9; Si el tipo de diseño y construcción adoptada es una categoría más resistentes que el tipo especificado, aplica un factor de 0,80.

• Contención Adicional, chaqueta para recipientes y diques, Factor de 0,45, la aplicación de una segunda cubierta aplica 0,50.

• Sistema de Detección de Fugas y Respuesta, Factor 0,90

• Manejo del Material relevado, venteado o de desecho, 0,9.

•  K2 Control de Procesos

• Referido a alarmas y/o sistemas de paro de seguridad activados por condiciones anormales específicas de proceso.

• Los factores especiales como sistemas de enfriamiento de emergencia para el proceso, suministro de energía de emergencia para operaciones vitales (unidades de refrigeración, agitadores y bombas) y sistemas de gas inerte, están claramente relacionados con el control de procesos bajo condiciones anormales y constituyen frecuentemente un factor esencial para cualquier sistema de paro de seguridad.

• La instalación de equipo de supresión de explosión, equipo diseñado para resistirlo o equipo de venteo seguro para explosiones internas, también son parte importante del sistema de control de procesos.

• La interconexión de arreglos de válvulas en líneas de procesos y la posibilidad para probar la instrumentación y el control de seguridad durante la operación de la unidad son otros aspectos deseables para un buen sistema de control de procesos.

• Los procedimientos para operación normal, arranque, paro, trabajo de mantenimiento, prevención de situaciones anormales y modificaciones a la planta también son aspectos relevantes.

• Sistema de Alarma, Factor 0.95

• Suministro de energía de emergencia, Factor 0.90

• Sistema de Enfriamiento de Procesos, Factor de 0.90

• Sistema de Gas Inerte, Factor 0.95

• Estudios de Riesgo, Factor 1.0 a 0.7, según el grado de detalle.

• Sistema de Paro de Seguridad, Factor de 0.75

• Control por Computadora, Factor 0.95

• Protección contra Explosiones y Reacciones Incorrectas, factor 0.95

Instrucciones de Operación

• Las instrucciones de operación deben cubrir las condiciones normales de operación, pero su valor se aumenta si incluye otros aspectos como:

• Arranque

• Paro normal o de emergencia

• Arranque después de un paro de poca duración

• Procedimiento para el mantenimiento incluyendo permisos de trabajo.

• Arranque después del periodo de mantenimiento

• Situaciones anormales predecibles

• Procedimiento de control para modificación de equipo o tubería

• Condiciones normales de operación

• Condiciones de operación con una capacidad mayor (arriba de la señalada en el diagrama de flujo)

• Condiciones cuando se esta recirculando (recirculación total sin reacción química a temperatura y presión normal).

• Para aplicar el factor se determinan cuantas condiciones de las señaladas se cubren efectivamente.

• El número de condiciones cubiertas es X, se aplica un factor de:

Factor = (1 * X/100)

• Este factor de reducción se encontrará en el intervalo de 0.97 y 0.88. 

• J) Supervisión de la planta, Factor de 0.97

K3 Actitudes de Seguridad

• La actitud de la gerencia hacia normas de seguridad contribuye significativamente a la reducción de la frecuencia de accidentes.

• El resultado de fomentar la seguridad se ve en un aumento en el nivel de entrenamiento de su personal, la adhesión o procedimientos de operación establecidos, buenas normas de mantenimiento,.

• La aplicación correcta de sistemas de aprobación a las modificaciones y permisos de trabajo, verificaciones regulares y eficientes de todos los sistemas de seguridad y control.

• La actitud gerencial hacia la seguridad, solo será plenamente efectiva si es viable y esta respaldada por actividades aprobadas.

• Actitud de la Gerencia, Factor de 0.95 a 0.90

• Entrenamiento en Seguridad, Factor de 0.80 y 0.95

• Procedimientos de mantenimiento y Seguridad, Factor de 0.98 y 0.90

• Medidas de Disminución de la gravedad Potencial

• K4 Protección contra Fuego

• La medida más importante para reducir el riesgo es asegurarse de que las estructuras y recipientes de la sección estén provistos de protección efectiva contra el fuego, así como con cortinas de agua o vapor, paredes resistentes al fuego, arrestadores de flama y pesos sólidos, que eviten que se propague el fuego y el humo.

• Protección contra fuego de estructuras, Factor 0.95 a 0.90.

• Paredes, barreras y elementos equivalente contra fuego, Factor 0,80 y 0.95

• Protección contra fuego para equipo, Factor de 0.97.

• K5 Aislamiento de Materiales

• Muchos accidentes producen fuegos mayores porque no es posible cortar el flujo de material hacia la sección cuando se inicia el suceso.

• El contar con válvulas de corte operadas a control remoto, válvulas de exceso de flujo, sistemas de desecho o de relevo, drenajes superficiales adecuados que conduzcan el material lejos de la planta, son medidas que pueden controlar el incidente en su inicio.

• Sistemas de válvulas, Factor 0,90.

• Ventilación, Factor 0,90

K6 Combate contra Incendios

Agrupa sistemas de inundación y rociado con agua, suministro adecuado de agua, disponibilidad de brigadas y equipo, espuma y otros materiales para combatir incendios y sistemas de alarma o comunicación.

Se ha establecido que el ataque concentrado de un fuego en su inicio lo extinguirá sin dificultad y daño, mientras que una respuesta lenta o retrasada no evitará grandes pérdidas o daños.

Alarma de emergencia, Factor 0,90

Extintores Portátiles, Factor 0,05

Suministro de Agua, Factor 0,75, a menor flujo de agua, 0,95

Instalaciones de rociadores de agua, espreas y monitores, Factor 0,95

Instalaciones fijas de espuma y de inertes, Factor de 0,90

Brigadas contraincendio, Factor de 0,95, se disminuirá un 0,05 adicional por cada camión extra con tripulación hasta un máximo total de 5.

Apoyo externo y/o interno para combate de incendio, Factor 0,85.

Cálculo del Efecto Global de los Factores de Reducción

Índice Actual de Riesgo de Incendio

F1 = F * K1 * K3 * K5 * k6

 

Índice Actual de Explosión Interna

E1 = E * K2 * K3

 

Índice Actual por Explosión Externa

A1 = A * K1 * K2 * K3 * K5

 

Índice global de riesgo Actual (Índice de Mond Actual)

R1 = R * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6

Índice Dow de fuego y explosión

Índice Dow de fuego y explosión

Es una herramienta para entender los peligros presentes en la industria química (reactividad, inflamabilidad, prevención, corrosión) y los mecanismos de prevención y protección disponibles (sistemas de control y bloqueo, drenajes, protección contra incendios).

Se utiliza para justificar los emplazamientos industriales y la adopción de distancias de separación entre equipos.

La aplicación del método permite cuantificar:

Nivel de riesgo a través del Índice de incendio y explosión y que se sitúa en el rango de 1 – 200 (Peligro que va de ligero a severo).

Área de exposición identificada con un círculo de radio proporcional al índice de incendio y explosión y que se sitúa en el rango de 0 a 50 m.

Máximo daño probable en términos de costo del accidente debido a la pérdida de instalaciones

Se evalúa como una fracción del costo de las instalaciones afectadas por el área de exposición.

Número máximo de días probables de indisponibilidad.

Se contabilizan desde el momento del accidente hasta que se reanuda la producción.

Daño derivado de la pérdida de producción.

Es el producto de los días de indisponibilidad de la planta por el valor perdido de la producción.

Se emplea un factor de 0,7 para considerar los rendimientos de los costos fijos.

Plano de localización de la planta (Layout). Identifica unidades y se dibujan círculos.

Diagrama de flujo o de procesos.

Planos de tuberías e instrumentación.

Hojas de especificación de equipos críticos.

Formato de reporte del Índice Dow

Guía de Cálculo del Índice Dow.

Costos del equipo instalado en la planta

Procedimientos de operación y seguridad de cada unidad crítica identificada.

Identificación de sustancias procesadas y parámetros principales

Factor de material (Tablas) Valores 1 – 40.

Propiedades físicas de las sustancias

Datos de proceso

Documentación Básica

Se identifican las unidades o secciones de proceso que contribuyen al riesgo de fuego o explosión en el plano de localización.

Determinación del factor de material de cada unidad o sección de proceso.

Se evalúa la contribución de cada factor para determinar el factor de riesgo de la unidad y el factor de daño que representa el grado de exposición o pérdidas

Se calcula el Índice Dow de fuego y explosión y el área de exposición alrededor de la unidad o sección analizada.

Procedimiento

Se determina el valor en dinero del equipo dentro del área de exposición para calcular el Daño Máximo Probable a la Propiedad Base, el cual se corrige por los factores por medidas de control de pérdidas obteniendo el Daño Máximo Probable a la Propiedad Actual o corregido.

Con el valor del Daño Máximo Probable a la Propiedad Actual, se determinan los Días Máximos Probables Fuera de Operación.

Para el estudio DOW, es necesario dividir el proceso en unidades o secciones:Unidad de alimentación,

Almacenamiento,

Precalentamiento,

Reacción,

Absorción,

Adsorción,

Purificación,

Mezclado,

Columnas de destilación.

Las bodegas equivalen al material almacenado.

Unidades de proceso

El FM es una medida de la intensidad de energía liberada por un compuesto químico, mezcla o sustancia y es el punto de partida para el cálculo del Índice DOW.

El FM se determina considerando los riesgos de inflamabilidad y reactividad del material, es un número entre 1 y 40.

Factor Material

3.1 Gases, Líquidos o Sólidos

a) Se utiliza el NFPA 49 y 325 M y se busca el NF (Riesgo de inflamabilidad y NR (Riesgo de Explosividad).

b) Se usan las propiedades termodinámicas del material

c) Inflamabilidad (NF) se deriva del punto de flama (Flash point) y del punto de ebullición cuando el punto de flama es menor a 100 °F.

Reactividad (NR) se deriva de los cálculos de reactividad química por cualquiera de los siguientes métodos.

-Usando la temperatura adiabática de descomposición (Td)

-Mediante el uso de un calorímetro.

Determinación del FM

Guía para determinar FMTd (°K) (2)

DTA/DSCCNFPA 325

< 830> 400Nr = 0

830 – 935305 a 400

Nr = 1

935 – 1010215 – 305

Nr = 2

1010 – 1080125 – 215

Nr = 3

> 1080< 125Nr = 4

No Combustible Nf = 0 1 14 24 29 40Pf > 140 Nf = 1 4 14 24 29 40140 °F PE < 100 °F Nf = 2 10 14 24 29 40Pf < 100 °F, PE < 100 °F Nf = 3 16 16 24 29 40Pf < 100 °F, PE > 100 °F Nf = 4 21 21 24 29 40

Polvos o Nieblas CombustiblesST 1 < 7 300 psi/seg 18 16 24 29 40ST 2 < 7 300 a < 22 000 psi/seg 21 21 24 29 40ST 3 > 27 000 psi/seg 24 24 24 29 40

Sólidos CombustiblesDenso 40 mm grueso (3) 4 14 24 29 40Abierto < 40 mm grueso (4) 10 14 25 29 40Celda de espuma cerrada (5) 16

Celda de Espuma Abierta 21(1) No enciende en aire cuando se expone a 1,400 °F durante cinco minutos.(2) Sume 100 a Td para peróxidos(3) Incluye madera, magnesio en lingotes o estacas sólidas.(4) Incluye materiales como pellets plásticos, almacenamientos, rollos de papel.(5) Incluye materiales de hule, como llantas, botas, etc.

4. Riesgos Generales del Proceso [F1]4.1 Reacciones Exotérmicas

Hidrogenación, Hidrólisis, Isomerización, Sulfonación, Neutralización. Factor de 0,30

La Hidrólisis con epiclorohidrina tiene una factor de 0,50.

Las reacciones de alquilación, esterificación, Oxidación, Polimerización y Condensación, Factor de 0,50.

La oxidación con oxidantes fuertes como cloratos, HNO3, Factor de 1,0.

La Halogenación, Factor de 1,0

4.2 Reacciones Endotérmicas

Todas las reacciones endotérmicas tienen un factor de 0,20, excepto aquellas cuya fuente de calor sea proporcionada por combustión directa, Factor de 0,40.

4.3 Manejo y Transferencia de Materiales

Mezclado, carga y descarga, almacenaje y empacado.

En la carga y descarga de líquidos inflamables. Clase 1 (PF < 100 °F) o gas LP considerando conexión y desconexión de líneas de transferencia desde pipas, carros tanques. Factor de 0,50.

El uso de centrífugas, reacciones batch o mezclados batch en recipientes semiabiertos, tienen un factor de 0,50.

4.3.3 Bodegas y patios de almacenamiento

a) Líquidos inflamables Clase 1 o gas LP o gases inflamables, factor de 0,85.

b) Sólidos combustibles abiertos o de celda abierta (espesor < 40 mm), factor de 0,65.

c) Sólidos combustibles densos o de celda cerrada (espesor > 40 mm ), factor de 0,40.

d) Líquidos combustibles Clase II, factor de 0,25.

4.4 Unidades de Proceso Cerradas

Colectores o filtros para polvos explosivos, Factor de 0,50.

Líquidos inflamables calentados arriba del punto de flama para abajo del punto de ebullición, Factor de 0,30.

Líquidos inflamables o gas LP calentando arriba del punto de ebullición, Factor de 0,50.

4.5 Acceso con equipo de emergencia al área de proceso

Se debe llegar a la unidad de proceso con equipo de emergencia y combate de incendio por al menos 2 caminos distintos.

Acceso es inadecuado, Factor de 0,35.

4.6 Drenaje

El drenaje inadecuado incrementa las pérdidas por fuego cuando se produce un derrame de inflamables.

Se asume que el 75% del líquido inflamable se derrama, sí queda líquido rodeando la unidad se aplica un factor de 0,50, si el drenaje es directo a un contenedor, se aplica un factor de 0,25.

5. Riesgos Especiales del Proceso 5.1 Temperatura del Proceso

• Si la temperatura del proceso es igual al punto de flama del material, Factor de 0,30.

• Si la temperatura del proceso de las condiciones de manejo es o está sobre el punto de ebullición del material, Factor de 0,60.

• Para materiales con baja temperatura de autoignición, como el hexano, Factor de 0,75.

Baja Presión (Subatmosférica)

• Se aplica a cualquier proceso donde la entrada de aire al sistema pueda ser un riesgo. El factor es de 0.50.

5.2 Operación cerca del rango inflamable

Tanques de almacenamiento de líquidos inflamables Clase 1 donde se pueda entrar aire durante el bombeo, factor 0,50.

Procesos u operaciones donde se pueda caer en rango inflamable o cerca de él, solo en caso de falla de instrumentos o falla de purga, factor de 0,30.

Procesos u operaciones donde opere cerca o en el rango inflamable ya sea porque no se pueda purgar, por el proceso en sí, o por diseño, tiene un factor de 0.80.

La descarga de pipas o carro tanques que involucran una recarga, de 0,40.

5.4 Polvos Explosivos

5.5 PresiónUnidades de proceso que operan

a alta presión y que tienen dispositivos de alivio, como discos de ruptura, válvulas de alivio:

Si se manejan materiales altamente viscosos, se multiplica por 0,07.

Si son gases comprimidos, se multiplica por 1,20

Si son gases licuados inflamables o materiales con presión de vapor de 40 psig o más, se multiplica por 1,3.

No aplica a procesos de extrusión o moldeado.

5.6 Baja Temperatura

• Estima los posibles daños que ocurren en el acero y al carbón en o debajo de su temperatura de transición, sin considerar si el equipo no opera a temperatura debajo de la transición del material con el que está construido.

Para equipos de acero al carbón operando entre 10 y -29 °C (50 y -20 °F), Factor de 0,30.

Si el acero al carbón se usa debajo de -29 °C (-20 °F), Factor de 0,50.

Para otros materiales en o debajo de su temperatura de transición, Factor de 0,20.

Líquidos inflamables o combustibles, gases licuados o gases en varias etapas del proceso. Se obtienen los BTU x 109 totales, multiplicando las libras del material por DHC, con este dato y con ayuda de la gráfica se determina el valor del factor.

Los líquidos combustibles con punto de flama arriba del 140 °F, sólo se consideran si la temperatura del proceso es mayor al punto de flama del material.

En los materiales inestables se determina el valor del factor utilizando 6 veces el valor del calor de descomposición en BTU/lb. (Hd = (Td-300) x 0,70).

5.7 Cantidad de Material Inflamable

5.7.2 Líquidos o gases en almacenamiento.

Se analiza el riesgo que representan los líquidos inflamables o combustibles, los gases licuados o gases en almacenamiento, aplicando el proceso en tambores, tanques y en tanques portátiles.

El factor se basa en los BTU totales de un solo recipiente de almacenamiento, excepto en el caso de tambores donde se utiliza la cantidad total almacenada en tambores.

5.8 Corrosión y erosiónSe evalúa la corrosión

externa e interna.

Velocidad de corrosión menor a 0,5 mm/año. Factor de 0,10.

Velocidad de 0,5 mm/año, a menos de 1,0 mm/año, factor de 0,20.

Velocidad de corrosión mayor a 1,0 mm/año. Factor de 0,50

Riesgo de que la corrosión desarrolle esfuerzos de ruptura, factor de 0,75.

5.9 Fugas, Juntas y empaques

Bomba y prensaestopas sellados de modo que sólo puedan dar fugas menores, factor de 0.10.

Si se sabe que se tendrán problemas regulares de fugas en bombas, compresores y juntas. Factor de 0,30.

Si la naturaleza del fluido puede causar problemas continuos en los sellos, el factor es de 0,40.

Juntas de expansión, tubos o juntas flexibles y mirillas de vidrio, Factor de 1,50.

5.10 Equipo Calentado a Fuego Directo.

La localización de los equipos calentados en fuego (Hornos, Calderas) en una unidad de procesos, aumenta la exposición a un incendio o explosión cuando hay un alivio de vapores inflamables.

Si el líquido inflamable se derrama, podrá formar una mezcla vapor-aire inicial de algún grado de peligrosidad.

5.11 Intercambio de Calor con Aceite

Los sistemas que utilizan aceites combustibles como medio de intercambio de calor, presentan una exposición adicional al fuego cuando operan arriba del punto de flama.

El Factor depende de la cantidad utilizada y de la temperatura de operación, sin considerar las partes del sistema usadas como almacenamiento.

Cantidad de Aceite (gal)

Temperatura sobre punto de

flama

Temperatura sobre punto de

ebullición< 5 M 0.15 0.25

5 M a 10 M 0.30 0.4510 M a 25 M 0.50 0.75

> 25 M 0.75 1.15

5.12 Equipo Rotatorio – Bombas y Compresores

Los equipos rotatorios, como bombas y compresores, arriba de cierto tamaño contribuyen a producir pérdida, por lo que las unidades que utilicen bombas mayores a 75 HP o compresoras desde 600 HP tienen un factor de 0,50.

Determinación del Factor de Riesgo de la Unidad [F3]El Factor de Riesgo de la unidad es el producto del factor de riesgos generales del proceso [F1] y el factor de riesgos especiales del proceso [F2], siendo cada uno la suma de los factores considerados más 1,00 que es la base del factor.

El Factor de Riesgo de la Unidad [F3] es la medida de la magnitud del daño probable relativo a la exposición o a la combinación de los factores utilizados en el análisis y es un valor de 1 a 8.

El factor de daño es la magnitud de daño probable y está en función de riesgo de la unidad y del factor material.

F1 = 1 + S Penalizaciones

F2 = 1 + S Penalizaciones

F3 = F1 * F2* 

El IFE es la probabilidad de daño de fuego o explosión al área determinada por el radio de exposición y se calcula multiplicando el factor material por el factor de riesgo de la unidad.

IFE = F3 * MF

La penalización se calcula como la suma de los factores de riesgo incluidos en las Tablas.

En algunos casos estos factores han de ser modificadas por coeficientes de reducción.

Para calcular el área de exposición, se considera circular como la necesaria para retener un derrame de líquido inflamable de 8 cm de profundidad.

Se obtiene del valor de reemplazo del equipo del área de exposición.

Valor de Reposición = Costo Original * 0,82 * Factor de Escalamiento ($)

0,82 Es la corrección estadística por partes no sujetas a reemplazo, tales como preparación del lugar, cimentación, líneas subterráneas, ingeniería.

Determinación del Daño Máximo Probable a la Propiedad Base

• El cálculo del DMPP base debe incluirse el valor de los inventarios de productos, materias primas y materiales considerando el 80% de capacidad para los tanques de almacenamiento, 70% de capacidad para las bodegas y la capacidad de diseño de los recipientes y líneas de proceso.

• La suma de estos costos y del valor de reposición multiplicadas por el factor de daño da por resultado DMPP base.

•  

En el diseño y operación de plantas y edificios, se incluyen factores básicos de seguridad que contribuyen a reducir la probabilidad y magnitud del riesgo.

Estos factores se utilizan para reducir DMPP base a un valor y se han dividido en tres grupos:

C1 Referente a control de procesos

C2 Aislamiento del material

C3 Protección contra incendios

El producto de los factores de grupo proporciona el factor de corrección global (C1*C2*C3 = C)

Factores de Corrección por Medidas de Control de Pérdidas

C1 –Control de Proceso

Energía de emergencia para los servicios esenciales, factor 0,97.

Sistema de enfriamiento capaz de mantener un enfriamiento normal durante 10 min en una condición normal, el factor es de 0,98, si es capaz de dar 150% de los requerimientos en esos 10 min el factor es 0,95.

Control de Explosiones. Si hay sistemas de supresión de explosión instalados en los equipos de proceso, el factor es 0,75; si hay dispositivos de alivio de presión o de venteo de explosiones el factor es 0,96.

Paro de emergencia. Si el sistema es redundante, activado por dos o tres condiciones anormales, el factor es 0,96. Si los equipos críticos rotatorios (turbinas, compresores) tienen detector de vibraciones y solo alarma, el factor es de 0,98, si se inicia el paro el factor es de 0,94.

Control computarizado. Si la computadora es solo una ayuda para los operadores y no controla las operaciones claves directamente o si la planta opera frecuentemente sin la computadora, aplica un factor de 0,98.

Si la computadora controla con falla segura lógica y con control director, usa 0,95.

Si se utiliza alguna de las siguientes opciones aplica un factor de 0,98.A) Entrada a campos críticos

redundantes.

B) Capacidad de abortar a salidas críticas.

C) Capacidad de registro de los sistemas de control.

Gas inerte: Si los equipos que contienen vapores inflamables están blanqueados con inerte, el factor es de 0,94. Si la capacidad de gas inerte es tal que permita purgar toda la unidad, el factor 0,90.

Instrucciones de operación. Sume los valores de los procedimientos e instrucciones siguientes que la unidad cubra y aplique la relación:

1.0 – x/100

Para el total, el factor es 0,86.

Arranque, 0,50

Rutina de paro, 0,50

Operación normal, 0,50

Cambio de condiciones de operación, 0,50

Condiciones de espera de corrida o total recirculación, 0,5

Condiciones sobre la capacidad de operación, 1,00.

Arranque después de paro por mantenimiento, 1,00

Procedimiento de mantenimiento, permiso, entrega, 1,50

Paro de emergencia, 1,5.

Modificaciones o adiciones a equipos y tubería, 2,00.

Revisión de situaciones anormales de falla, 3,00.

Análisis de reactivos Químicos. Si existe programa continuo como parte de la operación, aplica un factor de 0,85, si el análisis es ocasional de falla, aplica 0,96.

C2 –Aislamiento de Material

Válvulas de control remoto. Si aíslan secciones de transferencia, tanques de almacenamiento o de proceso, el factor es 0.91.

Descarga a Vertederos. Si se cuenta con un vertedero de emergencia donde se reciban los desechos de una fuga de proceso, aplica un factor de 0.96.

Si el vertedero está en un área exterior al proceso, use 0.94.

Si los vertederos van a un flare o aun recibidor, el factor es de 0.94.

Drenaje. Si el drenaje tiene una pendiente mínima de 2% y la trinchera es capaz de manejar mínimo el 75% del contenido, aplica 0,85.

Si cuenta con un vertedero para grandes fugas, pero puede manejar hasta el 30% de contenidos, el factor es de 0,95.

El área de tanques en dique no tiene factor por seguridad, a menos que dentro del dique exista una pendiente que lleve los derrames a un vertedero localizado a un diámetro de tanque de distancia, el factor es de 0,95.

Interlock. El factor es de 0,95 si el proceso cuenta con un sistema interlock que prevenga flujo de material incorrecto o reacciones no deseadas.

C3 –Protección Contra Incendios

Detección de Fugas. Si se cuenta con detectores de vapores que alarmen o identifiquen la zona de fuga, aplica 0,97, cuando alarma el 25% del límite inferior de explosividad y actúe el sistema de protección al 75%, el factor es de 0,90.

Acero estructural. Si está recubierto a una altura de 3,0 m aplica 0,97, si está recubierto de 3,0 a 6,0 m, Factor 0,95.

Si el tanque es recubierto bajo o sobre tierra con un contenedor o paredes de retención con una línea de retorno, el factor es de 0,75.

Tanques recubiertos. Si el tanque tiene doble envolvente donde el segundo cuerpo pueda contener la carga total, factor de 0,85.

Si el tanque es recubierto bajo o sobre tierra con un contenedor o paredes de retención con una línea de retorno, el factor es de 0,75.

Suministro de agua. Si la presión en el punto de descarga es 100 psi o más, el factor es de 0,90, si es menor a 100 psi, aplique 0,95.

Sistemas de Rociadores. Factor de 0,95 para sistemas de diluvio, los sistemas seco y húmedo tienen un factor de acuerdo a la densidad de diseño.

Corrector de Factor por área Protegida

Área (ft2) Factor Por> 10,000 1.10> 20,000 1.15> 30,000 1.20

Densidad Factor< 0.20 0.80

0.21 a 0.34 0.70> 0.35 0.60

Cortinas de Agua

Si se utilizan cortinas de agua entre la fuente de vapores y la fuente de ignición a menos de 25,0 m de la fuente de vapores compuesta de una sola hilera de boquillas, elevadas a un máximo de 5 m, aplique un factor de 0,97.

Si se cuenta con una segunda hilera a un máximo de 2,0 m de la primera use un factor de 0,95.

Espuma

• Si se puede inyectar solución espumante al sistema diluvio desde una estación remota manual, el factor es 0,90.

• Si el sistema de espuma es automática utiliza 0,87, si hay estaciones de espumas en los tanques de techo flotante, el factor es 0,95

Extinguidores portátiles – cañones monitores.

Si se utiliza la cantidad suficiente de extinguidores se aplica 0,97.

Si además, se cuenta con cañones monitores se utiliza 0,95, si el cañón monitor se puede operar a control remoto, se aplica el factor 0,95.

Protección de Cables. Si se utilizan cables calibre 14 o 16 protegidos por rociadores de agua, el factor es 0,96.

Si el cableado es subterráneo o en una trinchera rellena seca, se aplica 0,90.

El valor del factor de corrección actual de la gráfica, multiplica el DMPP base para obtener el DMPP actual o definitivo.

Determinación de los Máximos Días Probables Fuera de Operación

Los MDPFO, es el tiempo en que cada unidad estará fuera de operación debido a reparaciones y reemplazo de equipo, más la pérdida de capacidad de producir ciertos productos, por lo que está en función del DMPP actual indicado en el gráfica.

Determinación del Daño Máximo Probable a la

Propiedad Actual

0,70 es el rango de probabilidad que refleja que la variable puede ocurrir debido a que existen pequeñas pérdidas en el costo pero con mucho tiempo de reparación y que además se cuenta con stock de equipos y partes críticas que minimizan los MDPFO y la IN.

Interrupción de Negocio (IN) =

(MDPFO/30) * Valor Producto Terminado * 0,7 ($)

Se concentran en la forma de reporte los siguientes datos:

Factor Material,

Valor del Área Expuesta,

IFE,

Factor de daño,

DMPP base,

Factor de corrección,

DMPP actual,

DMPFO e IN

Recomendaciones para minimizar riesgos.

Resultados del Análisis

Categorías de Riesgo en Función del Valor del Índice DOW de Incendio y

Explosión

Grado de Peligro

Índice de Incendio y Explosión

4ª Ed. 5ª. 6ª. 7ª.Ligero 1 – 50 1 – 60 - 1 - 60Moderado 51 – 81 61 – 96 - 61 - 96Intermedio

82 -107 97 -127 - 97 -127

Intenso 108 – 133

128 – 158

- 128 – 158

Severo = > 134 = > 159 - = > 159

Análisis de Consecuencias

Análisis de ConsecuenciasEs la evaluación

cuantitativa de la evolución espacial y temporal de las variables físicas representativas de los fenómenos en los que intervienen sustancias peligrosas, y sus posibles efectos sobre las personas, el ambiente y los bienes, con el fin de estimar la naturaleza y magnitud del daño.

Procedimiento Preliminar Se determina en Tablas si

cada sustancia regulada es tóxica o inflamable.

Para el Análisis de Escenario de Caso Peor, determinar la cantidad de cada sustancia contenida en el tanque o ducto más grande.

Para el Análisis del Escenario Alternativo, determine bibliográficamente si los modelos de mitigación son pasivos o activos que haya en el lugar de cada sustancia.

Para sustancias tóxicas, determine si esta almacenada como un gas, como líquido, como gas licuado por refrigeración o gas licuado a presión.

Para escenarios alternativos involucrando un fuego de nube de vapor se requiere esta información para sustancias inflamables.

Para líquidos determine la temperatura máxima diaria del líquido, basada en un registro de tres años.

Para sustancias tóxicas determine si la sustancia comporta como gas o vapor denso o neutralmente flotante.

Para escenarios alternativos que involucran fuego de nubes de vapor esta información se requiere para sustancias inflamables

Para sustancias tóxicas, determine si la topografía (rugosidad del terreno) es urbana o rural.

Con la información obtenida se procede como sigue:

I. Seleccione un escenario

II. Determine la Tasa de liberación o volatilización

III. Determine la Distancia del Punto Final

Una liberación de Caso peor se define como la liberación de la más grande cantidad de una sustancia regulada de una falla en un contenedor o línea de proceso y la liberación que resulta en la mayor distancia al punto final para esa sustancia tóxica o inflamable.

Las condiciones meteorológicas para este tipo de escenarios asumen una estabilidad atmosférica de Clase F (Estable) y velocidad del viento de 1,5 m/s. La temperatura del aire ambiente es de 25 °C.

La topografía considera las áreas urbanas con muchos obstáculos, mientras que las rurales son planas y sin obstáculos.

Determinación del Escenario de Caso Peor

Gases Tóxicos

Incluyen substancias tóxicas que son gaseosas a temperatura ambiente (25 °C), con excepción de los gases licuados por refrigeración bajo condiciones de presión atmosférica y liberados en áreas protegidas con diques.

Para este escenario se asume que una liberación gaseosa de la cantidad total ocurre en 10 minutos.

Los gases licuados por refrigeración solamente y liberados en áreas protegidas con diques pueden modelarse como líquidos en su punto de ebullición y suponer que son liberados de un estanque por evaporación.

Cuando los gases licuados por refrigeración forman un estanque de solo un centímetro o menos de profundidad deben modelarse como gases. (Los estanques con un cm o menos de profundidad se evaporan completamente en 10 min lo que equivale a una liberación de un gas).

Los puntos finales para el análisis de consecuencia se especifican en Tablas.

Se supone que la cantidad total de un líquido tóxico se derrama de un contenedor.

El derrame se asume que ocurre sobre una superficie lisa y no absorbente.

Para líquidos conducidos en tuberías la cantidad que puede liberarse se supone que forma un estanque.

La cantidad total derramada se supone que se extiende instantáneamente a una profundidad de 1,0 cm en un área no protegida por un dique o para cubrir un área contenida por un dique instantáneamente.

Líquidos Tóxicos

La temperatura del líquido derramado es la máxima diaria registrada en tres años o la temperatura de la sustancia en el contenedor.

La tasa de liberación al aire se estima como la tasa de evaporación del estanque

De Tablas se toma el punto final para el modelado de dispersión en el aire de cada líquido regulado.

Sustancias Inflamables

El peor escenario resulta de una nube de vapor conteniendo la cantidad total de sustancia que puede liberarse de un contenedor o una tubería.

Se asume que la nube de vapor detona.

Si se utiliza un método equivalente al TNT para el análisis se debe asumir un factor de producción de 10%.

El punto final para un análisis de consecuencias de una explosión de una nube de vapor es una sobrepresión de 1 psig.

Este punto final se ha seleccionado como el umbral para daños serios potenciales a las personas como un resultado de daño apropiado causado por una explosión.

Tasa de Liberación para sustancias Tóxicas

Si no hay sistemas de mitigación pasivos en el lugar, se estima la tasa de liberación para una fuga sobre un periodo de 10 min de la mayor cantidad resultante de una falla de un contenedor o tubería.

Ecuación de cálculo:

 

QR = QS/10 (Ec. 1)

 

QR = Tasa de liberación (lb/min)

QS = Cantidad liberada (lb)

Determinación de la Cantidad para el Escenario Peor

Ejemplo. Liberación de Gas Diborano.

Un tanque de 2 500 libras de gas diborano.

Asumiendo la cantidad total en el tanque se libera en 10 minutos, la tasa de liberación (QR) será:

1,0 libra = 0,45359237 kg

Si un gas se libera en un espacio cerrado como un edificio, la tasa de liberación hacia el ambiente exterior puede disminuirse considerablemente.

El factor de mitigación (55 %) que se emplea asume que la liberación ocurre en un espacio completamente cerrado, no hermético adyacente al ambiente.

Si la liberación ocurre en un cuarto cerrado dentro de un edificio, entonces el factor es más pequeño, dado que hay mayor mitigación.

Por el contrario, si hay puertas y ventanas abiertas, entonces el factor es mayor, puesto que la mitigación disminuye

Liberación de Gas Tóxico en Espacio Cerrado

Para el escenario de peor caso se supone que la mayor cantidad resultante de una falla de tubería o contenedor se libera en un periodo de 10 minutos.

La tasa de liberación mitigada se calcula con la siguiente ecuación:

 

QR = [QS/10] * 0,55 (Ec. 2)

0,55 = Factor de Mitigación.

Ejemplo. Liberación de gas en Encierros (Diborano)

Determinación de la Cantidad para el Escenario Peor

Si se tiene un gas tóxico que ha sido licuado por refrigeración y se libera en un área confinada por diques que forma un estanque o charco de más de 1,0 cm de profundidad se puede realizar el análisis para un escenario de caso peor, suponiendo que la evaporación de un charco líquido inicia en el punto de ebullición de ese líquido.

Si la superficie del charco es más pequeña que la del área confinada o protegida por los diques, se asume una liberación gaseosa de 10 min, entonces se calcula la tasa de liberación como si fuera un gas.

Liberación de Gas Tóxico licuado por Refrigeración en áreas confinadas

Después de que se ha estimado la tasa de liberación del gas, ahora se calcula la duración de la liberación del vapor del estanque, esto es el tiempo que tardará el charco en evaporarse completamente, dividiendo la cantidad total derramada entre la tasa de liberación.

Ejemplo. Gases licuados por refrigeración liberados con mitigación: Cloro

Se tiene un tanque refrigerado con 50 000 lb de cloro líquido al ambiente.

Una superficie contenida por diques alrededor del tanque de cloro de 275 ft2 es suficiente para contener todo el cloro líquido derramado

Una vez que el líquido se ha vaciado en el dique se evapora al punto de ebullición (-29 °F).

La tasa de evaporación al punto de ebullición se determina por la Ec. 3.

Para el Cálculo, la velocidad del viento se asume de 1,5 m/s y el factor Velocidad del Viento es de 1,4, la LFB para el cloro, según tablas, es de 0,19 y A = 275 ft2.

La tasa de liberación será entonces:

 

QR = 1,4 * 0,19 * 275 = 73 lb/min

 1.4 = Factor Velocidad del Viento (1.5 m/s)

La tasa de liberación al aire para líquidos tóxicos se supone es la tasa de evaporación del charco formado por el líquido liberado.

Se considera que la cantidad total en un recipiente o en una tubería es la cantidad máxima que se derrama en el estanque.

Las medidas de mitigación pasivas, como los diques, se consideran para la determinar el área del estanque y la tasa de liberación.

Para estimar la distancia de consecuencia se tiene que estimar cuanto tiempo tomará la evaporación total, además de la tasa de liberación.

El método estima la liberación a una temperatura ambiente de 25 °C y existe un factor de corrección para el cálculo en un rango térmico de 25 °C a 50 °C.

Tasa de Liberación para Líquidos Tóxicos

• Sin medidas de mitigación pasivas se considera que el líquido forma un estanque de 1,0 cm de profundidad.

• Entonces, se calcula la tasa de liberación a temperatura ambiente.

• Si el líquido está a temperatura ambiente, se busca el Factor Ambiente Líquido (LFA) y el Factor Densidad (DF) de Tablas.

• Si la temperatura ambiente está entre 25 °C y 50 °C, entonces se aplica un factor de corrección de Temperatura (TCF).

• CLos cálculos son como sigue:

QR = AS * 1.4 * LFA * DF (Ec. 3)

• LFA = Factor Ambiente para Líquidos (Tablas)

• DF = Factor Densidad (Tablas)

Ejemplo. Liberación de Líquido no mitigada a temperatura ambiente: Acrilonitrilo.

Un tanque conteniendo 20 000 libras de acrilonitrilo a temperatura ambiente.

La cantidad total del tanque es derramada en el suelo en un área no confinada.

Se supone que el charco se extiende a una profundidad de 1,0 cm.

La tasa de liberación del estanque (QR) se calcula de la ecuación 3.

El Factor Velocidad del viento es de 1,4.

De Tablas se tiene que el LFA para el acrilonitrilo es de 0,018 y el DF es de 0,61.

 Estimar QR y tiempo de liberación.

Temperatura Elevada

Si el líquido está a temperatura elevada (> 50 °C) a un punto cercano a la ebullición) se utiliza el Factor de Ebullición de Líquido (LFB) en Tablas.

En este método se aplica el Factor de Corrección de Temperatura.

La tasa de liberación del Líquido se calcula como sigue:

 

QR = QS * 1,4 * LFB * DF (Eq. 4)

 

• LFB = Factor de Ebullición Líquido

• DF = Factor Densidad

Ejemplo. Un tanque contienen 20 000 libras de acrilonitrilo a temperatura elevada.

La cantidad total en el tanque se derrama en el suelo en áreas no protegidas con diques, formando un charco.

Se asume que el estaque se extiende a una profundidad de 1,0 cm.

La tasa de liberación se calcula de la Eq. 4.

Para el cálculo, el factor de velocidad de viento para 1,5 m/s es de 1,4.

De Tablas se toma la LFB para acrilonitrilo es de 0,11 y la DF es 0,61.

Estimar QR, Duración de la fuga, t.

Duración de la liberación

Después de que se ha estimado la tasa de liberación, se determina la duración de la liberación de vapor del estanque.

Para estimar el tiempo en minutos, se divide la cantidad total liberada (en libras) por la tasa de liberación (en libras por minuto) como sigue:

 

t = QS/QR (Ec. 5)

 t = Duración de la liberación (minutos)

La liberación del vapor del estanque se utiliza para seleccionar la tabla apropiada para calcular la distancia.

Liberación de Tóxicos Líquidos con Mitigación Pasiva

Áreas con diques

A = AS * DF (Eq. 6)

 A = Área Máxima del Estanque (ft2) para una profundidad de 1,0 cm.

Si el área máxima del estanque es más pequeña que el área protegida con dique, se calcula la tasa de liberación como se detalló para no mitigación.

Área con dique más pequeña que el área máxima.

Si el área protegida es más pequeña que el área máxima del estanque se consulta en Tablas el Factor Ambiente Líquido (LFA), si el líquido está a temperatura ambiente o el Factor de Ebullición de Líquido (LFB) del líquido está a temperatura elevada.

Si el líquido está entre 25 °C y 50 °C se aplica el Factor de Corrección de temperatura (TCF).

Área Máxima más pequeña que el Área protegida con diques

La tasa de liberación de líquidos en áreas contenidas por diques a temperatura ambiente se calcula como sigue:

 

QR = 1,4 * LFA * A (eq. 7)

 

Para líquidos a temperatura elevada o para gases licuados por refrigeración,

 

QR = 1,4 * LFB * A (Ec. 8)

 

A = Área contenida en el dique (pies cuadrado).

Ejemplo. Un tanque conteniendo 20 000 libras de bromo a una

temperatura de 25 °C.

El liquido se derramó en un área contenida por diques de 10 x 10 pies. Las paredes del dique son de 4 pies de alto.

El área (A) que sería cubierta a una profundidad de 0,033 pies (1,0 cm) por el líquido derramado está dada por la Eq. 6 como la cantidad liberada (QS) veces la Factor Densidad (DF).

De tablas DF es 0,16.

Calcule el Área (A). 

El área confinada es mas pequeña que el área del estanque máximo.

El volumen de bromo derramado es 20 000 * 0,16 * 0,033 = 106 ft3.

Este líquido llenaría la área no protegida a una profundidad de poco más de un pie debajo de la parte superior de la pared.

Use el área protegida con dique para determinar la tasa de evaporación de la Ec. 7.

Para el cálculo, la velocidad de viento es 1.,5 m/s, el Factor de la velocidad de viento es 1,4, LFA del bromo es 0,073, A es 100 ft2.

Estimar la Tasa de Liberación QR y la duración de liberación (t).

Estimación de la Distancia al Punto final Tóxico

Las distancias consecuencias estimadas para escenarios de peor caso para gases y vapores neutralmente flotantes y densos en áreas rurales y urbanas.

Los gases flotantes y los vapores tienen aproximadamente la misma densidad que la del aire, en tanto que los densos la tienen mayor.

La estimación se realiza en Tablas a partir de las Tasas de Liberación.

Gracias