MÉTODOS DE ANÁLISIS DE RIESGOS

TÉCNICAS CUALITATIVAS DE ANÁLISIS DE RIESGOS

I. INTRODUCCIÓN

Desde hace decenios se han desarrollado y utilizado métodos para análisis y evaluación de

los diferentes tipos de riesgos que se derivan de distintas actividades humanas.

Para afrontar de manera objetiva el lema presente se debe admitir una realidad: cualquier

actividad, natural o artificial comporta un riesgo inherente. Pongamos algunos ejemplos:

a) Las piedras corren un riesgo de erosión o de ser disgregadas por la acción del hielo.

b) Las tumbas de los muertos corren riesgo ante los rateros, los arqueólogos y los

terremotos.

c) Los vegetales y animales corren riesgos, en su actividad vital, que son del 100 por

100 en lo relativo a su muerte.

d) Una persona en cama corre riesgo de encharcamiento pulmonar.

e) Es ridículo que un reglamento se titule: «transporte de mercancías peligrosas por

vía aérea sin riesgo».

Es razonable pensar que hay riesgos inevitables, aunque se puedan paliar, y otros que se

asumen como contrapartida a los beneficios que se obtienen de la Naturaleza y de la

actividad humana.

Asumida de forma inteligente (ni con histeria ni con desidia) la existencia de riesgos, es

función y obligación de los profesionales implicados en la actividad (industrial en nuestro

caso) actuar de las formas siguientes:

a) Detectar los riesgos.

b) Identificarlos en sus orígenes y consecuencias posibles y probables,

c) Medirlos.

d) Paliarlos (eliminar o atenuar), reduciendo su frecuencia (probabilidad) y su

severidad mediante la prevención en el proyecto y la operación.

e) Compararlos con niveles aceptados.

f) Paliar (eliminar o atenuar) sus consecuencias mediante defensa pasiva y activa.

Los métodos para análisis y evaluación de riesgos son una herramienta valiosa para

abordar las acciones mencionadas de forma racional, científica y técnica. En desarrollo

deben cumplirse los siguientes objetivos generales:

a) Completitud: que no deje de considerarse ningún riesgo significativo ni ninguna

mejora viable. Ello suele requerir el trabajo de grupos multidisciplinares.

b) Complementariedad: incide en el párrafo anterior. Además, deben tenerse en

cuenta, de manera coordinada, factores procedentes del equipo material

(aparatos, sistemas de control, etc.) y de la intervención humana relacionada con

la operación del mismo.

c) Aceptabilidad: establecer si el equipo y su operación comportan riesgos aceptables

o no. En este último caso se deben plantear alternativas aceptables,

d) Reducción escalonada de riesgos. Establecida la aceptación se trata de reducir los

riesgos medidos por orden de importancia y dentro de los márgenes de viabilidad,

a) Objetivos más concretos de los estudios de riesgo (Z) son:

a) Identificar y medir los riesgos que representa una instalación industrial para

personas, bienes, servicios y el medio ambiente,

b) Definir accidentes mayores que sean posibles y con un riesgo (probabilidad x

severidad) significativo.

c) Determinar el alcance, en el espacio, de los accidentes citados en zonas

vulnerables y daños probables.

d) Análisis de las causas de los accidentes.

e) Discernir la aceptabilidad o no. en términos objetivos, de instalaciones y

operaciones propias de la planta que se estudió, así como de su ubicación y

distribución en planta.

f) Definir medidas de prevención y protección (activa y pasiva) para evitar la

ocurrencia y/o mitigar las consecuencias: Disminución de la probabilidad y/o la

severidad de los accidentes.

g) Cumplir requisitos legales tendentes a los mismos objetivos. En una sección

próxima se tratarán estos requisitos.

II. ANÁLISIS HISTÓRICO DE RIESGO

Durante los últimos cincuenta años la industria química ha experimentado cambios de

gran importancia como: avances tecnológicos, aparición de nuevos procesos, de nuevas

industrias y de nuevos productos químicos en el mercado.

Todos estos avances han ayudado a hacer crecer a la industria química, incrementando su

capacidad de producción. Junto a ellas, ha aumentado, también, el número de personas,

que trabajan en las plantas de proceso y viven en los alrededores, que pueden estar

expuestas a las consecuencias de un accidente industrial.

Esto ha propiciado una toma de conciencia sobre la seguridad industrial, y con ella, han

aparecido, a nivel administrativo y técnico, medidas para identificar peligros y así acotar el

riesgo de accidentes industriales.

El Análisis Histórico de Riesgo (AHR) es una herramienta de identificación de riesgos que

hace uso de los datos recogidos el pasado sobre accidentes industriales. La ventaja de esta

técnica radica en que se refiere a accidentes ya ocurridos y por tanto, los peligros

identificados son reales. Por otro lado, la principal limitación del análisis es que sólo hace

referencia a accidentes que han tenido lugar y de los cuales se posee información

suficiente, así como el hecho de que muchos accidentes e incidentes se registran de forma

restringida o no se registran. Además, el número de casos a analizar es finito y no cubre

todas las posibilidades importantes. Otras veces, sin embargo, solamente es posible

identificar un cierto número de situaciones, operaciones o errores, que han propiciado el

inicio de un accidente en un determinado tipo de instalación.

A pesar de lo anterior, el análisis histórico de accidentes es una técnica útil, que permite la

identificación de riesgos concretos. Al menos, puede indicar qué dirección seguir en una

empresa, que tiene instalaciones análogas a otras empresas o que procesa sustancias

similares a la de éstas en las cuales ya ha ocurrido un incidente, para evitar que éste

suceda. Esto sería suficiente para iniciar un análisis de riesgo que indique si es o no

verosímil que el accidente tenga lugar en la empresa en cuestión. Además, es un medio

muy valioso para una verificación de los modelos de que se dispone en la actualidad en

cuanto a la predicción de las consecuencias de accidentes.

Descripción de las principales bases de datos Las Bases de Datos de accidentes industriales más conocidas debido al elevado número de registros de incidentes grabados y a la facilidad con que pueden ser consultados son: MHIDAS, FACTS, SONATA y MARS. Las bases de datos MHIDAS, FACTS y SONATA se nutren de diferentes fuentes de información, principalmente extraídas de revistas especializadas (como por ejemplo el 'Hazardous Cargo Bulletin') y de periódicos.

La MARS se alimenta de las informaciones que los Servicios de Protección Civil de los Estados Miembros de la Unión Europea recopilan sobre Accidentes Mayores ocurridos en cada país, en cumplimiento de la "Directiva Seveso".

Denominación Periodo y número

de casos registrados Accidentes

Procedencia de los datos

Observaciones

OSIRIS-1 3000 (1970-1990) Sustancias peligrosas,

Transportes de mercancías Peligrosas

General

País: Italia Soporte: fax o disquete ; Idioma: Inglés

OSIRIS-2 2500 (1977-1992) Hidrocarburos

Oil Spill Intelligence

Report, recopila todos los casos ocurridos en el

mundo

País: Italia Soporte: fax o disquete ; Actualizando Cada año

MHIDAS

5330 De forma continúa desde

1985. Datos desde 1966 y algunos antes

de esta fecha

Sustancias peligrosas, almacenamiento,

transporte proceso, principalmente

instalaciones químicas y

petroquímicas

Fuentes públicas generales

País: Reino Unido Datos: 1

Contacto directo 2

Consulta on line 3 Cd-ROM

FACTS

15000 creado en 1980, contiene

datos desde 1930. La mayoría en el

periodo 1960-1993


transportes carga / descarga y uso

Fuentes públicas generales,

informes técnicos de compañías

privadas y organismos

estatales

País: Holanda : Disquete de PC

; Actualizado cada año ;

Idioma: Inglés

WOAD

Desde 1983, recoge datos del banco

DetNorske Veritas desde 1975

Accidentes en plataformas petrolíferas

General País: Noruega

SONATA

2500 La mayoría es del periodo 1960 - 1980 Resto entre

1930 - 1960


transportes carga / descarga y uso

Fuentes publicas País: Italia; no se actualiza ; Idioma: Inglés

MARS MAHB 167 Desde 1984 a la

actualidad

Sustancias peligrosas, almacenamiento, transportes carga / descarga y uso

Información pública sobre accidentes en

establecimientos de los países de

la Unión Europea afectados por la Directiva Seveso.

Organismo: Major Hazard

Accident Bureau (UE);

Idioma: Inglés

PROCEDIMIENTO:

Obtención de la base de datos incluye informe de accidentes

Discernir que informes son asimilables a la instalación que es objeto de estudio.

Elaboración estadística de los acuerdo a los datos.

Estudio técnico de los accidentes ( origen, frecuencias y consecuencias) con el fin de ubicar puntos críticos ( instalación y operación ).

Adopción de medidas técnicas que neutralicen los riesgos originados en dichos puntos críticos.

Puntos Fuertes (PF) Puntos débiles (PD)

Basado a casos reales Solo casos reales más importantes

Simple y barato La documentación puede ser incompleta

Directo a las causas importantes Puede haber causas criticas que no se han

manifestado en los accidentes

La aplicación a instalaciones similares, pero diferentes, puede no ser acertada

La cuantificación es mínima y dudosa (cualitativo)

Poca claridad de orígenes o causas de accidentes

III. ANÁLISIS PRELIMINAR DE RIESGOS

Proceso de análisis y evaluación de riesgos El proceso de análisis y evaluación de riesgos son de acuerdo las siguientes etapas:

Identificación de peligros y condiciones peligrosas

En la identificación y reconocimiento de peligros y condiciones peligrosas, se debe aplicar las metodologías, para el desarrollo de escenarios; extrapolando experiencias; siguiendo la secuencia lógica de accidentes o con simulación. Se debe identificar y considerar en el estudio de análisis y evaluación de riesgos, los sistemas de seguridad o barreras de protección disponibles en el diseño y/o en las instalaciones para prevenir o mitigar las consecuencias; y entender la peligrosidad potencial de las operaciones y/o procesos bajo estudio y como protegen los sistemas de seguridad y/o las barreras de protección, así como la integridad de éstas líneas de defensa. Los análisis deben considerar la complejidad de las instalaciones y los procesos, así como las premisas causales de los eventos como tamaños de las fugas; cantidades de producto necesarias para causar una nube explosiva o tóxica; o si las fugas potenciales pueden trasladarse fuera de los límites de propiedad, entre otras. Se debe describir en el estudio de análisis y evaluación de riesgos en forma clara y sistemática los eventos específicos y representativos que se consideran en la definición de escenarios; ya sea de fuego, explosión, fuga de gases tóxicos y/o derrames, así como los relacionados con fenómenos naturales que pudieran afectar las operaciones bajo estudio. Para definir escenarios de riesgo similares para operación y procesos similares en los centros de trabajo.

Se debe simular los escenarios de riesgo identificados para evaluar los impactos y efectos indeseables de los eventos o escenarios de riesgo definidos (fuego, explosiones, nubes tóxicas), derivados de la carencia o pérdida de controles, de ingeniería o administrativos. La evaluación de consecuencias debe incluir las condiciones y cantidades de fugas o derrames; áreas afectadas y efectos sobre la seguridad y la salud de las personas. Se debe representar los resultados de la simulación en un plano de localización de la instalación. Los resultados de la simulación en un plano de localización de la instalación a escala adecuada, en los puntos de interés que pudieran verse afectados (asentamientos humanos, cuerpos de agua, vías de comunicación, caminos, etc.). Se debe determinar el nivel cualitativo en el que se indican las siguientes categorías de consecuencia:

- Consecuencias catastróficas equivalen a categoría C4 - Consecuencias graves equivalen a categoría C3 - Consecuencias moderadas equivalen a categoría C2 y - Consecuencias menores equivalen a categoría C1

Las áreas de afectación se debe considerar en el análisis y evaluación de las consecuencias son:

- La seguridad del personal, proveedor y/o contratista y vecinos - Al ambiente por fugas y derrames dentro y fuera de las instalaciones - Al negocio por pérdida de producción, daños a terceros y a instalaciones - A la reputación e imagen y a la relación con las comunidades vecinas

Estimación de la frecuencia Se debe estimar la frecuencia con que los eventos identificados y seleccionados pudieran presentarse; es decir, debe estimarse cada cuando ocurrirían, se indican las siguientes categorías de frecuencia:

- Frecuencia alta equivale a categoría F4 - Frecuencia media equivale a categoría F3 - Frecuencia baja equivale a categoría F2 y - Frecuencia remota equivale a categoría F1

Se debe evaluar cualitativamente la frecuencia con que pueden ocurrir los eventos seleccionados, en función de los factores de diseño, operativos y humanos, así como la efectividad de las barreras y sistemas de protección correspondiente; para una evaluación cuantitativa de frecuencia, pude basarse en información histórica de fallas. Caracterización y jerarquización de riesgos Se debe caracterizar y posicionar los riesgos detectados en la Matriz de riesgos con los resultados de las consecuencias y frecuencias estimadas correspondientes a los eventos o escenarios seleccionados. En función del posicionamiento resultante en los cuadrantes de la Matriz de riesgos, se deben dar las recomendaciones que considere pertinentes para mitigar los riesgos identificados y poder llevarlos de intolerables o indeseables a aceptables, ya sea mitigando consecuencias o disminuyendo frecuencias.

- Tipo A – Riesgo intolerable: El riesgo requiere acción inmediata; el costo no debe ser

una limitación y el no hacer nada no es una opción aceptable. Un riesgo Tipo “A” representa una situación de emergencia y deben establecerse controles temporales inmediatos. La mitigación debe hacerse por medio de controles de ingeniería y/o factores humanos hasta reducirlo a Tipo C o de preferencia a Tipo D, en un lapso de tiempo menor a 90 días

- Tipo B – Riesgo indeseable: El riesgo debe ser reducido y hay margen para investigar y analizar a más detalle. No obstante, la acción correctiva debe darse en los próximos 90 días. Si la solución se demora más tiempo, deben establecerse controles temporales inmediatos en sitio, para reducir el riesgo.

- Tipo C – Riesgo aceptable con controles: El riesgo es significativo, pero se pueden

compensar con las acciones correctivas en el paro de instalaciones programado, para no presionar programas de trabajo y costos. Las medidas de solución para atender los hallazgos deben darse en los próximos 18 meses. La mitigación debe enfocarse en la disciplina operativa y en la confiabilidad de los sistemas de protección.

- Tipo D – Riesgo razonablemente aceptable: El riesgo requiere control, pero es de bajo impacto y puede programarse su atención conjuntamente con otras mejoras operativas.

Informe del estudio de riesgo Una vez concluida la caracterización y jerarquización de riesgos, se debe entregar un informe del estudio de análisis y evaluación de riesgos.

Riesgo Causa Consecuencia Medidas preventivas o correctivas

Fuga y dispersión de

gas tóxico

Pérdida de contención en

cilindro de almacenamiento

a presión

Peligro de muerte por intoxicación

con concentraciones

sobre c ppm

a) Dotación de sistemas para detección y alarma

b) Minimizar cantidad almacenada (y número de cilindros)

c) Desarrollar e implementar inspección de cilindros

Puntos Fuertes (PF) Puntos débiles (PD)

Simple y barato No es sistemático: puede considerar algunas causas importantes pero poco aparentes.

Directo a las causas importantes Depende mucho de los conocimientos y experiencia de los ejecutantes.

Absolutamente cualitativo y desestructurado

Pasos para el Análisis Preliminar de riesgos

1. Identificar los peligros conocidos. 2. Determinar la causa (s) de los peligros. 3. Determinar los efectos de los peligros. 4. Determinar la probabilidad de que un accidente causado por un peligro. 5. Establecer el diseño inicial y de procedimiento requisitos para eliminar o controlar

peligros.

Características de seguridad de presión para cocinas

a) La válvula de seguridad libera la presión antes de que llegue peligrosa los niveles b) El termostato abre el circuito a través del serpentín de calefacción cuando la

temperatura sube por encima de 250 ° C. c) Manómetro de presión está dividido en secciones verdes y rojas. "Peligro"

está indicada cuando el puntero se encuentra en la sección roja.

Obtenemos el siguiente resultado

Peligro Causa efecto Probabilidad de accidente por

riesgo

Medidas correctivas

Cortocircuito Aislamiento del cable defectuoso crea circuito a tierra a

través del operador cuando el operador

hace contacto directo.

Impacto leve de electrocución

dependiendo del flujo de corriente y la

resistencia del cuerpo de la persona. Asimismo dependerá de factores

tales como la resistencia de los zapatos de la persona, tenga o no

tenga humedad en sus dedos.

Poco Probable El uso de aislamiento que es muy resistente al

deterioro. Utilice un cable de tierra (3

clavijas del enchufe). Sólo enchufe la olla a presión en las salidas que están equipados con un interruptor de

circuito por falla a tierra.

Fuego Las chispas de se generan Cerca de un material Inflamable o la corriente pasa

atravez de un empate defectuoso.

Un daño significativo al sistema y sus alrededores.

Extremadamente remoto (Un fallo

debe estar presente en el aislamiento, chispas debe ser generada, y un

material inflamable debe estar situado muy cerca al cable. La probabilidad de

que todas estas condiciones se

existen simultáneamente

es muy baja.)

Tres mismos que se utilizan para el cortocircuito. Mantenga los

materiales inflamables lejos de sistema.

Quemaduras Persona toca una superficie caliente

olla a presión o materiales calientes

dentro de olla a presión. El vapor

causa quemaduras por ello existe una

valvula de seguridad.

Primer o segundo grado quema dependiendo de cuánto tiempo la piel de

la persona está en contacto con la

superficie caliente o material.

Razonablemente probable

Use toallas calientes si la olla a presión debe ser tocado. Mantenga olla a presión fuera del

alcance de los niños. Ponga una tapa en la válvula de seguridad

para difundir el vapor a cabo de modo que no

se concentra lo suficiente para quemar

la piel

Explosión Termostato y válvula de seguridad fallan, y

nadie nota que el medidor de presión

indica "peligro".

Las lesiones graves y muertes. La pérdida de sistema. Los daños al

medio.

Poco Probable Utilice sólo los termostatos de alta calidad y válvulas de

seguridad. El uso más despidos. (Ejemplo: dos válvulas de seguridad)

IV. ANÁLISIS MEDIANTE LISTAS DE COMPROBACIÓN

a. Origen de las listas de comprobación.

En octubre 1935, base militar de Dayton. Fase final de selección del futuro bombardero de la armada americana. Se presentan 3 modelos: el modelo 146 de Martin, el B-18 de Douglas y el 299 de Boeing, el modelo de Boeing superaba con creces todos los mínimos exigidos: podía llevar 5 veces más bombas, volaba más rápido y doblaba en autonomía a sus competidores. Esta fase parecía una mera formalidad, los ejecutivos de Boeing se frotaban las manos y esperaban un encargo de alrededor de 200 aviones, que además, salvarían a la compañía de sus problemas económicos. En la demostración, el 299 despegó sin problemas, pero a la altura de 300 metros entró en pérdida y se estrelló. A los mandos estaba el mayor Hill, un experimentado piloto y jefe de pruebas de vuelo de la armada. La investigación posterior confirmó que el accidente se debió a un error humano, el piloto había olvidado liberar una palanca de bloqueo durante el despegue. Y es que el 299 era mucho más complejo que sus competidores, el piloto debía atender a 4 motores independientes, cada uno con su mezcla de combustible, los flaps de las alas, el sistema eléctrico, la velocidad de las hélices… Parecía que el modelo de Boeing estaba muerto, la prensa de aquel momento dijo: “demasiado avión para un solo piloto”. Finalmente, la armada americana adjudicó el contrato al modelo B-18 de Douglas, pero encargó 12 unidades del modelo de Boeing para realizar más pruebas. Para estas pruebas no se seleccionaron a los mejores pilotos, la empresa Boeing lo arregló de una forma ingeniosa: diseñó un listado de verificación, para asegurar que el piloto y el copiloto no olvidaban nada. Estos 12 modelos llegaron a realizar 2,5 millones de kilómetros sin

ningún incidente. Finalmente la armada americana aceptó el modelo, que lo bautizó como B-17 llegando a encargar 12.731 aparatos, siendo el responsable de la superioridad aérea durante la II Guerra Mundial con sus campañas de bombardeo sobre la Alemania Nazi.

b. Objetivos:

1. Comprobar el cumplimiento de reglamentos y normas: mediante listas de comprobación que incluyan los aspectos técnicos y de seguridad contenido en dichas regulaciones.

2. Comprobar el cumplimiento, a lo largo del desarrollo de un proyecto, de las especificaciones básicas de proceso y equipo.

c. Fuentes de Información:

Se necesita información general sobre el proceso y equipo para tener idea del conjunto ya que las listas de comprobación suelen estar confeccionadas tomando como base información más detallada.

d. Descripción: Método de estructura lineal con lista de cuestiones concretas, relativas a los aspectos de proceso y riesgo, que cabe plantear para todas las etapas de un proyecto, de la operación de la planta, de las paradas, etc. Deben cubrir todos los elementos de equipo (aparatos, tuberías, válvulas, instrumentos, controles, alarmas, etc.). Es típico el empleo de este método en las auditorias de seguridad que se efectúan a procesos y plantas.

e. Procedimiento:

1. Determinar el propósito de los datos que se están tratando de reunir.

Determinar la causa principal de los problemas.

2. Definir el tipo de datos necesarios.

Datos que ayudarán a comprender las causas potenciales y las categorías de los problemas. Reunir Información por categoría. Ejemplo: Proceso, características, tipo de operación, etc.

3. Identificar donde se deben reunir los datos.

Lugar especificando dirección.

4. Identificar de quién deben reunirse los datos.

Personal.

Representantes.

Inspección del proceso, etc.

5. Determinar que tantos datos se requieren reunir.

Identificar los datos que el equipo ya posee Determinar que tantos datos el equipo cree que serán necesarios para detectar patrones y/o tendencias. Determinar que limitaciones de recursos existen.

6. Decidir quién reúne los datos

Personal designado

7. Determinar el tiempo de estudio.

Reunir información sobre cuando ocurre el problema, hora del día, semana, mes, turno, estación.

8. Realizar el checklist.

Asegurar que se han tomado todos los pasos o acciones para facilitar la reunión apropiada de datos.

f. Ventajas y desventajas:

Ventajas:

1. Fácil, directo y controlado. 2. Bueno para adiestramiento de evaluadores de riesgos. 3. Proporcionan una demostrabilidad clara del cumplimiento de las regulaciones de

referencia.

Desventajas:

1. Calidad muy dependiente de la de las listas de comprobación empleadas; pueden pasarse por alto riesgos no incluidos.

2. Contraste contra las regulaciones de referencia al preparar las listas: limitación de alcance.

g. Idoneidad:

Dentro de sus características, las listas de comprobación pueden servir para proyectos de plantas nuevas o de modificaciones. También sirven como base para enjuiciar, mediante auditoría, el cumplimiento o no de regulaciones por instalaciones existentes. Los casos de no cumplimiento deben originar recomendaciones para modificar consecuentemente las instalaciones o el proceso.

h. Recursos y tiempo necesario.

Es un método directo, rápido y barato.

i. Medios informáticos

Aplicaciones prácticamente limitadas a bases con las listas y al proceso de textos relacionados con la ejecución.

CASO APLICATIVO:

LISTA DE REVISIÓN DEL PLAN

Documentos Fecha de presentación:

Inicie sesión N º:

Expediente N º:

Información sobre el Inmueble Nombre del edificio:

Edificio de Dirección:

Nombre del dueño:

Dirección del Dueño:

Teléfono del propietario:

Fax:

E-mail:

Diseñador de sistemas / Contratista Nombre de la empresa:

Dirección de la empresa:

Persona de contacto (Desig NER):

Requisitos de diseño:

Teléfono:

Fax:

E-mail:

General Tipo de inmueble:

Nuevo Existe Renovación

La bomba que:

Unidad:

Eléctrico Diesel

Modelo N º:

Bomba de calificación:

Gpm

psi

Velocidad nominal:

Rpm

Sí No Área / edificio protegido

Edificio de Uso, Ocupación y Clasificación

Código de construcción aplicable:

Edición:

NFPA 20, Norma para la ilustración de bombas estacionarias

de protección contra incendios

Edición:

Otro

Uso de la Construcción

Sistema de la bombeo contra incendios requerido por edificio o del código de incendios

Sistema de la bombeo contra incendios de acuerdo con las ordenanzas locales

Sistema de la bombeo contra incendios necesaria para la equivalencia, el nivel de protección alternativa, etc

Sistema de la bombeo contra incendios no es necesario, las mejoras voluntarias de seguridad dueño de la propiedad

Otro

Revisión del Plan Sistema de la bombeo contra incendios

Características de la instalación

Sí No Abastecimiento de agua a la bomba contra incendios adecuado para cumplir con los

requisitos de bombas contra incendios

Sí No El suministro de agua a la bomba contra incendios añadido a la calificación de la

bomba contra incendios cumple o excede las demandas que se le

Sí No Bomba de incendio centrífuga lista y utilizada exclusivamente para el servicio de

protección contra incendios

Sí No Sala de bombas / casa puede ser inundada por el agua

Sí No Tubería de succión del tamaño adecuado: (5 pulgadas para 500 gpm) (6 pulgadas para

750 gpm) (8 pulgadas para 1000 o 1500 gpm) (10 pulgadas para 2000 o 2500 gpm)

Sí No La tubería de succión galvanizado o pintado en el interior

Sí No La tubería de descarga del tamaño adecuado: (5 pulgadas para 500 gpm) (6 pulgadas

para 750 o 1000 gpm) (8 pulgadas para 1250 o 1500 gpm) (10 pulgadas para el año 2000 o 2500 gpm)

Sí No Controlador de la bomba, independientemente de diesel o eléctrico, lista para

servicio de bomberos de la bomba

Sí No Si la bomba es accionada por motor eléctrico, el cableado, elementos de cableado y

los componentes dispuestos en forma aprobada

Sí No Si la bomba está motor diesel puede exceder la capacidad de los componentes del

sistema, una válvula de alivio de tamaño adecuado proporcionado (5 pulgadas para 500 gpm) (6 pulgadas por 750 gpm) (8 pulgadas para 1000 y 1500 gpm) (10 pulgadas para 2000 ) gpm

Sí No Tubería de la válvula de alivio instalada sin válvulas

Sí No Un tanque de suministro de combustible diesel provisto de una capacidad de 1 galón

por la potencia del motor más un 10%

Sí No Un tanque de suministro de combustible diesel situada sobre el suelo

Sí No Bomba auxiliar siempre con la línea de detección, totalmente independiente de la

bomba principal de detección.

La función y el valor de la lista de verificación para la auditoría Necesidad de las listas de verificación: Al considerar las normas actuales para auditoría, ISO 9001 hace referencia a “Preparar documentos de trabajo” en la cláusula 6.4.3. El siguiente es un extracto de dicha cláusula: “Los miembros del equipo auditor deberían revisar la información relevante para su asignación de auditoría y preparar los documentos de trabajo que sean necesarios como referencia y para registrar los eventos de la auditoría. Tales documentos pueden incluir: listas de verificación y planes de muestreo para la auditoría, y formularios para el registro de la información, por ejemplo la evidencia de soporte, los hallazgos de la auditoría y los registros de las reuniones.

La utilización de las listas de verificación y de los formularios no debería restringir la extensión de las actividades de la auditoría, las cuales pueden cambiar como resultado de la información recolectada durante la auditoría”. El uso de las listas de verificación para la auditoría: Aunque no siempre se exigen en las normas para sistemas de gestión, las listas de verificación de la auditoría son sólo un instrumento disponible en la “caja de herramientas de los auditores”. Muchas organizaciones las utilizarán para garantizar que la auditoría, como mínimo, abordará los requisitos definidos por el alcance de la auditoría. A continuación se ilustra un ejemplo del enfoque para la auditoría: Requisitos de ISO 9001

Sistema de gestión de la organización Es útil auditar a partir del sistema de gestión de la calidad de la organización hasta llegar a los requisitos. La lista de verificación se puede usar para garantizar que se abordan todos los requisitos pertinentes de ISO 9001. Ventajas: La literatura disponible en el mercado indica lo siguiente con respecto al uso de las listas de verificación para la auditoría:

1. Las listas de verificación, si se desarrollan para una auditoría al especificar y se utilizan correctamente:

a. Promueven la planificación para la auditoría. b. Aseguran un enfoque consistente para la auditoría. c. Actúan como un plan de muestreo y un administrador del tiempo. d. Sirven como una ayuda de memoria. e. Brindar un depósito para las notas recolectadas durante el proceso de auditoría

(notas de la auditoría en campo).

2. Es necesario desarrollar las listas de verificación para la auditoría con el fin de brindar asistencia para el proceso de auditoría.

3. Los auditores necesitan estar entrenados en el uso de una lista de verificación particular y es necesario enseñarles cómo utilizarla para obtener máxima información utilizando buenas técnicas de interrogatorio.

4. Las listas de verificación deberían facilitar al auditor un mejor desempeño durante el proceso de auditoría.

5. Las listas de verificación ayudan a garantizar que una auditoría se ejecute de manera sistemática y exhaustiva, y que se obtenga la evidencia adecuada.

6. Las listas de verificación pueden suministrar estructura y continuidad a una auditoría y pueden garantizar que se cumpla el alcance de la auditoría.

7. Las listas de verificación pueden brindar un medio de comunicación y un lugar para registrar los datos para uso futuro como referencia.

8. Una lista de verificación completa brinda evidencia objetiva de que la auditoría fue ejecutada.

9. Una lista de verificación puede suministrar un registro de que el SGC fue examinado.

10. Las listas de verificación se pueden utilizar como una base de información para la planificación de auditorías futuras.

11. Las listas de verificación se pueden suministrar al auditado con anticipación para la auditoría en sitio.

Desventajas Por el contrario, cuando las listas de verificación para la auditoría no están disponibles o se elaboran deficientemente, se observan los siguientes problemas o preocupaciones:

1. La lista de verificación puede ser vista como intimidatoria para el auditado. 2. Enfocarse en la lista de verificación puede tener un alcance muy estrecho para

identificar áreas de problemas específicos. 3. Las listas de verificación son una herramienta de ayuda para el auditor, pero

pueden ser restrictivas si se utilizan como único mecanismo de soporte del auditor.

4. Las listas de verificación no deberían ser un sustituto para la planificación de la auditoría.

5. Un auditor sin experiencia puede no tener la capacidad para comunicar con claridad lo que está buscando, si depende en gran medida de una lista de verificación para orientar sus preguntas.

6. Las listas de verificación deficientemente preparadas pueden ralentizar una auditoría debido a la duplicación y la repetición.

7. Las listas de verificación genéricas, las cuales no reflejan el sistema de gestión específico de la organización, pueden no agregar ningún valor y pueden interferir con la auditoría.

8. Las listas de verificación con un enfoque muy estrecho minimizan las preguntas/el enfoque de evaluación únicos.

V. WHAT IF

Es uno de los métodos más empleados, que en español significa ¿Qué pasa si? El cual tiene por objetivo la detección y análisis cualitativo de situaciones riesgosas o específicos eventos que llevan a accidentes con consecuencias no deseables.

Este método se apoya en un grupo experimentado de personas con gran

experiencia e imaginación que identifican posibles situaciones de accidentes, sus consecuencias, protecciones existentes, y entonces sugieren alternativas para la reducción de los riesgos.

METODOLOGÍA:

La base de esta metodología es una tormenta de ideas que se lleva a cabo por un grupo de personas que se preguntan ¿qué pasaría si…? Para diferentes partes de un proceso o para una parte en la que se tenga especial interés.

NECESARIOS RECURSOS DEL WHAT IF

Dos o más personas especialistas en el área a analizar.

Documentación detallada de la planta, proceso, equipo, procedimientos, seguridad, etc.

Información del personal directo de la operación en estudio.

Datos de las propiedades físicas, químicas y procesales de materias y materiales sometidos a proceso.

PROCEDIMIENTO:

1. Definir el alcance del estudio

Un proceso

Un área especifica

Estudio global de la planta.

2. Recoger toda la información y documentación necesaria al inicio del trabajo para

poder desarrollarlo sin interrupciones.

Diagramas de flujo: Condiciones de operación, sustancias usadas, equipos.

Hojas de seguridad de equipos.

Diagramas de tuberías

Operaciones: Responsabilidades del personal, sistemas de comunicación, procedimientos.

3. Empezando por el principio del proceso (normalmente almacenamiento y admisión de materias primas), avanzando a lo largo de las etapas del mismo hasta el final (salida de productos, subproductos y residuos). El personal experimentado hace una “tormenta de ideas” a una serie de preguntas que empiezan con “¿qué pasaría si…? Cada pregunta representa una falla potencial en planta o un error operativo. Las preguntas son divididas en diferentes áreas de investigación (usualmente relacionadas con consecuencias de interés), como por ejemplo seguridad eléctrica, protección contra incendios, o seguridad personal.

4. Se procede a la contestación de las preguntas QPS. Una por una, algunas

requerirán estudio aparte o la participación de especialistas (control, materiales, mantenimiento, etc.)

5. Consideración, para cada pregunta QPS, de qué medidas existen y cuáles cabe tomar para prevenir el riesgo, anulándolo o disminuyéndolo, en su origen.

6. Redactar el informe:

Descripción del informe

Preguntas QPS

Análisis y respuestas

Propuesta de mejora FORMATO:

¿Qué pasa sí…… Consecuencia/Riesgo Protecciones Recomendaciones

VENTAJAS:

Esta técnica es relativamente económica de aplicar

Se puede combinar con un formato de lista de verificación

La revisión se convierte en la tarea de responder las preguntas simples planteadas

Es rápida de implementar, comparada con otras técnicas cualitativas.

Pueden analizarse combinación de fallas

Es flexible

Puede usarse solo en casos de pequeñas modificaciones en ubicaciones no comprometidas

Puede aplicarse a cualquier sistema en cualquier etapa del diseño u operación.

LIMITACIONES:

Debe centrase en el logro de los objetivos.

Pueden pasar desapercibidos algunos riesgos concomitantes.

Depende de la experiencia del grupo

Como método sirve para procesos muy sencillos CASO APLICATIVO: Un grupo asignado a investigar los riesgos de exposición relacionados con un reactor.

Preguntas: ¿Qué Pasa Si…..

Se adiciona un material diferente al acido fosfórico?

La concentración del acido fosfórico es muy baja?

El acido fosfórico está contaminado?

La válvula B está cerrada o obstruida?

Se adiciona una proporción muy elevada de amoniaco del reactor?

¿Qué pasa sí…… Consecuencia/Riesgo Protecciones Recomendaciones

Se adiciona un material diferente al ácido fosfórico?

Reacciones potencialmente riesgosas de acido fosfórico o amoniaco con ciertos contaminantes podrían tener lugar, o una producción de producto fuera de especificaciones de calidad.

Proveedor confiable de materia prima. Procedimientos de manejo de materiales dentro de la planta.

Asegurarse de que los procedimientos, de etiquetado, manejo y recibo de materias primas existan y sean los adecuados.

La concentración del ácido fosfórico es muy baja?

Amoniaco sin haber reaccionado puede ser conducida hasta el tanque de almacenamiento de producto terminado y ser liberada al ambiente.

Proveedor confiable de materia prima. Alarma y detector de amoniaco.

Verificar la concentración del ácido fosfórico antes del llenado al tanque de almacenamiento.

El ácido fosfórico está contaminado?

Reacciones potencialmente riesgosas de acidó fosfórico o amoniaco con ciertos contaminantes podrían tener lugar , o una producción de producto fuera de especificaciones de calidad

Proveedor de materia prima confiable. Procedimientos de manejo de materiales dentro de la planta.

Asegurarse de que los procedimientos, de etiquetado, manejo y recibo de materias primas existan y sean los adecuados.

La válvula B está cerrada o obstruida?

Amoniaco sin haber reaccionado puedes ser conducida hasta el tanque de almacenamiento de producto terminado y ser liberada al ambiente.

Mantenimiento periódico adecuado. Alarma y detector de amoniaco. Indicador de flujo en la línea de ácido fosfórico.

Instalar una alarma de paro (en la bomba A) al detectar flujo bajo a través de la válvula B.

Se adiciona una proporción muy elevada de amoniaco del reactor

Amoniaco sin haber reaccionado puedes ser conducida hasta el tanque de almacenamiento de producto terminado y ser liberada al ambiente.

Alarma y detector de amoniaco. Indicador de flujo en la línea de ácido fosfórico.

Instalar una alarma de paro (en la bomba A) al detectar flujo alto a través de la válvula B.

VI. MÉTODO HAZOP

Descripción teórica El análisis de peligros y operabilidad (HAZard and OPerability analysis, HAZOP) conocido también como análisis funcional de operabilidad (AFO), fue diseñado inicialmente en Inglaterra en la década de los setenta por la compañía Imperial Chemical Industries (ICI) para aplicarlo al diseño de plantas de fabricación de pesticidas. El HAZOP es una técnica de identificación de riesgos inductiva basada en la premisa de que los accidentes se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con respecto de los parámetros normales de operación. La técnica se fundamenta en el hecho de que las desviaciones en el funcionamiento de las condiciones normales de operación y diseño suelen conducir a un fallo del sistema, y consiste en analizar sistemáticamente las causas y las consecuencias de unas desviaciones de las variables de proceso, planteadas a través de unas palabras guía. La metodología del análisis comprende las siguientes etapas:

1) Descripción de la instalación. Se describen los elementos de la instalación y su funcionamiento

2) Definición del objetivo y alcance. Consiste en delimitar las áreas del sistema a las cuales se aplica la técnica

3) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio En cada área seleccionada se identificarán una serie de nodos o puntos claramente localizados en el proceso. Ejemplos de nodos pueden ser: la tubería de alimentación de una materia prima, la altura de impulsión de una bomba, la superficie de un depósito, etc. La técnica HAZOP se aplica a cada uno de estos puntos. Cada nodo vendrá caracterizado por unos valores determinados de las variables de proceso: presión, temperatura, caudal, nivel, composición, viscosidad, etc. Los criterios para seleccionar los nodos tomarán, básicamente, en consideración, los puntos del proceso en los cuales se produzca una variación significativa de alguna de las variables del proceso.

4) Definición de las desviaciones para cada una de las variables de proceso, a partir de las palabras guía. El HAZOP consiste en una aplicación exhaustiva de todas las combinaciones posibles entre palabra guía y variable de proceso, descartándose durante la sesión aquellas combinaciones que no tengan sentido para un nodo determinado. La siguiente tabla muestra un ejemplo de palabras guía, aunque no son únicas.

5) Identificar posibles causas de cada desviación Para cada desviación, se enumeran las posibles causas. 6) Establecer las consecuencias posibles de la desviación y analizar cuál de las alternativas siguientes es aplicable al caso

Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar esta desviación

Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta desviación en el siguiente paso.

Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración en el siguiente paso y envío para su análisis mediante un método más detallado y/o cuantitativo.

7) Determinar medidas correctoras que eviten o palíen las causas de las desviaciones Por último, se indicarán posibles medidas correctoras para cada una de las desviaciones. El resultado de un análisis HAZOP se presenta en un formato de tabla según se muestra en la siguiente tabla.

Caso Gasolinera: 1) Descripción de la instalación En el presente caso se analiza una gasolinera, donde se combinan los sucesos de descarga de combustible líquido desde un camión cisterna y el suministro de combustible a través de los surtidores, tal y como muestran los esquemas de las figuras 2.1 y 2.2. El camión cisterna se compone de:

– Cisterna, dividida en cuatro compartimentos (uno para cada tipo de combustible). Su función es la de contener el producto. Debe estar fabricada para aguantar presiones interiores y evitar fugas. Dispone de un sistema de ventilación de emergencia mediante una válvula de accionamiento por sobrepresión.

– Bocas de carga y descarga, una por compartimento. Cada boca de descarga está dotada de su correspondiente válvula de descarga (llave de corte) y manguera.

Una bomba se encarga de la carga y descarga.

– Identificador de nivel: sonda para medir el nivel del líquido contenido en cada compartimento.

– Un recuperador de gases. – Una toma de tierra.

En el proceso de descarga intervienen los siguientes elementos:

– Tubería flexible (manguera): comunica la boca de descarga de la cisterna con el punto de carga del depósito de la gasolinera.

– Boca de carga de la gasolinera: punto en el que el camión se conecta al depósito de la gasolinera, su cierre debe asegurar una conexión segura y, además, la estanqueidad frente a los vapores.

– Válvula del depósito: permite el paso de combustible al depósito e impide el retroceso del mismo.

– Válvula de seguridad: su función es la de evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión.

La zona de descarga contiene:

– Pararrayos – Compresor – Cuadro eléctrico – Depósitos para cada tipo de combustible – Red de venteo

La zona de repostaje está formada por:

– Surtidor multiproducto – Tuberías, una por depósito, a la llave de corte correspondiente del surtidor

El proceso de descarga sigue los siguientes pasos: el operario conecta la toma de tierra del camión a la línea de la gasolinera para evitar chispas por cargas electrostáticas. La línea de la gasolinera, que suministra corriente al cuadro eléctrico, está a su vez conectada a un pararrayos. A continuación, el operario conecta la manguera a la boca de carga y descarga del camión correspondiente al tipo de combustible a trasegar, y el otro extremo a la boca de carga del depósito de la gasolinera correspondiente. La boca de aspiración del recuperador de gases se conecta a la red de venteo del depósito para evitar que los vapores generados en el depósito durante la descarga salgan a la atmósfera. Ahora el operario puede activar la válvula (llave de corte) correspondiente del camión para permitir la salida del combustible y la bomba (compresor), que ayuda al trasiego del mismo. Del depósito salen las tuberías (una por producto) hacia el surtidor de gasolina. 2) Definición del objetivo y alcance Se pide identificar los peligros utilizando la metodología HAZOP para los posibles accidentes derivados de una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros normales de operación en la instalación anteriormente citada. 3) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio

4) Definición de las desviaciones para cada una de las variables de proceso, a partir de las palabras guía

5) Identificar posibles causas de cada desviación

6) Establecer las consecuencias posibles de la desviación y analizar cuál de las siguientes alternativas es aplicable al caso

– Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar esta desviación. – Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta

desviación en el siguiente paso. – Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración en el siguiente paso y

envío para su análisis mediante un método más detallado y/o cuantitativo.

7) Determinar medidas correctoras que eviten o palíen las causas de las desviaciones


LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I Página 42

8) Esquema de la instalación mejorada Considerando las medidas correctoras propuestas, el esquema final de la instalación mejorada queda del modo representado en el siguiente esquema, donde se ve que se ha optado por añadir conexiones poka-yoke a las mangueras, un indicador acústico de llenado en el depósito y otro en el surtidor, y topes de proximidad para vehículos.

El diseño de las conexiones de la manguera mediante técnicas de poka-yoke, impedirá que el operario conecte la manguera a la boca equivocada, por lo que no se producirá una mezcla de distintos combustibles en el llenado del depósito. Los avisadores acústicos impedirán que se produzcan derrames por exceso de combustible. Los topes de


SEMINARIOS EN INGENIERÍA QUÍMICA Página 43

proximidad entre los vehículos impedirán que se produzcan golpes accidentales con los surtidores, que podrían saldarse con derrames. Además, habría que incluir la mejora del plan de mantenimiento y la formación específica del operario encargado de supervisar la operación, logrando así que las tareas se realicen en mayor medida conforme a los procedimientos. Todas estas medidas dotarán al sistema de un funcionamiento más fiable que el actual.

VII. ANÁLISIS CUALITATIVO MEDIANTE ÁRBOLES DE FALLOS

1. OBJETIVOS

– Análisis cualitativos de los eventos o sucesos de fallo en sistemas complejo. – Descomposición inductiva se sucesos complejos en otros (escalonadamente más

sencillos) hasta llegar a sucesos básicos (de sencillez máxima) que pueden considerarse como causas iniciadoras. La descomposición se hace dejando establecida la estructura (árbol de fallas) que representa las relaciones (causa-efecto) y las interacciones (concomitancias <<y>>, así como alternativas <<o>>) entre sucesos.

– Dejar preparado el marco estructural citado que sirve para realizar análisis cualitativos, semicuantitativos y cuantitativos de las relaciones y de las interacciones citadas.

2. INTRODUCCIÓN La utilización de árboles de fallo es una técnica deductiva que se aplica a un sistema para la identificación de los sucesos o cadena de sucesos que pueden conducir a un incidente no deseado, en general a un accidente o fallo del sistema. Esta técnica permite asimismo, cuantificar la probabilidad o frecuencia con que se puede producir un suceso; es decir, permite el cálculo de la no fiabilidad o no disponibilidad del sistema. Esta técnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del álgebra de Boole y permite determinar la expresión de sucesos complejos estudiados en función de los fallos básicos de los elementos que intervienen en él. De esta manera se puede apreciar, de forma cualitativa, qué sucesos son menos probables porque requieren la ocurrencia simultánea de numerosas causas.

3. ETAPA PREVIA



Es imprescindible, antes de iniciar un estudio de este tipo, haber agotado el análisis preliminar de riesgos que permita conocer y controlar la diversidad de situaciones anómalas que puedan acontecer en una instalación, ya sea tanto por factores internos como externos a la misma. Un estudio documental con la recogida de experiencias sobre instalaciones similares será, junto al análisis histórico de incidentes, una buena base de partida a ser discutida y analizada conjuntamente por los mandos y trabajadores implicados en el funcionamiento del proceso y por quienes deban conducir la aplicación de esta técnica analítica. Esta es una metodología que requiere ser aplicada en un marco participativo a través de grupos de trabajo establecidos, que conozcan los diferentes aspectos que determinan el funcionamiento correcto o incorrecto de una instalación. Cuanto más compleja sea ésta, mayor deberá ser el soporte documental y la preparación previa del equipo de trabajo.

4. DESCRIPCIÓN

– Procedimiento inductivo para establecer el árbol de fallos: desde los sucesos

capitales (SC) hasta los sucesos básicos, iniciadores o causales (SB). – Se emplean símbolos lógicos para expresar relaciones e interpretaciones. A continuación se definen las más usuales. Hay otras menos frecuentes es estas aplicaciones. a) Relación causa – efecto: Líneas b) Sucesos:

SC: Suceso capital, de cabecera, evento tope o complejo. Pero normalmente mas fácil de intuir; por ejemplo: explosión del reactor). SI: Suceso intermedio. SB: suceso básico iniciador, causal o sencillo. SND: suceso no desarrollado porque no hay información o porque no se considera necesario. Se procesa como un SB. SN: Suceso normal (condiciones operativas normales de diseño) o externo. Se procesa como un SB.

(SC) (SI) (SB) (SND) (SN)



c) Interacciones entre sucesos: puertas lógicas.

Puertas <<Y>>: Para que ocurra el suceso inmediatamente superior deben ocurrir (concurrir, concomitar) todos los sucesos conectados por la parte inferior del símbolo. Puertas <<O>>: Para que ocurra el suceso inmediatamente superior basta que ocurra cualquiera (alternativos excluyentes o no)de los sucesos conectados por la parte inferior del símbolo.

Y O

PUETAS LOGICAS



– Se definen, determinan y analizan conjuntos mínimos de fallos (CMF): son agrupaciones de sucesos básicos que, directamente a través sólo de puertas <<O>> (orden= 1) o también a través de puertas <<Y>> (órdenes superiores), determinan la ocurrencia del suceso capital. Si no se produce uno de los sucesos (fallos) incluidos en un CMF no se producirá el suceso capital.

– Se hace análisis cualitativo, semicuantitativo (se esbozan en el apartado presente) y cuantitativo para determinar la importancia de los sucesos básicos y de los sucesos capitales con el fin de establecer aceptabilidad, medidas correctoras o la necesidad de estudios más profundos.

5. PROCEDIMIENTO Listar los suceso capitales (SC), son los más complejos, por eso se analizan,

pero los más fáciles de intuir y de obtener de la experiencia o de un banco de datos. Ejemplos: explosión de un recipiente a presión (deposito, reactor, etc.), explosión e incendio en un horno, fallo de un gran compresor, etc. Conviene listarlos antes de pasara suceso básicos o intermedios. Cada suceso capital formara la cabeza de un árbol.

Establecer y listar los sucesos intermedio y básicos mediante el camino inductivo y las preguntas:

¿Por qué ocurre el suceso capital?: suceso intermedios y básicos; relaciones efecto – causa. ¿Son alternativos?: puertas <<O>> ¿Son concurrentes?: puertas <<y>>



Dibujar el árbol de fallos. Utilizando los símbolos vistos antes. A efectos de referencia se marcan las puertas con letras y los sucesos básicos con números.

6. CARACTERÍSTICAS VENTAJAS Permite y prepara un análisis cuantitativo detallado ulterior La preparación y análisis de arboles da fallos hace que los analistas

obtengan un conocimiento muy profundo del proceso. Así como sus puntos fuertes y débiles en lo relativo a la seguridad.

DESVENTAJAS Pueden no detectarse fallos (SC O SB) que quedarían sin considerar. Siendo una técnica binaria (considera posibilidades si/no) no tiene en

cuenta la velocidad a que pueden producirse los acontecimientos. Tal velocidad puede determinar que un evento sea peligroso o no.

VIII. ANÁLISIS CUALITATIVO MEDIANTE ÁRBOLES DE SUCESOS

1. OBJETIVOS

El objetivo del árbol de sucesos es la identificación de las cadenas de sucesos que

siguen a un suceso iniciador. Se diferencia de la técnica de árbol de fallos en que este persigue el análisis en profundidad de las causas que provocan dicho suceso iniciador. Por ello normalmente ambos métodos se utilizan de forma complementaria en el análisis de accidentes.

Dejar preparado el marco estructural citado que sirve para efectuar análisis cuantitativo de riesgos.

2. INTRODUCCIÓN El árbol de sucesos es una forma de estudiar las secuencias de un accidente, ya que relacionan cada suceso iniciador con la secuencia de propagación temporal de los sucesos que están en el origen de las consecuencias de un accidente. Posteriormente se valoran de forma cualitativa y cuantitativa dichas secuencias accidentales con el objeto de identificar las más importantes, teniendo en cuenta que la ocurrencia de un suceso de la secuencia puede estar condicionada a la ocurrencia de su precursor en la cadena de sucesos. El análisis por árbol de sucesos tiene dos aplicaciones principales:



– Preaccidente, que trata de analizar el origen de los distintos accidentes posibles y

el papel que desempeñan las funciones de protección. El suceso iniciador se corresponde con el desarrollo de un peligro que puede desembocar en un accidente.

– Postaccidente, que investiga las posibles consecuencias de un determinado

accidente. El suceso iniciador es un accidente, el cual puede incluso haber sido desarrollado mediante la aplicación de un preaccidente.

El árbol de sucesos se construye a partir de un suceso iniciador. Este árbol incluye éxitos y fallos de las funciones previstas, conectando dicho iniciador con las posibles consecuencias finales. Cada rama del árbol representa una línea de evolución que conduce a un efecto final, generalmente no deseado (daño). También es posible que una secuencia de acontecimientos favorables lleve a un efecto final sin consecuencias adversas. Así, dado un iniciador, cada rama o cadena de sucesos representa la evolución del accidente (secuencia accidental), que conduce a una de varias consecuencias finales posibles.

3. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Descripción de la instalación; Consiste en identificar los principales elementos de la

instalación y en describir el funcionamiento de la misma.

Identificación de sucesos iníciales de interés; Los sucesos iniciadores son fallos u otros factores que, en el caso de producirse, originan la respuesta de las medidas de seguridad, para evitar consecuencias negativas. Un suceso iniciador puede ser tanto un fallo del sistema (sobrecarga de un depósito, aumento de temperatura de un reactor, etc.), como factores externos al mismo (caída de un rayo, fallo de la red de suministro eléctrico, etc.).

Definición de circunstancias adversas y funciones de seguridad previstas para el control de sucesos; Identificar la secuencia de medidas de seguridad que entrarían en funcionamiento en el caso de que ocurriera el suceso iniciador, tales como parada automática de una bomba, puesta en marcha de un sistema de enfriamiento, etc.; así como de posibles circunstancias adversas, como por ejemplo, aparición de un punto de ignición.

Construcción del árbol de sucesos con inclusión de todas las posibles respuestas del sistema; Para construir el árbol de sucesos se parte del suceso iniciador. A partir de este, y dependiendo de cada sistema, entrarían en funcionamiento las medidas de seguridad frontales, es decir, aquellas que están establecidas para que respondan directamente en el caso de que ocurran determinados fallos. Las medidas de seguridad frontales pueden responder positivamente o no, lo que



provocaría la entrada en funcionamiento de las medidas de seguridad redundantes, que son aquellas que están previstas sólo para el caso de que fallen las medidas de seguridad frontales.

El árbol de sucesos está formado por una línea de cabecera en la que aparece en primer lugar el suceso iniciador, y, a continuación, las medidas de seguridad frontales, ordenadas según el orden de actuación previsto para estas, y las medidas redundantes, ordenadas también según el orden de actuación previsto.

Una vez producido el suceso iniciador, pueden ocurrir dos cosas: que la primera medida de seguridad actúe según lo previsto (éxito), o que no sea así (fracaso). Esto se representa en el árbol desglosando el suceso iniciador en dos ramas. El proceso continúa preguntando, para cada una de las ramas, si la medida de seguridad o la circunstancia adversa actuara (éxito) o no (fracaso), y se definen así todas las posibles secuencias en las que podrá derivar el suceso iniciador hasta llegar a la consecuencia final.

Así, cada una de las secuencias accidentales asociadas a un suceso iniciador corresponde a un escenario o rama del árbol de sucesos. De esta forma, cada escenario viene caracterizado por la actuación con éxito o fracaso, de las funciones de protección diseñadas para contrarrestar el desarrollo de dicho suceso iniciador.

Cada una de las secuencias derivará en una consecuencia (incendio, situación controlada con paro del proceso, situación controlada y el proceso continúa, etc.).



4. CARACTERÍSTICAS Ventajas: Permite y prepara un análisis cuantitativo ulterior. Los analistas ganan conocimiento detallado del equipo y del proceso. Genera recomendaciones de mejora muy concretas. El árbol es más sencillo de establecer y analizar que de los de fallos.

Desventajas: Puede no detectar fallos (Sucesos capitales, sucesos intermedios, factores

condicionantes) que quedarían sin considerarse. Puede haber errores en la lógica del árbol.

5. EJEMPLO

Se reseña a continuación un árbol de sucesos correspondiente al siguiente iniciador «Fuga de hidrocarburo líquido en proximidad de una esfera de GLP (gas licuado del petróleo)». Se estudian las distintas secuencias accidentales. Nótese que el peligro de BLEVE de la esfera también viene reflejado



CASO: ARBOL DE FALLOS

Téngase por caso que usted debe realizar un análisis y evaluación de riesgo en el sistema evaporador de una planta termoeléctrica, y relacionado con una eventual explosión de la caldera del mismo. Al respecto decide emplear la técnica del árbol de fallos para llevar adelante su estudio, determinando así la probabilidad de ocurrencia de ese riesgo en cuestión. La información que usted recaba se muestra a continuación, junto con la esquematización del sistema evaporador.

En el sistema evaporador se inyecta agua, la cual es calentada hasta un punto de ebullición (proceso endotérmico) por contacto del líquido con el elemento de calentamiento (una resistencia eléctrica) dentro de la caldera. En este proceso de transferencia de calor, la sustancia liquida se descompone; pasando a la fase gaseosa. La temperatura de proceso que debe alcanzar la sustancia liquida dentro de la caldera es controlada por un dispositivo que denominamos “Regulador de temperatura”, el cual permite abrir o cerrar el paso de corriente eléctrica hacia la resistencia de calentamiento, según sea sí la temperatura de proceso está por encima del punto de ebullición (mayor a 105 oC : abrir), o por debajo de éste (menor a 105 oC : cerrar). Bajo estas condiciones normales de operación, cuando el vapor producido en la caldera alcanza el valor límite de presión permitido (182 psia.), se abre entonces la válvula de salida V-1, permitiendo así que el vapor fluya hacia la instalación subsiguiente, por un sistema de tuberías dado.

Suponga que la caldera tiene en su interior un sistema flotador que denominamos “Indicador de nivel”; el cual acciona eléctricamente (abre) la llave de paso V-2 para inyectar más agua dentro de la caldera, cuando baja el nivel de ésta por evaporación, o cierra esa misma llave V-2 cuando se alcanza un nivel especificado dentro del compartimiento de dicha caldera.

Asuma también que en el análisis de los distintos sucesos que pudiesen conducir a la explosión de la caldera se resalta que este evento podría presentarse, primero, sí la válvula V-1 no abre, y, segundo, que entonces también se tenga una sobrepresión en el interior del reactor. El hecho que la válvula V-1 no abra podría imputarse a una falla interna (este dispositivo tiene una tasa de fiabilidad que se estima en 93%), o a una falta de mantenimiento preventivo, el cual no se ejecuta en un 10% de las veces programadas. Por el otro lado, el evento de sobrepresión seria debido a sí en la caldera hay un nivel de temperatura más allá del punto de ebullición especificado, en un 60%, y un nivel de liquido dentro de la caldera por debajo del volumen másico requerido. La eventualidad del caso de una mayor temperatura a la requerida puede presentarse, por la ocurrencia de los eventos siguientes: sí el “Regulador de Temperatura” no abre el circuito del elemento de calentamiento, cuya posibilidad se estima en 5%, o sí el Indicador de Temperatura fallase por alguna circunstancia muy remota y desconocida. Este instrumento representa una confiabilidad del 98% en su operatividad. Con respecto a si hubiese



un bajo nivel de liquido dentro del reactor, esta circunstancia podría ocurrir sí el “Indicador de Nivel” está bloqueado y no emite la señal para abrir la llave de paso V-2 que alimenta al reactor, siendo la ocurrencia de este bloqueo un hecho carente de información, pero que se estima en 1% la probabilidad de que así ocurra. El otro evento implicado, además del antes citado, es el hecho que sea la llave de paso V-2 la que no responda a la señal del “Indicador de Nivel” para permitir el suministro de agua a la caldera. Esta ocurrencia se prevé en 6%.

Los resultados del análisis y evaluación de riesgo empleando como técnica el árbol de fallos, en el sistema evaporador de una planta termoeléctrica; relacionado con una eventual explosión de la caldera, fueron los siguientes: SUCESO CAPITAL: Explosión de la Caldera POSIBLES FALLAS DEL SISTEMA EVAPORADOR: Válvula de Salida del Vapor de agua (V-1), no abre por: Falla Interna Falta de Mantenimiento Preventivo

Sobre Presión en el Interior del Reactor, causado por:

V-1 : Válvula de salida de vapor de agua (vap) V-2 : Llave de paso de liquido. IP : Indicador de presión (manómetro) RT: Regulador de temperatura (termostato) IN : Indicador de nivel (flotador) IT : Indicador de Temperatura (termómetro)



El Nivel del Punto de Ebullición del proceso este más elevado el especificado en un 60%; debido a: El Regulador de Temperatura (RT) (Termostato), no abre el circuito del elemento de calentamiento. Falla del Indicador de Temperatura (IT) (Termómetro), por causas remotas y desconocidas.

El Nivel del Liquido dentro del Reactor por debajo del volumen másico requerido,

debido a: Bloqueo del Indicador de Nivel (IN) (Flotador), y no emite la señal para abrir la llave de paso V-2. La llave de paso (V-2), no responde a la señal emitida por el Indicador de Nivel (IN).

PROBABILIDADES DE OCURRENCIA DE LOS EVENTOS

(Probabilidad de Falla los componentes del Sistema Evaporador)

ABREVIATURA EVENTO BASICOS PROBABILIDAD

DE FALLA

E1 Interna de la Válvula salida del vapor de agua(V-1) 7%= 0,07

E2 Falta de Mtto. Preventivo de la Válvula salida del vapor de agua (V-1)

1%= 0,1

E3 El Regulador de Temperatura (RT), no abre el circuito del elemento de calentamiento.

5%= 0,05

E4 Falla del Indicador de Temperatura (IT). 2%= 0,02

E5 Bloqueo del Indicador de Nivel (IN) 1%= 0,01

E6 La llave de paso (V-2), no responde a la señal emitida por el Indicador de Nivel (IN)

6%= 0,06

ÁRBOL DE FALLOS

(Sistema Evaporador de una Planta Termoeléctrica, Relacionado con Explosión de Caldera)



CONJUNTO MÍNIMO DE FALLOS DEL SUCESO CAPITAL:

ABREVIATURA DESCRIPCIÓN CONJUNTO MINIMO

B Suceso Intermedio ( Válvula (V-1), no abre) E1, E2 D Suceso Intermedio (El Nivel del Pto. de Ebullición >

60% al especificado. E3, E4

E Suceso Intermedio (Nivel del por debajo del másico requerido).

E5, E6

C Suceso Intermedio (Sobre Presión en el Interior del Reactor)

D, E

A Suceso Capital (Explosión de la Cadera) B, C

CALCULO DE PROBABILIDAD (P) DEL SUCESO CAPITAL:

Probabilidad que la Caldera Explote (PA)

Probabilidad de B = E1 + E2 = 0,07 + 0,1 = 0,17 Probabilidad de D = E3 + E4 = 0,05 + 0,02 = 0,07 Probabilidad de E = E5 +E6 = 0,01 + 0,06 = 0,07 Probabilidad de C = PD x PE = 0,07 x 0,07 = 0,0049



Probabilidad de A = PB x PC = 0,17 x 0,0049 = 0,000833

Es decir que la probabilidad de que la Caldera del Sistema Evaporador de una Planta Termoeléctrica, explote es de: 0,0833%, lo cual se puede considerar una baja probabilidad de explosión de la caldera. RECOMENDACIONES / MEDIDAS PREVENTIVAS Algunas de las medidas que podrían ser consideradas, a fin de prevenir o minimizar el riesgo de que la Caldera del Sistema Evaporador explote son: Mantener el nivel óptimo de fluidos en el sistema evaporador de Planta

Termoeléctrica. Realizar Mantenimiento preventivos, correctivos y predictivo a todos los

componentes del Sistema Evaporador. Elaborara procedimientos de inicio de las actividades el operador del equipo debe

hacer los chequeos pertinente a la revisión de válvulas, presión, nivel de liquido, y demás componentes del sistema.

Establecer los niveles mínimos y máximos de alertas por cambios en el sistema de evaporación.

Considerar la posibilidad del manejo de la contingencia por falta de electricidad, como principal factor de falla para que el sistema pueda funcionar.

Establecer acciones a seguir de acuerdo a la falla que se presente. Entre Otros.



IX.ANÁLISIS DE MODOS DE FALLOS Y SUS EFECTOS

OBJETIVOS:

1) Establecer los fallos posibles en todos y cada uno de los elementos de equipo (de proceso y de control) en una planta.

2) Analizar las consecuencias de los fallos establecidos en 1 para detectar aquellas que puedan ser origen de accidentes.

3) Establecer medidas de protección que eviten los fallos que sean significativos según 2

PROCEDIMIENTO:

1. Identificar y listar todos los elementos de equipo (de proceso y de control) dentro de una sección del proceso en la planta.

2. Definir el funcionamiento de cada elemento de equipo. 3. Definir los fallos posibles según la lista

Debe Fallo

Estar cerrado Estar abierto Flujo En marcha Estanco Señal de indicación o mando Accionamiento Refrigeración Abrir Cerrar Etc.

Estar abierto Estar cerrad0 No Fluir Parando Fuga Falta de Señal Sin accionamiento Sin Refrigeración No Abrir No Cerrar No Etc.

4. Definir la consecuencia de los fallos definidos en 3. 5. Definir los fallos definidos en 3 y las consecuencias definidas en 4 afecta a otros

elementos de equipo aparte del que este considerado. En caso afirmativo debe trasladarse la parte del análisis correspondiente al elemento receptor de la influencia para determinar consecuencias sobre el mismo.

6. Discernir y recomendar medidas preventivas viables que eviten los fallos definidos en 3, que sean significativos a efectos de seguridad.

7. Registro escrito (informe) del análisis 8. Repetir 1 a 7 para todas las secciones del proceso.

CARACTERÍSTICAS:



Puntos Fuertes Puntos débiles

Es económico: va directamente a los fallos importantes procedentes de la experiencia

y del funcionamiento de los aparatos. Requiere pocos analistas (1-3)

No es sistemático: pueden pasarse por alto fallos y consecuencias

Puede servir como base para detectar sistemas, elementos y fallos que deban ser

objeto de análisis mas profundos (AFO,AAF,etc)

Solo considera fallos por disyuntivas operacionales entre extremos

Documentación básica sencilla No considera combinaciones de fallos coincidentes o en secuencia

Es cualitativo aunque permite un análisis semicuantitativo.

El equipo analista de 1 -3 miembros y sus objetivos deben ser: El estudio sea completo es decir no pasar por alto orígenes, causas o efectos de incidentes / accidentes significativos. EL ESTUDIO DEBE SER CONSISTENTE CON EL MÉTODO ELEGIDO La imaginación debe ser disciplinada lo necesario para identificar y analizar sin desbocarse al absurdo. La eficiencia de las reuniones opera bien cuando el número de participantes se mantiene de 3 a 6 siendo la intervención de algunos especialistas en algunas ocasiones. El Contacto con la realidad de la planta: Una visita detallada a la planta así como pruebas facilitan este objetivo de realismo. Se formulan preguntas al proceso, al equipo, a los sistemas de control, a los medios de protección, a la actuación de los operadores y a los entornos interior y exterior de la instalación Los integrantes del equipo profesional deben ser: Director-moderador: generalista con experiencia en el método a emplear, en seguridad, en proyectos y, sobre todo, en la conducción de reuniones. Secretario: es un personaje con perfil semejante al anterior, con experiencia menor quizá, cuyos cometidos son:

Reunir, ordenar y aportar la documentación de partida que se requiere para el estudio.

Recoger documentalmente (actas) el desarrollo de las sesiones de estudio en lo que concierne a este.



Manejar las herramientas informáticas que conducen, guían y auxilian el método elegido.

Preparar la documentación (informes) resultante del estudio. Ingeniero(s) de proceso: con conocimientos profundo y detallado del proceso objeto de análisis. Ingeniero(s) de proyecto: capaces de aportar el diseño de los bienes de equipo incluidos en la planta, así como la visión del proyecto, si hay tal en sus etapas y controles. Ingeniero de operación: que conozca y tenga experiencia en la operación de la planta y/o proceso que se someta a investigación Especialistas: quizá en dedicación parcial cuando se requiera. Puede ser:

Expertos en materiales

Expertos en diseño de detalles: recipientes a presión, tuberías, bombas, equipos para protecciones pasiva y activa.

Ingenieros de seguridad y/o mantenimiento Probabilidad y duración de fallos: Debido a la diversidad de elementos de un equipo con características variadas y tipos de avería que complican el tratamiento probabilístico de los datos asimismo al no existir muchos datos la calidad puede verse afectada por la diversidad de criterios a la hora de recogerlos e interpretarlos. Los datos de fiabilidad y/o probabilidad de fallos son objetos de estudios estadísticos para la gestión de mantenimiento. TIPOLOGÍA DE LOS COMPONENTES NATURALEZA Y PROCEDENCIA Componentes de serie, son muestreables, redundantes y de sustitución relativamente rápida y sencilla por ejemplo (válvula, motobomba no especiales ni muy grande, componentes para instrumentación y control, cambiadores sencillos. Piezas únicas son componentes construidos exclusivamente para el proceso o planta de que se trate por ejemplo (reactores, columnas, grandes compresores, hornos, etc)

Operadores humanos no se involucra en los análisis de riesgo primitivos Servicios que prestan Servicio continuo, son los elementos que operan en el proceso de manera continua por ejemplo (reactores, columnas, hornos, bombas, instrumentos de medida, etc) puede ser piezas únicas o de serie. Servicio discontinuo:

Por carga o lotes



Ante demanda, componentes que operan ante demanda y son elementos que actúan solamente cuando las condiciones determinan la necesidad de acción. Los elementos en serie suelen ser los instrumentos para control y alarma, elementos de parada de emergencia, válvulas de seguridad, etc. También se puede incluir operadores humanos.

Complejidad Componentes sencillos, son los integrados por un solo elemento determinante de fallo, bien por su simplicidad constructiva bien porque el riesgo de fallo del resto de sus elementos puede considerarse despreciable. Por ejemplo disco de ruptura, recipiente del acumulador de presión, etc. Componentes compuestos, son los que incluyen varias piezas que pueden ser sujetos a fallas individuales. Cabe establecer varios modos de fallo con una probabilidad de fallo compuesta de las probabilidades individuales de las piezas integrantes. Vigilancia Vigilancia automática, se efectúa fundamentalmente mediante instrumentación (indicadores, pilotos, alarmas, controles, etc.) capaces de manifestar cambios. Vigilancia humana, opera de dos formas: por un lado en la sala de control y por otro lado las inspecciones de mantenimiento preventivo. No vigilados, son pocos y es debido a la naturaleza al no ser críticos en el proceso. Reparabilidad Reparables, en todo sus partes con o sin parada del proceso. Irreparables, ya sea en el servicio o su propia naturaleza, sea más conveniente su sustitución. Tipología de fallos averías



La fiabilidad de la operación se obtiene por producto de estas 5 operaciones:

Tipo de Actividad

(K1)

Factor de ¨stress” debido al tiempo disponible (K2)

Calidad del operador

(K3)

Factor de ansiedad

de la actividad

(K4)

Factor ergonómico

(K5)

Rutinaria No rutinaria

Simple 2 seg 3 seg Experto Situación grave de

emergencia

Excelente microclima, excelente

“interface” con la planta

Rutinaria 10 seg 30 seg Muy entrenado

Situación de emergencia

potencial

Buen microclima,

buena “interface” con

la planta

Rutinaria que requiere

atención

20 seg 45 seg Cuidadosamente

seleccionado

Situación normal

Discreto microclima,

discreta “interface” con

la planta

60 seg Conocimiento y

Mal microclima, mala “interface”



entrenamiento generales

con la planta

Conocimiento y

entrenamiento

superficiales

Efectos: Los fallos iniciadores, son los que determinan la iniciación de una situación de riesgo el cual debe prevenirse mediante controles de proceso ya sean instrumento o humano. Los fallos permisores, no inician una situación de riesgo, pero si permiten que esta evolucione o no se detenga. Se deben detectar mediante inspección periódica cuya frecuencia determina la duración del fallo a su vez condiciona la probabilidad del mismo.

Ocurrencia. Los fallos súbitos, no avisan con antelación. En muchos casos pueden prevenir mediante mantenimiento preventivo. Los fallos graduales, son susceptibles de inspección con medición y de sustitución determinada por el grado de avería. Los grados pueden ser totales, parciales e intermitentes. Donde las combinaciones de ocurrencia y grado a criterio resulta relevancia especial a efectos de seguridad. Drástica o “castrastofica” seria súbida + total (explosión, rotura de un eje, bloqueo de válvula, etc.) Degradante: seria gradual + parcial (reducción de rendimientos, desgastes, corrosiones, etc.) “loca”: seria Súbita + intermitente (fallos en contactos, descebado de bombas, etc.)



Definición de riesgo R = FP x S

Donde: FP = [duración del fallo (hora/vez)]/ [intervalo entre incidentes (años) x 8.766(horas/años)] Log R = log FP +log S Log R =IC = Índice de criticidad Log FP =IP = índice de probabilidad Log S =IS = índice de severidad Con lo que: IC = IP + IS

Probabilidad de fallo Calificación Índice de probabilidad IP Orden de

magnitud Expresión intuitiva:

Duración fallo/tiempo total

10-1 1 mes/año Muy probable -1

10-2 4 días/año Probable -2

10-3 1 turno/año Medianamente probable

-3

10-4 ½ turno / 5 años Improbable -4

10-5 1 hora / 10 años Remotamente probable

-5

10-6 1 hora / 100 años Muy improbable -6

Fallos y sus consecuencias Daños personales

Daños materiales + lucro cesante

($)

Calificación Índice de severidad

IS

El componente no puede fallar y si falla esa

situación segura: no puede dar a lugar a situación de riesgo

No No Seguro 0

El componente puede fallar sin daños importantes. Es

conveniente medida correctora

Algún herido < 100.000 Poco seguro

1

El componente puede fallar con daños

1 víctima o varios heridos

100.000-2MM Inseguro 2



importantes. Poner los medios posibles para corregir la situación

El componente puede fallar dando lugar a otros

fallos múltiples en el proceso: puede originar daños muy importantes.

Es obligado a adoptar medidas correctoras

Varias víctimas ( dentro y fuera de

la planta)

S > 2 MM

Muy inseguro

3

Se pueden dar dos casos interesantes de concurrencia de fallos:

a) Dos elementos existentes o previstos de equipo deben concurrir en fallo para determinar un fallo simple.

b) Analizando un fallo, y encontrada inaceptable su criticidad según IC >= -1, se añade un elemento protector adicional (duplicación redundancia, otro modo de control, etc.) para corregir la situación indeseable.

En ambos casos se produce un caso de probabilidad compuesta IP = IPA + IPB Como los IP son < 0, el IP compuesto (suma de dos cantidades negativas) es mucho menor que los concurrentes: este es el efecto de elementos protectores adicionales. Procedimiento

1. Recabar datos relativos a las probabilidades de fallo de los elementos 2. Establecer las duraciones de fallo consultando o especificando las frecuencias de

inspección de los manuales de mantenimiento. 3. Obtener IP según el cuadro de calificación de fallos según su índice de

probabilidad. 4. Estimar la severidad de los fallos y asignarles un IS de acuerdo con la tabla de

calificación de fallos según su índice de severidad. 5. Calcular el índice de criticidad IC 6. Enjuiciar la criticidad de los fallos según la IC >=-1 para determinar cuáles

requieren medidas correctivas. 7. Detectar las medidas correctoras con su IP correspondientes. 8. Componer el IP de fallo de la medida correctora con el elemento originario IP = IPA

+ IPB calcular el nuevo IC y determinar si es aceptable, o hay adoptar nuevas medidas correctoras, mediante la ecuación IC >=-1.

Evaluación AMFE de una Planta endulzadora de Gas Natural



Con la aplicación del FMECA o AMFEC se identificaron los modos de falla que representan un mayor riesgo para la instalación, considerando los riesgos a la producción, instalación y al personal. Los modos de falla de mayor riesgo, son enviados a un proceso de selección de tareas de mantenimiento detallado, mientras que los modos de falla de medio y bajo riesgo, son tratados con un proceso genérico Esto permite también, optimizar los recursos ya que la planeación del mantenimiento cambia al ser ahora enfocada en los modos de falla derivados de un análisis funcional y no enfocada en los equipos, es decir, el plan es por modo de falla y no por equipo. FMECA o AMFEC no pretenden cambiar como tal, la forma en la que se hace el mantenimiento, sino la forma en la que se planea el mantenimiento. Las técnicas de análisis de riesgo son empleadas en la búsqueda y evaluación de escenarios que pueden representar un impacto adverso para una instalación o planta de proceso, El principio de cualquier estudio de riesgo, está basado en encontrar respuestas a tres interrogantes: 1) ¿Qué puede salir mal? 2) ¿Qué tan frecuente es? 3) ¿Cuáles son sus efectos? Analizando y entendiendo la respuesta a estas preguntas, podemos entender los riesgos y diseñar mejore acciones para la prevención y control. Las acciones de recomendación derivadas de un FMECA o AMFEC quedan definidas como acciones o tareas de mantenimiento. Podemos definir entonces un modo de falla, como “la forma” en que un equipo o activo falla. Es importante para el entendimiento de la falla, poder identificar los dos diferentes estados de falla que se pueden presentar (“fault” y “failure”); primeramente, aquel estado de falla, en el cual un activo simplemente deja de funcionar y otro, en el cual el activo no desempeña su función conforme a un estándar de desempeño deseado o bien, conforme a las necesidades que el usuario tiene, pero no necesariamente deja de funcionar. Es esta última condición, es la que más nos interesa estudiar y la denominamos “falla funcional”, así, una falla será aquella que evita que un activo desempeñe su función conforme a un estándar de desempeño definido



Definición de la intención de diseño Esta definición, consiste en conocer y entender la filosofía de operación de la planta o proceso, a fin de poder identificar claramente las condiciones bajo las cuales se opera, considerando tanto su diseño como las necesidades del usuario. El desarrollo de esta actividad nos permite saber la forma en que se operan los activos, siendo este el nivel de detalle requerido en la descripción. La definición deberá de contener parámetros de operación, los equipos involucrados, rutas de proceso, parámetros de control, entre otros atributos. Análisis funcional Es necesario para poder entrar al proceso de evaluación de los modos de falla, ya que se requiere conocer e identificar cuáles son aquellas funciones que el usuario espera o desea que su activo desempeñe. Se requiere identificar tanto la función principal y como las secundarias. Efectos y consecuencias de la falla Los efectos de la falla son considerados como la forma en la que la falla se manifiesta, es decir, como se ve perturbado el sistema ante la falla del equipo o activo, ya sea local o en otra parte del sistema, estas manifestaciones pueden ser: aumento / disminución de nivel, mayor / menor temperatura, activación de señales, alarmas o dispositivos de seguridad, entre otras; similarmente, se considera también la sintomatología de la falla, ruido, aumento de vibración, etc. Para el caso de las consecuencias, éstas son referidas a los impactos derivados de la falla en los diversos receptores de interés. Se consideran las consecuencias a la seguridad de las personas, medio ambiente y producción. Cabe mencionar que a fin de darle consistencia normativa al análisis, las categorías de consecuencias evaluadas son tomadas como referencia de la norma NRF-018-PEMEX-2007 ESTUDIOS DE RIESGO Rev. 0, de fecha 05 Enero-2008, de Petróleos Mexicanos.



Categoría Menor C1 (IS =0)

Moderado C2 (IS=1)

Grave C3 (IS = 2)

Catastrófico C4 (IS=3)

A las personas

Seguridad y salud

del personal y proveedor y/o

contratista

Sin lesiones; primeros auxilios

Atención Médica; Lesiones

menores sin incapacidad; efectos a la

salud reversibles.

Hospitalización; múltiples

lesionados, incapacidad

parcial o total temporal;

efectos moderados a la

salud

Una o más fatalidades; Lesionados graves con

daños irreversibles; Incapacidad

parcial o total permanentes

Al ambiente

Descargas y Derrames

Derrames y/o descarga

dentro de los límites de reporte;

contingencia Controlable.

Informe a las Autoridades.

Derrame significativo en

tierra hacia hacía ríos o cuerpos de

agua. Efecto local. Bajo

potencial para provocar la muerte de

peces.

Contaminación de un gran

Volumen de agua.

Efectos severos en cuerpos de

agua; mortandad

significativa de peces;

incumplimiento de condiciones

de descarga permitidas; reacción de

grupos ambientalistas

Daño mayor a cuerpos de

agua; se requiere un

gran esfuerzo para

remediación. Efecto sobre la flora y fauna.

Contaminación en forma

permanente del suelo o del

agua.

Producción

Pérdida de producción,

daños a las

instalaciones

Menos de una semana de

paro. Daños a las

instalaciones y pérdida

de la producción,

menor a 5 millones de

pesos

De 1 a 2 semanas de

paro. Daños a las

instalaciones y pérdida de la producción,

hasta 10 millones de

pesos

De 2 a 4 semanas de

paro. Daños a las

instalaciones y pérdida de la

producción de hasta 20

millones de pesos

Más de un mes de paro. Daños a

propiedades o a las

instalaciones; pérdida mayor a 20 millones

de pesos

Tabla 1. Categorías de consecuencias



Los criterios para la calificación de las categorías de consecuencia, son mostrados en la Tabla 1. Dado que el proceso de selección de tareas establecido en la norma SAE JA-1012 (SAE, 2002), es altamente dependiente de las consecuencias de la falla, debe existir una congruencia entre la evaluación de las consecuencias en esta etapa del análisis de modos de falla y la aplicación del diagrama de decisión para la selección de tareas. Jerarquización del riesgo El proceso de jerarquización del riesgo de los diferentes modos de falla, resultante de la combinación de la frecuencia de ocurrencia por sus consecuencias, nos permite identificar las mejores áreas de oportunidad para las acciones de recomendación, tanto en la etapa de evaluación como en la aplicación de los recursos económicos y humanos. Para este caso, se aplicaron los criterios definidos en la norma NRF-018-PEMEX-2007 ESTUDIOS DE RIESGO Rev. 0, de fecha 05-Enero- 2008, de Petróleos Mexicanos. Los criterios para la ponderación de la categoría de frecuencia de ocurrencia del modo de falla, son los mostrados en la Tabla 2.

Categoría Cuantitativo Cualitativo Índice de Probabilidad IP

ALTA >1 en 10 años El evento se ha presentado o puede presentarse en los próximos 10 años

-2

MEDIA 1 en 10 años 1 en 100 años

Puede ocurrir al menos una vez en la vida de las instalaciones

-3

BAJA 1 en 100 años 1 en 1000 años

Concebible; nunca ha sucedido en el centro de trabajo, pero probablemente ha ocurrido en alguna instalación similar

-4

REMOTA < 1 en 1000 años Esencialmente imposible. No es realista que ocurra

-5

Tabla 2. Categorías de frecuencia. Para aplicar el proceso de selección de tareas de mantenimiento en un mayor detalle, se requiere de los modos de falla resultantes, especialmente de aquellos críticos por su nivel de riesgo. Para ello se emplea el RCM (siglas en inglés para Reliability Centered Maintenance o mantenimiento centrado en la confiabilidad). A los modos de falla resultantes de riesgo medio se les debe aplicar la estrategia derivada del análisis de modos de falla y sus efectos, AMFE (FMEA, en inglés), mientras que los modos de falla de bajo riesgo, son elegibles para continuar aplicando las acciones que actualmente se vienen



aplicando, dado que el riesgo a administrar es mínimo. Este proceso de decisión es fundamentado en los principios de ALARP “Tan bajo como sea razonablemente práctico” (del inglés As Low As Reasonably Practical) de la Administración del Riesgo. La matriz de riesgo empleada para la jerarquización de los modos de falla es mostrada en la Figura 1. Cabe mencionar que se empleo una matriz para cada categoría de consecuencia evaluada, Personas, Medio Ambiente, Negocio (Producción), sin embargo todas las matrices son simétricas de 4 x 4, con los mismos criterios para las regiones de alto riesgo, riesgo medio-alto, riesgo medio y riesgo bajo.

Figura 1. Matriz de riesgo

Tabla Matriz de riesgos

Tipo A – Riesgo intolerable: El riesgo requiere acción inmediata; el costo no debe ser una limitación y el no hacer nada no es una opción aceptable. Un riesgo Tipo “A” representa una situación de emergencia y deben establecerse controles temporales inmediatos. La



mitigación debe hacerse por medio de controles de ingeniería y/o factores humanos hasta reducirlo a Tipo C o de preferencia a Tipo D, en un lapso de tiempo menor a 90 días Tipo B – Riesgo indeseable: El riesgo debe ser reducido y hay margen para investigar y analizar a más detalle. No obstante, la acción correctiva debe darse en los próximos 90 días. Si la solución se demora más tiempo, deben establecerse controles temporales inmediatos en sitio, para reducir el riesgo. Tipo C – Riesgo aceptable con controles: El riesgo es significativo, pero se pueden compensar con las acciones correctivas en el paro de instalaciones programado, para no presionar programas de trabajo y costos. Las medidas de solución para atender los hallazgos deben darse en los próximos 18 meses. La mitigación debe enfocarse en la disciplina operativa y en la confiabilidad de los sistemas de protección. Tipo D – Riesgo razonablemente aceptable: El riesgo requiere control, pero es de bajo impacto y puede programarse su atención conjuntamente con otras mejoras operativas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La metodología propuesta fue aplicada a una planta endulzadora de gas, cuyo diagrama de flujo de proceso simplificado se muestra en la Figura 2. La planta endulzadora de gas, está conformada por los siguientes sistemas:

• Gas húmedo amargo • Gas dulce • Amina rica • Amina pobre • Gas ácido

A fin de ilustrar la metodología, se muestra la aplicación de la misma al sistema de gas húmedo, de la sección de absorción. Definición de la intención del diseño La definición de la intención del diseño El gas húmedo amargo es recibido con un flujo de 88.19 m3/s (25 mmpcsd, millones de pies cúbicos estándar por día) a través de una tubería de 0.2 m (8”) de diámetro. El gas ingresa a la torre absorbedora a una presión de 40 kgf/ cm2 y una temperatura de 45°C. La concentración del H2S y del CO2 en la corriente es de 20 ppm y 10 ppm, respectivamente. El gas entra en contacto con la solución de amina pobre al 50% y un flujo de 100 L/s. Los contaminantes del gas son absorbidos por la corriente de amina. El gas dulce abandona la torre por el domo superior con una concentración de H2S de máximo 4 ppm y de CO2 de máximo 4 ppm, con un flujo de 88.19 m3/ s (25 mmpcsd), a una presión de 35 kgf/cm2 y una temperatura de 45°C. El nivel del fondo de la torre es controlado en 30 mm (± 10%). La amina pobre abandona la torre absorbedora con un flujo de 100 L/s (± 20%) hacia el tanque de amina rica



Figura 2. Diagrama de flujo simplificado del proceso de endulzamiento

Análisis funcional Las funciones identificadas como resultado del análisis funcional para la sección de absorción del sistema de gas húmedo amargo son:

1) Absorber los contaminantes del gas húmedo hasta 4 ppm de H2S y CO2 para cada caso, a una temperatura de 40°C, una presión de 40 kgf /cm2 y un flujo de 88.19 m3/ s (25 mmpcsd)

2) Suministrar gas dulce a razón de 88.19 m3/s (25 mmpcsd) a una concentración de máximo 4 ppm de H2S y CO2 para cada caso y a una presión de 35 kgf/cm2 y una temperatura de 45°C

3) Controlar el nivel del fondo de la torre a 30 mm (±10%) 4) Suministrar amina rica al tanque de amina a razón de 100 L/s (±20%) 5) Contener gas amargo y dulce en el interior de la torre absorbedora 6) Contener amina rica en fondo de la torre absorbedora 7) Suministrar amina pobre a razón de 100 L /s (±20 %)



Como parte de este análisis funcional, es necesario identificar la función principal de la sección o sistema en evaluación y cuales secundarias. Para este caso, la función principal de la sección de absorber, es la función 1 (uno) mencionada como: Absorber los contaminantes del gas húmedo hasta 4 ppm de H2S y CO2 para cada caso a una temperatura de 40°C, una presión de 40 kgf/ cm2 y un flujo de 88.19 m3/ s (25 mmpcsd). Las otras funciones, son consideradas como funciones secundarias, sin embargo, no por ello son menos importantes. Una vez identificadas las funciones, se identifican las fallas funcionales, para lo cual es importante hacer notar e identificar, que no todas las fallas pueden ser calificadas como fallas funcionales, es decir, no todas las fallas tienen como efecto directo la pérdida de la función, como se ve a continuación. Para la función: 1) Absorber los contaminantes del gas húmedo hasta 4 ppm de H2S y CO2 para cada caso

a una temperatura de 40°C, una presión de 40 kgf/cm2 y un flujo de 88.19 m3/s (25 mmpcsd).

Se tienen las siguientes fallas funcionales:

1.1 Incapaz de absorber los contaminantes del gas hasta 4 ppm, a una temperatura de 40°C, una presión de 40 kgf /cm2 y un flujo de 88.19 m3/s (25 mmpcsd).

1.2 La concentración de los contaminantes en el gas dulce es más de 4 ppm a las condiciones de P, T y flujo definidas.

1.3 La concentración de los contaminantes en el gas dulce es de menos de 4 ppm a las condiciones P, T y flujo definidas.

Como se puede ver, la falla funcional 1.1) es la pérdida como tal de la función, las fallas 1.2) y 1.3) pueden considerarse fallas dado que la condición de producto obtenida es diferente al estándar esperado de 4 ppm de contaminante, sin embargo, el hecho de que el gas dulce salga de la torre con una concentración de contaminantes menor a 4 ppm representa una condición de mejora en el proceso, dado que se obtiene mayor calidad. Considerando esto, la falla funcional 1.3) en realidad no es considerada como una falla funcional. Así similarmente, podemos tener más fallas funcionales para la misma función principal o para las otras fallas. En la Tabla 3, se muestra el análisis funcional para el caso en cuestión, para las funciones identificadas en el caso de la sección de absorción de gas húmedo amargo.



Tabla 3 Análisis funcional

Identificación de modos de falla Los modos de falla son identificados para cada falla funcional, pudiéndose tener el caso de que varios modos de falla originen la falla funcional. La etapa de los modos de falla, es la columna vertebral de la metodología de FMECA o AMFEC. El nivel de detalle en la identificación de los modos de falla, es aquel que nos permita relacionar una acción de prevención y/o mitigación de riesgo, en este caso una tarea de mantenimiento, por lo cual el modo de falla debe ser claro, creíble de presentarse o que se haya presentado en el pasado ya sea en la instalación o en alguna similar y que pueda presentarse en el futuro. Para la falla funcional 1.1) Incapaz de absorber los contaminantes del gas hasta 4 ppm, a una temperatura de 40°C, una presión de 40 kgf/cm2 y un flujo de 88.19 m3/s (25 mmpcsd), se identifican los modos de falla mostrados en la Tabla 4, de los cuales los indicados, no aplican, ya sea por ser poco factibles de ocurrir o debido a que la instalación no tiene control sobre la ocurrencia de los mismos.



Tabla 4 Modo de fallas

Efectos y consecuencias de las fallas Una vez identificados los posibles modos de falla que pueden causar la pérdida de la función, es necesario identificar cuáles son los efectos que provoca la ocurrencia de este modo de falla en el sistema, ya sea en el lugar, corriente arriba o corriente abajo, incluso si se presentan efectos hacia las personas, medio ambiente y producción. Con los efectos identificados, se deberán de evaluar las consecuencias de los mismos. Los efectos nos dan una excelente referencia del comportamiento de la falla y de la forma en la que esta se manifiesta. En la Tabla 5, se muestra lo evaluado.



Tabla 5 Efectos de fallas

Jerarquización del riesgo La jerarquización del riesgo tiene como finalidad identificar aquellos modos de falla que tienen un mayor impacto en la seguridad de la instalación. La jerarquización, mencionada en la metodología como “criticidad”, consiste en calificar la frecuencia de ocurrencia del modo de falla, por sus consecuencias, en este caso, el valor mayor de la categoría de consecuencia, es el mandatorio. Con los resultados, el riesgo es ordenado en función del



mayor al menor. Las categorías son las tomadas de la norma NRF-018 (tablas 1 y 2, respectivamente), mencionadas anteriormente. En la Figura 5 se muestra el histograma de riesgo para los modos de falla identificados y evaluados. Los resultados de la calificación de frecuencia por consecuencia y su jerarquización se muestran en la Tabla 6.

Modo de falla F Consecuencias

Pe MA Pr

1.1.1 Obstrucción en internos de torre por suciedad en platos

Remota Menor Menor Menor

1.1.2 Internos de torre dañados por corrosión/agrietamiento

Baja Menor Menor Menor

1.1.3 Empaque da la torre en mal estado

Media Menor Moderado

1.1.4 Placa de fondo dañada por corrosión

Alta Menor Moderada Moderado

1.1.5 No suministro de gas húmedo por parte de proveedor externo

Remota Menor

1.1.6

Perdida de contención (fuga) por corrosión / agrietamiento por corrosión - cloruros

Media Catastrófica Catastrófica Catastrófica

1.2.5

Rodajes de bomba de amina desgastados

Alta Menor Menor Menor

1.2.6

Motor de bomba de amina quemado por sobre-voltaje


1.2.7 Rodajes amarrados por falta de lubricación


1.2.8 Flecha bomba de amina desalineada

Media Menor Menor Menor

1.2.9 Fuga en sello por desgaste del mismo

Alta Moderada Menor Menor

Tabla 6 Jerarquización del riesgo de los modos de fallas F, Frecuencia del modo de falla; Pe, Consecuencias al personal; MA, Consecuencias al medio ambiente; Pr, Consecuencias a la producción.



DISCUSIÓN FINAL

Figura 3 Figura 4

Figura 5 Conforme a los resultados obtenidos, se identificaron dentro de la sección de absorción, modos de falla que requieren mayor atención dado su nivel de riesgo. En las matrices de riesgo mostradas en las Figuras 3, 4 y 5, se puede apreciar que existe un modo de falla de alto riesgo, el cual deberá de ser atendido mediante un tratamiento especial y detallado que permita identificar la mejor alternativa de mantenimiento a fin de lograr disminuir el riesgo a niveles aceptables. Los resultados obtenidos con la aplicación de la metodología, nos permiten no solo diseñar y definir las acciones a implementar para administrar el riesgo, ya sea con un plan de mantenimiento o con alguna otra acción, sino que también nos permiten tener un entendimiento claro del proceso manejado en la planta, así como la forma en la que los activos pueden fallar, siendo esto último la parte fundamental del análisis. CONCLUSIONES

• En el Análisis de Modos de Falla, Efectos y Criticidad (FMECA o AMFEC), es el principal obstáculo en el proceso de planeación del mantenimiento, por lo que se debe entender claramente y aplicar por personal con suficiente experiencia.

• EL FMECA o AMFEC, es una metodología simple, que de forma clara y concisa nos permite entender la forma en la que opera un sistema, pero sobre todo la forma en la que falla.

REFERENCIAS: • N° de Documento: NRF-018-PEMEX-2007 Rev. 0 FECHA: 5- Enero- 2008 • Análisis de modos de falla, efectos y criticidad (AMFEC) para la planeación del

mantenimiento empleando criterios de riesgo y confiabilidad, José R. Aguilar-Otero*, Rocío Torres-Arcique, Diana Magaña-Jiménez, Corporación Mexicana de Investigación en Materiales, S.A. de C.V.

• Manual de seguridad industrial en plantas química y petroleras (volumen I ), J.M. STORCH De GRACIA, Pag. 236, 237,238, 239, 273, 274, 275, 276 y 277.

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE RIESGOS

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