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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA DIVISIÓN DE POSTGRADO
PROGRAMA DE POSTGRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
INFLUENCIA DEL DISEÑO EN LA SEGURIDAD DE PLANTAS DE PROCESOS EN LAS INDUSTRIAS PETROQUÍMICA,
PETROLERA Y DEL GAS
Trabajo Especial de Grado presentado ante la Ilustre Universidad del Zulia
para optar al Grado Académico de:
MAGISTER SCIENTIARUM EN INGENIERÍA QUÍMICA
Autora: NINOSKA ELYANA FERRER GONZÁLEZ Tutora: Cateryna Aiello Mazzarri Co-tutor: Elio Briceño Graterol
Maracaibo, marzo de 2009
Ferrer González, Ninoska Elyana. Influencia de la Seguridad en el Diseño de Plantas de procesos, en las Industrias Petroquímica, Petrolera y del Gas (2009). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 127 p. Tutor: Profa. Cateryna Aiello; Cotutor: Prof. Elio Briceño.
RESUMEN
Históricamente el impacto de los accidentes catastróficos en plantas de procesos indican como causas más recurrentes, los errores de diseño o errores humanos. Si se observan los accidentes como Seveso, Bhopal, Chernobyl, Piper alpha, San Juanico, Flixbourgh, Planta Lama, aparecen invariablemente elementos de diseño como cruciales en la ocurrencia de los accidentes mencionados, bien como factor iniciador, intermedio o final que facilitaron los desastres anteriores. Este proyecto tiene como objetivo el estudio de la influencia del diseño de seguridad, asociada a los accidentes catastróficos y cualesquiera de interés, que apunten a revelar el error humano y la imprevisión de la normativa de Seguridad de los diseñadores. Se espera validar las impresiones iniciales sobre la ausencia de Normativa de Seguridad en el diseño, en los casos prototipos objeto de estudio de la investigación, y la aspiración de elaborar una propuesta que coadyuve a los Ingenieros de Diseño, Procesos, Mantenimiento y Seguridad a considerar una matriz de Seguridad, obligatoria. Dicha acción incrementaría la Epistemología del Diseño, complementaría a las consideraciones análogas sobre el Error Humano. La investigación aspira reforzar los estudios de Ingeniería, en especial el diseño, procesos químicos y seguridad. En función de lo anterior, se considerará como paso previo al Diseño de una Planta, la definición de una estrategia para el manejo de la información asociada a la seguridad de la misma, facilitando el enfoque de la Seguridad Intrínseca del diseño, ahorrando escenarios de posibles catástrofes. En tal sentido en esta investigación se propone enfocar desde la Visualización de los Proyectos de Ingeniería de Diseño de Plantas, la recopilación de información de Seguridad, fiable, lo cual redundaría en el elemento Seguridad Intrínseca. Palabras clave: Seguridad en Diseño de Plantas. Correo: [email protected]
Ferrer González, Ninoska Elyana. Influence of Safety in Designing of Process Plants, in Petrochemical, Petroleum and Gas Industry´s (2009). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 127 p. Tutor: Profa. Cateryna Aiello; Cotutor: Prof. Elio Briceño.
ABSTRACT
Historically, the impact of catastrophical accidents in process plants shows design or human errors as their most frequent causes. If accidents like Seveso, Bhopal, Chernobyl, Piper alpha, San Juanico, Flixbourgh, Planta Lama are observed, design elements always invariably appear as crucial in their occurrence, as either trigger, intermediate or final factors that allowed the afore-mentioned disasters to occur. The objective of this project is the study of safety design associated with catastrophical and general interest accidents, aiming to reveal human error and failure at taking security measures in account by the designers. It is expected to validate the initial impressions about the lack of security measures in the prototype cases which are the objective of the study of this investigation, and the wish of creating a project which supports design, process, maintenance and security engineers to take a mandatory security mindset into account. Such action would raise the epistemology of design and complement the corresponding considerations about human error. The investigation looks forward to reinforce the Engineering studies, specially design, chemical processes and safety. Keeping that in mind, the definition of a strategy to handle the information associated with the safety of a plant will be considered as a previous step to its design, facilitating the intrinsic security approach, avoiding possible scenarios of catastrophe. In such sense this investigation has the intent of approaching the compilation of trustworthy security information, from the conceptualization of the Plant Design Engineering, which would result in the intrinsic security element. Keywords: Safety in Design of Plants. E-mail: [email protected]
DEDICATORIA
A Mi Dios todopoderoso, el cual me ayudó y guió en
todo este camino para alcanzar esta meta.
A Mis Padres José Vicente y Ninoska,
A mi hermana Natalia,
A mi novio Luis Manuel,
Por apoyarme y darme ánimos en todo momento.
Ninoska
AGRADECIMIENTO
A los Profesores Dora Finol, Jorge Sánchez, Elio Briceño, Cateryna Aiello,
Edixon Gutiérrez.
A los Ingenieros Fredefinda Rodríguez y Elpidio Maldonado,
A mis compañeros de postgrado,
A mi amiga Tulia Villalobos,
Todos colaboraron desinteresadamente, contribuyendo en la feliz culminación
de este proyecto.
Ninoska
TABLA DE CONTENIDO
Página RESUMEN........................................................................................................................3 ABSTRACT.......................................................................................................................4 DEDICATORIA.................................................................................................................5 AGRADECIMIENTO.........................................................................................................6 TABLA DE CONTENIDO ................................................................................................7 LISTA DE TABLAS...........................................................................................................9 LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................10 CAPÍTULOS INTRODUCCIÓN............................................................................................................15 MARCO TEÓRICO.........................................................................................................18 Introducción ..............................................................................................................18 Seguridad en Plantas de Procesos..........................................................................19 La Naturaleza del Proceso de un Accidente............................................................20 Definición de riesgo y criterios de aceptación......................................................... 23 Análisis de Riesgos en los Proyectos de Ingeniería.......................................... 26 Identificación de riesgos..................................................................................... 27 Análisis preliminar de riesgos (APP) (“Preliminary Hazard Analysis”) .............. 28 Análisis de Árbol de Fallas ................................................................................. 29 Análisis de Árbol de Eventos.............................................................................. 30 Estimativa de frecuencias .................................................................................. 30 Estimación de las consecuencias ...................................................................... 32 Escenarios ..................................................................................................... 32 Software empleado para la estimación de consecuencias .......................... 33 Probabilidad de fatalidad por exposición a peligros .......................................... 34 Criterios de Daños...............................................................................................35 Efectos de Explosiones ................................................................................. 37 La Administración de Riesgos en los Proyectos de Diseño de Ingeniería y el enfoque del error humano...................................................................................39 Ejemplos Prototipos de Errores Humanos Causantes de Catástrofes ........ 41 MARCO METODOLÓGICO...........................................................................................44 Recolección de Datos...............................................................................................44 Fases de Estudio......................................................................................................44 Descripción y desarrollo de la metodología ...........................................................45 Fase Preliminar....................................................................................................45 Fase Intermedia...................................................................................................46 Descripción del Proyecto............................................................................... 48
Análisis de Árbol de Fallas ............................................................................ 49 Análisis de Árbol de Eventos..........................................................................54 Estimación de Consecuencias .......................................................................55 Estimación del grado de afectación a través del software Canary by Quest....................................................................................................56 Fase Final ............................................................................................................64 RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN......................................................................65 Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos.......................................................65 Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos a través de Árbol de Fallas.........65 Árbol de Fallas Acumulador de Propano ...........................................................65 Resolución Árbol de Fallas.................................................................................68 Árbol de Fallas Compresor de “Gas Lift” ...........................................................69 Resolución Árbol de Fallas..........................................................................69 Árbol de Fallas ”Slug Catcher” ...........................................................................71 Resolución Árbol de Fallas..........................................................................72 Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos a través de Árbol de Eventos .....73 Árbol de Eventos para Rotura del acumulador de propano refrigerante ..........73 Árbol de Eventos para Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift” .............................................................................................................77 Árbol de Eventos para Rotura en tubería de línea del separador: “Slug- Catcher” ...................................................................................................78 Estimación de Consecuencias................................................................................79 Discusión de los Resultados obtenidos por el simulador Canary ........................82 CONCLUSIONES...........................................................................................................92 RECOMENDACIONES..................................................................................................94 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..............................................................................95 ANEXOS.........................................................................................................................98 A. Balance de Masa y Energía. Sistema de Refrigeración de Propano .................99
B. Diagrama de Flujo. Sistema de Refrigeración de Propano.............................. 101
C. Corrida de Canales. Caso: BLEVE .................................................................. 103
D. Balance de Masa y Energía. Unidad de Compresión “Gas Lift”...................... 107
E. Diagrama de Flujo. Unidad de Compresión “Gas Lift” ..................................... 109
F. Corridas de Canary. Caso: “Jet Fire”................................................................ 111
G. Balance de Masa y Energía. Planta Facilidades de Entrada .......................... 117
H. Diagrama de Flujo. Planta Facilidades de Entrada.......................................... 119
I. Corridas de Canary. Caso: “Pool Fire"..................................................................99
LISTA DE TABLAS Tabla Página
1 Ejemplo de Actividades que Incrementan el Riesgo en 10-6............ 25
2 Efectos debido a radiación térmica según Norma PDVSA IR-S-02 . 36
3 Efectos de Radiación Térmica y Explosiones, según Norma PDVSA IR-S-02 .................................................................................... 37
4 Efectos de la Exposición a Niveles de Radiación Térmica ............... 76
5 Efectos de la Exposición a Sobrepresión Puntual Incidente............. 76
6 Resultados generados por el Simulador Canary para el caso Bleve 83
7 Resultados generados por el Simulador Canary para el caso Jet Fire ........................................................................................................ 84
8 Matriz de Elementos de Seguridad en las Fases de Proyecto de Ingeniería .............................................................................................. 88
LISTA DE FIGURAS Figura Página
1 Causas de pérdidas en grandes accidentes en plantas químicas. .. 21
2 Causas de pérdidas accidentes químicos.......................................... 22
3 Equipos asociados en accidentes con grandes pérdidas.................... 23
4 Conversión de Probits a Probabilidad de Fatalidad (%) ...................... 35
5 Etapas de un Análisis Cuantitativo de Riesgos.................................... 38
6 Acumulador de Propano y lazo de control ........................................... 51
7 Árbol de Fallas para el evento tope: “Rotura del acumulador de propano refrigerante”. .......................................................................... 51
8 Compresor de Metano y Lazo de Control .......................................... 52
9 Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift” ....................................................................... 52
10 “Slug Catcher” y Lazo de Control” ........................................................ 54
11 Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher” ................................................................... 53
12 Primera Ventana del Canary ................................................................ 57
13 Segunda Ventana del Canary. Selección del Material. ..................... 59
14 Tercera Ventana del Canary. Condiciones Ambientales................... 60
15 Cuarta Ventana del Canary. Descripción de la Fuga........................... 60
16 Parámetros de Entrada para Jet Fire ................................................... 62
17 Parámetros de Entrada para Pool FIRE .............................................. 63
18 Parámetros de Entrada para Bleve ...................................................... 63
19 Resolución de árbol de Fallas para el evento tope: “Rotura del acumulador de propano refrigerante” ................................................. 68
20 Resolución del árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift” ................................... 71
21 Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher” ................................................................... 73
22 Árbol de Eventos para Fuga de Propano por Rotura de Recipiente ... 74
Figura Página
23 Resolución de árbol de Eventos para Fuga de Propano por Rotura de Recipiente. ..........................................................................
75
24 Árbol de Eventos Rotura de Tubería de Gas ..................................... 77
25 Resolución de árbol de Eventos para Rotura de Tubería de Gas....... 77
26 Árbol de Eventos para Fuga de HC líquido cercano a recipiente........ 78
27 Resolución de Árbol de Eventos para Fuga de HC líquido cercano a recipiente............................................................................................ 79
28 Energía absorbida de la bola de fuego con respecto a la distancia del recipiente......................................................................................... 83
29 Flujo de radiación producida por jet fire con respecto a la distancia de afectación ........................................................................ 84
30 Curvas de radiación del Jet Fire ......................................................... 85
31 Curvas de radiación del Jet Fire........................................................... 86
32 Grafica de la piscina de fuego generada por el canary ....................... 86
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INTRODUCCION
El presente trabajo de investigación esta orientado en el estudio de la
influencia de la seguridad en el diseño de plantas petroquímicas, petroleras y
gasíferas, con ayuda de la revisión estadística de las catástrofes más relevantes
acontecidas a nivel mundial y en Venezuela, añadiendo la opción Epistemológica
de incorporar nuevos elementos que unifiquen la visión de las ciencias básicas con
la avanzada intervención de las ciencias sociales en el campo del error humano en
el Diseño de Ingeniería.
Apuntando a éste como causa principal de los accidentes catastróficos
mencionados y acentuar las inferencias de carácter general y preventivo, con el fin
de incorporarlos en los ámbitos académicos y de ejercicio profesional de la
ingeniería de diseño. Es así como se presenta en esta tesis la incorporación del
concepto de transdisciplinariedad, asociando otras ramas de las ciencias sociales
relevantes, tales como: la ergonomía, la Psicología de la Seguridad Laboral, entre
otras basadas en el estudio del error humano, que han sido ramas no
contempladas en el diseño de seguridad de un proyecto.
En este trabajo se realizará una revisión minuciosa de accidentes prototipos
catastróficos, donde el error humano, el error de cálculos o estimaciones, la omisión
y la imprevisión de la normativa de Seguridad de los diseñadores fueron clave para
su ocurrencia. Además se seleccionó el proyecto de una instalación de un proceso
de la industria petrolera, para tomar tres casos prototipos de estudio de ésta
investigación y realizar simulaciones con el apoyo de una herramienta de cálculo
computarizada (software), que hace el cálculo de consecuencias de distintos
escenarios de eventuales catástrofes.
El objetivo final es utilizar el tratamiento cuantitativo de éste análisis para
visualizar la ausencia de Normativa de Seguridad asociada al error humano en el
diseño, en los casos objeto de la investigación. Y que ésta coadyuve a los
Ingenieros de Diseño, Procesos, Mantenimiento y Seguridad a considerar una
matriz de Seguridad, obligatoria.
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En el capítulo II, se presenta el marco teórico, en el cual se refleja toda la
información obtenida tras la búsqueda, ubicación y consulta bibliográfica que fue
necesaria para el desarrollo de la investigación, enfocándose en: la seguridad
industrial en las plantas de proceso, las técnicas utilizadas en el análisis de riesgos
en todas las fases del diseño de un proyecto de ingeniería, incluyendo además el
enfoque del error humano.
La descripción de la metodología empleada para el desarrollo de la
investigación, se muestra en el capítulo III, ésta se fundamentará en la ubicación,
clasificación y recopilación de la información, lo cual permitirá describir
fehacientemente los antecedentes. En éste capítulo se incluye una descripción
detallada de la aplicación de las técnicas cualitativas y cuantitativas de análisis de
riesgos empleadas para los tres casos prototipos objeto de estudio de la
investigación.
Asimismo, una vez identificados los objetos de análisis finales, se determinó el
grado de afectación mediante el uso de un modelo computarizado. También se
estimó la frecuencia de ocurrencia de cada consecuencia mediante un análisis de
árbol de eventos e información de frecuencias de eventos iniciadores obtenidos de
la norma PDVSA ir-s-02 y experiencia de personal de PDVSA.
El capítulo IV presenta los resultados obtenidos al aplicar las técnicas de
análisis de riesgos ya descritas en el capítulo anterior y serán de gran utilidad ya
que estos datos permitirán estimar la gravedad de los accidentes.
Al final del capitulo se incluye una matriz que incluye las distintas fases de un
proyecto de ingeniería y las propuestas derivadas de la presente investigación ,
utilizando la visión transdiciplinaria de incorporar en la matriz, elementos de las
ciencias sociales, que amplíen el accionar del ingeniero de diseño a una
concepción de carácter Epistemológico, que permita a éste desplazarse en su labor
profesional en áreas de la ciencia que redundarían en la prevención de catástrofes
industriales, desde el mismo nacimiento del diseño durante la fase de Visualización
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hasta las fases terminales del proyecto más allá de la operación de la planta objeto
de Diseño.
La investigación aspira reforzar los estudios de Ingeniería, en especial el
diseño, procesos químicos y seguridad.
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MARCO TEÓRICO
Introducción
Después de los accidentes de Flixborough (1974), Seveso (1976), Bhopal
(1984) y algunos otros, la preocupación por la seguridad en las instalaciones
industriales ha experimentado un progresivo crecimiento. En primera línea de tal
preocupación aparecieron las sociedades de ingenieros de Estados Unidos de
Norteamérica y Europa, posteriormente el propio estado norteamericano por
intermedio de la OSHA (Organización Federal para la Seguridad, Salud e Higiene
Ocupacional), así mismo en las dos ultimas décadas la Organización de Naciones
Unidas – ONU y los países explotadores del petróleo y gas de todo el mundo,
incluidos entre ellos Venezuela, se incorporaron a tales esfuerzos.
El desarrollo de marcos legislativos específicos sobre seguridad, la puesta en
marcha de mecanismos administrativos de control y el incremento de publicaciones
y estudios sobre el tema, son una evidencia de la mayor relevancia social que han
adquirido en la última década los aspectos de seguridad industrial.
Sin embargo, año tras año se incrementa significativamente la fabricación,
comercio y consumo de productos de alto valor añadido que requieren procesos
industriales cuya complejidad y sofisticación va en aumento; eso conlleva a la
utilización de sustancias a menudo reactivas y peligrosas, y procesos con
márgenes de seguridad más estrechos y algunas veces en condiciones extremas
de operación, que incluso obligan al análisis del impacto de tales instalaciones
químicas, petroleras y gasificas en el entorno poblacional y ambiental que
generarían estas.
Todo lo expuesto hasta el momento pone de relevancia la seguridad en la
industria química, petrolera y gasífera, y la importante repercusión social y
económica que tienen los accidentes industriales, con costos asociados tangibles e
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intangibles, tales como los mencionados al inicio de esta introducción y en
Venezuela , Planta de Generación Tacoa, Gasoducto Tejerías , Planta Lama de
Extracción de líquidos GLP y procesamiento de gas natural entre otros de
significativo impacto en la sociedad Venezolana.
Seguridad en Plantas de Procesos
Cuando un ingeniero de procesos se refiere al tema de seguridad,
normalmente tiene en mente tres consideraciones básicas.
La primera directamente relacionada con las condiciones de diseño que
garantice que las personas intervinientes no sufran daño ni peligro alguno, en su
ambiente de trabajo. Esta misma tiene en consideración el funcionamiento de los
equipos; y su operación dentro de límites apropiados de seguridad, garantizando
que no habrá accidentes, tales como explosiones, producto de un diseño funcional
o mecánico no correcto; tanto de ellos mismos cuanto de los esquemas de control
utilizados.
La segunda consideración es la relacionada con la confiabilidad de los
equipos de proceso y el proceso en su conjunto. Esta visión tiene en cuenta la
probabilidad de fallas y el impacto de las mismas en la producción; y en la
seguridad de la operación y del personal de planta. Es un área de conocimiento
específica, que se integra con el resto de disciplinas que participan en el diseño, en
la actualidad. Por último, se analizan todos los dispositivos auxiliares, su cálculo y
/o adopción para dar garantía al cumplimiento de los dos primeros presupuestos
básicos considerados.
Las plantas químicas contienen una gran variedad de riesgos y peligros.
Primero, están los peligros mecánicos usuales, los cuales pueden causar lesiones a
los trabajadores producto de trepar, caerse o mover equipos. Segundo, están los
peligros químicos, éstos incluyen los peligros de incendio y explosión, reactividad y
toxicidad química.
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Desde 1950, se han realizado significativos avances tecnológicos en la
seguridad de los procesos químicos. Hoy en día, se le da tanta importancia a la
Seguridad como la producción y ésta se ha desarrollado dentro de una disciplina
científica que incluye muchas teorías y prácticas relativamente técnicas y
complejas. Ejemplos de las tecnologías de seguridad incluyen:
- Modelos hidrodinámicos representando un flujo bifásico a través de un
envase o tanque de alivio.
- Modelos de dispersión representando la dispersión de vapores tóxicos en
una planta después de la fuga.
Técnicas matemáticas para determinar las diferentes maneras en que los
procesos pueden fallar y la probabilidad asociada a la falla. Los recientes avances
en la seguridad de plantas químicas enfatizan el uso de herramientas tecnológicas
apropiadas para suministrar la información que permita tomar decisiones más
seguras en relación al diseño y operación de la planta.
La Naturaleza del Proceso de un Accidente
Los accidentes en las plantas químicas siguen patrón típico, cuyo estudio es
de particular importancia para anticipar los tipos de accidentes que pueden ocurrir.
Estudios de los accidentes acontecidos a nivel mundial, se concluye que los
incendios son los accidentes más comunes, seguidos por las explosiones y la
liberación de tóxicos. En relación a las fatalidades, el orden es inverso, la liberación
de tóxicos tiene el más alto potencial para causar fatalidades.
En los accidentes que involucran explosiones, las pérdidas económicas son
considerablemente altas. El tipo de explosión que causa mayores daños es la
explosión con nubes de vapor no confinadas, en donde una gran nube de vapor de
volátiles e inflamables se libera y dispersa en toda la superficie de la planta seguida
por la ignición y explosión de la nube.
En la siguiente figura se presenta un análisis de los mayores accidentes en
plantas químicas (cuantificaciones basadas en las pérdidas económicas). Las
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explosiones con nubes de vapor representan el más alto porcentaje de estas
pérdidas. La liberación de tóxicos típicamente causa pocos daños al equipamiento
de la planta, sin embargo, las lesiones del personal, la pérdida de empleados, las
compensaciones y responsabilidades legales son significantes (2).
Explosión de Nube Vapor
42%
Fuegos35%
Explosiones22%
Vientos1%
Figura 1. Causas de pérdidas en grandes accidentes en plantas químicas. (A thirty Year Review of One Hundred of the Largest Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries, 1997. M&M Protection Consultants, Chicago).
A continuación en la Figura 2 se presenta un análisis de las causas de
pérdidas en los mayores accidentes en plantas químicas. Las fallas mecánicas son
la primera causa de pérdidas en una planta química. Las fallas de este tipo
generalmente se deben a problemas en el mantenimiento. Las bombas, válvulas y
equipos de control presentaran fallas si no se les proporciona el mantenimiento
apropiado. La segunda causa son los errores operacionales. Por ejemplo, válvulas
que no se abren o se cierran en la secuencia apropiada, o reactantes que no se
cargan al reactor en el orden correcto. Un 10% de las pérdidas es causado por
perturbaciones en el proceso, por ejemplo, fallas en la electricidad o en el agua de
enfriamiento (2).
22
Figura 2. Causas de pérdidas accidentes químicos. (A thirty Year Review of One Hundred of the Largest Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries, 1997. M&M Protection Consultants, Chicago)
El término “Error Humano” se usa frecuentemente para describir una causa de
pérdidas en accidentes. Casi todos los accidentes, excepto aquellos causados por
fuerzas o peligros naturales, pueden atribuirse al error humano. Por ejemplo, las
fallas mecánicas podrían ser todas debido al error humano como resultado de
inapropiado mantenimiento o inspección. El término “Error Operacional” utilizado en
la Figura 2 incluye los errores humanos realizados en el sitio que directamente
provoca las pérdidas. (2)
En la Figura 3, se presentan los resultados de una encuesta sobre el tipo de
equipos asociados con las causas de los más grandes accidentes. Las fallas en los
sistemas de tuberías representa el grueso de los accidentes, seguido de los
tanques de almacenamiento y los reactores. Un resultado interesante de este
estudio es el hecho de que los componentes mecánicos mas complejos (bombas y
compresores) son los menos responsables por las pérdidas.
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Figura 3. Equipos asociados en accidentes con grandes pérdidas. (A thirty Year Review of One Hundred of the Largest Property Damage Losses in the Hydrocarbon-Chemical Industries, 1997. M&M Protection Consultants, Chicago).
Definición de riesgo y criterios de aceptación
Es necesario reconocer, que las consecuencias son resultados negativos
potenciales de peligros identificados y requieren que se cumplan una serie de
condiciones, incluyendo la presencia de personas en el área de influencia del
peligro, para que se conviertan en un problema. Por lo tanto, la probabilidad de
ocurrencia de una consecuencia indeseable, dependerá de la frecuencia de
ocurrencia del evento iniciador que dispara la cadena de eventos y las
probabilidades de los eventos subsiguientes que pudiesen cambiar el resultado del
peligro. Por ello, no debemos enfocarnos en la consecuencia sino en el Riesgo, que
se define como el producto de la consecuencia y la probabilidad de ocurrencia de la
consecuencia.
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Riesgo = Consecuencia × Probabilidad de Ocurrencia de la Consecuencia
Un patrón mundialmente reconocido para medir el nivel de riesgo impuesto
por una planta, es el Riesgo Individual. El Riesgo Individual se define como la
probabilidad de muerte del individuo más vulnerable que está expuesto a las
consecuencias potenciales de un peligro identificado, como la explosión de una
planta, un incendio, etc. Sin embargo, no existe un estándar universal para definir
“riesgo aceptable.” Sin embargo, estudios realizados principalmente en Europa y
Australia, países líderes en este tipo de estudios, han mostrado que las personas
aceptan voluntariamente riesgos en el orden de 10-4/año (una oportunidad en
10.000 por año). Esto se puede comparar con el riesgo de fumar 20 cigarrillos al día
o manejar un automóvil.
Las personas toman estos riesgos presumiblemente por que piensan que al
hacerlo les reporta un beneficio, aceptando ciertos riesgos involuntariamente, como
el ser atropellado al cruzar la calle, ser alcanzados por un rayo, muertos por un
terremoto, quemarse en un incendio doméstico, etc. El nivel de riesgo para ese tipo
de eventos es entre 10-5 y 10-6/año (una oportunidad de fatalidad entre cien mil y
un millón por persona por año respectivamente).
Es entonces razonable esperar que si el nivel de riesgo asociado con una
planta está por debajo del nivel de riesgos aceptables cotidianos, este riesgo
también debería serlo. Por lo tanto se establece 10-6/año como un estándar no
oficial para el riesgo aceptable para objetos muy vulnerables como áreas
residenciales, centros médicos, asilos, hospitales, escuelas, etc. (equivalente al
riesgo de morir electrocutado en casa) y de 10-5/año para objetos vulnerables
como oficinas, centros comerciales, actividades comerciales, etc. (equivalente al
riesgo de morir en un accidente de tránsito, al abordar un tren, al tomar píldoras
anticonceptivas, o por intoxicación por medicamentos). Este criterio está concuerda
con el umbral de aceptación para un accidente serio en una planta (1,2).
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Tabla 1. Ejemplo de Actividades que Incrementan el Riesgo en 10-6
1 Fumar 1,4 cigarrillos 2 Vivir con un fumador de cigarrillos por dos meses 3 Pasar tres horas en una mina de carbón-accidente 4 Viajar seis minutos en una canoa 5 Viajar 480 Km en un automóvil 6 Volar 1.600 Km con un avión a reacción 7 Vivir dos meses en una ciudad montañosa (p.e., Denver, Colorado)8 Tomar treinta latas de un refresco gaseoso dietético de 375 ml 9 Vivir a 8 Km de un reactor nuclear por 50 años
10 Comer 100 churrascos asados en una parrilla de carbón
De la Tabla 1 se desprende que es muy difícil que una planta procesos
químicos o de combustibles alcance el “estándar” de 10-6/año en áreas pobladas
donde la disponibilidad de terreno es limitada y aún así ser económicamente viable.
Además, una frecuencia de 10-5/año es el límite práctico sugerido para ingeniería.
Por ello, Europa está adoptando paulatinamente el principio “As Low As
Reasonably Practicable” (ALARP), en castellano “Tan bajo como razonablemente
practicable” y asegurando que las instalaciones propuestas sean construidas con
una buena ingeniería de control de peligros. Por lo tanto, se consideran aceptables
en general, riesgos para el público de alrededor de 10-6, sin ninguna acción
adicional requerida, así como riesgos por encima de 10-4 no son aceptables y no
justificables con excepción de circunstancias extraordinarias.
La región que se ubica entre estos niveles se denomina ALARP, donde los
riesgos tienen que ser reducidos en forma justificada a niveles prácticos
razonables. El criterio de seguridad para el público usado en Alemania es el
denominado Mortalidad Endógena Mínima (MEM), es decir la tasa de mortalidad
que se ha calculado para ese país, con base en datos reales de fatalidades por año
para la población, como una métrica para el riesgo individual (Estándar Europeo EN
50126). El MEM para Alemania es 2×10-4/ año y según EN 50126 una instalación
26
industrial o transporte público específico no debe contribuir en más de 5% hacia
ese MEM. Por lo tanto, el nivel aceptable de riesgo impuesto por una instalación
cualquiera es 10-5/año.
En el Reino Unido, los criterios de riesgo aceptables son definidos por el
Ejecutivo de Salud y Seguridad (HSE), del Inglés Health and Safety Executive, que
ha adoptado los siguientes niveles de riesgo, en términos de la probabilidad de
muerte de un individuo en un año cualquiera:
- 1 en 1.000 (10-3): como el “riesgo justamente tolerable” para una categoría
substancial de trabajadores durante una parte extensa de su vida laboral.
- 1 en 10.000 (10-4) como el “riesgo máximo tolerable” para miembros del
Público de una sola planta no nuclear.
- 1 en 100.000 (10-5) como el “riesgo máximo tolerable” para miembros del
público de una planta nueva de energía nuclear.
- 1 en 1.000.000 (10-6) como el “riesgo aceptable” en el cual no es necesaria
ninguna mejora adicional de seguridad.
- El criterio de riesgo aceptable para personas en una planta petroquímica
varía entre 1×10-4 y 1×10-3/año, dependiendo de la naturaleza de las actividades
desempeñadas. La meta para el diseño de una planta nueva es 10-5/año.
Análisis de Riesgos en los Proyectos de Ingeniería
Uno de los aspectos más trascendentes que le corresponde a la disciplina de
Administración de Riesgos en las fases de la Ingeniería Conceptual, Básica y de
Detalles, es la identificación de riesgos, su evaluación, y la proposición de medidas
de control, las que deberán incorporarse en el diseño, con la finalidad de eliminar o
mitigar consecuencias potenciales de causar daños.
La seguridad en el diseño de nuevos proyectos, áreas y/o procesos depende
principalmente de la aplicación de diversos códigos, normas y/o estándares que se
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basan sobre la experiencia y los conocimientos de todas las disciplinas
involucradas en el diseño.
Con relación al punto anterior, se debe considerar que cada nuevo proyecto
incorpora algún cambio, que no necesariamente se tiene experiencia sobre el, o
ésta, está limitada por la extensión de los conocimientos actuales.
Esto conlleva a la necesidad de verificar como un todo los diseños para evitar
errores y omisiones, a través de métodos de Análisis de riesgos, que integren a
todas las disciplinas participantes, en las cuales se deben incluir las disciplinas
sociales-humanísticas.
Los métodos de Análisis de Riesgos son mecanismos lógicos y
sistematizados, estructurados para detectar las desviaciones a las intenciones del
diseño.
Los análisis de riesgo van dirigidos a una estimación (cualitativa o cuantitativa)
del riesgo, basada en la ingeniería de evaluación y en técnicas estructuradas para
promover la combinación de las frecuencias y consecuencias de un accidente.
Los Estudios de Riesgos se elaboran a un proyecto para identificar los
peligros potenciales que pueden sobrellevar a eventos no deseables, los que a su
vez se deben minimizar o controlar a través de medidas de Ingeniería y
Administrativas.
Identificación de riesgos
Esta etapa tiene por objetivo identificar los posibles eventos no deseados que
pueden conducir a la evidencia de un peligro a fin de definirse las hipótesis que
podrán acarrear consecuencias significativas.
Por tanto, deben emplearse técnicas específicas para la identificación de los
peligros, entre las cuales es importante mencionar:
28
- Listas de verificación (checklists);
- Análisis "¿Qué pasa si...?" (What if...?);
- Análisis Preliminar de Peligros (APP);
- Análisis de Modos de Fallas y Efectos (AMFE);
- Estudio de Peligros y Operabilidad (HazOp - Hazard and Operability Study).
Análisis preliminar de riesgos (APP) ( “Preliminary Hazard Analysis”)
Fue el precursor de análisis más complejos y es utilizado únicamente en la
fase de desarrollo de las instalaciones y para casos en los que no existen
experiencias anteriores, sea del proceso o del tipo de instalación.
Se basa en la búsqueda bibliográfica de peligros que puedan hallarse
presentes en una nueva instalación, a partir de la lista de productos químicos
presentes. El procedimiento consiste en obtener información completa sobre
materiales, sustancias, reactivos y operaciones previstas, comparar estos procesos
con otros de los que se tenga experiencia anterior, adaptar esas semejanzas al
caso actual y analizar las operaciones y equipos previstos desde el punto de vista
de los peligros presentes en cada uno (toxicidad, corrosividad, carga energética).
Selecciona los productos peligrosos existentes y los equipos principales de la
planta y revisa los puntos en los que se piensa que se pueda liberar energía de
forma incontrolada en: materias, equipos de planta, componentes de sistemas,
procesos, operaciones, instalaciones, equipos de seguridad, etc.
Los puntos críticos que se hayan detectado en el paso anterior deben ser
objeto de un estudio técnico algo más detallado. Por último, deberán proponerse las
medidas a adoptar para disminuir o eliminar los peligros detectados. Es un
procedimiento de análisis simple y económico, aunque no sistemático, es
estrictamente cualitativo y depende de los conocimientos previos de los
29
ejecutantes. Resulta idóneo para instalaciones en fase de anteproyecto o ingeniería
básica, cuando aún no se han desarrollado planos detallados de la instalación.
Los resultados del análisis incluyen recomendaciones para reducir o eliminar
estos peligros, siempre de forma cualitativa.
Análisis de Árbol de Fallas
Es una técnica cuantitativa que permite estimar la probabilidad de ocurrencia
de un fallo determinado (evento tope), a partir del conocimiento de la frecuencia de
ocurrencia de los sucesos iniciadores o causales, mediante la utilización de
procesos lógicos inductivos y la confección de una secuencia lógica de sucesos,
denominada árbol de fallos.
Se inicia su aplicación con la identificación de los eventos topes tales como:
“explosión de un reactor”, “falla del compresor”, etc.
Se establecen a continuación los sucesos iniciadores que son capaces, de por
sí o en combinación con otros, de desencadenar el suceso principal y se estructura
el árbol de fallas mediante puertas lógicas. Se asigna a cada suceso básico la
probabilidad de ocurrencia, conocida por propia experiencia o por consulta a banco
de datos sobre la materia, y por último, se calcula la probabilidad de los sucesos
compuestos mediante la aplicación del álgebra de Boole, hasta alcanzar el evento
tope.
La utilización de éste método de análisis de riesgos permite un conocimiento
exhaustivo de las relaciones causa-efecto existentes entre los diversos fallos
posibles del sistema y genera unas recomendaciones de mejora muy concretas e
incluso cuantificadas en cuanto a su eficiencia). Sin embargo, requiere mucho
tiempo y personal especializado con un conocimiento completo de la planta en sus
distintas etapas de proceso.
Se recomienda su utilización en instalaciones complejas en las que concurran
muchos aparatos, instrumentos, equipo de control y alarma y sistemas de
30
seguridad. Incluso es aplicable para valorar la incidencia del fallo humano en la
probabilidad del evento tope.
Análisis de Árbol de Eventos
Es un método donde se estructura la secuencia de eventos básicos que
desencadena un tipo de accidente concreto, estableciendo las probabilidades de
ocurrencia, si el conocimiento de los sucesos básicos lo permite, es similar al
análisis de árbol de fallas, sin embargo los sucesos básicos en este caso no son
fallas en el sistema (ej: “falla en el compresor”), sino alternativas de las diferentes
situaciones que pueden darse (ignición inmediata-ignición retardada).
Para su aplicación se identifican los sucesos básicos o iniciadores y se aplican
todas las disyuntivas lógicas que sean procedentes hasta obtener una
representación gráfica en forma de árbol horizontal, en la que quedan
representadas todas las posibles evoluciones del sistema según se den o no las
diferentes alternativas planteadas hasta los sucesos accidentales finales (BLEVE,
nube de gas, deflagración, etc.)
Por su especificidad y grado de desarrollo, son aplicables a las mismas
instalaciones y bajo las mismas condiciones que los árboles de fallos.
Estimativa de frecuencias (33)
Para elaborar los estudios cualitativos/cuantitativos de análisis de riesgos, se
requiere la estimación de las frecuencias en que ocurren las fallas en los equipos
relacionados con las instalaciones o actividades del análisis. De la misma manera,
la estimación de probabilidad de errores del hombre, muchas veces debe ser
cuantificada en el cálculo de riesgo. Esos datos normalmente son difíciles de
estimarse, debido a la no disponibilidad de estudios de ese tipo. La frecuencia de
falla de un componente particular (recipiente, tubería, y otros) puede ser deducida a
partir de información histórica y si es posible, soportada en juicios de expertos que
tomen en cuenta diferencias entre características de la planta analizada y las que
31
pudiesen haber estado envueltas en los registros históricos de fallas. La frecuencia
de falla puede ser sintetizada por un Análisis de Árbol de Fallas o de Árbol de
Eventos (33).
Para el cálculo de las frecuencias de los escenarios de accidentes, se pueden
utilizar, entre otras, las siguientes técnicas:
- Análisis histórico de los accidentes, a través de la investigación bibliográfica
o en los bancos de datos de accidentes;
- Análisis del árbol de fallas (AAF);
- Análisis de árboles de eventos (AAE).
En determinados estudios, los factores externos de la empresa pueden
contribuir al riesgo de una instalación. En esos casos, se debe considerar también
la probabilidad o frecuencia de que ocurran eventos no deseables causados por
terceros o por agentes externos al sistema en estudio, como terremotos,
inundaciones, deslizamientos de suelos, entre otros.
Con relación al ser humano, los datos de confiabilidad o de probabilidades de
fallas, deben tomarse en cuenta, existen muchos factores que influyen en este
proceso, tales como:
- Tipos de fallas;
- Condiciones ambientales;
- Características de los sistemas involucrados;
- Tipos de actividades u operaciones realizadas;
- Capacitación de las personas involucradas;
- Motivación;
- Disponibilidad de normas de calidad y procedimientos operacionales;
- Tiempo disponible para la ejecución de tareas.
32
Un factor que se debe considerar en el análisis es el error humano durante la
realización de una determinada operación, sobre todo los errores de
mantenimiento, a causa de los cuales ocurre casi el 60 a 80% de los accidentes
mayores que involucran al error humano.
Estimación de las consecuencias
La estimación de consecuencias es el término aplicado al uso de una serie de
modelos matemáticos para estimar el área afectada (consecuencias) por los
peligros originados en diferentes escenarios de accidentes. (33)
Escenarios
Típicamente los escenarios incluidos en un análisis de consecuencias de una
instalación petrolera/ petroquímica son (33):
- Fugas de fluidos tóxicos y/o inflamables/combustibles de equipos de
proceso, tuberías y tanques de almacenamiento.
- Incendios que envuelven fugas de productos inflamables.
- Explosiones de nubes de vapor.
- Ocurrencia de bola de fuego (BLEVE) en recipientes de proceso
presurizados conteniendo gases licuados inflamables.
Las consecuencias originadas por los peligros de los escenarios de
accidentes anteriormente listados, incluyen Seres Humanos (Trabajadores /
Terceros) y Equipos (Activos):
- Exposición de personas a vapores tóxicos
- Exposición de personas, equipos y propiedades a radiación térmica.
- Exposición de personas, equipos y propiedades a ondas de sobrepresión o
proyección de fragmentos de material producto de la rotura de recipientes.
33
Por cuanto la ejecución de un Análisis Cualitativo/Cuantitativo de Riesgos
implica la realización de gran cantidad de operaciones matemáticas para la
estimación de consecuencias, es recomendable el uso de paquetes
computarizados que contengan modelos validados para este fin.
Tomando como base las hipótesis de accidentes identificadas en la etapa
anterior, cada una de éstas debe ser estudiada en cuanto a sus posibles
consecuencias, además de medirse también los impactos y daños causados por
esas consecuencias.
A continuación se deberán estimar las posibles consecuencias de los
escenarios producidos por las hipótesis de accidentes. Los resultados de esta
estimación deberán servir de base para el análisis del ambiente vulnerable en las
instalaciones estudiadas. Normalmente, esos análisis se realizan considerando los
daños a las personas expuestas a esos impactos.
Software empleado para la estimación de consecuencias
Quest Consultant (34), Empresa de Ingeniería de Consulta en el área de
Riesgos de Eventos catastróficos, ha compilado una serie de modelos complejos,
para predecir las zonas de peligro que resultarían de fugas de productos tóxicos, o
inflamables. Estos modelos han sido incorporados en un paquete computarizado
(software) de análisis de consecuencias de amplia cobertura, conocido como el
CANARY by Quest®, es utilizado para predecir la extensión y severidad de las
consecuencias peligrosas que pueden presentarse cuando son liberados a la
atmósfera fluidos inflamables o tóxicos, los peligros que Canary puede modelar
son:
- Nubes inflamables de vapor originadas por la descarga de gases o líquidos.
- Radiación de fuegos, emitida por piscinas incendiadas, antorchas, escapes
incendiados, mecheros y bleves.
- Ondas expansivas de sobrepresión originadas por explosiones de nubes de
vapor confinado o no confinado.
34
Los modelos en los cuales se basa CANARY, han sido derivados de
programas de investigación financiados por agencias gubernamentales y por la
industria privada, y han sido validados en base a data experimental y revisiones
independientes. Basados en experimentos de fuga de fluidos peligrosos conducidos
por Quest.
Probabilidad de fatalidad por exposición a peligros
La probabilidad de incurrir en una fatalidad ante una exposición a una cierta
dosis de peligro se determina mediante ecuaciones llamadas “probits” las que se
basan en datos experimentales de dosis y respuesta y toman la siguiente forma
matemática:
Pr = a + b ln (Cn × t)
Donde Pr es el Probit; C la concentración o medida de intensidad de la
exposición, t el tiempo de exposición y a, b y n constantes empíricas. El producto
Cn × t se denomina “dosis” ya que los efectos dependen tanto de la concentración
como del tiempo de exposición a dicha concentración. Los probits representan
todas las combinaciones de concentraciones y tiempos que resultan en una dosis
equivalente y en la misma probabilidad de muerte para una persona desprotegida
expuesta a ese peligro.
La probabilidad p de incurrir una fatalidad se relaciona con Pr mediante la
Función Error (ERF):
La probabilidad de fatalidad, expresada en %, se puede encontrar a partir de
probit correspondiente usando la Figura 4. Por lo tanto, un probit de 5,0 resulta en
una probabilidad de fatalidad de 50% y un probit de 2,67 resulta en una
probabilidad de fatalidad de 1%.
35
Figura 4. Conversión de Probits a Probabilidad de Fatalidad (%)
Probits generados por diferentes autores resultan en distintas probabilidades.
Sin embargo, los probits más utilizados en análisis de consecuencias (que
aplican a este estudio) son los siguientes:
Exposición a Intensidad de radiación térmica
Pr = -37.23 + 2,56 ln ( I 4/3 t ) I = W/m2, t=seg2
Exposición a Sobrepresión por explosión
Pr = 1,47 + 1,37 ln (P) P = psi3
Criterios de Daños
Los modelos de estimación de consecuencias se basan en el principio general
de que la severidad de una consecuencia es función de la distancia a la fuente de
descarga. La consecuencia es también dependiente del objeto del estudio, ya que
si el propósito es por ejemplo evaluar efectos sobre el ser humano, las
consecuencias pueden ser expresadas como fatalidades o lesiones, mientras que si
el objeto es evaluar daño a las propiedades tales como estructuras y edificios, las
36
consecuencias pueden ser pérdidas económicas. La mayoría de los estudios
cuantitativos de riesgos consideran simultáneamente diversos tipos de resultantes
de incidentes (por ejemplo, daños a la propiedad y exposiciones a sustancias
inflamables, combustibles y/o tóxicas). Para estimar riesgos, se debe usar una
unidad común de medida de consecuencias para cada tipo de efectos (muerte,
lesión o pérdida monetaria). La dificultad en comparar diferentes tipos de efectos,
ha conducido al uso de las fatalidades (muertes) como el criterio de comparación
predominante.
Los modelos de efectos de radiación térmica son bastante simples y están
sólidamente basados en trabajos experimentales sobre seres humanos, animales y
estructuras. Su principal debilidad surge cuando la duración de la exposición no es
considerada. Los criterios de daños para radiación sobre seres humanos
consideran los efectos sobre piel descubierta. Los criterios de daños más
comúnmente utilizados se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 2. Efectos debido a radiación térmica según Norma PDVSA IR-S-02
Intensidad de Radiación (kW/m2) Efecto Observado
1,39 La piel humana puede estar expuesta por un periodo largo de tiempo sin producirse efectos adversos serios. Buettner (1951)
5,00 Quemaduras de segundo grado en la piel después de una exposición de 30 segundos. Stoll and Greene (1959)
9,50 Umbral de alcanzar en 6 segundos; quemaduras de segundo grado después de 20 segundos.
11,00 Quemaduras de segundo grado en la piel después de una exposición de 10 segundos. Stoll and Greene (1959)
12 Fusión de plásticos. Gelderblom (1980)
13,5 Energía mínima requerida para dañar materiales de bajo punto de fusión (aluminio, soldadura, etc.). Este valor es el criterio usado para separar tanques de techo cónico.
18 Degradación del aislamiento de cables eléctricos. EPRI (1979)
21,1 No causará la ignición espontánea de la madera, a pesar del tiempo de exposición. Collar (1967)
37
Tabla 2 (Cont.)
Intensidad de Radiación (kW/m2) Efecto Observado
22,1 Límite de exposición segura de los recipientes horizontales para almacenamiento de GLP, que no cuenten con protección térmica. Martinsen, Johnson and Millsap (1989)
31,5
Las estructuras hechas de madera arderán espontáneamente después de una exposición de 15 a 20 minutos. U.S. Department of Housing and Urban Development (HUD)
37,5 Daño a los equipos de proceso. BS 5980 (1990)
Efectos de Explosiones (33)
Las explosiones de gases o vapores inflamables, sean deflagraciones o
detonaciones, generan un frente de llama que se mueve a través de la nube desde
la fuente de ignición, provocando una onda de choque, o frente de presión.
Después que el material combustible es consumido, aunque el frente de llama
cesa, la onda de presión continúa su movimiento hacia afuera. Una onda expansiva
está conformada por la onda de presión y el viento, siendo la onda de presión la
que causa el mayor daño. El daño está basado en una sobrepresión pico resultante
del impacto de la onda expansiva sobre una estructura, siendo también función de
la tasa de incremento de presión y de la duración de la onda.
Tabla 3. Efectos de Radiación Térmica y Explosiones, según Norma PDVSA IR-S-
02
Evento Criterio Observaciones
1,6 Kw/m2 (440 BTU/hr-pie2)
Máximo flujo de calor radiante permisible para exposición continua de personas, sin ofrecer peligro significativa. Chorro de fuego, piscina
incendiada y bola de fuego (BLEDE) 5,0 Kw/m2
(1600 BTU/hr-pie2)
Flujo de calor radiante en el cual podrían ocurrir quemaduras de segundo grado en la piel humana expuesta por 30 segundos.
Chorro de fuego y piscina incendiada
7,27 Kw/m2 (2700 BTU/hr-pie2)
Nivel de radiación para 1% de fatalidad a personas expuestas durante 30 segundos.
38
Tabla 3 (Cont.)
Bola de fuego BLEVE Dependiente del tiempo de duración (volumen
almacenado)
Nivel de radiación para el 1% de fatalidad a personas expuestas.
Explosiones 0,3 psig 5% de vidrios rotos. Nivel de límite para lesiones por fragmentos de vidrio.
1,0 psig Demolición parcial de estructuras convencionales.
2,4 psig Nivel de sobrepresión para 1% de fatalidad.
Figura 5. Etapas de un Análisis Cuantitativo de Riesgos (Norma PDVSA IR. Manual de Ingeniería de Riesgos)
39
La Administración de Riesgos en los Proyectos de Diseño de Ingeniería y el
enfoque del error humano
En general los consultores en Administración de Riesgos cuando realizan un
análisis detallado de las causas que dieron origen a un determinado incidente, en
pocas ocasiones concluyen que la causa básica estuvo en un problema de diseño
de las instalaciones, de los sistemas y/o de los equipos.
En los Proyectos de Ingeniería de Diseño ,solo hay Análisis de cálculos
técnicos, la documentación evaluada en todas las fases del mismo son cálculos
soportados en base a información levantados en sitio por ingenieros y proyectistas,
llevadas a gráficos e imágenes utilizando herramientas de última generación, esto
ha perjudicado al ingeniero de Diseño, en relación a no tomar en cuenta
consideraciones intrínsecamente asociadas al Error Humano, recurrentes en los
antecedentes descritos (Trevor Kletz, James Reason, Rojas Malpica) en el presente
estudio, que de ser considerados minimizarían las probabilidades de accidentes
severos o catastróficos.
Son muchos los casos, en donde el incidente/accidente se podría haber
evitado, si el diseño hubiese considerado la interacción Hombre-Sistema.
Esto demuestra, que por diferentes razones, en alguna etapa del diseño no se
identificó uno o más riesgos, o se estimó que las probabilidades de ocurrencia y/o
consecuencias del evento en las futuras operaciones, serían muy improbables.
En este contexto, en la disciplina de Administración de Riesgos se deben
incorporar nuevos enfoques, que permitan anticipar desde las etapas del diseño de
un nuevo proyecto de ingeniería, todos aquellos aspectos humanísticos que se
omiten y que tienden a eliminar, minimizar o controlar los riesgos en las futuras
operaciones.
La mejor opción reforzadora de ésta opinión, esta sustentada en la
Transdiciplinariedad, enfoque científico moderno que propone la interrelación entre
40
las Ciencias Básicas de la Ingeniería (entre estas la Ergonomía) y las Ciencias
Sociales (Ley Lopcymat, Psicología Ocupacional, Psiquiatría Ocupacional,
Sociología Industrial, etc).
La participación de la transdisciplinariedad en todas las fases de un proyecto
de ingeniería, permitirá evitar futuras pérdidas en las operaciones, construir
proyectos con seguridad intrínseca, dentro de las normativas legales vigentes y
disminuir considerablemente los costos por perdidas de vidas, discontinuidad en las
operaciones, entre otras.
De allí que el presente estudio, sugiere ampliar la matriz de elementos
considerados en los Diseños de Proyectos de Ingeniería, desde su inicio
(Visualización) hasta la Construcción, Arranque, Operación y Mantenimiento,
involucrando la Transdisciplinariedad antes mencionada; con el fin de alcanzar el
ajuste mutuo óptimo entre el hombre y su trabajo, midiéndose los beneficios en
términos de eficiencia y bienestar del hombre.
Se deben incluir:
Análisis de Ergonomía:
- Considerar en el diseño el espaciamiento adecuado entre los equipos de
una planta desde el punto de vista ergonómico para el operador y/o mantenedor.
- El acceso hacia los equipos por parte del personal involucrado es deficiente,
(visibilidad dificultosa).
- Instrumentos de medición y control de variables operacionales ubicados
debajo del nivel de los ojos, o ubicados en sitios donde representan fatiga para los
trabajadores/operarios.
- Áreas a cubrir por una sola persona muy extensas, lo que obliga a tomar
“atajos” causantes de accidentes o lesiones.
41
- incluir en los análisis de riesgos operacionales, no solamente elementos de
riesgo y medidas de prevención netamente técnicos, sino tomar en cuenta la
ergonomía en los APP, Hazop, entre otras.
Estudios Psicosociales
- Estrés laboral
- Operaciones rutinarias por ausencia de rotación de los trabajadores o por
déficit de personal.
- Estado de alerta disminuido por fatiga física o mental) de todas las personas
involucradas en todas las fases del diseño de un proyecto de ingeniería.
- Sensibilidad social ante los desastres; esto significa crear cultura
prevencionista de desastres en todos los niveles de la organización, a través de la
información y el adiestramiento desde la concepción del proyecto hasta su puesta
en marcha, por ejemplo: hubo accidentes, que ocurrieron porque la gente técnica
involucrada en el proyecto (Ingeniero de Diseño, Operadores y Mantenedores), no
conocían tales accidentes habían sucedido mucho tiempo antes y en instalaciones
similares.
Ejemplos Prototipos de Errores Humanos Causantes de Catástrofes
En la ingeniería de diseño es necesario codificar intenciones, deseos,
sentimientos o creencias, con las transformaciones físicas que el actor siente o
adquiere mientras actúa; esto escapa del alcance de los manuales de uso o
procedimientos.
A continuación se describen algunos errores causales de accidentes
catastróficos:
Error inadvertidos/ olvidos;
Suceden involuntariamente, por ejemplo: olvidarse de cerrar una válvula o
abrir/cerrar una válvula que no es la correcta.; una lectura sin observar en un
42
instrumento situado a nivel del muslo. (19). Las operaciones rutinarias quedan
relegadas a los niveles más bajos del cerebro y no están continuamente
gobernadas por la mente consciente. Sería imposible trabajar si cada cosas que
hiciéramos requiriese toda nuestra atención. Cuando nuestro patrón o programa de
acciones se interrumpe por cualquier motivo, es fácil equivocarse. Estos deslices
son similares a los que sufrimos en la vida cotidiana. Reason (37).
Lapsos de Tensión-Memoria: éstos ocurren debido al cansancio que puede
tener un operador que debe doblar la guardia o turno de trabajo, siendo menos
efectivo en las segundas ochos horas y haciéndolo más propenso a cometer
errores.
- Errores Voluntarios;
Suceden cuando por decisión propia se ignoran las reglas. (Negligencia)
- Errores de Lentitud;
Cuando las decisiones/acciones son demasiado lentas con respecto a la
situación. Ej: falta de jerarquía en las decisiones.
- Errores por desconocimiento o inexperiencia;
En este caso se pueden tomar decisiones o acciones inadecuadas, por
ejemplo: ignorancia de los riesgos de los materiales y de los equipos, ignorancia de
principios científicos, instrucciones deficientes dadas a los operarios.
- Errores por falta de estándar;
Suceden cuando no hay pautas de trabajo o estándares, y no se sabe a que
atenerse. Ej: faltas de procedimientos.
- Errores en el momento de comprobaciones;
Éstas son a menudo ineficaces debido a que la persona encargada de
comprobar algo espera encontrarse todo correctamente.
43
- Errores de Identificación;
Se presentan cuando se identifica mal una situación por apuro o por otras
causas, por ejemplo: alarmas ignoradas; cuando se recibe el aviso de alarma
muchos operarios suponen que está estropeada ya que la experiencia les dice que
fallan mucho, por eso la ignoran o piden que venga el mecánico instrumentista.
Cuando se comprueba que la alarma estaba bien, ya es demasiado tarde.
- Errores Intencionales;
Los sabotajes.
Factores Contribuyentes al Error Humano.
- Factores Ambientales
El lugar de trabajo del operador tiene influencia en su habilidad para
concentrarse en el trabajo que realiza. Una atmósfera fría, caliente o desordenada;
la iluminación inadecuada; son factores que contribuyen a errores. Todos estos
deben contemplarse en el diseño para la construcción y distribución adecuada de
los equipos en planta.
- Agentes Psicosociales
Apatía, estrés, ansiedad son consecuencias debido a insatisfacción en el
trabajo, frustración, conflicto, desadaptación, entre otras.
- Tensión
Cuando se encuentra bajo tensión el operador tiene mayor probabilidad de
cometer errores, particularmente cuando se presenta una emergencia.
Aunque haya sido entrenado adecuadamente en procedimientos de
emergencias, al enfrentarse a una situación de la vida real y particularmente si las
consecuencias se consideran serias, el operador podría privarse por miedo.
44
MARCO METODOLÓGICO
Recolección de Datos
Para la recolección de datos de este estudio, se efectuaron visitas a las
instalaciones de PDVSA, realizándose entrevistas a personal experto en el área de
operaciones de las plantas, personal de seguridad, higiene y ambiente (SHA), la
revisión de los procedimientos operacionales, programas de mantenimiento y
planes de respuesta y control de emergencias.
Este estudio se efectuó en una Instalación Proyecto de PDVSA,
específicamente en una Planta de Extracción de Gas Natural Licuado con recobro
de Etano, de la misma se seleccionaron tres casos de fallas, considerando como
evento peligroso la fuga accidental o perdida de gases y/o fluidos inflamables que
son procesados en los equipos y tuberías de las distintas áreas del proceso.
Fases de Estudio
Las fases de elaboración del estudio se clasificaron, de la siguiente manera:
1) Fase Preliminar
Esta consistió básicamente en la identificación de los sucesos iniciadores de
los accidentes.
2) Fase Intermedia
En esta se realizó:
- Determinación de las frecuencias de los sucesos iniciadores (ocasiones al
año).
- Determinación de las probabilidades de los escenarios accidentales finales.
- Determinación de las consecuencias letales de los accidentes finales
45
3) Fase Final
Se llevó a cabo:
- Se cuantificaron los riesgos, siguiendo la clasificación de la tolerancia del
riesgo individual.
Descripción y desarrollo de la metodología
Fase Preliminar
En ésta fase se recabó toda la información sobre los parámetros de operación
de la instalación objeto de estudio, que influirán sobre la probabilidad y severidad
de una catástrofe. Asimismo se realizaron visitas y entrevistas a un grupo
multidisciplinario de ingenieros involucrados en el proyecto, y personal de la
industria petrolera/ petroquímica con experiencia en instalaciones similares a la
estudiada en esta tesis, tales como: operadores, mantenedores, instrumentistas,
seguridad.
La recopilación y revisión de información incluyó:
- Revisión de los aspectos generales del proyecto/instalación en estudio.
(ubicación, diagramas de flujo)
- Sustancias manejadas (composición y propiedades de los productos,
condiciones de operación y escenarios de accidentes)
- Variables operacionales de la instalación (T, P, Flujo, Composiciones)
- Condiciones especificas del sitio. (Áreas potenciales de confinamiento)
- Planos.
- Procedimientos operacionales y de mantenimiento.
46
Fase Intermedia
Durante esta fase del estudio se llevaron a cabo los siguientes pasos:
Elaboración de lista preliminar de peligros influyentes sobre los escenarios
objeto de estudio.
Para realizar este estudio, en primer lugar se identificaron y evaluaron los
peligros potenciales inherentes a los casos seleccionados para el proyecto.
El estudio comenzó con una revisión general de la documentación del
proceso, con el fin de identificar las sustancias químicas involucradas y los
procesos de transformación al producto final. Para este estudio se analizaron los
diagramas de flujo y descripciones de los procesos documentados en la Ingeniería
Básica del proyecto.
Se continuó con una revisión detallada de los diagramas de flujo del proceso
para identificar las líneas y equipos principales, los flujos, composiciones, fases y
condiciones operativas con el fin de identificar los casos objeto de análisis
relevantes para el estudio (donde se pudieran generar grandes fugas o
detonaciones con potencial para afectar la seguridad de las instalaciones y el
personal que las opera).
Se consideraron los siguientes factores para la selección de los casos objeto
de análisis:
- Inflamabilidad de las sustancias químicas.
- Flujos, presiones, temperaturas y fases.
- Potencial para BLEVE – Explosión por Expansión de Vapores de Líquido en
Ebullición (del Inglés Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion).
- Potencial para VCE – Explosión de Nube de Vapores (del Inglés Vapor
Cloud Explosion).
47
- Potencial para Jet Fire.
- Potencial para Pool Fire.
En esta sección se analizaron los peligros con potencial a generar un
accidente de consideración que pueda afectar la salud de las personas, la
integridad mecánica y estructural de instalaciones y construcciones fuera del
Proyecto y la afectación al ambiente. Estos peligros potenciales dependen de las
sustancias químicas involucradas, condiciones del proceso (p.e., temperatura,
presión, concentración) inventarios, materiales de construcción, nivel de
instrumentación normal y de emergencia y la naturaleza de las actividades a
realizar.
Los peligros identificados para la fase de operación del Proyecto se derivan de
la naturaleza fisicoquímica de los materiales que se procesarán y producirán en las
instalaciones del Proyecto. Estos peligros son los siguientes:
- Incendio flash “Flash Fire” (por escape de gas combustible o LPG con
ignición retardada pero sin la consistencia necesaria para detonar de la nube).
- Bola de fuego (por BLEVE de un acumulador conteniendo LPG).
- Incendio tipo soplete “Jet Fire” (por escape de gas o LPG con ignición
inmediata).
- Incendio tipo piscina “Pool Fire” (por escape y acumulación de líquidos
combustibles o inflamables).
- VCE (por un gran escape de gas combustible o LPG con detonación).
Elaboración de análisis cualitativos/cuantitativos de riesgos (Árbol de fallas
Árbol de eventos, Análisis de Consecuencias, etc).
- En primer lugar se realizó la estimación de las frecuencias de ocurrencia
para cada caso de falla planteado en este estudio empleando datos de la literatura
48
y utilizando la experiencia de trabajadores de PDVSA en estudios similares, a
través de un análisis de árbol de fallas. Posteriormente se evaluaron las
consecuencias de cada falla y en base a las mismas se seleccionaron los eventos
de mayor probabilidad de ocurrencia que pudiesen tener un impacto sobre la
seguridad de las instalaciones, del personal y medio ambiente de los casos
estudiados.
- Estimación de grado de afectación o consecuencia a través del software
Canary by Quest.
Descripción del Proyecto
El proyecto que se tomó para éste estudio consiste en una nueva instalación
de fraccionamiento de gas que comprende dos secciones: la extracción de gas en
tierra y las instalaciones de fraccionamiento y exportación.
Los objetivos del diseño de ésta instalación serán:
- Incrementar la capacidad de la red nacional de gas.
- Proveer alimentación de etano al 98% para una planta de etileno que será en
futuro construida.
- Producir gas licuado de petróleo (GLP) para exportación.
De este proyecto se tomaron tres plantas, de las cuales se definieron para
cada una casos de fallas y potenciales accidentes principales a ser utilizados para
éste estudio, con la finalidad de:
- Identificar los peligros asociados.
- Identificar las causas potenciales y consecuencias accidentales para cada
caso de falla.
- Identificar las medidas de reducción del riesgo (prevención, mitigación,
control, etc).
49
El alcance definido para la identificación de los casos de falla incluyó los
peligros asociados con la operación de ésta instalación de fraccionamiento de gas,
considerándose los eventos que son parte del proceso.
La tipología dominante de evento peligroso considerado para esta instalación
es la pérdida de contención (fuga) de los fluidos inflamables que son procesados en
los equipos y tuberías de las distintas áreas del proceso.
Las áreas de la instalación de fraccionamiento de gas que se consideraron
son las siguientes:
- Unidad de refrigeración de gas propano.
- Unidad de compresión de metano.
- Unidad de facilidades de entrada.
En este estudio se analizaron los siguientes aspectos para cada caso de falla
identificado:
- Posibles factores potenciales propiciadores de accidentes, tales como:
fuentes de ignición, grandes inventarios, puntos vulnerables de los sistemas de
emergencia, áreas donde es posible la acumulación de productos, entre otros.
- Consecuencias potenciales de las fugas accidentales, tales como: chorro de
fuego, explosión, piscina incendiada, entre otros.
- Las medidas de reducción del riesgo a proponer (prevención, mitigación,
control, etc.).
Análisis de Árbol de Fallas
Es una técnica deductiva que enfoca un evento o accidente en particular y
construye un diagrama lógico de todas las secuencias de hechos posibles, tanto
mecánicos como humanos, que pueden resultar en un accidente.
50
El árbol de fallas brinda una visión gráfica de la combinación entre las fallas
de los equipos y los errores humanos que pueden traducirse en eventos no
deseados.
Asimismo, es un método cualitativo que analiza los eventos o sucesos de
falla en sistemas complejos, descomponiendo tales sucesos hasta llegar a sucesos
básicos más sencillos que pueden considerarse como causas iniciadoras.
A pesar de que los resultados de este método son cualitativos, el mismo deja
preparado el marco estructural que sirve para realizar análisis cualitativos y
cuantitativos, empleando los datos estadísticos de falla de los diferentes equipos
analizados.
En este estudio se elaboró un árbol de fallas conjuntamente con personal
involucrado en el proyecto y/o instalación, tanto del área operativa como de
mantenimiento, de seguridad y de instrumentación.
En los árbol de fallas elaborados se encontraron las causas que pueden
producir los eventos críticos objetos de estudio, los cuales se denominan: “eventos
topes” y se cuantificó la frecuencia de ocurrencia.
Para determinar la frecuencia de los eventos peligrosos, y por ende cuantificar
los árboles de fallas, se utilizaron los valores de falla de la base de datos
estadísticos contenidos en la Norma PDVSA IR-S-02 “Criterios para el Análisis
Cuantitativo de Riesgos” de PDVSA (31).
Con la aplicación de éste método se obtuvieron las causas que los han
producido.
A continuación se presentan los eventos topes analizados en este estudio.
Instalación: “Planta de Extracción de Gas Natural Licuado con recobro de
Etano”.
51
Eventos Topes:
- Rotura del acumulador de propano refrigerante.
- Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”.
- Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher”.
Unidad de refrigeración de gas propano
Figura 6. Acumulador de Propano y lazo de control
Para hallar las causas de rotura del acumulador de propano, el árbol de fallas
se desglosó de la siguiente manera:
Figura 7. Árbol de Fallas para el evento tope: “Rotura del acumulador de propano refrigerante”
Rotura del Acumulador de Propano070-V01
O
Y
No abre válvula deseguridad
La presión supera ellímite máximo
Obstruccióntubería de salida
Acumulador
Falla de VálvulaPC
Falla de VálvulaBy Pass
Falla de Válvulade venteo
Error Operador
52
Rotura de Línea delCompresor por Alta
Presión
Y
Falla V álv ulade Alivio de
Protección a lCompresor
O
Fal la del Sistemade Contro l LCdel Depurador
Problemas MecánicosCompresor
Obstrucción Línea de Salida de l
Compresor
Err or Hum ano
En la estructura se usan compuertas “Y” y “O”. La compuerta “Y” muestra que
los eventos que a él llegan tienen que ocurrir simultáneamente para que se
produzca el evento tope, y la compuerta “O” indica que cualquier evento que llegue
a él, con que ocurra por separado, dará lugar a la falla especificada.
En este árbol de fallas se puede evidenciar que hay una serie de causas que
conllevarían a la ocurrencia del evento tope que en este caso es la Rotura del
acumulador de propano refrigerante. La discusión de los resultados del árbol de
fallas para este caso se describe ampliamente en el capítulo IV.
Unidad de compresión de metano.
Figura 8. Compresor de Metano y Lazo de Control
Para hallar las causas de rotura del acumulador de propano, el árbol de fallas,
se desglosó de la siguiente manera:
Figura 9. Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”
53
En este árbol de fallas se puede evidenciar que hay una serie de causas
procedentes de compuertas “Y” y compuertas “O”, que conllevarían a la ocurrencia
del evento tope, que en este caso es la rotura de línea del compresor por alta
presión.
La discusión de los resultados del árbol de fallas para este caso se describe
ampliamente en el capítulo IV.
Unidad de facilidades de entrada
Figura 10. “Slug Catcher” y Lazo de Control
Para hallar las causas de rotura de línea del “Slug Catcher”, el árbol de fallas
se desglosó de la siguiente manera:
Figura 11. Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher”
Rotura de Línea del“Slug Catcher” por Corrosión
O
Falla del Sistemade Control LCdel Depurador
Falla Válvula FC
Error Humano
54
En este árbol de fallas se evidencian tres eventos llegando a una compuerta
“O” y la ocurrencia de cualquiera de ellos por separado dará origen al evento tope.
La discusión de estos resultados se describe ampliamente en el Capítulo IV.
Análisis de Árbol de Eventos
Es un método binario, gráfico y lógico que identifica y/ cuantifica los posibles
escenarios resultantes de un evento iniciador, dando una cobertura sistemática de
la secuencia de propagación del accidente. A través de esta técnica se identifican
los posibles escenarios que siguen al evento iniciador (53).
Mediante los árboles de eventos se identificaron los posibles escenarios que
siguen al evento iniciador. Los mismos se construyen de izquierda a derecha y los
títulos de eventos se indican en la parte superior del árbol, para lo cual se analizan
dos alternativas de ocurrencias “SI” o “NO”; las probabilidades asociadas con cada
rama del árbol suma 1 por cada título. La probabilidad utilizada fue tomada de la
Norma PDVSA IR-S-02 “Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgos” de
PDVSA. (31).
Para este estudio se consideraron como eventos iniciadores, los siguientes:
- Rotura del acumulador de propano refrigerante
- Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”
- Rotura en tubería del separador: “Slug- Catcher”
En este análisis, se consideraron estos eventos iniciadores, tomando en
cuenta el Método de Fuga o Ruptura, en sus dos tipos de fallas, tanto genérico
(falla de equipos debido a corrosión, daños mecánicos, etc.) como específico
(debido a error humano). Se realizó una cuantificación de los posibles escenarios,
considerando una ignición inmediata de la fuga, fuga prolongada, refrigeración
deficiente e ignición retardada. Igualmente, se usaron las frecuencias especificadas
55
en el Manual de Normas Técnicas de PDVSA, guía IR-S-02 “Criterios para el
Análisis Cuantitativo de Riesgos”.
En el capítulo IV, se muestran los resultados numéricos y se amplían en
detalle los eventos descritos en cada árbol de evento.
Estimación de Consecuencias
Con esta técnica se realizó el cálculo de las consecuencias potenciales de los
distintos escenarios que se desprenden del evento iniciador, especificado en el
árbol de eventos. Con esto se estimaron el área de impacto y la probabilidad de
que las personas o equipos ubicados en diferentes ambientes y a diferentes
distancias del sitio del evento no deseado, pudieran ser afectados seriamente, o si
es posible, que ocurra una o más fatalidades, debido a exposición a la radiación
térmica de los escenarios mencionados en el punto anterior.
Los modelos de estimación de consecuencias se basan en el principio general
de que la severidad de una consecuencia es función de la distancia a la fuente de
descarga.
Dado que los modelos matemáticos para la estimación de consecuencias
implican una gran cantidad de operaciones complejas, para la realización de esta
evaluación se empleó como herramienta de cálculo el software “CANARY BY
QUEST”, el cual está aprobado por PDVSA de acuerdo a la norma IR-S-02
“Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgos”.
Para la aplicación de este software se modelaron los escenarios más
probables que acontezcan, según la evaluación resultante del árbol de eventos.
Una vez definidos los escenarios de fuga a modelar, se aportó la siguiente
información para las corridas:
- Datos de Proceso: tales como Presión, Temperatura, Composiciones.
56
- Tamaños de Fuga: se seleccionaron los diámetros equivalentes de orificios
de fuga dentro de los rangos considerados de acuerdo a la norma IR-S-02.
- Condiciones Ambientales: se asumió una velocidad de viento.
Estimación del grado de afectación a través del software Canary by Quest
Parte de la metodología, consistió en cuantificar mediante el programa
CANARY las consecuencias de estas fugas en términos de distancias de dispersión
de vapor, efectos de radiaciones, entre otras, en función de los datos tomados de
los balances de masa y energía y otra documentación propia de la instalación del
proyecto.
El software Canary de análisis de consecuencias, aprobado por PDVSA, es
utilizado para predecir la extensión y severidad de las consecuencias peligrosas
que pueden presentarse cuando son liberados a la atmósfera fluidos inflamables o
tóxicos, en este estudio se empleó para modelar los siguientes eventos (según
corresponda) para las fugas de cada uno de los casos estudiados:
- Caudales de fuga.
- Distancias de dispersión de vapor (rango de peligro de fogonazo).
- Efectos de chorro de fuego.
- Efectos de piscinas incendiadas.
- Efectos de BLEVE´s.
La manera en que esta diseñado el Canary hace que los datos necesarios a
introducir para los modelos de consecuencias sean los mínimos, pues el mismo
contiene una extensa base de datos de propiedades físicas y termodinámicas, o
éstas son generadas por programas ingenieriles específicos contenidos dentro del
Canary. El paquete permite definir el evento iniciador, el tipo de peligro, y el alcance
57
del peligro que el modelo utilizará para definir los limites, el tamaño y la forma de la
zona de afectación.
A continuación, se presenta una breve descripción del funcionamiento del
paquete. En la primera ventana se introduce el nombre que identificará el caso en
estudio y mediante el cual quedará grabada (Case Name) la información
introducida, y los resultados obtenidos por la corrida.
Figura 12. Primera Ventana del Canary
De igual forma, es en esta ventana donde se escoge el sistema métrico a
emplear y el evento que se va a simular (case title), los cuales son:
- Dispersión de Vapor (Vapor Dispersión/VCE): éste al ser seleccionado podrá
generar tres tipos de información:
- Cálculos de Fuga: la tasa de fuga de fluido del proceso será calculada en
base a los datos que le sean introducidos (input). El estado del fluido después de la
fuga será calculado en función del tiempo de fuga, así como la rata de vaporización
en el caso de fuga de líquido acumulado como una piscina.
58
- Dispersión de vapor: en este ítem se calculará el tamaño y la forma de la
nube de vapor resultante, basado en la tasa de fuga calculada o de los datos
introducidos de la descripción de la fuga. También son calculados el tamaño y la
forma de la nube a diferentes niveles de concentración determinados por el usuario,
para diferentes tiempos a medida que va creciendo la nube y cuando alcanza su
máxima dimensión.
- Explosión de Nube de Vapor: basado en los resultados del modelado de
dispersión, el Canary calcula la máxima cantidad de vapor que se encuentra dentro
de los límites de inflamabilidad. El paquete utiliza esta información y los datos
introducidos por el usuario para calcular, por medio del modelo de explosión Baker-
Strehlow, el alcance de los niveles de sobrepresión que se producirían si se
explotase la nube.
- Piscina de Fuego (Pool Fire): este escenario describe una piscina de líquido
incendiada en estado estable, cuya forma rectangular o circular es predeterminada
por el usuario. Para este caso se deberá introducir la elevación de la base de la
llama, la elevación del objetivo y los niveles de flujo de radiación incidente para los
cuales se determinará la distancia de afectación (34).
- Chorro de Fuego (Jet Fire): esta opción permite calcular un chorro de fuego
tipo jet a cualquier elevación y con generación de radiación vertical u horizontal. El
usuario deberá definir la elevación de la base de la llama, la elevación del objetivo,
el ángulo de la fuga con respecto a la horizontal, la tasa de flujo que suple el chorro
de fuego y los niveles de flujo de radiación incidente para los cuales se determinará
la distancia de afectación (34).
- Bola de Fuego (BLEVE): este modelo realiza cálculos dinámicos para
describir el tamaño y la ubicación de la bola de fuego y la exposición esperada de
calor a las áreas circundantes. Este modelo puede ser utilizado para describir los
59
peligros asociados con una explosión de vapor de líquido en ebullición (BLEVE), o
de un escape instantáneo de un fluido inflamable (34).
Para los casos de piscina incendiada, chorro de fuego y bola de fuego, el
Canary calcula el flujo de radiación de calor como función de la distancia desde el
origen de fuego, basado en el tamaño y la ubicación del fuego y las condiciones
atmosféricas.
La segunda pantalla es donde se introducen la composición del fluido así
como las condiciones de temperatura y presión de almacenamiento antes de la
fuga, con los cuales el paquete calculará las propiedades del material.
Figura 13. Segunda Ventana del Canary. Selección del Material
La tercera ventana es donde se introducen los datos de las condiciones
ambientales donde se incluyen: temperatura y presión atmosférica, velocidad del
viento, humedad relativa y estabilidad de Pasquill, tipo y temperatura de la
superficie del derrame y tipo de terrenos circundantes.
60
Figura 14. Tercera Ventana del Canary. Condiciones Ambientales
En la cuarta pantalla se introduce la descripción de la fuga en donde se
incluye: el tipo de fuga (instantánea o continua), masa fugada, tiempo de duración
de la fuga, fuga regulada o no regulada.
Los criterios empleados en las corridas de los eventos se encuentran
explicados en el siguiente capitulo, junto con los resultados obtenidos para dichas
corridas.
Figura 15. Cuarta Ventana del Canary. Descripción de la Fuga
61
Datos y Parámetros de Entrada (Input) requerida para la Simulación
- Los datos de proceso, es decir: presión, temperatura, composición, etc.
utilizados para la modelación de los escenarios de fuga se tomaron de los balances
de masa y energía (ver anexos).
- Tamaños de Fuga: se han considerado orificios con los siguientes diámetros:
- 10 mm.
- 37,5 mm.
- 150 mm.
- 750 mm.
- Condiciones Ambientales: se ha considerado como condición meteorológica
para el parámetro de velocidad del viento 5,6 m/seg.
- Distancias de Daños: éstas se han seleccionado en conformidad con los
requerimientos de la norma PDVSA-IR-S-02, éstas son las siguientes:
Chorros de Fuego
Se obtuvieron valores de:
- Longitud de llama
- Ancho de llama
- Distancias hasta niveles de radiación térmica de 7,27; 14,89; 28,47 y 38,0
kW/ m2; los primeros tres valores corresponden al 1%, 50% y 99% de fatalidades
para personas expuestas a una duración de 30 segundos, en tanto que 38,0 kW/
m2 resulta en un 99% de posibilidad de daño a los equipos (PDVSA IR-S-02)
62
Figura 16. Parámetros de Entrada para Jet Fire
El ítem “Torch/Flare Isopleths”: provee salidas bien sea con graficas
horizontales y verticales respecto a los ejes de coordenadas.
Piscinas Incendiadas
Se obtuvieron valores de:
- Diámetro de la piscina.
- Altura/ Longitud de la llama.
- Ángulo de la llama (inclinación)
- Distancias hasta niveles de radiación térmica de 7,27; 14,89; 28,47 y 38,0
kW/ m2; los primeros tres valores corresponden al 1%, 50% y 99% de fatalidades
para personas expuestas.
63
Figura 17. Parámetros de Entrada para Pool FIRE BLEVEs
Se obtuvieron valores de:
- Radio de la bola de fuego.
- Duración de la bola de fuego.
- Distancias hasta los niveles de radiación térmica (kW/ m2) para 1%, 50% y
99% de fatalidades.
Figura 18. Parámetros de Entrada para Bleve
64
Fase Final
El desarrollo de ésta fase consta de:
- Análisis y discusión de resultados.
- Elaboración de conclusiones y recomendaciones de las medidas de
mitigación de riesgo donde aplica.
65
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos
Los análisis de riesgos efectuados abarcaron los equipos principales de los
tres casos tomados del Proyecto “Planta de Extracción de Gas Natural Licuado con
recobro de Etano”. Cada equipo y línea de proceso conteniendo las sustancias
peligrosas/inflamables identificadas tiene potencial para generar un riesgo a las
personas directamente involucradas en las instalaciones y alrededores. Estos
riesgos son por exposición a la radiación térmica que podría resultar de un incendio
o bola de fuego, sobrepresión incidente generada por la fuerza expansiva de una
explosión.
El análisis de árbol de fallas nos permitirá evaluar las causas de ocurrencia de
las roturas analizadas, enlazando las mismas con causales de errores humanos, y
visualizar el grado de afectación que puede causar una falta o falla humana. Estos
errores humanos, se han presentado a través del análisis de las grandes
catástrofes ocurridas a nivel mundial.
Con la evaluación de árbol de eventos se hallarán los escenarios con más
probabilidad de que acontezcan para cada caso de falla; la cuantificación del daño
se describirá en este capítulo con los valores obtenidos por el simulador.
Los resultados emanados durante la evaluación de riesgos se presentan en el
éste capítulo, asimismo las acciones correctivas y medidas de eliminación y
mitigación pertinentes para cada caso.
Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos a través de Árbol de Fallas
Árbol de Fallas Acumulador de Propano
Para el primer caso estudiado, donde se presenta la rotura en la tubería de
salida del “Acumulador de Propano”, durante el análisis de árbol de fallas se
detectaron varias causas que podrían conducir a que se presente éste evento.
66
A continuación se presenta una descripción de cada una.
Figura 7. Árbol de Fallas para el evento tope: “Rotura del acumulador de propano refrigerante”
Este evento tope puede estar originado porque la válvula de seguridad del
acumulador de propano no funcionó (no abrió la válvula) y esto causa una
sobrepresión en el equipo debido a diversas causas que originan el aumento de
presión en el mismo, tales como:
- Obstrucción tubería de salida del acumulador: debido a alguna falla en el
sistema de control de nivel aguas abajo del acumulador (controlador de nivel),
pudiendo ocasionar que sobrepase el nivel de líquido que debe contener por diseño
el acumulador. Si el sistema de control de nivel falla, algo que según la literatura y
la experiencia del personal consultado en éste estudio no es frecuente que ocurra,
la única protección con la que se cuenta es con la actuación rápida del operador.
Si los filtros de los depuradores que forman parte del proceso, no trabajan
eficientemente o no se les hizo un mantenimiento adecuado, pueden dejar pasar
partículas de sólidos que podrían causar obstrucción en las líneas.
Rotura del Acumulador de Propano070-V01
O
Y
No abre válvula deseguridad
La presión supera ellímite máximo
Obstruccióntubería de salida
Acumulador
Falla de VálvulaPC
Falla de VálvulaBy Pass
Falla de Válvulade venteo
Error Operador
67
- Falla de Válvula controladora de Presión: podría estar implícito el error
humano, tanto en el funcionamiento (on/off) como en la falta de mantenimiento a la
misma.
- Falla de Válvula de Venteo (cerrada): podría estar implícito el error humano,
tanto en el funcionamiento como en la falta de mantenimiento a la misma.
- Falla de válvula By-Pass: podría estar implícito el error humano, tanto en el
funcionamiento como en la falta de mantenimiento a la misma.
- Error del Operador: aquí se toma en cuenta, errores por desconocimiento o
falta de adiestramiento, desatención (apertura errónea de la válvula),
incumplimiento del programa de mantenimiento (falta de calibración a los equipos
de control).
- Modificaciones durante la puesta en marcha: que al no registrarlas, puede
tener consecuencias imprevistas que originen la falla en algún momento de la
operación.
- Mantenimiento deficiente: que al no realizarse periódicamente, por falta de
calibración, puede presentarse la falla, asimismo se pueden presentar fallos por
debilitamiento de algunos de sus componentes, en los puntos de soldadura
existentes en la válvula y violación de prácticas de seguridad en trabajos de
mantenimiento al quitar las válvulas de seguridad y colocar bridas, las cuales deben
ser removidas en el pre-arranque, sustituyéndola por la válvula de seguridad
nuevamente.
Asimismo, se podría considerar la rotura de las paredes del recipiente por
tensiones excesivas y fatiga causada por condiciones muy rigurosas de operación
no acordes al diseño de seguridad intrínseco del equipo.
Los resultados de éste análisis, se presentan a continuación:
68
Resolución Árbol de Fallas
Para la resolución del árbol de fallas, se tomaron los datos de probabilidades y
frecuencia, estipulados en la norma PDVSA-IR-S-02, los cuales se muestran a
continuación:
F1: Frecuencia obstrucción tubería de salida: 0.005/ año
F2: Frecuencia de controlador de presión cuando falla y abre válvula: 0.2/año
F3: Frecuencia pase válvula by-pass: 0.00002/año
F4: Frecuencia válvula de venteo cerrada: 0.00005/año
F5: Frecuencia operador se equivoca: 0.0015/año
P1: Probabilidad que no abra válvula de seguridad: 0.1
Figura 19. Resolución de árbol de Fallas para el evento tope: “Rotura del acumulador de propano refrigerante”
De la resolución del árbol de fallas, se obtiene que
F7=0,0808/año
El valor de la frecuencia es de F7=8,08*10-2 veces al año que representa la
rotura del acumulador de propano, se debe al valor tan alto obtenido de la
F1=0.0005/año
F2=0.2/ año
F3=0.00002/año
F4=0.00005/ año
F5=0.0015/ año
F6 = F1 + F2 + F3 + F4 + F5
P1=0.4
Y
F7=P1 * F6
Rotura del acumulador de propano
F6=0.20207/ año
O
69
frecuencia F6=2,07*10-1 , en el cual ha incidido de manera muy drástica el valor de
frecuencia del controlador de presión F2=2*10-1 , el cual podrá estar afectado por
el desconocimiento del proceso que pueda tener el instrumentista a la hora de fijar
el valor de control de este instrumento (Pc).
Como es de observar entonces, el valor de frecuencia para la rotura del
acumulador de propano F7=8,08*10-2/año es alto, por esta razón para este diseño
se deberán incluir medidas rigurosas que permitan reducir al mínimo este valor, y
así que no resulte en un nivel de riesgo intolerable. Medidas éstas que deben
involucrar cambios en el diseño de la instalación, basados en un análisis costo-
beneficio.
Árbol de Fallas Compresor de “Gas Lift”
En el segundo caso objeto de este estudio, se presenta la rotura en la línea
del compresor de alta presión. Durante el análisis de árbol de fallas se detectaron
varias causas que podrían conducir a que se presente éste evento.
Figura 9. Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”
Rotura de Línea delCompresor por Alta
Presión
Y
Falla Válvulade Alivio de
Protección alCompresor
O
Falla del Sistemade Control LCdel Depurador
Problemas MecánicosCompresor
Obstrucción Línea de Salida del
Compresor
Error Humano
70
Este evento tope puede estar originado porque la válvula de alivio de
protección al compresor no funcionó (no abrió la válvula) y esto causa una
sobrepresión en el equipo, producto de las siguientes causas:
- Obstrucción de la línea de salida del compresor: debido a alguna falla en el
sistema de control de algún equipo aguas debajo de éste.
- Falla del Sistema de Control de Nivel (LC) del Depurador: lo que origina
arrastre de líquido al compresor y daños en el mismo.
- Problemas Mecánicos del Compresor: falta de lubricación, desgaste
excesivo en elementos rotatorios, por fatiga en algún componente del compresor;
todo esto originado por falta de mantenimiento preventivo.
- Error Operador: aquí se toma en cuenta, errores por desatención en la
manipulación de los elementos de control, falta de calibración a los equipos de
control, desconocimiento del proceso por falta de adiestramiento.
Los resultados cualitativos de éste análisis, se presentan a continuación:
Resolución Árbol de Fallas
Para la resolución del árbol de fallas, se tomaron los datos de probabilidades y
frecuencia, estipulados en la norma PDVSA-IR-S-02, los cuales se muestran a
continuación:
F1: Frecuencia falla sistema de control LC del depurador (válvula cerrada):
0.00005/ año
F2: Frecuencia de falla por problemas mecánicos compresor centrífugo:
0.14/año
F3: Frecuencia obstrucción línea de salida: 0.0005/año
71
F4: Frecuencia operador se equivoca: 0.0015/año
P1: Probabilidad que no abra válvula de seguridad: 0.1
Figura 20. Resolución del árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”
De la resolución del árbol de fallas, se obtiene que:
F6=5.6*10-2/año
El valor de frecuencia para la rotura de la línea del compresor por alta presión
es de F6=5.6*10-2/año, su magnitud es tan alta debido al valor de frecuencia de
fallas del compresor por problemas mecánicos F2=0.14/ año. Dado que este valor
es muy alto, se hace necesario en este proyecto introducir cambios en el diseño de
la instalación basado en un análisis costo/beneficio que pueda reducir al mínimo el
nivel de riesgo intolerable que resultará para este caso.
Árbol de Fallas ”Slug Catcher”
En el tercer caso objeto de análisis de esta investigación, se estudian las
causas de rotura de línea del “Slug Catcher” (trampa de líquidos). Durante el
análisis de árbol de fallas se detectaron varias causas que podrían conducir a que
se presente éste evento.
F1=0.00005/año
F2=0.14/ año
F3=0.0005/ año
F4=0.0015/ año
F5 = F1 + F2 + F3 + F4
P1= 4*10-1
Y
F6=P1 * F5
Rotura de Línea del
Compresor por Alta
Presión
F5= 1.4*10-1
O
72
Rotura de Línea del“Slug Catcher” por Corrosión
O
Falla del Sistemade Control LCdel Depurador
Falla Válvula FC
Error Humano
Figura 11. Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher”
Este evento tope puede estar originado por la falla del control de nivel de la
válvula LC, así como la falla de la válvula misma (FC), que deja pasar por la línea
de drenaje de líquido, gas ácido (con CO2) produciendo problemas de corrosión en
ésta, así como también por el error del operador al manipular las válvulas y/o
elementos de control de manera indebida y no cumplir con los programas de
mantenimiento.
Resolución Árbol de Fallas
Para la resolución del árbol de fallas, se tomaron los datos de probabilidades y
frecuencia, estipulados en la norma PDVSA-IR-S-02, los cuales se muestran a
continuación:
F1: Frecuencia falla sistema de control LC del depurador (válvula abierta):
0.00005/ año
F2: Frecuencia de falla de válvula FC: 0.002/ año.
F3: Frecuencia operador se equivoca: 0.0015/año.
73
O
F1=0.00005/año
F2=0.002/ año
F3=0.0015/ año
F4 = F1 + F2 + F3 Y
F4
Rotura de Línea del
“Slug Catcher”
F4=0.00035/ año
Figura 21. Árbol de Fallas para el evento tope: Rotura en tubería de salida del separador: “Slug- Catcher”
De la resolución del árbol de fallas, se obtiene que
F6=0,0035/año
El valor resultante de frecuencia para la rotura de línea del slug catcher no fue
de gran magnitud, habrá que realizar cálculos del nivel de riesgo y determinar si es
necesario que se establezcan medidas de reducción o mitigación en el diseño de la
instalación.
Análisis Cualitativo y Cuantitativo de Riesgos a través de Árbol de Eventos
Se realizó este análisis con el fin de visualizar los posibles eventos que
pueden tener lugar debido a la apertura parcial de sistemas cerrados, es decir al
producirse la fuga del material debido a las causas analizadas en los árbol de fallas.
Estos eventos deberán ser simulados con el paquete Canary, pudiendo así
cuantificar su impacto a las personas, ambiente y a la instalación. La índole
dramática de las consecuencias de las fugas consideradas para este estudio viene
dada por las condiciones de operación que maneja (altas P, o altas T, sistemas
gas/líquido a P y T superior a la atmosférica) para un GLP.
Árbol de Eventos para Rotura del acumulador de propano refrigerante
Del análisis de árbol de evento realizado para este caso, se visualiza que el
evento iniciador es la fuga de GLP (propano licuado). La frecuencia de este tipo de
74
evento para acumuladores, en la experiencia de PDVSA, es de 1.5*10 -4/ año (31).
Los eventos secuenciales para este caso se muestran en el árbol de eventos de la
figura 6:
Figura 22. Árbol de Eventos para Fuga de Propano por Rotura de Recipiente
El análisis de árbol de eventos para la fuga de GLP debido a la rotura del
recipiente; en el cual se tomaron consideraciones como: Bloqueo de Válvulas,
Ignición inmediata, Ignición retardada, Llamas sobre recipiente, Suficiente
refrigeración y Fuga prolongada, generó un valor de frecuencia para la formación
de un Bleve de 9,18 *10-6, el cual resulta cuando hay una ignición inmediata, dado
que no se pudieron bloquear válvulas y el recipiente fue alcanzado por las llamas.
ConsecuenciasConsecuenciasSuceso Iniciador
Bloqueo Válvulas
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Llamas sobre
Recipiente
RefrigeraciónSuficiente
FugaProlongada
Fuga GLP
No
Si
Si
No
Si
No
Si
No
Si
No
No
Si
No
Si
No
Si
No
Si
No
Si
Si
No
EmisiónFlash Fire
Pool FireFlash Fire
BLEVEFlash Fire
Emisión
Nube
Flash Fire
UVCEFlash Fire
BLEVE
Flash Fire
No
Si1,5 *10-4/ año
75
ConsecuenciasConsecuenciasSuceso Iniciador
Bloqueo Válvulas
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Llamas sobre
Recipiente
RefrigeraciónSuficiente
FugaProlongada
Fuga GLP
No
Si
Si
No
Si
No
Si
No
Si
No
No
Si
No
Si
No
Si
No
Si
No
Si
Si
No
7,87*10-6
No
Si1,5 *10-4/ año
0,5
0,5
0,5
0,5
0,4
0,6
0,7
0,3
0,5
0,5
0,7
0,3
0,3
0,7
0,5
0,5
0,7
0,3
0,6
0,4
5,51*10-6
2,36*10-6
2,025*10-6
4,72*10-6
7,5*10-6
7,5*10-6
1,31*10-5
9,18*10-6
3,93*10-66,75*10-6
6,3*10-6
7,5*10-6
0,5
0,50,7
0,3
Figura 23. Resolución de árbol de Eventos para Fuga de Propano por Rotura de Recipiente
Este valor de frecuencia, el cual resulto ser uno de los de mayor magnitud,
nos indica que es el Bleve, una de la más gran consecuencia que se obtiene para
esta fuga de GLP.
Otros escenarios que se destacaron fueron el Flash Fire, UVCE, Nube de
Vapor, Pool FIRE y emisión.
Las rotura del recipiente que genera la guga de GLP tiene lugar al no poder
resistir el mismo, la potente onda de presión generada por el efecto del Bleve.
Pudiendo ocasionar entonces, que éste recipiente se rompa en pedazos que se
dispararán como proyectiles a largas distancias.
Si se consiguen fuentes de ignición cercanas a la rotura, se podría producir un
pool fire, siendo el caso de una ignición inmediata y una fuga prolongada.
76
Y si hay viento hacia la fuente con una ignición retardada de la nube de vapor
procedente del fluido que se fugó, dependiendo de sus características de
inflamabilidad será una fuente potencial de otros accidentes como: fire ball (bola de
fuego) y otros tipos de explosiones.
Tabla 4. Efectos de la Exposición a Niveles de Radiación Térmica
Consecuencias a las personas y activos materiales (basado en GRI7 y API 5218) Intensidad
(Kw/m2) Personas Activos
31,5 Muerte luego de unos segundos de exposición sin protección Destrucción total
12,6 Umbral del dolor en 3 seg. de exposición desprotegida. Tiempo insuficiente para escapar sin quemaduras en zonas protegidas
Incendio de estructuras de madera después de varios minutos de exposición
9,5 Umbral del dolor en 6 seg. de exposición desprotegida. Tiempo insuficiente para escapar sin quemaduras en zonas desprotegidas
Límite para equipos de proceso
5,1 Quemaduras de segundo grado después de 30 seg. de exposición desprotegida. Suficiente tiempo para escapar caminando.
Ninguna ante la exposición continua
1,6 Ninguna ante exposición continua Ninguna ante la exposición continua
Los efectos a la exposición de sobrepresión incidente generada por
explosiones (BLEVE o VCE) tienen potencial para afectar a personas y bienes fuera
de los límites de propiedad de la instalación a construir.
Tabla 5. Efectos de la Exposición a Sobrepresión Puntual Incidente
Sobrepresión (bar) Daños a personas9 Daños a activos10
0,34 Desplazamiento del cuerpo, contusiones fatales
Daño severo a equipos de proceso o colapso de edificaciones de ladrillo o concreto
0,17 Rotura de tímpanos Daño significativo a estructura liviana y estanques. Colapso del techo
0,07 Herida por objeto desplazados por la explosión
Distancia mínima a edificios no reforzados y caminos, rotura de vidrios y daños menores a estructuras
0,03 Ninguna de consideración Algunos vidrios quebrados. Daños menores a estructuras livianas
77
Árbol de Eventos para Rotura en tubería de salida del Compresor de “Gas-Lift”
Figura 24. Árbol de Eventos Rotura de Tubería de Gas
Figura 25. Resolución de árbol de Eventos para Rotura de Tubería de Gas
Basado en la figura anterior, la rotura de la tubería a la salida del compresor
generó un chorro de fuego, al existir una fuente de ignición presente e instantánea,
con un valor de frecuencia de 1.26*10-5. También se hizo presente para este
mismo valor una dispersión del gas cuando no existe fuente de ignición, que se
Suceso Iniciador
Fuente de Ignición Presente
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Explosión CCoonnsseeccuueenncciiaass
Rotura de Tubería (Gas)
No
Si
Si
No
No
Si
Si
No
Si
No
Flash Fire
Flash Fire
Dispersión
VCE
Jet Fire
VCE
Dispersión
No
Si
0.5
0.5
0.7
0.3
0.3
0.7
0.7
0.3
0.3
0.7
0.3
0.7
0.7
1.26*10-5
4.90*10-7
1.13*10-6
3.8*10-6 1.6*10-6
3.8*10-6
1.26*10-5
Suceso Iniciador
Fuente de Ignición Presente
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Explosión CCoonnsseeccuueenncciiaass
Rotura de Tubería (Gas)
No
Si
Si
No
No
Si
Si
No
Si
No
Flash Fire
Flash Fire
Dispersión
UVCE
Jet Fire
UVCE
Dispersión
No
Si
78
Suceso Iniciador
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Condiciones Para generar
UVCE CCoonnsseeccuueenncciiaass
Fuga de HC Líquido Cercano a Recipiente Con GLP
No
Si
Si
No
No
Si
Si
No
Si
No
Flash Fire
BLEVE
Pool Fire
VCE
Dispersión
Dispositivo Contra
Incendios
Llamas contra esfera
Pool Fire
presente un fenómeno u otro dependerá de si la nube que se forme se encienda en
forma tardía, al encontrar alguna otra fuente de ignición; si no se presentan mas
fuentes de ignición se produce solamente una dispersión del gas (metano). Estos
resultados nos muestran la importancia del espaciamiento adecuado que debe
existir entre los equipos o instalaciones, parámetros que deben ser estipulados
desde el diseño del proyecto.
En esta gráfica además se puede observar que los escenarios resultantes
son: explosión (UVCE), la cual se produce por ignición retardada. La formación de
una nube de vapor procedente del fluido que se fugó, dependiendo de las
características de inflamabilidad de la misma, será una fuente potencial de otros
accidentes, como bolas de fuego y otro tipo de explosiones.
Árbol de Eventos para Rotura en tubería de línea del separador: “Slug- Catcher”
Figura 26. Árbol de Eventos para Fuga de HC líquido cercano a recipiente
El evento más probable de suceder por la rotura de la tubería de la línea del
separador es el de derrame del líquido y la consiguiente dispersión de nubes de
gas por el desprendimiento de lo elementos volátiles del propano. En caso de que
exista algún contenedor de un GLP a alta presión dichas nubes ocasionarían Bleve
y otro tipo de explosiones.
79
´
Figura 27. Resolución de Árbol de Eventos para Fuga de HC líquido cercano a recipiente
De la figura anterior, se obtiene que el valor de frecuencia mas alto resultó en
efecto para el caso de una Pool Fire, 1,67*10-5.
Estimación de Consecuencias
Esta sección resume los casos más desfavorables para los tres casos objetos
de análisis identificados en este estudio.
Caso de Incendio Flash
En caso de ocurrir una liberación de fluidos inflamables que no encuentren
una fuente de ignición inmediatamente, se formaría una nube inflamable que sería
dispersada por el viento. Se considera como peor caso la rotura de una línea, la
que crearía una nube de vapor. Habría que verificar la magnitud física de las
instalaciones para conocer si esta distancia queda contenida dentro de la propiedad
de la misma, asimismo chequear si el escape ocurre en el borde más cercano a la
población del área asignada al Proyecto (el caso más desfavorable).
Caso de Incendio Tipo “Pool Fire”
Estos casos resultan al inflamarse inmediatamente el producto liberado o al
ser encendido por un incendio flash. Este tipo de incendios genera un gran peligro
por radiación térmica para los equipos y líneas vecinas al evento y crear efectos
Suceso Iniciador
Ignición Inmediata
Ignición Retardada
Condiciones Para generar
UVCE CCoonnsseeccuueenncciiaass
Fuga de HC Líquido Cercano a Recipiente Con GLP
No
Si
Si
No
No
Si
Si
No
Si
No
Flash Fire
BLEVE
Pool Fire
VCE
Dispersión
Dispositivo Contra
Incendios
Llamas contra esfera
Pool Fire
1,67*10-5
0.6
0.4
0.6
0.4
0.2
0.8 0.6
0.4
0.1
0.9
2,22*10-6
8,90*10-6 1,11*10-6
7,42*10-6
1,11*10-5
80
dominó (p. ej., BLEVE). Sin embargo, estos incendios no tienen potencial para
generar fatalidades a personas fuera del área de la instalación en forma directa.
Caso de Bola de Fuego por BLEVE
El peor caso de bola de fuego sería generado por la BLEVE que afectara al
tambor acumulador de propano.
Una BLEVE tendría potencial para liberar el contenido de este acumulador
instantáneamente. Hay que evaluar los efectos térmicos de dicha BLEVE para
determinar la distancia del equipo afectado. Por lo que se debe estimar en el
diseño, la distancia para la ubicación de otros equipos, con este resultado se
tendría potencial para reducir fatalidades.
Caso de Onda de Sobrepresión por BLEVE
La energía para ocasionar una BLEVE está dada por el volumen y presión de
los vapores dentro del recipiente afectado por el evento. Este tipo de explosión se
asemeja a una detonación de explosivos. Una BLEVE normalmente resulta en la
generación de misiles (fragmentos del acumulador afectado) con potencial para
alcanzar distancias de hasta kilómetros. Estos misiles podrían alcanzar la población
ubicada a 500 m del área del Proyecto. Sin embargo, no existe forma para predecir
el tamaño, dirección y alcance de los misiles generados por una BLEVE. En caso
de ocurrir deben entrar en acción los planes de emergencia que se diseñen para la
puesta en marcha del proyecto.
Caso de VCE
La generación de una VCE requiere de condiciones muy especiales y es difícil
que se den en espacios abiertos. Escapes conteniendo menos de 5 toneladas de
hidrocarburos no tienen potencial para formar una VCE (ver normativa API 750). La
cantidad de hidrógeno y metano en la nube hacen que ésta pierda integridad y se
disipe. Sólo nubes densas como GLP tienen potencial para VCE al darse las
condiciones para su detonación.
81
El peor caso de VCE se daría por la detonación de una nube de GLP
generada por un escape en el acumulador de propano. La evaporación del GLP
derramado crearía una nube conteniendo GLP.
La definición de los eventos antes mencionados, se encuentran en el glosario.
Las consecuencias originadas por los peligros de los escenarios de accidentes
anteriormente mencionados son, la exposición a la radiación térmica de los
operadores, terceros, equipos, y la exposición de personas y equipos a ondas de
sobrepresión o proyecciones de fragmentos de material producto de la rotura de
recipientes, como es el caso del acumulador de propano.
Como se mencionó en el capítulo anterior, la estimación de consecuencias se
efectuó mediante la simulación en el paquete computacional Canary, para los
eventos no deseados más probables de los tres casos objeto de estudio. Para ello
fue necesario tomar en cuenta ciertos criterios que a continuación se presentan:
Componentes de los Fluidos de Alimentación
Para introducir los valores en el Canary, se extrajeron los datos de los
balances de masa y energía (ver anexos)
Datos Meteorológicos
Los eventos se simularon para una velocidad de viento promedio, que es el
rango típico que se presenta en la zona donde se construirá la instalación, por lo
que el valor tomado fue de 5.6 km/hr.
Criterios de Daños
Las consecuencias de un evento dependen directamente de la distancia a la
fuente de descarga y del objeto que se esté considerando. En el caso de seres
humanos las consecuencias se consideran como fatalidades, mientras que si el
objeto son las propiedades de la instalación, las consecuencias se consideran
como pérdidas económicas.
Los criterios de daño sobre personas y equipos están referidos a los efectos
de incendios y explosiones generados por los escenarios de accidentes que
podrían desarrollarse en cada una de las unidades de proceso bajo estudio.
82
En la industria se considera como dosis peligrosa la que representa un nivel
de daño equivalente al 1% de fatalidades, valor para el cual se calculó el criterio de
daño de los efectos de radiación térmica a terceros.
Los criterios de daños por efecto de la radiación térmica utilizados para la
estimación de consecuencias a través del Canary fueron:
1.39 Kw/ m2: La piel humana puede estar expuesta por un período largo de
tiempo sin producirse efectos adversos serios.
7.27 Kw/ m2: Valor empleado para afectación a operadores.
13,5 Kw/ m2: Energía mínima requerida para dañar materiales de bajo punto
de fusión (aluminio, soldadura, etc.).
Para cada equipo, obtenido de los casos estudiados en este estudio, se le
realizó la simulación del evento con mayor probabilidad de ocurrencia, según los
análisis de árbol de eventos; los equipos que manejan flujos bifásicos generan tanto
pool fire, como flash fire y/o jet fire.
En el anexo se encuentran los resultados obtenidos a partir de las corridas en
el Canary para cada caso estudiado.
Discusión de los Resultados obtenidos por el simulador Canary
Los datos obtenidos de las corridas del Canary muestran información valiosa
en cuanto a forma y alcance de presentarse los eventos. Un ejemplo de ello lo
constituye el evento de chorro de fuego simulado en el compresor de gas lift, en el
cual se puede determinar las características de la llama, es decir, tamaño de llama,
inclinación de llama y distancia a la cual recibe radiación emitida por la llama según
lo solicitado al introducir los datos.
Caso Bleve (Acumulador de Propano)
Los valores obtenidos describen que por lo instantáneo del evento, se van a
presentar los tres casos de porcentaje de mortalidad, es decir para un 99%, para un
83
50% y para un 1% de fatalidades, para cada uno de éstos se presentan distintos
niveles de radiación. Para una distancia de 12,3 m que fue el valor calculado de
radio máximo de la bola de fuego. La bola de fuego presentó una duración de 2,7
segundos y una masa de 77 Kg.
Tabla 6. Resultados generados por el Simulador Canary para el caso Bleve
Distancia (M) Dosis Integrada según Probit ((Kw/m2)4/3)s Nivel de Mortalidad12.3 5905.3 99% 12.3 2376.7 50% 12.3 956.5 1%
Figura 28. Energía absorbida de la bola de fuego con respecto a la distancia del recipiente
Este gráfico muestra que al aumentar la distancia de separación entre el
recipiente donde ocurrió el evento y el objeto de afectación (equipo o persona) es
menor el nivel de radiación.
1
10
100
1000
10 100 1000
Abs
orbe
d E
nerg
y (k
J/sq
.m)
FIREBALL ABSORBED ENERGY vs. DISTANCE
Bleve
casename=Blv01
Distance from Vessel (meters)
Fri Nov 07 14:52:52 2008CANARY by Quest
Maximum Fireball Radius
84
Caso Jet Fire (Compresor de Metano)
Para este caso se puede notar como la llama posee una longitud de 49 metros
y un ángulo de inclinación de 90 grados. Es importante acotar que el target es la
altura de referencia para estimar las consecuencias de radiación de un evento
analizado con el Canary. Para los eventos de Pool Fire y Jet Fire, esta altura de
referencia fue de 1.7 metros, considerando esta medida como altura promedio del
venezolano.
De los resultados se obtienen las distancias de afectación correspondientes a
los tres tipos de niveles de radiación, establecidas en los criterios de daños.
Tabla 7. Resultados generados por el Simulador Canary para el caso Jet Fire
Distancia (M) Nivel de Radiación(Kw/m2) 32.8 13.5 51.1 7.28
131.3 1.40 En la figura se presenta el gráfico obtenido a partir del evento de jet fire por
rotura en línea de gas en el compresor de metano, en este se observa la misma
tendencia, a mayor distancia de afectación menor es el nivel de radiación recibido.
Figura 29. Flujo de radiación producida por jet fire con respecto a la distancia de afectación
0.1
1
10
100
1 10 100 1000
Inci
dent
Rad
iatio
n Fl
ux (k
W/s
q.m
)
FLARE / TORCH RADIATION FLUX vs. DISTANCE
Target is 0.7 meters Above the Release Point
Jetfire
casename=Jet01
windspeed = 5.56 m/s
Distance (meters)
Fri Nov 07 17:04:52 2008CANARY by Quest
85
De la gráfica que a continuación se presenta, emanada de las corridas, se
obtiene la información sobre el ancho de la radiación obtenida a partir de la llama a
distintos niveles de radiación (previamente solicitados para el análisis al introducir
los datos), así como la radiación que se genera en forma vertical a partir del punto
de llama.
Figura 30. Curvas de radiación del Jet Fire
En esta figura, se puede notar el nivel de radiación generado por la llama
desde un punto de ruptura situado a 0.7 metros de altura.
En la siguiente figura, se muestra el alcance horizontal de la llama, tanto hacia
el frente de la misma como hacia los lados, generando una especie de círculo a
distintos niveles de radiación. Para este caso especifico, la línea azul representa la
zona hasta donde se recibe por lo menos 1.40 Kw/ m2 de flujo de calor en el lado
interno de la curva la línea verde o intermedia indica que hasta esa distancia por lo
menos se esta expuesto a una radiación de 7,28 Kw/ m2, mientras que la línea roja
tiene un valor de radiación de 13,5 Kw/ m2.
Es de notar en el gráfico que el grado de radiación disminuye a medida de que
aumenta la distancia desde el punto donde se genera la llama.
-50
0
50
100
-50 0 50 100
Verti
cal D
ista
nce
from
Fla
re T
ip (m
eter
s)
FLARE / TORCH VERTICAL RADIATION ISOPLETHS
Jetfire
casename=Jet01
windspeed = 5.56 m/s
Downwind Distance (meters)
Fri Nov 07 17:04:52 2008CANARY by Quest
13.50 kW/sq.m
7.28 kW/sq.m
1.40 kW/sq.m
86
Figura 31. Curvas de radiación del Jet Fire
Caso Pool Fire (Slug Catcher/Trampa de Liquidos)
En la figura se puede observar la formación de la piscina de líquido, la cual se
seleccionó rectangular, y cómo está el nivel de radiación en función de la distancia
de afectación, el nivel de radiación es menor a medida que aumenta dicha
distancia.
Figura 32. Grafica de la piscina de fuego generada por el canary
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Cro
ssw
ind
Dis
tanc
e (m
eter
s)
FLARE / TORCH RADIATION ISOPLETHS
Target is 0.7 meters Above the Release Point
Jetfire
casename=Jet01
windspeed = 5.56 m/s
Downwind Distance (meters)
Fri Nov 07 17:04:52 2008CANARY by Quest
13.50 kW/sq.m
7.28 kW/sq.m
1.40 kW/sq.m
-40
-20
0
20
40
-40 -20 0 20 40
Cro
ssw
ind
Dis
tanc
e (m
eter
s)
POOL FIRE RADIATION ISOPLETHS
Target is 1.3 meters Above the Flame Base
Pool
casename=Pool01
windspeed = 5.56 m/s
Downwind Distance (meters)
Fri Nov 07 17:14:11 2008CANARY by Quest
13.50 kW/sq.m
7.27 kW/sq.m
1.40 kW/sq.m
87
Acciones Correctivas según resultados de los análisis de riesgos.
Para garantizar la seguridad e integridad (Seguridad Intrínseca) de las
instalaciones en las próximas etapas del ciclo de vida de un proyecto, como el
contemplado en éste estudio, se recomienda efectuar las siguientes acciones por
parte de los Ingenieros de Diseño, Seguridad, Instrumentistas, Operadores y
Mantenedores:
- Siempre que sea posible, los riesgos deben ser eliminados, mediante
cambios en el diseño, garantizando que un fallo humano en el diseño de equipos,
no cause graves efectos sobre la seguridad, tomando como premisa que el peligro
es eliminado en vez de controlado, y la seguridad es intrínseca. Se deben orientar
los esfuerzos en diseñar para que los efectos de los errores humanos no
comprometan la seguridad de la planta.
- Diseñar el equipo de forma tal, que durante la ejecución del mantenimiento
del mismo sea ergonómicamente favorable para su intervención por el hombre.
- Diseñar la planta tomando en cuenta los aspectos de ergonomía esenciales
para una adecuada adaptación del hombre con los equipos que opera.
- Los equipos de protección, mitigación y elementos de control deben ser
examinados periódicamente, para evitar que al dejar de funcionar de forma
imprevista, ocasionen eventos no deseados. Asimismo, los equipos empleados
para realizar los ensayos y pruebas de calibración conviene que sean examinados
regularmente.
- Mantener un registro de todas las modificaciones que se realizan en la planta
con su respectiva actualización de planos, asegurándose de que estos cambios se
evaluarán y se realizarán de manera segura y según normativa para que éstos no
generen ninguna consecuencia inesperada. Por lo que se deben analizar los
peligros adecuadamente.
- Se deben mantener registros actualizados de la calibración y el
mantenimiento de las válvulas de seguridad. Por otra parte, se debe garantizar la
88
integridad de los dispositivos y accesorios que corresponden a las válvulas de
seguridad.
- Se debe desarrollar y asegurar el cumplimiento de un programa de
mantenimiento preventivo, predictivo e inspección basado en evaluaciones de
riesgo para las instalaciones del Proyecto.
Interpretación de los resultados a través del análisis transdisciplinario
Tabla 8. Matriz de Elementos de Seguridad en las Fases de Proyecto de Ingeniería
Ele
men
to
de S
eg
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qu
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era
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n
Man
ten
imie
nto
Rein
gen
ierí
a
Análisis
Preliminar de Peligros
X X
Análisis
Cualitativos
De Riesgos
X X
Análisis
Cuantitativo de Riesgos
X
Normativa API 750
X X X X X X X X
Normativa ISO X X X X X X X X
Normativa
COVENIN X X X X X X X X
Normativa
NFPA X X X X X X X X
Normativa OMS X X X X X X X X
Normativa
PDVSA X X X X X X X X
Normativa
PEQUIVEN X X X X X X X X
Análisis
Transd. del Error Humano
X X X X X X X X
89
Donde el análisis transdisciplinario del error humano involucra las siguientes
disciplinas:
- Ergonomía.
- Legislación venezolana LOPCYMAT.
- Psicología Laboral.
- Sociología Industrial
- Investigaciones sobre el error humano (Kletz, Reason, Trepa, entre otros).
- Medicina Ocupacional: psiquiatría ocupacional, stress, ansiedad, depresión,
fatiga, estado de alerta (alerta- reloj biológico), estadística laboral.
- Administración/ gerencia de riesgos laborales.
Análisis Matriz de Elementos
La elaboración de la matriz se sustenta en el planteamiento, justificación y
objetivos de la investigación.
El desarrollo de la Ingeniería como ciencia aplicada ha permitido a su vez el
desarrollo de la infraestructura industrial y civil, que sin duda ha beneficiado a la
humanidad. A pesar de lo cual, cuando han ocurrido catástrofes o accidentes
químicos, buena parte de estos se han debido a causales asociadas al diseño de la
infraestructura, bien sea industrial o civil. Para el caso de la industria petrolera, del
gas natural y petroquímica los ingenieros de diseño, se han centrado a través de la
historia y en todas las fases que involucra la ingeniería de proyectos, desde la
visualización hasta la construcción y operación de las plantas, a la aplicación del
conocimiento que las ciencias básicas o naturales, les generan y se constituyen
como la estructura del pensamiento de quienes egresan de cualquier Universidad
del mundo como Ingenieros de cualquier especialidad.
90
De allí que cualquier profesional de la Ingeniería durante su actuación
profesional además de la Ética que involucran sus decisiones, se dedica a la
aplicación de los conocimientos adquiridos en sus estudios de pre y postgrado,
siempre con el norte de diseñar infraestructuras que signifiquen avances en la
concepción de la tecnología operacional y de mantenimiento de las plantas, y
demás facilidades a utilizar por parte del hombre. Sin embargo en las
Investigaciones de los peores accidentes químicos, en un elevado porcentaje de
causas, aparece el Diseño de la planta como protagonista principal o como
contribuyente en la ocurrencia de los mismos, como en los casos de Piper alpha,
Bhopal, San Juanico y particularmente en Venezuela los ocurridos en la Planta de
generación de Tacoa, el gasoducto de Tejerías y el de Planta lama de extracción de
líquidos del gas natural en el centro del lago de Maracaibo entre otros.
Las conclusiones de las Investigaciones de los accidentes mencionados han
motivado a científicos como Trevor Kletz, Ingeniero químico, James Reason,
Psicólogo de especial incidencia en accidentes industriales y aviación, a estudiar la
relación entre el hombre y las causas de grandes accidentes. Igualmente en países
como Inglaterra, Estados Unidos de Norteamérica, España, Alemania y otros, las
Universidades se han constituido en la vanguardia de los estudios que permitan
lograr avances facilitadores en el cierre de las “brechas “asociadas a los Errores del
Ingeniero de Diseño.
La presente Investigación plantea el uso de la Transdisciplinariedad como
puente, que permita al Ingeniero, desde su formación de pregrado, el reforzamiento
o auxilio en su formación académica y profesional en Ciencias sociales, desde la
perspectiva de la reducción de los Errores del Ingeniero de Diseño y en general de
los Errores Humanos asociados a la ocurrencia de accidentes en la industria
química, sea esta petrolera, gas o petroquímica.
El enfoque Transdisciplinario facilita el enlace entre las Ciencias básicas y
sociales, el cual incrementaría la certeza del concepto de Seguridad Intrínseca
91
como herramienta a la mano del ingeniero de diseño, como la mejor vía para la
Prevención de Accidentes catastróficos. La Transdisciplina mejora y potencia el
concepto de interdisciplina, de uso común en las Universidades y en el desarrollo
profesional de Médicos, Arquitectos e Ingenieros.
Es así como el ingeniero desde su formación universitaria al estar en contacto
directo con las ciencias sociales podrá apelar a la utilización del enlace que facilita
la novedad del enfoque transdisciplinario de todas las ciencias del conocimiento. En
el caso del Error Humano, luce pertinente adentrarse en las diferentes facetas del
genero humano: pensamiento, integración del conocimiento adquirido y el
comportamiento, en su entorno propio y en el social, esto último aparece en todas
la leyes laborales en países de gran desarrollo industrial y particularmente en
Venezuela , como son las Leyes Orgánicas del Trabajo y de Prevención,
Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo (LOPCYMAT) y la aparición de
organismos del estado como el Instituto de Seguridad Laboral (INPSASEL).
Finalmente, la matriz transdisciplinaria es una herramienta al alcance de
cualquier Académico o Profesional de la Ingeniería indistintamente su formación de
pregrado, pero sin dudas de expectativas positivas para el Ingeniero de Diseño, en
especial cuando su pensamiento e ideario se asocia a la prevención de catástrofes
a través de la seguridad intrínseca del Diseño de Plantas Químicas o
infraestructuras civiles.
92
CONCLUSIONES
- Los métodos cualitativos empleados se basaron en el juicio y en la
experiencia del personal involucrado en el diseño del proyecto (los cuales incluyen
a los operadores y mantenedores futuros, además de los ingenieros de diseño y
construcción), utilizando normativas actualizadas en la materia para determinar
como fueron diseñados los procesos; ésta normativa se desarrolló basada en datos
históricos de accidentes e incidentes ocurridos en el pasado.
Es por ello, que estos métodos de análisis de riesgos no tienen precisión
numérica con la que se pueda verificar sus resultados. Sin embargo son muy
efectivos cuando los procesos son muy conocidos, como es el caso de la
instalación proyecto de éste estudio.
- Las evaluaciones de riesgos en las plantas de procesos se deben llevar a
cabo en todas las fases de un proyecto de ingeniería. La influencia de la seguridad
en éstas plantas radica tanto en la confiabilidad de los equipos del proceso, la
efectividad de las líneas de defensa diseñadas y disponibles en la instalación y/o
proceso; como en la experiencia y los factores de ingeniería y humanos; es decir,
las buenas prácticas de seguridad en la operación, la auditabilidad en inspecciones
y pruebas, la verificación de la integridad mecánica de las protecciones de
seguridad, la ergonomía en la instrumentación, distribución de planta y sistemas de
control y otros factores psicosociales tales como: cargas de trabajo; comunicación y
ambiente laboral.
- En la revisión bibliográfica que utilizó el presente estudio, facilitando el Marco
Teórico, se puede observar, tanto en los antecedentes como en la documentación
asociada a normativa, guías y algunas experiencias de campo, que el Error
Humano no está contemplado en las consideraciones de Diseño, en cualesquiera
de las fases involucradas en los proyectos de Ingeniería.
- En general las ciencias sociales afines al desempeño humano (Psicología
Industrial, Ergonomía, Sociología, Salud Laboral, etc.) no son consideradas en los
Diseños de Ingeniería.
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- De los antecedentes recopilados basados en los accidentes catastróficos, la
información suministrada por los Ingenieros de Diseño, Operadores y
Mantenedores con cierta experiencia en instalaciones similares a la objeto de éste
estudio y de los resultados cualitativos y cuantitativos hallados, se deduce que: en
la mayor parte de las eventuales fallas a presentar en los equipos estudiados,
interviene el error humano, bien sea, por: desatención de los operadores en las
operaciones del proceso(descuidos), instrucciones deficientes, lecturas sin observar
en algún elemento de control, apertura/cierre de válvulas por error, falta de
adiestramiento, falta de asignación de recursos para el mantenimiento preventivo y
para la inversión en dispositivos de mitigación, ignorancia de los riesgos por parte
del personal, entre otras.
- En base a lo anterior, se encontró que algunos de los accidentes imputables
al error humano, sucedieron por la no consideración de criterios ergonómicos en el
diseño de las instalaciones.
- De los análisis de árbol de eventos desglosados y de la estimación de las
consecuencias de éstos, se visualizó el daño potencial que una falla imprevista y no
contemplada en el diseño de un proyecto puede generar a los equipos y personas
dentro de una instalación, llevando esto a la paralización de las operaciones, no
entrega de productos y pérdidas humanas.
- Estas técnicas de análisis de riesgos deben ser efectuadas en las etapas
tempranas del diseño, con el fin de detectar y visualizar los escenarios mas
adversos, tomando así las correcciones necesarias para evitar que éstos ocurran;
dichas técnicas aún siendo cualitativas, sus valores de frecuencia nos permiten
categorizarlas dentro de varios niveles de riesgo, como lo son el intolerable,
deseable y tolerable.
- En general las técnicas de análisis de riesgos de los casos prototipos objeto
de estudio y la estimación de consecuencias efectuada, sirvieron para ilustrar
cualitativa y cuantitativamente el grado de daño que puede originar una falla en
algunos de los equipos de una instalación; contemplando como posibles causas de
éstas fallas el error humano y su efecto sobre la seguridad.
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RECOMENDACIONES
En consonancia con la propuesta y resultados del presente estudio, se
considera pertinente:
- Incluir en las fases de inducción, desarrollo y reforzamiento de competencias
profesionales; el entrenamiento en campo y adiestramiento formal para los
Ingenieros de Diseño, Seguridad Operación, Instrumentación y Mantenimiento de
Plantas Químicas, Petroleras y de Gas, áreas de conocimiento que faciliten toma
de decisiones que puedan minimizar el Error Humano.
- En línea con el planteamiento anterior, se sugiere incorporar en cada una de
las fases de Diseño de Ingeniería, elementos Transdisciplinarios que puedan
incorporarse con el apoyo de psicólogos, sociólogos y otros profesionales,
planteados en regulaciones legales del Estado Venezolano como la Ley Orgánica
de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo y orientados a la
detección temprana de situaciones que puedan afectar a trabajadores y su entorno
social a través del denominado Riesgo Psicosocial , el cual se pudiera materializar
en un Error Humano.
- Incorporar en los estudios de Ingeniería la asignatura Seguridad Industrial,
incluyendo en su estructura bibliográfica lo relativo al Error Humano asociado a la
Prevención de Accidentes.
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