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DCS310

Estrategia de Evaluación del Riesgoen una Planta Petroquímica

Osvaldo FuenteProcess Safety Technology LeaderDow Chemical Ibérica29 de Febrero de 2012

Estrategia de Evaluación de Riesgos

Osvaldo Fuente - Feb-2012 2

• Conceptos Básicos sobre Riesgo

• Gestión del Riesgo

• Estrategia de Evaluación

• Breve Resumen de Herramientas

Temario


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Riesgo? Dónde?

Hay riesgo en casi todolo que vale la pena…

Osvaldo Fuente - Feb-2012


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• Probabilidad de muerte (casos/año-persona) debido a…– Causas Accidentales

– Accidentes de Transporte

» Motocicletas 1.3683·10-5

» Turismos 5.2040·10-5

» Transporte aéreo 2.3122·10-6

– Caídas

» Escaleras 5.5779·10-6

» Desde una silla, cama,… 2.6357·10-6

» Resbalones, tropiezos 1.9887·10-6

– Asfixia

» Por ingestión de comida 2.9899·10-6

» Ingestión de otros objetos 1.0948·10-5

– Exposición a Factores Naturales

» Frío excesivo 2.3020·10-6

» Rayos 1.5665·10-7

Riesgo – en todas partes!

Datos extraídos deNational Safety Council(EEUU, 2004)



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Riesgo – se puede reducir!

El riesgo no siempre está donde lo esperamos…

Debemos encontrar las fuentes deriesgo para poder reducirlo



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Gestión del Riesgo

REDUCIR elRIESGO

GESTIONAR elRIESGO RESIDUAL

EVALUAR elRIESGO

ABANDONAR laACTIVIDAD

SI

NO

DEFINIR los REQUISITOS deEVALUACIÓN de RIESGO

PROCESO SIMPLIFICADO

IDENTIFICARPELIGROS

POTENCIALES

ElRIESGO es

TOLERABLE?

Se

PUEDE REDUCIRel RIESGO?

SI

NO

CUÁNDO?QUIÉN?

QUË?CÓMO?

Probabilidad

Consecuencia

Riesgo



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Cómo evaluar el riesgo?

Bases para la Evaluación del Riesgo

Métodos de AnálisisExperiencia históricaConocimientos

Técnicos – Ingeniería!

Comprensión del Riesgo

Qué podríapasar?

Qué probabilidadhay de que pase?

Qué impactotendría?

Seguridad Industrial (Process Safety):Riesgo “agudo” – efectos en corto tiempo



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Tres componentes...

Gestión del Riesgo Industrial

Gestión Operativa del Riesgo• Entrenamiento• Procedimientos de Operación• Procedimientos de Mantenimiento

Aprendizaje del pasado• Investigación de Causas Básicas

de accidentes• Investigación de “Casi Incidentes”

Evaluación del riesgo• Herramientas simplificadas• What-If/HAZOP (Cualitativas)• LOPA/FTA/QRA (Cuantitativas)• Standards de Diseño

… todas las componentes deben ser ROBUSTAS!



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Unos pocoscasos

especiales

N4:ACR

Conocimientosbásicos

Análisiscomplejo ymuydetallado

Nivel 1:ANÁLiSIS BÁSICO de RIESGOS

Nivel 2:EVALUACIÓN de

RIESGOS

Herramientassimples

Conocimientosy experienciamuy avanzados

Cualquiersustancia /proceso

Uso máseficaz de los

recursos!

Evaluación por Niveles

Nivel 3EVALUACIÓNAVANZADA

Los requerimientos legalesde cada país prevalecen

sobre este esquema!Osvaldo Fuente - Feb-2012


Estrategia de Evaluación

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Herramientas /Métodos usados

en este Nivel

Cualitativo

oCuantitativo?

Considerafrecuencias?

Aplicable acasos

sencillos?

Aplicablea casos

complejos?

F&EI, CEI,

Checklist

Cualitativo No Muy útil Poco útil

HAZOP,What-If,

LOPA

Semi-cuantitativo

-simplificado

Si Útil Engeneral

útil

FTA, EventTree

Pre-ACR

Cuantitativo Si Demasiadocomplejo

Útil

ACR Cuantitativo Si Extremadamente

complejo

Útil

Nivel 1:ANÁLISIS BÁSICO DE RIESGOS

N4:ACR

Nivel 3EVALUACIÓNAVANZADA

Niveles de Evaluación

Nivel 2:EVALUACIÓN deRIESGOS



Nivel 1 – Herramientas

• Dow Fire & Explosion Index (FEI)

• Dow Chemical Exposure Index (CEI)

• Historia de incidentes (dentro y fuera de lacompañía)

• Cuestionario y Checklist RC/PHA (ReactiveChemical / Process Hazard Assessment)

11Osvaldo Fuente - Feb-2012


Dow Fire & Explosion Index• Indice relativo para equipos que operan con

productos inflamables y combustibles

• Útil para:• Prioritizar unidades de proceso según su riesgo

• Definir distancias entre unidades de proceso

• Evaluar el impacto de cambios

• Considera:– Un Factor de Material - Mf (flamabilidad / reactividad)

– 6 Riesgos Generales de Proceso - F1 (impacto potencial)

– 12 Riesgos Especiales de Proceso – F2(frecuencia)

• FEI = Mf * F1 * F2

• Factores de reducción de riesgo– 9 Creditos – Control de Proceso

– 4 créditos – Aislamiento de planta

– 9 créditos – Protección Contra Incendios

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• Libro de AIChE

• Internet: S2S(http://www.safety-s2s.eu/modules.php?name=s2s_wp4&idpart=2&op

=v&idm=37)



Dow’s Chemical Exposure Index• Índice relativo aplicable a escenarios de fuga de

productos tóxicos

• Útil para:• Prioritizar escenarios según sus posibles consecuencias

• Estimar distancias alcanzadas por concentraciones de interés(modelo de dispersión simplificado -> resultado conservador)

• Pasos a seguir:• Definir posibles escenarios de fuga (equipos, tuberías,…)

• Obtener ERPG-2 (concentración a partir de la cual laexposición durante 60 min puede causar efectos irreversibles)

• Calcular la cantidad dispersada en el aire (AQ)

• Seleccionar el escenario con mayor AQ

• Calcular CEI

• Calcular la distancia a la concentración ERPG-2

• Analizar los resultados (posibles efectos)

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• Libro de AIChE

• Internet: S2S(http://www.safety-

s2s.eu/modules.php?name=s2s_wp4&idpart=2&op

=v&idm=34)



Cuestionario RC/PHA• Checklist para revisión de

– Plantas existentes

– Nuevos proyectos

– Cambios en plantas existentes

• Incluye preguntas sobre diferentes aspectos de SeguridadIndustrial

– Reactividad Química

– Flamabilidad / combustibilidad (vapores, polvos)

– Almacenaje de productos peligrosos

– Equipos de proceso (bombas, torres de destilación, intecambiadores,…)

– ….

• Permite identificar áreas que requieren estudio másdetallado o acciones de reducción del riesgo



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• What-if Hazard Analysis

• Hazard and Operability Analysis (HazOp)

• Layers of Protection Analysis

• Modelos de Dispersión (ALOHA, EFFECTS,PHAST,…)

Nivel 2 - Herramientas



What-if Hazard Analysis

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• Internet: MIT.edu(http://web.mit.edu/course/10/10.27/www/1027CourseManual/1027CourseManua

l-AppVI.html)

• Metodología tipo “brainstorming” combinada con“checklists” para el tipo de unidad / equipo enestudio

• Basada en experiencia y conocimiento del sistemaen estudio



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• Metodología estructurada y exhaustiva – se analizan TODOS losriesgos posibles

• Muy laboriosa, consume muchos recursos

• Es útil para cualquier tipo de equipo

HAZOP

Parameter /Guide Word

More Less None Reverse As well as Part ofOtherthan

Flow high flow low flow no flowreverseflow

deviatingconcentration

contaminationdeviatingmaterial

Pressure high pressure low pressure vacuum delta-p explosion

Temperaturehightemperature

lowtemperature

Level high level low level no level different level

Timetoo long / toolate

too short / toosoon

sequencestep skipped

backwards

missingactions

extra actionswrongtime

Agitation fast mixing slow mixing no mixing

Reactionfast reaction /runaway

slow reaction no reactionunwantedreaction

• Etapas:– Selección de “Nodos” (equipos,

tuberías) y sus Condiciones deDiseño

– Análisis de “Desviaciones”

• Palabras guía

• Parámetros

– Causas de las Desviaciones

– Consecuencias

– Protecciones

– Recomendaciones



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LOPA• Metodología semi-cuantitativa para analizar escenarios

• Busca determinar cuantas capas independientes deprotección son necesarias para alcanzar un nivel deriesgo considerado como tolerable

• Sirve para definir Safety Instrumented Systems (SIS)

• Libro de CCPS

• Internet: S2S(http://www.safety-

s2s.eu/modules.php?name=s2s_wp4&idpart=2&op=v&i

dp=750)

Initiating Event

EstimatedFrequency

fi= x

PFD1

= y1

success

Impact EventFrequency,f3 = x * y1 * y2 * y3

Safe Outcome

Safe Outcome

Safe Outcome

success

success

PFD2 = y2

PFD3 = y3

IPL1 IPL2 IPL3

f1= x * y1

f2=x * y1 * y2

Impact EventOccurs

IPL - Independent Protection LayerPFD - Probability of Failure on Demandf - frequency, /yr

Key:Arrow representsseverity and frequency ofthe Impact Event if laterIPLs are not successful

ImpactEvent

Severity

Frequency



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Modelos de Dispersión• Permiten estimar cómo se dispersa una fuga de una sustancia al aire

• Cantidad emitida al aire:• vaporización por la fuga (vapor / flash)

• vaporización del charco

• arrastre de gotas de líquido

• Consideran:– Propiedades físicas de la sustancia

– Condiciones de fuga (presión, temp, fase)

– Tamaño del orificio y dirección de fuga

– Condiciones atmosféricas (estabilidad, viento)

– Inventario de sustancia / tiempo de fuga (dinámica de la nube)

• Algunos programas de cálculo:– ALOHA (gratuito, disponible en la web de EPA (http://www.epa.gov/emergencies/content/cameo/aloha.htm)

– EFFECTS (con licencia de TNO)

– PHAST (con licencia de DNV)



20

• Fault Tree Analysis (FTA)

• Event Tree Analysis (EvTA)

• Análisis Cuantitativo de Riesgo (ACR)Preliminar

Nivel 3 - Herramientas



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• Técnica cuantitativa paradeterminar la frecuencia de undeterminado fallo

• Se basa en definir “eventos” quepueden causar el fallo,conectados con “puertas lógicas”(AND, OR,…)

Fault Tree AnalysisBásico

No desarrollado

Intermedio

Condicional

Externo

“Y” conPrioridad

“Y” (AND)

“O” (OR)

“Inhibición”

• Se usan datos de:• Frecuencia

• Probabilidad



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• Método utilizado para desarrollar las posibles consecuencias de unsuceso iniciador

• Es cualitativo (detalle de posibles efectos) y cuantitativo (frecuencias oprobabilidades)

Event Tree Analysis



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• Combina los resultados en:– Curvas de riesgo individual - igual riesgo

para una única persona, suponiendo:• Presente 24hs/día, 365 días/año

• No tiene protección, ni escapa del lugar

– Curvas de riesgo social• Considera datos de población vs distancias

Análisis Cuantitativo de Riesgo

100m Grid

Default Ignition Set

Default Population Set

Default Risk Ranking Point Set

Default Model Selection

1e-009 /AvgeYear

1e-008 /AvgeYear

1e-007 /AvgeYear

1e-006 /AvgeYear

3e-006 /AvgeYear

Risk Level

Study Folder: Tox Con Expt VCN risk contours

Run Row Selected: Night

Outdoor contours

Factors: Combination 1

Audit No: 334670

Individual Risk Contours

Run Row Status

• Metodología para analizar todos los riesgos de una instalación deforma cuantitativa

• Estudio muy detallado y laborioso, que requiere muchos datos

• Utiliza las técnicas descritas anteriormente• What-if / HAZOP

• Modelos de dispersión

• Fault Tree Analysis

• Event Tree Analysis

Utilizado por las Administracionesde algunos paises (como Catalunya)para Planificación del Territorio)



Resumen

• Existen muchas metodologías de Evaluación deRiesgos

• Simplicidad vs precisión

• Una estrategia por Niveles permite optimizarrecursos para entrar en más detalle en loscasos más complejos

• El objetivo esmáxima eficacia en reducir el riesgo!



Ruegos y Preguntas


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