MANUAL DE INGENIERÍA DE RIESGOS · PDF file– Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), (Failure Mode and Effects Analysis FMEA) – Arbol de Fallas (Fault Tree Analysis –

PDVSA N° TíTULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 1

� PDVSA, 1983

IR–S–02 CRITERIOS PARA EL ANÁLISIS CUANTITATIVO DERIESGOS

ORIGINAL

León Velasco Ramón AriasMAR.04 MAR.04

MAY.93

SEP.95

MAR.04 L.T.

L.T.

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REVISIÓN GENERAL

REVISIÓN GENERAL 64

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E.V.

E.J.

Y.S.

A.N.

J.R.

MANUAL DE INGENIERÍA DE RIESGOS

ESPECIALISTAS

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CRITERIOS PARA EL ANÁLISISCUANTITATIVO DE RIESGOS MAR.042

PDVSA IR–S–02

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Índice1 OBJETIVO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE Y APLICACIÓN 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICIONES 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS (ACR) 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Descripción del Sistema 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Identificación de Peligros 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Estimación de Frecuencias 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Estimación de Consecuencias 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 CUANTIFICACIÓN DEL RIESGO 23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Riesgo Individual y Social 23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Metodología de Cálculo de Riesgo Individual y Riesgo Social 25. . . . . . . . 6.3 Representación del Riesgo Individual y Social 29. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Incertidumbre y Sensibilidad 32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 CRITERIOS DE TOLERANCIA 32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Criterio de Tolerancia de Riesgo Individual 33. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Criterio de Tolerancia del Riesgo Social 34. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Aplicación de los Criterios de Tolerancia 36. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 ANÁLISIS COSTO–BENEFICIO 36. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Metodología 36. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Personal Afectado 37. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 38. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ANEXO A BASE DE DATOS DE FALLAS DE EQUIPOS 40. . . . . . . . . A.1 Datos Estadísticos 40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.2 Frecuencias de Fallas por Rotura 40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.3 Tasas de Fallas por Confiabilidad 48. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.4 Factores de Servicio 53. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.5 Probabilidades de Ignición y Explosión 54. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.6 Probabilidad de Error Humano 56. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.7 Ejemplo de Uso de Tasa de Fallas 57. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ANEXO B IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS 60. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.1 Análisis Preliminar de Peligros (PHA) 60. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.2 Estudio de Peligros y Operabilidad (HAZOP) 60. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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B.3 Evaluación Técnica de Seguridad Industrial 63. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.4 Estimación de Frecuencias 64. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 OBJETIVOEl objetivo de este documento es unificar y establecer la metodología y loscriterios de Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR) como elemento fundamentalde los Estudios de Seguridad a ser aplicados en las etapas de: Visualización,Conceptualización, Definición, Implantación, Operación y Abandono /Desmantelamiento de una instalación, así como la ejecución de cambios omodificaciones durante su vida útil, en la industria petrolera y petroquímicanacional. Los estudios de seguridad se describen en la guía PDVSA IR–S–01“Filosofía de Diseño Seguro”.

2 ALCANCE Y APLICACIÓNPara soportar la aplicación del documento PDVSA IR–S–01 “Filosofía de DiseñoSeguro” en esta guía se establecen los criterios para la aplicación del proceso delACR como pilar fundamental de los Estudios de Seguridad, a ser realizados encualquier etapa de la vida de una instalación. Contiene una descripción breve delos métodos y procedimientos a seguir, sin llegar a ser un manual deconocimientos del cual se pueda aprender a realizar el Análisis Cuantitativo deRiesgos. La aplicación de esta metodología para la evaluación de alternativas dereducción de riesgos requiere experiencia y profundos conocimientos de lossistemas a evaluar.

Los ACR deben ser aplicados en proyectos de nuevas instalaciones o en laejecución de cambios y modificaciones, no obstante puede y debe ser aplicadoen instalaciones existentes a fin de determinar su nivel de riesgo y así decidiracciones para su control, tanto a través de medidas de ingeniería comoadministrativas, incluyendo planeamiento para emergencias y contingencias.

Los ACR deben ser realizados para:

� Comparar los niveles de riesgos de la instalación o proyecto con los criteriosde tolerancia de riesgo individual y social de PDVSA.

� Obtener elementos de juicio para soportar decisiones gerenciales quepermitan incrementar el nivel de seguridad de las instalaciones a través demedidas de reducción de riesgo óptimas y rentables.

� Preparación de planes de emergencia y contingencias.

� Determinación de zonas de máxima seguridad, para el establecimiento dezonas de seguridad.

� Ubicación y tipo de construcción de edificaciones en instalaciones de la IPPN.

Las previsiones establecidas en este documento aplican a todas las instalacionesen las cuales se produzca, procese y/o almacene sustancias tóxicas oinflamables/combustibles, independientemente de su ubicación en tierra firme ocosta–afuera.

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Así mismo, aplica a todas las modalidades de contrato/negocio de PDVSA conterceros, tales como BOO (Build, Own & Operate), Leasing, OM (Operation &Maintenance) entre otros, a través del establecimiento de lineamientos ycondiciones de Ingeniería de Control de Riesgos previos al contrato suscrito entrelas partes.

Para efectos de esta norma sólo se considerarán los criterios de daño a personas(integridad física) y a las instalaciones. Quedan excluidas del alcanceenfermedades profesionales y daño ambiental en virtud de que estos efectos songeneralmente evaluados mediante métodos cualitativos, que implican estudiosmédicos, epidemiológicos y de estimación de impacto ambiental, entre otros.Asimismo las prácticas de seguridad y salud ocupacional del día a día, son partede la operación normal de la planta y por tanto no están cubiertas en estedocumento.

3 REFERENCIASPDVSA IR–S–00 “Definiciones”.PDVSA IR–S–01 “Filosofía de Diseño Seguro”.PDVSA IR–S–15 “Standard Guidelines for PipeLines Systems Risk

Analysis”.

4 DEFINICIONESVer documento PDVSA IR–S–00 “Definiciones”.

5 METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS(ACR)

En la Figura 1 se puede apreciar el proceso del Análisis Cuantitativo de Riesgos.Tal como se muestra, la descripción y/o definición del sistema constituye el primerpaso del ACR. La siguiente etapa corresponde a la identificación de los peligrosinherentes al proceso o planta en la cual se evalúan, entre otros, los materiales,inventarios y las condiciones operacionales del proceso que pudiesen ocasionareventos indeseables. Los métodos que aplican a la Industria Petrolera yPetroquímica Nacional, se describen en la Sección 6.

Habiendo identificado los peligros, es necesario cuantificar el nivel de riesgoimplícito a objeto de determinar el alcance de las medidas de control. Lacuantificación del riesgo está basada tanto en la estimación de la frecuencia deocurrencia de accidentes como en el cálculo de sus consecuencias.

Para estimar las frecuencias se utiliza la base de datos que se muestra en elAnexo A y los métodos de árbol de eventos y de árbol de fallas que se describenen el Anexo B. La estimación de consecuencias se efectúa mediante programascomputarizados cuyas bases de cálculos deben estar aprobadas por PDVSA. Lacuantificación del riesgo, será expresada en términos de riesgo individual y/oriesgo social, para efectos de comparación con los criterios de tolerancia.

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Fig 1. PROCESO DE ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS (REF. 1)

Descripción del Sistema

Identificar Peligros

Estimar Frecuencias Estimar Consecuencias

Cuantificar Riesgo

¿Nivel de riesgointolerable?

SI

NO

Modificar Diseño /Aplicar (MRR)

¿Nivel de riesgoen la regiónreducible?

NO

SI

Riesgo mínimo: Fin delproceso o definir medidas dereducción de riesgo sólo encasos que sean evidentes oaplicar ACB si el beneficio esatractivo con respecto al costo

Identificar posibles medidasde reducción del riesgo

(MRR)

Aplicar Análisis de CostoBeneficio (ACB) a las MRR

¿Es el Nivel deriesgo mínimo?

SI

NO

FIN

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La decisión sobre las medidas de reducción de riesgo (MRR) a ser adoptadasdeberá estar soportada por un análisis Costo–Beneficio–Riesgo, el cual sedescribe en la Sección 8.

5.1 Descripción del SistemaEn la fase de definición del sistema, deben establecerse los objetivos y metas,alcance del trabajo, nivel de profundidad o detalle e información/data colectada.Estos aspectos se describen a continuación:

� Objetivos y Metas: Razón por la cual se desea realizar el ACR. Posiblesobjetivos son: Determinar el nivel de riesgo individual a operadores y tercerosde un proyecto o instalación existente para ser comparados con los criteriosde tolerancia de PDVSA; satisfacer requerimiento corporativos y/oregulatorios; realizar Análisis Costo–Beneficio–Riesgo y planeamiento deemergencia y/o contingencia.

� Límites del Sistema: Definir los límites físicos y operativos del sistema.� Nivel de Detalles: Definir cómo las unidades de proceso dentro del sistema

serán analizadas.� Colección de Información: Definir que información debe ser recopilada, tales

como información sobre condiciones atmosféricas, densidad poblacional,entre otros.

5.2 Identificación de PeligrosComo su nombre lo indica la identificación de peligros pretende encontrar lascondiciones de daño potencial presentes en una planta o proceso. Laidentificación de peligros es un paso crítico en el Análisis Cuantitativo de Riesgos,por cuanto un peligro omitido es un peligro no analizado. Algunos de los métodosy técnicas desarrolladas mundialmente para la identificación de peligros son:

– Análisis Preliminar de Peligros (APP). (Preliminary Hazard Analysis – PHA)– Método “Que pasaría si....?” (What If ?)– Estudios de Peligros y Operabilidad (Hazard and Operability Study –HAZOP)– Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), (Failure Mode and Effects

Analysis FMEA)– Arbol de Fallas (Fault Tree Analysis – FTA)– Arbol de Eventos (Event Tree Analysis – ETA)– Análisis de Error Humano– Evaluaciones Técnicas de Seguridad IndustrialLos métodos que aplica la Industria Petrolera y Petroquímica Nacional, en laidentificación de peligros son: Análisis Preliminar de Peligros (APP), QuePasaría Si? (What if?), Estudios de Peligros y Operabilidad (HAZOP) yEvaluaciones Técnicas de Seguridad. En el Anexo B se presenta una brevedescripción de estos métodos.

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5.3 Estimación de FrecuenciasLa frecuencia de falla de un componente particular (recipiente, tubería, y otros)puede ser deducida a partir de información histórica y si es posible, soportada enjuicios de expertos que tomen en cuenta diferencias entre características de laplanta analizada y las que pudiesen haber estado envueltas en los registroshistóricos de fallas.

La frecuencia de falla puede ser sintetizada por un Análisis de Arbol de Fallas ode Arbol de Eventos. En el Anexo A se presenta una breve descripción de estasmetodologías.

Cualquiera sea el enfoque usado, es necesario aplicar un buen juicio deingeniería para determinar cual información es la más relevante para la planta encuestión. Generalmente se usa información genérica de fallas obtenidas devarias fuentes, y suponiendo que una planta es operada de acuerdo a estándaresrazonables, la misma no tendría porque fallar con mayor o menor frecuencia queaquellas en donde se originó la información de fallas.

El tipo de base de datos genérica a utilizar depende de la naturaleza del procesoo instalación, según se indica a continuación:

Negocio o Instalación Base de DatosExploración, Producción y MejoramientoTierra Firme y Costa Afuera

Anexo A

Refinación, Suministro, y Procesamientode Gas

Anexo A

Sistemas de transmisión: oleoductos,poliductos, gasoductos fuera deinstalaciones.

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El objetivo primordial es manejar una base común de información basada endatos provenientes de diferentes fuentes de la Industria Petrolera y Petroquímicamundial. Esto permite obtener resultados similares en toda la industria, ymantener consistencia en la toma de decisiones y aplicación de inversiones paracontrol de riesgos en las diferentes áreas de operación.

5.4 Estimación de ConsecuenciasLa estimación de consecuencias es el término aplicado al uso de una serie demodelos matemáticos para estimar el área afectada (consecuencias) por lospeligros originados en diferentes escenarios de accidentes.

5.4.1 Escenarios

Típicamente los escenarios incluidos en un análisis de consecuencias de unainstalación que procese hidrocarburos son:

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– Fugas de fluidos tóxicos y/o inflamables/combustibles de equipos de proceso,tuberías y tanques de almacenamiento.

– Incendios que envuelven fugas de productos inflamables.– Explosiones de nubes de vapor.– Ocurrencia de bola de fuego (BLEVE) en recipientes de proceso presurizados

conteniendo gases licuados inflamables.Las consecuencias originadas por los peligros de los escenarios de accidentesanteriormente listados, incluyen Seres Humanos (Trabajadores/Terceros) yEquipos (Activos):

– Exposición de personas a vapores tóxicos– Exposición de personas, equipos y propiedades a radiación térmica.– Exposición de personas, equipos y propiedades a ondas de sobrepresión

o proyección de fragmentos de material producto de la rotura derecipientes.

5.4.2 Modelos de Simulación, Cálculos

Dado que la estimación de consecuencias implica un alto nivel de complejidady requiere una predicción lo más exacta posible del área afectada por cadapeligro, es importante usar modelos apropiados para cada escenario específicoy al mismo tiempo, aquellos que hayan demostrado proveer prediccionesrazonablemente precisas comparadas con los resultados obtenidos en pruebasde campo, a gran escala o en accidentes previos.

Por cuanto la ejecución de un Análisis Cuantitativo de Riesgos implica larealización de gran cantidad de operaciones matemáticas para la estimación deconsecuencias, es recomendable el uso de paquetes computarizados quecontengan modelos validados para este fin. En línea con esto PDVSA haaprobado el uso de las siguientes herramientas de simulación:

� PHAST – Det Norske Veritas� CANARY – Quest Consultants Inc.Un Análisis de Estimación de Consecuencias usualmente consiste de lossiguientes sub–estudios:

– Cálculo de descarga de sustancias inflamables/combustibles y tóxicas(cantidades, tasas, duración, etc.)

– Cálculo de niveles de radiación, sobrepresión y concentraciones inflamablesy/o tóxicas.

– Estimación de afectación a la integridad física de personas y equipos.A continuación se presenta la información mínima requerida para ladeterminación de las zonas o áreas que podrían estar potencialmente expuestasa condiciones peligrosas:

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� Composición, temperatura, y presión del fluido antes del escape.

� Propiedades físicas, químicas y termodinámicas de los componentes delfluido.

� Ubicación y orientación del escape.

� Flujo normal de operación.

� Tiempo de cierre de válvulas.

� Volúmenes de recipientes y tanques.

� Dimensiones de las áreas de represamiento, incluyendo diques de tanques.

� Condiciones ambientales (velocidad del viento, estabilidad atmosférica,humedad relativa, temperatura del aire/suelo).

� Características del terreno, así como del área circundante.

5.4.3 Selección de los Tamaños de Orificios de Fugas

Debido a la fuerte influencia de los diámetros de orificios de fuga en los resultadosde las consecuencias finales, es recomendable establecer tamaño de agujerosque representen casos o fugas menores, medianas y mayores, donde el rangode tamaños permita evaluar las consecuencias dentro y fuera de los límites dela planta.

Debido a la infinidad de diámetros de tuberías y equipos existentes en unainstalación, es fácil intuir que existen infinitas combinaciones de diámetros detuberías con relación al diámetro equivalente de orificios de fugas. Evaluar cadacaso requeriría de gran cantidad de ejercicios de cálculo. Por esto se hacenecesario hacer una simplificación que permita llegar a un resultado con lasuficiente exactitud como para poder tener una herramienta clara para tomardecisiones.

Normalmente las consecuencias de los escenarios evaluados pueden afectar apersonas y equipos dentro o fuera del límite de propiedad de la instalación. Paraafectación dentro de los límites de propiedad, los tamaños de agujeros pequeñosy medianos usualmente dominan el riesgo, debido a que son de mayorprobabilidad de ocurrencia, y para efectos fuera de la cerca, tamaños de agujerosmedianos y mayores, los cuales dominarán las severidades mayores.

En este sentido se recomienda seleccionar los diámetros equivalentes deorificios de fuga dentro de los siguientes rangos:

a. Fuga menor:

Orificios de 1/4” hasta 1” de diámetro (6,25–25 mm)

Asociadas a fuga a través de empacaduras, uniones, estoperas de equiposrotativos, corrosión, pinchazos, y otros.

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b. Fuga mediana:

Orificios de 1” hasta 2” de diámetro (25 –50 mm)

Asociada a perforación de tuberías o equipos, defectos de fabricación, yotros.

c. Fuga mayor:

Orificios de 2” hasta 6”. (Dentro de la instalación, rotura total hastadiámetros de tuberías de 6” y fuera de la instalación rotura total del diámetrode tubería).

El orificio de fuga máximo a ser considerado será el mayor diámetro de fugaposible, del cual se tengan datos estadísticos de falla.

Los valores seleccionados en este caso deberán estar soportados por unaevaluación previa de la instalación en donde se evalúe la posibilidad ciertade rotura catastrófica.

5.4.4 Criterios de Daños

Los modelos de estimación de consecuencias se basan en el principio generalde que la severidad de una consecuencia es función de la distancia a la fuentede descarga.

La consecuencia es también dependiente del objeto del estudio, ya que si elpropósito es por ejemplo evaluar efectos sobre el ser humano, las consecuenciaspueden ser expresadas como fatalidades o lesiones, mientras que si el objeto esevaluar daño a las propiedades tales como estructuras y edificios, lasconsecuencias pueden ser pérdidas económicas. La mayoría de los estudioscuantitativos de riesgos consideran simultáneamente diversos tipos deresultantes de incidentes (por ejemplo, daños a la propiedad y exposiciones asustancias inflamables, combustibles y/o tóxicas). Para estimar riesgos, se debeusar una unidad común de medida de consecuencias para cada tipo de efectos(muerte, lesión o pérdida monetaria). La dificultad en comparar diferentes tiposde efectos, ha conducido al uso de las fatalidades (muertes) como el criterio decomparación predominante.

Para obtener resultados significativos al usar la técnica del Análisis Cuantitativode Riesgos, es necesario establecer criterios de daños relacionados con el nivelde peligro de interés para el propósito del estudio. Los criterios de daños estánreferidos a los efectos de productos tóxicos, incendios y explosiones generadospor los escenarios de accidentes que podrían desarrollarse en cada una de lasunidades de proceso bajo estudio.

Para evaluar los efectos sobre personas, equipos y ambiente comoconsecuencia de ocurrencia de accidentes, se requiere la adopción de criteriosde daños los cuales representan un cierto nivel conocido de consecuencias parauna determinada exposición y duración.

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Un método para evaluar la consecuencia de una resultante de un accidente esel modelo de efecto directo el cual predice efectos sobre personas o estructurasbasados en criterios predeterminados (por ejemplo, si un individuo es expuestoa una cierta concentración de gas tóxico entonces se supone la muerte delmismo). En realidad las consecuencias pueden no tener la forma de funcionesdiscretas sino conformar funciones de distribución de probabilidad. Un métodoestadístico de evaluar una consecuencia es el Método Probit, el cual se describemas adelante.

a. Criterios de Daño para Separación entre Equipos e Instalaciones

1. Efectos de Radiación Térmica

Los modelos de efectos de radiación térmica son bastante simples y estánsólidamente basados en trabajos experimentales sobre seres humanos,animales y estructuras. Su principal debilidad surge cuando la duración dela exposición no es considerada. Los criterios de daños para radiaciónsobre seres humanos consideran los efectos sobre piel descubierta.

Dada la gran cantidad de información sobre el tema, los modelos de efectostérmicos son fáciles de aplicar para estimar lesiones en humanos. Noobstante, los efectos térmicos sobre estructuras son más difíciles decalcular, ya que debido a la radiación y conducción térmica es necesarioestimar perfiles de temperatura como consecuencia de un balance de calorneto a través de la estructura.

Los criterios de daños más comúnmente utilizados se muestran en la Tabla1.

Los escenarios de mechurrios sólo se utilizan para efectos de separaciónde equipos e instalaciones y no se consideraran como escenarios paraefectos del ACR.

TABLA 1. EFECTOS DEBIDO A RADIACION TÉRMICA

Intensidad deRadiación (kW/m2)

Efecto Observado

1,39La piel humana puede estar expuesta por unperíodo largo de tiempo sin producirse efectosadversos serios. Buettner [1951]

5,00Quemaduras de segundo grado en la piel despuésde una exposición de 30 segundos. Stoll andGreene [1959]

9,5Umbral de dolor alcanzable en 6 segundos;quemaduras de segundo grado después de 20segundos.

11,0Quemaduras de segundo grado en la piel despuésde una exposición de 10 segundos. Stoll andGreene [1959]

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Efecto ObservadoIntensidad deRadiación (kW/m2)

12 Fusión de plásticos. Gelderblom [1980]

13,5

Energía mínima requerida para dañar materialesde bajo punto de fusión (aluminio, soldadura, etc.)Este valor es el criterio usado para separar tanquesde techo cónico.

18 Degradación del aislamiento de cables eléctricos.EPRI [1979]

21,1 No causará la ignición espontánea de la madera, apesar del tiempo de exposición. Koohyar [1967]

22,1

Límite de exposición segura de los recipienteshorizontales para almacenamiento de GLP, que nocuenten con protección térmica. Martinsen,Johnson, and Millsap [1989]

31,5

Las estructuras hechas de madera arderánespontáneamente después de una exposición de15 a 20 minutos. U.S. Department of Housing andUrban Development (HUD)

37,5 Daño a los equipos de proceso. BS 5980 [1990]

2. Efectos de Explosiones

Las explosiones de gases o vapores inflamables, sean deflagraciones odetonaciones, generan un frente de llama que se mueve a través de la nubedesde la fuente de ignición, provocando una onda de choque, o frente depresión. Después que el material combustible es consumido, aunque elfrente de llama cesa, la onda de presión continúa su movimiento haciaafuera. Una onda expansiva está conformada por la onda de presión y elviento, siendo la onda de presión la que causa el mayor daño. El daño estábasado en una sobrepresión pico resultante del impacto de la ondaexpansiva sobre una estructura, siendo también función de la tasa deincremento de presión y de la duración de la onda. La Tabla 2 muestraestimados de daños por sobrepresión.

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TABLA 2. DAÑOS PRODUCIDOS POR SOBREPRESIÓN (Ref. 5)

Presión(lb/pulg2 man) Daños

0,03 Rotura ocasional de los vidrios de ventanas grandes sometidas atensión.

0,04 Nivel de ruido alto (143 dB), falla de vidrios por golpe sónico.

0,1 Rotura de ventanas pequeñas, sometidas a tensión.

0,15 Presión típica para rotura de vidrios.

0,3 “Distancia segura”(probabilidad de 0,95 de que no habrá dañosserios por debajo de este valor)

0,4 Límite de daños estructurales menores.

0,5 Ventanas pequeñas y grandes generalmente destrozadas, dañoocasional a marcos de ventanas.

0,7 Daño menor a estructuras de viviendas.

0,75 Rotura de ventanas pequeñas que no estén sometidas a tensión.

1,0 Demolición parcial de estructuras convencionales, haciéndolasinhabitables.

1,2Láminas de asbestos, acero o aluminio corrugados fallan y sedoblan. Panales de madera (de construcción de casas)destrozados.

1,3 Marcos de acero de edificaciones ligeramente distorsionados.

2,0 Colapso parcial de paredes y techos.

2,3 Paredes de concreto, no reforzados, destrozados.

2,3 Límite inferior de daño estructural serio.

2,5 50% de destrucción de los ladrillos de una casa.

3,0 Edificaciones, con marcos de acero, deformada y arrancada desus bases.

3,4 Rotura de tanques de almacenamiento de crudo.

4,0 Cemento roto de edificaciones industriales ligeras.

5,0 Potes de madera arrancados (ej. potes de electricidad)

5,7 Destrucción total de las viviendas.

7,0 Vagones de tren cargados, volteados.

7,0 – 8,0 Daños y fallas por flexión en paneles de ladrillo con espesor de 8”a 12”

10,0 Probable destrucción total de edificaciones. Desplazamiento ydaños serios a máquinas y herramientas pesadas.

12,0 Valor umbral para daño pulmonar.

15,0 – 35,0 Rotura del tímpano en el 50% de la población.

25,0 Daño pulmonar severo.

283 – 300 Límite de abertura de cráteres.

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b. Criterios de Daño para Planes de Emergencia/Contingencia

1. Efectos Tóxicos

Entre las diversas razones que dificultan evaluar en forma precisa losefectos causados por exposiciones agudas a sustancias peligrosas, semencionan:

– Los seres humanos experimentan un amplio rango de efectos adversosa la salud cuya severidad varía con la intensidad y duración de laexposición.

– Existe un amplio grado de variación de la respuesta entre individuos deuna población típica: adultos, niños, ancianos, enfermos, etc.

– No hay suficiente información sobre respuestas de seres humanos aexposición tóxica para permitir una evaluación acertada o precisa delpeligro potencial de cada sustancia.

– Algunas descargas envuelven componentes múltiples haciendo máscompleja la obtención de su comportamiento y efectos sobre sereshumanos.

El criterio de daños para exposición de personas a productos tóxicosadoptado por la Industria Petrolera y Petroquímica Nacional para efectosde planeamiento de emergencia y contingencia es el establecido por lasguías de planeamiento de respuestas a emergencias o ERPG (EmergencyResponse Planning Guidelines) publicadas por la AsociaciónNorteamericana de Higienistas Industriales (AIHA).

Tres rangos de concentración han sido definidos para consecuencias deexposición a una sustancia específica con base a las concentracionesmáximas por debajo de las cuales se cree que casi todos los individuospudieran estar expuestos hasta una (1) hora sin:

ERPG 1: Experimentar más que un efecto leve y transitorio a la salud opercibir un olor desagradable claramente definido.

ERPG 2: Experimentar o desarrollar efectos o síntomas irreversibles oserios a la salud que le impidan al individuo tomar acción.

ERPG 3: Experimentar o desarrollar efectos amenazadores a la salud.

En caso de fuga de sustancias tóxicas es recomendable evaluar el criteriode daños IDLH (Inmediatamente Peligroso para la Vida y la Salud)publicado por el National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH), a los fines de orientar el tipo de protección personal a utilizardurante la respuesta.

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2. Efectos Radiación Térmica y Explosiones

Evento Criterio ObservacionesChorro defuego, piscinaincendiada ybola de fuego(BLEVE)

1,6 Kw/m2

(440 BTU/hr–pie2)

Máximo flujo de calor radiante permisiblepara exposición continua de personas, sinofrecer peligro significativo.

5,0 Kw/m2

(1600BTU/hr–pie2)

Flujo de calor radiante en el cual podríanocurrir quemaduras de segundo grado enla piel humana expuesta por 30 segundos.

Chorro defuego y piscinaincendiada

7,27 Kw/m2

(2700BTU/hr–pie2)

Nivel de radiación para 1% de fatalidad apersonas expuestas durante 30 segundos.

Bola de fuegoBLEVE

Dependiente deltiempo deduración(volumen

almacenado)

Nivel de radiación para 1% de fatalidad apersonas expuestas.

Explosiones 0,3 psig 5% de vidrios rotos. Nivel límite paralesiones por fragmentos de vidrio.

1,0 psig Demolición parcial de estructurasconvencionales.

2,4 psig Nivel de sobrepresión para 1% defatalidad.

3. Criterios de Daño para Análisis Cuantitativo de Riesgos

A los efectos de cuantificar los efectos a seres humanos, es necesarioseleccionar una dosis equivalente para diferentes materiales y tipos depeligros, de manera que el grado de peligro sea similar para todos losefectos.

a. Dosis Equivalentes de Daños

La selección de las dosis mencionadas debe ser tal que lascontribuciones de riesgos separadas para diferentes tipos depeligros pueden ser integradas en un riesgo total y tratados como unasola entidad.

Para efectos del Análisis Cuantitativo de Riesgos en la IPPN se debeconsiderar como dosis peligrosas las que representan un nivel dedaño equivalente al 1%, 50% y 99% de fatalidades (Figura 2A). Estametodología permite cubrir el 99% de probabilidad de fatalidad entres rangos manejables. Para obtener el riesgo total a la fatalidad seránecesario sumar las porciones de área dentro de los rangos

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obtenidos por cada una de las dosis peligrosas antes mencionadas(Figura 2B). Es decir:

� Ff = (Ff1 + Ff2 + Ff3) = (100–99)% + (99–50)% + (50–1)% = (1+ 49 + 49)% Ff = 99% » 100% donde:

Ff= frecuencia de fatalidad total Ff1= frecuencia de fatalidad en la Zona 1, entre el 100 y 99% Ff2= frecuencia de fatalidad en la Zona 2, entre el 99 y 50% Ff3= frecuencia de fatalidad en la Zona 3, entre el 50% y 1% .

No obstante, en el cálculo del riesgo individual donde el factortiempo–recursos sea determinante se puede utilizar como dosisequivalente el 1% para los cálculos de consecuencias, considerandoen el cálculo de riesgo individual una probabilidad de fatalidad del99%, lo cual arrojaría resultados conservadores, permitiendo tomardecisiones con un mínimo esfuerzo (Figura 2C).

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Fig 2. REPRESENTACÓN DEL NIVEL DE DAÑO EQUIVALENTE

Fig 2A.CONTORNOS DE

FATALIDAD ESTIMADA AL1%, 50 %, 99%

Fig 2B.ZONA CONCÉNTRICAS DE

FATALIDAD QUE TOTALIZANEL 99%

Fig 2C.APROXIMACIÓN DEFATALIDAD AL 99%

UTILIZANDO RIESGOMÍNIMO INDIVIDUAL AL 1%

DE FATALIDAD

99 % Fatalidad 50 % Fatalidad 1% Fatalidad

50 % Fatalidad 1% Fatalidad

Zona 2

Zona 3

Zona 1

Fatalidad

99 % Fatalidad100% Fatalidad

100%

100% Fatalidad 1% Fatalidad

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b. Ecuaciones PROBIT

El cálculo del riesgo proveniente de un peligro debe estar basado enun estimado de la probabilidad de que al menos una dosis específica(de gas tóxico, radiación térmica o sobrepresión) esté presente a unadistancia particular de la instalación. La dosis real recibida dependeráde las acciones del individuo (por ejemplo una persona impedidapuede no ser capaz de protegerse rápidamente) y el efecto de éstadependerá de quien la recibe. Por lo tanto, cuando se hacenreferencias acerca de la oportunidad de poder escapar a una nubetóxica protegiéndose en un ambiente exterior, o el posible efecto quela dosis específica tendría sobre un individuo, es necesario hacerloen términos de las características individuales predefinidas. Lamayoría de nuestras evaluaciones suponen que el individuo espromedio en sus atributos lo cual determina cual dosis percibiría. Entodos los casos también se considera una tolerancia parasensibilidades especiales a la exposición (ejemplo: asilo deancianos) en una etapa posterior en el procedimiento de evaluaciónó en el uso de criterios de riesgos especiales. Para un individuopromedio se pueden hacer juicios acerca de como respondería adosis específicas o si la dosis puede ser peligrosa o fatal.

Para calcular un riesgo individual de muerte, se necesita unacorrelación entre la probabilidad de muerte y la dosis del peligro encuestión. Con frecuencia se usa alguna variante de ecuación Probitpara este propósito. Estas ecuaciones fueron originalmentedesarrolladas para mostrar la proporción de especímenes de pruebaen laboratorios que morirían debido a dosis diversas de biocida. Suuso para el cálculo de riesgo individual está basado en suposicionesimplícitas de que todos los individuos tienen iguales posibilidades demorir debido a una dosis particular y que esta probabilidad es iguala la proporción de muertes en una población grande expuesta. Laderivación de esta correlación para seres humanos es problemática,particularmente para productos tóxicos, debido a que existe muypoca información directa que relacione la dosis con el efectoresultante.

En este sentido se ha adoptado un enfoque que introduce el conceptode dosis peligrosa. Esta dosis peligrosa causaría en una porcióntípica de población, incluyendo personas de un amplio rango desensibilidades, el siguiente espectro de efectos:

– Perturbaciones severas de cada individuo.– Una cantidad sustancial de individuos requiere atención médica.– Algunas personas resultan seriamente lesionadas y requieren

tratamientos prolongados.

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– Algunas personas pueden fallecer.Esto puede ser descrito como si una dosis peligrosa tiene el potencialpara causar muertes, pero no necesariamente lo hará. Por tanto, elriesgo evaluado es que un individuo (cuyo comportamiento es similaral que se estableció en la suposición acerca de escapar) estaráexpuesto a tal dosis peligrosa o peor.

c. Efectos de Sustancias Tóxicas

Una vez que las zonas de efectos de un accidente son identificadas,es posible utilizar una ecuación Probit para obtener mayorinformación sobre la magnitud de las consecuencias. El métodoProbit para sustancias tóxicas se basa en una expresión logarítmicade la siguiente forma:

Pr � a � b ln�Cnt� (1)

donde:

Pr = Probit

C = Concentración (ppm)

t = Tiempo de exposición (min)

a, b y n son constantes de letalidad para la ecuación probit. (Tabla 3).

TABLA 3. CONSTANTES DE TOXICIDAD LETAL PARA ECUACIONES PROBIT (Ref. 4)

Sustancia a(ppm)

b(ppm)

n(min)

Amoníaco –35,9 1,85 2

Benceno –109,78 5,3 2

Bromo –9,04 0,92 2

Monóxido de Carbono –37,98 3,7 1

Tetracloruro de Carbono –6,29 0,408 2,50

Cloro –8,29 0,92 2

Formaldehido –12,24 1,3 2

Cloruro de Hidrógeno –16,85 2,00 1,00

Cianuro de Hidrógeno –29,42 3,008 1,43

Fluoruro de Hidrógeno –25,87 3,354 1,00

Sulfuro de Hidrógeno –31,42 3,008 1,43

Bromuro de Metilo –56,81 5,27 1,00

Isocianato de Metilo –5,642 1,637 0,653

Dióxido de Nitrógeno –13,79 1,4 2

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Sustancia n(min)

b(ppm)

a(ppm)

Fosgeno –19,27 3,686 1

Óxido de propileno –7,415 0,509 2,00

Dióxido de Azufre –15,67 2,10 1,00

Tolueno –6,794 0,408 2,50

Los valores Pr calculados mediante la ecuación (1) deben ser transformados aporcentajes de población afectada (o estimar el número de fatalidades) haciendouso de la Tabla 4.

TABLA 4. TRANSFORMACIÓN DE PROBITS A PORCENTAJES (Ref. 5)

% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 – 2,67 2,95 3,12 3,25 3,36 3,45 3,52 3,59 3,66

10 3,72 3,77 3,82 3,87 3,92 3,96 4,01 4,05 4,08 4,1220 4,16 4,19 4,23 4,26 4,29 4,33 4,36 4,39 4,42 4,4530 4,48 4,50 4,53 4,56 4,59 4,61 4,64 4,67 4,69 4,7240 4,75 4,77 4,80 4,82 4,85 4,87 4,90 4,92 4,95 4,9750 5,00 5,03 5,05 5,08 5,10 5,13 5,15 5,18 5,20 5,2360 5,25 5,28 5,31 5,33 5,36 5,39 5,01 5,44 5,47 5,5070 5,52 5,55 5,58 5,61 5,64 5,67 5,71 5,74 5,77 5,8180 5,84 5,88 5,92 5,95 5,99 6,04 6,08 6,13 6,18 6,2390 6,28 6,34 6,41 6,48 6,55 6,64 6,75 6,88 7,05 7,33

% 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,999 7,33 7,37 7,41 7,46 7,51 7,58 7,65 7,75 7,88 8,09

d. Efectos de la Radiación Térmica

La ecuación Probit que modela los daños a las personas debido a unadosis térmica es:

Pr � � 12, 8 � 2, 56 ln�tI4�3

104� (2)

donde:

Pr = Probit

t = duración de la exposición (seg)

I = Intensidad de radiación térmica (W/m2)

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Para tiempos prolongados de exposición a radiación térmica losresultados no ofrecen mucha precisión.

Los valores Pr calculados mediante la ecuación (2) deben sertransformados a porcentajes de población afectada (o estimar elnúmero de fatalidades) haciendo uso de la Tabla 4.

e. Efectos de Explosiones

La ecuación Probit para el cálculo de fatalidades considerandoúnicamente los efectos de la onda de sobrepresión es:

Pr � 1, 47 � 1, 37 ln P (3)

donde:

Pr = Probit

P = Pico de sobrepresión (psi)

Los valores Pr calculados mediante la ecuación (3) deben sertransformados a porcentajes de población afectada (o estimar elnúmero de fatalidades) haciendo uso de la Tabla 4.

En la Tabla 5 se presenta un resumen de los niveles de dañosugeridos para los ACR.

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TABLA 5. NIVELES DE DAÑO SUGERIDOS PARA PÚBLICO, TRABAJADORES YEQUIPOS

Peligro Público Trabajador EquiposDuración de la

Exposición30 seg 30 seg Continua

Radiación Ecuación Probit Pr = –12,8 + 2,56 ln (t•I4/3)10–4 Pr= –12,8 + 2,56 ln (t•I4/3)10–4 Pr= – 7,525 + 4,084 ln (I)Radiación(piscinaincendiada yh d

1% nivel deafectación

7,27 kW/m2 (1% fatalidad) 7,27 kW/m2 (1% fatalidad) 12,1 kW/m2 (1% daño)y

chorro defuego)


14,89 kW/m2 (50% fatalidad) 14,89 kW/m2 (50% fatalidad) 21,5 kW/m2 (50% daño)


28,47 kW/m2 (99% fatalidad) 28,47 kW/m2 (99% fatalidad) 38,0 kW/m2 (99% daño)

Duración de laExposición

Instantánea Instantánea Instantánea

Fogonazo Ecuación Probit No Aplica No Aplica No AplicagNivel deafectación

LFL (100% fatalidad) LFL (100% fatalidad) LFL (1% daño)


Duración bola de fuego Duración bola de fuego Duración bola de fuego

BLEVE

Ecuación Probit Pr= –12,8 + 2,56 ln (t•I4/3) 10–4 Pr= –12,8 + 2,56 ln (t•I4/3)10–4 No Aplica

BLEVE

Nivel deafectación

Dependiente de la bola defuego

Dependiente de la bola defuego

Dentro bola de fuego–25% daño

Fuera bola de fuego –0% daño


Instantánea Instantánea Instantánea

Ecuación Probit Pr= 1,47 + 1,37 ln (P) Pr= 1,47 + 1,37 ln (P) Pr =2,008 + 2,92 ln (P)

Sobrepresión1% nivel deafectación

2,40 psig (1% fatalidad) 2,40 psig (1% fatalidad) 1,25 psig (1% daño)p


13,1 psig (50% fatalidad) 13,1 psig (50% fatalidad) 2,79 psig (50% daño)


72,0 psig (99% fatalidad 72,0 psig (99% fatalidad) 6,19 psig (99% daño)


Dependiente del escape Dependiente del escape

Exposición aG Tó i

Ecuación Probit Pr= –31,42 + 3,008 ln (C1,43•t) Pr=–31,42 + 3,008 ln (C1,43•t)pGas Tóxico

(Ejemplo: H2S) Nivel deafectación

Dependiente de la duración delescape y el tiempo deexposición esperado

Dependiente de la duración delescape, el tiempo deexposición esperado y elentrenamiento del operador

No Aplica

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6 CUANTIFICACIÓN DEL RIESGOLas medidas más comunes de cuantificación del riesgo son las llamadas riesgoindividual y riesgo social, que combinan la información de posibilidad y magnitudde las pérdidas o lesiones provenientes de un peligro. La medida del riesgoindividual considera el riesgo de un ser humano que pueda estar en cualquierpunto de la zona de efectos del accidente y la medida del riesgo social considerael riesgo a las poblaciones que están en tales zonas de efectos.

6.1 Riesgo Individual y Social

6.1.1 Riesgo Individual

Puede definirse riesgo individual como el riesgo a una persona en la proximidadde un peligro, considerando la naturaleza de la lesión al individuo, la posibilidadde que la misma ocurra y el período de tiempo en que puede ocurrir. Aún cuandolas lesiones son de gran preocupación hay limitada información disponible sobreel grado de las lesiones, por tanto, los análisis cuantitativos de riesgosfrecuentemente estiman el riesgo de lesiones irreversibles o fatalidades para lascuales existen más estadísticas registradas. El riesgo individual puede serestimado para los individuos más expuestos, para grupos de individuos enlugares determinados o para un individuo promedio en una zona de efectos.

El riesgo individual para un nivel específico de daño se calcula tomando enconsideración las siguientes variables:

(i) La frecuencia del evento.

(ii) La probabilidad de que el efecto del evento llegue a la ubicación específica.Esto incluye las variables climáticas y de dirección del viento, con elconsiguiente cambio de dispersión.

(iii) La probabilidad de que una persona esté en el lugar.

(iv) La probabilidad de fatalidad dada la dosis de exposición específica.

6.1.2 Riesgo Social

El riesgo social es una relación entre la frecuencia y el número de personas deuna población sometidas a un nivel específico de lesiones y daños debido a laocurrencia de un accidente.

En caso de accidentes mayores con potencial para afectar a grupos de personas,el riesgo social constituye una medida del riesgo a tal grupo de personas y esexpresado frecuentemente en términos de distribución de frecuencia de eventosde resultantes múltiples. Sin embargo, el riesgo social también puede serexpresado en términos similares a los riesgos individuales.

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El cálculo del riesgo social requiere la misma información de frecuencia yconsecuencias que el riesgo individual, pero adicionalmente requiere unadefinición de la población en riesgo alrededor de la instalación. Esta definiciónpuede incluir el tipo de población (por ejemplo: residencial, industrial, escolar), yla probabilidad de que las personas estén presentes y desprotegidas al momentode ocurrir el accidente.

El riesgo social para un nivel específico de daño se calcula tomando enconsideración los siguientes factores:

(i) Frecuencia del evento.

(ii) La probabilidad de que el evento llegue a una ubicación específica,considerando variables climáticas y la dirección del viento, con elconsiguiente cambio de dispersión.

(iii) La probabilidad de que una o varias personas estén en el lugar.

(iv) La probabilidad de fatalidad dada la dosis de exposición específica.

(v) El número de personas afectadas por el evento.

Debido a que el cálculo de riesgo individual y social a terceros es extenso serecomienda seguir los pasos siguientes para determinar la necesidad de suaplicación:

� Primer Paso: Determinar las consecuencias del escenario “Peor Caso” demanera de verificar si la misma alcanza a terceros (poblaciones, centrospoblados, y otros). Entre los escenarios “peor caso” usualmente se consideranroturas totales de tuberías de mayor diámetro, escape de inventarios derecipientes mayores, fallas catastróficas de recipientes, BLEVE, y otros. Si losterceros no son alcanzados, entonces no es requerido determinar el riesgoindividual y social a terceros. Es importante destacar que en éste primer paso,el cálculo de consecuencias será suficiente.

� Segundo Paso: En el caso que uno de los escenarios “Peor Caso” alcancea terceros, el cálculo de riesgo individual y social a terceros debe ser realizado,considerando todos los orificios de fugas indicados en la sección anterior.

Aunque el riesgo social y el riesgo individual son presentaciones diferentes de lamisma suerte de combinaciones de frecuencias y coincidencias de accidentes,el siguiente ejemplo puede ilustrar mejor la diferencia entre riesgo social eindividual. Un edificio de oficinas localizado cerca de una planta química ocupaa cuatrocientas personas durante el horario de oficina y a un vigilante el resto deltiempo. Si la posibilidad de que un accidente que cause una fatalidad en el edificioes constante durante todo el día, cada individuo en ese edificio esta sujeto a uncierto riesgo individual el cual es independiente del número de personaspresentes, es decir, es el mismo para cada una de las cuatrocientas personas deledificio durante horas de oficina y para el único vigilante en otros momentos. Sin

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embargo, el riesgo social es significativamente mayor durante horas de oficina,que en otro momento.

6.1.3 Consideraciones para el ACR

Para el cálculo del riesgo Individual y social el número de escenarios se veráincrementado de acuerdo al número de variables consideradas (dirección delviento, velocidad del viento, estabilidad atmosférica, dirección del escape, otros)y por ende el tiempo para la determinación del mismo será mayor.

Como ejemplo, consideraremos que 20 escenarios (evento final) fueronseleccionados por medio de los arboles de fallas y eventos de 10 peligrosidentificados. Ahora bien, tomando en cuenta que existen 16 posibilidades dedirección del viento, 6 estabilidades atmosféricas y 6 velocidades de viento quedan como resultados 576 combinaciones de cada escenario, debería realizarse576 cálculos de consecuencias para cada escenario seleccionado. No obstante,aunque no todas las combinaciones son significativas, una gran mayoría lo es,por lo cual es recomendable utilizar un buen criterio para la selección y descartede las mismas.

6.2 Metodología de Cálculo de Riesgo Individual y Riesgo SocialUn método para cuantificar el riesgo es el de combinar la frecuencia y la severidadde los accidentes. Existen varias formas en las cuales el riesgo resultante puedeser presentado pero para nuestros propósitos utilizaremos el riesgo individual yel riesgo social como se describe a continuación.

6.2.1 Riesgo Individual

El riesgo individual se define como aquel al que está expuesta una persona quese encuentra cerca de un peligro, incluyendo la naturaleza del daño al individuo,la probabilidad que ocurra el daño y el período durante el cual puede producirsedicho daño.

El riesgo individual se puede estimar para la mayoría de los individuos expuestos,para grupos de individuos en lugares determinados o para un individuo promedioen una zona de afectación.

El riesgo individual será calculado con base al procedimiento de contorno (VerFigura 3) de riesgo. Este método muestra la distribución Geográfica del riesgoindividual, señalando la frecuencia esperada de un evento capaz de causar unnivel específico de daño en un sitio indicado, independientemente de que alguienesté presente o no en ese sitio para sufrir ese daño. A continuación se presentala expresión matemática para el cálculo del riesgo individual:

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RI ��ni�1

RIx,y,i

donde:

RIx,y = Riesgo individual total para cualquier persona a una ubicacióngeográfica dada x,y.

RIx,y ,i= Riesgo individual total para cualquier persona a una ubicacióngeográfica dada x,y, para cada escenario.i.

n = Número total de escenarios considerados en el análisis.

RIx,y,i � fi Pf,i

Fi � fi Po,i Poc,i

donde:

Fi = Frecuencia del escenario.

fi = Frecuencia de fuga o rotura (año–1).

Po,i= Probabilidad de ignición.

Poc,i= Probabilidad de dirección y velocidad de viento y estabilidadatmosférica.

Pf,i= Probabilidad de fatalidad dada la dosis de exposición específica.

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Lista deEscenarios/Eventos

Análisis de ConsecuenciaDeterminar la zona afectada

para todos los escenarios

Seleccionar área deprocesos

¿Riesgocalculado para

todas las áreas?

SI

NO

Graficar resultados deRiesgo Individual en mapa

o plano

Análisis de FrecuenciasDeterminar la frecuencia de

todos los escenarios

Determinar el riesgoindividual en el área

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Fig 3. PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DE CONTORNOS DE RIESGOINDIVIDUAL

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Lista deEscenarios/Eventos

Análisis de ConsecuenciaDeterminar la zona afectada

para todos los escenarios

Seleccionar cada evento

¿Todos losescenarios/eventos

fueronconsiderados?

SI

NO

Listar todos los escenarios /eventos con su frecuencia y

número de fatalidades asociada

Análisis de FrecuenciasDeterminar la frecuencia de

todos los escenarios

Determinar el número defatalidades para el evento

seleccionado

Colocar los resultados en formade frecuencia acumulativa

Graficar Curva F–N

Data de distribución depoblación

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6.2.2 Riesgo Social

El riesgo social es una medida del riesgo al cual está expuesto un grupo depersonas, por lo tanto a partir de los contornos de riesgo individual, se estimaráel número de fatalidades en función de la distribución y característicasdemográficas de la población afectada; que luego se pueden representarmediante una Curva F–N (Ver Figura 4).

Fig 4. PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DE CONTORNOS DE RIESGO SOCIAL

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6.3 Representación del Riesgo Individual y Social

6.3.1 Representación de Riesgo Individual

Las formas comunes de presentación del riesgo individual son los dibujos ygráficos de contorno de riesgo y los perfiles de riesgos individuales. El gráfico decontorno de riesgo muestra estimados de riesgos individuales en puntosespecíficos sobre un mapa (Figura 5). Los contornos de riesgos (CurvasIsoriesgo) conectan puntos de igual riesgo alrededor de la instalación lo cualfacilita que lugares de vulnerabilidad particular (por ejemplo escuelas, hospitales,concentración de población) puedan ser rápidamente identificadas.

6.3.2 Representación del Riesgo Social

El riesgo social será expresado en términos de la curva Frecuencia – Número deFatalidad (FN), la cual es una representación gráfica del riesgo tomando encuenta la frecuencia (F) de un accidente versus la cantidad de fatalidadesexpresadas para ese accidente (N). El resultado de esta representación es unaserie de puntos discretos tal como se muestra en la Figura 6., a partir de los cualesse construye la curva (FN) conectando los puntos que están más altos y alejadoshacia la derecha.

Normalmente se utiliza una escala logarítmica, ya que la frecuencia y el númerode fatalidades se ubican en un rango de varios ordenes de magnitud. Tambiénes usual mostrar las contribuciones de accidentes seleccionados a la curva FNtotal, dado que esto ayuda a la identificación de los mayores contribuyentes alriesgo.

Otra forma de presentación del riesgo social es una tabulación del riesgo paradiferentes agrupaciones de personas afectadas (por ejemplo 1 a 10; 11 a 100;101a 1000 personas).

En general, accidentes con frecuencias de ocurrencia mayores causan menorcantidad de fatalidades que los accidentes con frecuencias menores. La ventajade la curva FN es que ilustra claramente la relación entre la frecuencia de losaccidentes (F) y su severidad (N), mientras que su principal desventaja radica enla dificultad de comparar los riesgos asociados con otras actividades o eventos.

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Fig 5. EJEMPLO DE CONTORNO DE RIESGO INDIVIDUAL

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FRECUENCIA

FRECUENCIA

FRECUENCIA

FRECUENCIA

10–4

10–5

10–6

10–7

10–8

10–9

1 10 100 1.000

NUMERO DE FATALIDADES

10–4

10–5

10–6

10–7

10–8

10–9

1 10 100 1.000


10–4

10–5

10–6

10–7

10–8

10–9

1 10 100 1.000


10–4

10–5

10–6

10–7

10–8

10–9

1 10 100 1.000


Fig 6. EJEMPLO DE REPRESENTACIÓN DE RIESGO SOCIAL CONSTRUCCIÓN DE LA CURVA FRCUENCIA – NÚMERO DE FATALIDADES (FN) (Ref. 6)

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6.4 Incertidumbre y SensibilidadLa incertidumbre y la sensibilidad son materia de consideración especial en lautilización de resultados del ACR. El análisis de incertidumbre es usado paraestimar el efecto de las incertidumbres de la información y del modelo en elestimado de riesgos; mientras que el análisis de sensibilidad estima el efecto devariar la entrada a los componentes de los modelos o los modelos en si mismo,individualmente o en combinación.

6.4.1 IncertidumbreTres fuentes genéricas de incertidumbre son:

a. La incertidumbre del modelo.Refleja las debilidades, deficiencias y la falta de adecuación intrínseca decualquier modelo y es una medida del grado de falla de un modelo en representarla realidad.

b. Incertidumbre de la información.La incertidumbre de los parámetros de entrada a los modelos resultan deinformación no disponible e incompleta y la necesidad de llenar estos vacíos através de estimaciones, inferencias u opiniones expertas.

c. La incertidumbre de calidad general.Proviene de la dificultad de identificar todos los accidentes potenciales y de larepresentatividad de los accidentes escogidos para el análisis. La incertidumbresurge del desconocimiento de las contribuciones combinadas al riesgo, de losaccidentes que han sido omitidos.

6.4.2 SensibilidadEl análisis de sensibilidad puede identificar los potenciales contribuyentesmayores a la incertidumbre global en una larga lista de accidentes. Tambiénpuede identificar cuales modelos, suposiciones e información son importantespara el estimado final del riesgo.

Debido al gran número de parámetros envueltos en una evaluación de riesgo noes práctico hacer análisis de sensibilidad a cada uno de los parámetros, sinembargo puede ser evaluada la sensibilidad para parámetros que se suponenimportantes o reconocidos como de alta incertidumbre.

7 CRITERIOS DE TOLERANCIADecidir si un riesgo es tolerable o no es siempre un tema delicado y subjetivo, quedepende en gran parte de la opinión particular de cada persona. Sin embargo,es necesario disponer de criterios de tolerancia de riesgos, puesto que de otraforma no existe medio absoluto para evaluar el significado de los resultados deun Análisis Cuantitativo de Riesgos, ni tampoco de formular recomendacionesadecuadas.

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Los criterios de tolerancia de riesgos definidos en esta sección, reflejan el nivelde riesgo tácitamente permisible el cual viene dado por un balance entre la buenapráctica de diseño, operación y mantenimiento y los recursos disponibles parareducir riesgos.

Estos criterios fijan el límite hasta donde se podrá disminuir un riesgo a través demedidas de ingeniería para reducir su frecuencia de ocurrencia y susconsecuencias, el cual lógicamente coincidirá con el límite a partir del cual sedeberá invertir en la elaboración de planes de contingencia tendentes a reducirlas consecuencias de tales riesgos.

La tolerancia de un riesgo es una cuestión sumamente delicada, dado que estáasociada con la percepción de la severidad de las consecuencias potenciales deun accidente, especialmente cuando afecta al público en general. Los riesgosmultidimensionales que involucran a personas, medio ambiente y activosrequieren de consideraciones adicionales en el análisis costo–beneficio.Reconociendo las dificultades implícitas en juzgar la tolerabilidad de riesgos, sedecidió adoptar un enfoque de región de riesgo antes que valores límite estrictos,lo cual es la tendencia hoy en día a nivel mundial, tal como lo demuestraninformes e investigaciones recientes. Para ello, se decidió fijar tres áreas biendemarcadas como son:

– Una superior en la cual el nivel de riesgos es intolerable y por lo tanto debeser reducido.

– Una inferior, en la cual el nivel de riesgo es mínimo y por tanto no preocupante.

– Un área intermedia entre las dos anteriores, donde es deseable una reduccióndel nivel de riesgo, pero sujeta a un análisis costo–beneficio.

7.1 Criterio de Tolerancia de Riesgo Individual

La tolerancia del riesgo proveniente de una instalación industrial puede serjuzgada comparando los estimados de riesgo individual anual con los riesgosasociados a ciertas actividades conocidas; al hacer esta comparación sereconoce que generalmente los riesgos a los cuales las personas se encuentranexpuestas pueden ser agrupados en dos categorías: voluntarios e involuntarios.

Ejemplo de exposiciones voluntarias al riesgo, son actividades tales como,“motocross”, escalar montañas, volar en aviones comerciales o privados, correrautomóviles y trabajar en una instalación industrial.

Ejemplos de exposiciones involuntarias a riesgos lo constituyen las descargaseléctricas, enfermedades, huracanes y personas localizadas en áreasresidenciales o recreacionales cerca de instalaciones industriales.

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Respecto a los riesgos de instalaciones industriales, sus trabajadores sonclasificados como receptores voluntarios de riesgo y las personas viviendo enáreas residenciales cercanas son clasificadas como receptores involuntarios deriesgo. Se puede pensar que la aceptación voluntaria de un riesgo esaproximadamente el mismo que el de aceptación de la muerte por enfermedad,este valor es aproximadamente 1 x 10 –6 fatalidades por persona hora deexposición o asumiendo una exposición continua 8760 horas por año, es 8,76 x10–3 fatalidades por persona año.

Así mismo, se estima que el nivel de riesgo tolerable para una exposicióninvoluntaria es una en mil (1:1000) del valor de la exposición voluntaria, es deciraproximadamente 1 x 10–6 fatalidades por persona año, o una posibilidad en unmillón.

En consideración a lo antes expuesto, los criterios de tolerancia de riesgoindividual fijados por la Industria Petrolera y Petroquímica nacional se indican enla Tabla 6:

TABLA 6. CRITERIOS DE TOLERANCIA DE RIESGO INDIVIDUAL

Riesgo Individual a TercerosEtapas Descripción

f > 1,0 x 10–5 / año Intolerable

1,0 x 10–6 < f ≤ 1,0 x 10–5 / año Reducible: Aplicación de AnálisisCosto–Beneficio–Riesgo

f ≤ 1,0 x 10–6/ año MínimoRiesgo Individual al Trabajador

Etapas Descripciónf > 1,0 x 10–3 / año Intolerable

1,0 x 10–4 < f ≤ 1,0 x 10–3 / año Reducible: Aplicación de AnálisisCosto–Beneficio–Riesgo

f ≤ 1,0 x 10–4/ año Mínimo

7.2 Criterio de Tolerancia del Riesgo SocialEn la Figura 7 se muestra el criterio de riesgo social adoptado por PDVSA, el cualdebe ser aplicado a todas las instalaciones con potencial de afectación aterceros.

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Fre

cuen

cia

de

N o

más

Fat

alid

ades

/ añ

o (F

)

Riesgo Intolerable

Riesgo Mínimo

Riesgo Reducible

10–1

10–2

10–3

10–4

10–5

10–6

10–7

10–8

10–9

1 10 100 1000 10000Número de Fatalidades (N)

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Fig 7. CRITERIO PDVSA DE TOLERANCIA DE RIESGO SOCIAL

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7.3 Aplicación de los Criterios de ToleranciaLa comparación de un riesgo con los criterios antes definidos, puede ubicar elnivel de riesgo analizado en cualquiera de los siguientes casos:

Intolerable Es inaceptable la condición presente y resulta obligatorio adoptarmedidas que reduzcan la frecuencia de ocurrencia y/o laseveridad de los potenciales accidentes.

Es importante agotar en primera instancia todas las posibilidadesde medidas de ingeniería conducentes a reducir la frecuencia deocurrencia del accidente, siendo inaceptable pretenderúnicamente la adopción de medidas dirigidas a la reducción deconsecuencias.

Reducible Deben evaluarse las medidas individuales o combinaciones deellas, mediante la aplicación de un análisis costo– beneficio, quefundamente la justificación económica de las propuestas, a efectode facilitar la toma de decisiones.

Es aconsejable visualizar todas las opciones de reducción delriesgo, a través de la combinación de medidas de ingeniería y/oadministrativas, que permiten la disminución de la frecuencia deocurrencia y/o minimización de consecuencias de los posiblesaccidentes.

Dar prioridad a las medidas de ingeniería dirigidas a la reducciónde frecuencia de ocurrencia de los eventos indeseables, y luegocomplementar las mismas con las medidas (de ingeniería oadministrativas), que minimicen y atenúen las consecuencias delos mismos.

Mínimo El riesgo es tolerable y no es imperativo aplicar medidas dereducción del riesgo. No obstante, si se visualizan medidasobvias que contribuyan a reducir aún más el riesgo y laaplicación del análisis costo – beneficio favorece la implantaciónde tales medidas, las mismas deberían adoptarse.

8 ANÁLISIS COSTO–BENEFICIO

8.1 MetodologíaEl objetivo último de un Análisis Cuantitativo de Riesgos es alcanzar un niveltolerable de riesgo a un costo razonable. Al comparar el nivel de riesgo resultantecon los criterios de tolerancia establecidos por la industria, se deben evaluar laefectividad y rentabilidad de las medidas de control y mitigación propuestas,especialmente si el riesgo está en el área intermedia o “reducible”. Es difícilasignar límites razonables a la inversión para el mejoramiento del nivel deseguridad de una actividad particular. La reducción en el nivel de riesgo, aúncuando sea marginal, se puede lograr prácticamente en todos los casos a travésde grandes inversiones de capital; (Ver Figura 8) no obstante, la realidad nos

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indica que a medida que se incrementa la inversión, los beneficios decrecenrápidamente incidiendo en la rentabilidad y surgiendo la interrogante de si eldinero podría ser mejor empleado en otros aspectos del negocio.

En el método Costo–Beneficio, el costo de cambiar el sistema para hacerlo masseguro es comparado con los beneficios de tener menos fallas serias, o eventoscon menores consecuencias o pérdidas. Este método permite hacer explícitas lascomparaciones numéricas que ayudan el proceso de toma de decisiones.Adicionalmente, se puede aplicar costo–beneficio–riesgo para evaluar variastecnologías o alternativas de reducción de riesgo.

El Análisis Costo–Beneficio toma en cuenta la posibilidad de ocurrencia de unevento riesgoso con pérdidas humanas, daños materiales, así como la pérdidade producción durante los períodos de parada para reparación de los daños.Lógicamente, si este valor es mayor que el costo de las medidas propuestas parareducir el riesgo, estas últimas son económicamente justificables. El SistemaCosto–Beneficio–Riesgo (CBR) es una herramienta que distribuye las pérdidaseconómicas de no ejecutar una medida de reducción de riesgo (beneficios) enel período de vida útil del proyecto y calcula el valor presente neto, es decir ladiferencia entre el costo de la propuesta y los beneficios esperados, en términosde reducción de probabilidad/severidad y mejoras en la eficiencia. Elprocedimiento CBR forma parte de las Mejores Prácticas de Ingeniería/Proyectosy Procedimientos Corporativos sobre Confiabilidad.

8.2 Personal AfectadoSe puede afirmar que todo el mundo coincide en que el valor de la vida humanaes infinito, no obstante esto no nos proporciona ningún elemento práctico que nospermita elegir alternativas de solución y por lo tanto no tiene ninguna aplicación.Por otro lado, los recursos económicos son siempre limitados y no es posibleasignar su totalidad a la salvación de la vida humana. Esto nos lleva a pensar quela única posición justa y factible de adoptar, es la de salvar la mayor cantidad devidas humanas con los recursos económicos disponibles.

Es conveniente reconocer que este es un tema sumamente álgido y debatido anivel mundial. Hasta ahora, no hay un acuerdo al respecto, así N.C. Lind (Ref. 8)“propone un cifra de 2 x 106 US.$ por vida humana”, A.B. Fleishman y M.S Hogh(Ref. 9) “proponen un valor entre 4 x 105 y 6 x 106 US.$”, mientras que S.BGibson (Ref. 10) “establece un rango entre 2 x 105 y 2 x 106 US$”. Como sepuede ver, una cifra alrededor de 2 x 106 US$ parece bastante sensible para larealidad de países desarrollados como son los europeos, Canadá y EE.UU.

Por lo antes expuesto, se propone una cifra de 5 x 105 US$ por cada fatalidadevitada, o en otras palabras, por persona afectada, para efectos de aplicación delAnálisis Costo–Beneficio en las evaluaciones de riesgo, llevadas a cabo ennuestras instalaciones.

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Fig 8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA INVERSIÓN EN MEDIDAS DE CONTROL VS. RIESGO RESIDUAL (REF. 7)

P

1

2

3

4MEDIDAS

DE

CONTROL

Bs./AÑO

ERDIDAS

EN

Bs./AÑO

B

A

0

PERSONAL AFECTADO

DAÑOS MATERIALES

RIESGOALTO

RIESGOBAJO

NIVEL DE RIESGO

INVERSIÓN

NOTA:

Las líneas rellenas bajo los puntos 1, 2, 3 y 4 representan el costo de inversión en medidas decontrol.

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9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Rodríguez, J.A; Preliminary major hazard analysis of the New EasternRefinery, The University of Sheffield, Sheffield (U.K.), 1992.

2. CCPS, Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, American Institute ofChemical Engineers, New York, 1985.

3. AIHA, Emergency Response Planning Guidelines (ERPG), AIHA, New York1992.

4. CCPS, Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis. AmericanInstitute of Chemical Engineers, New York, 1989

5. Crowl, D.A., and Lowar J.F, Chemical Process Safety: Fundamentals withapplications, Prentice Hall, New Jersey, 1990.

6. Energy Analysts Inc., Process plant safety and security: course notes, EnergyAnalysts Inc., Norman (USA), 1989.

7. Rodríguez, J.A. Aplicación de criterios de tolerancia de riesgos ycosto–beneficio en los estudios de análisis de riesgos de la industria petroleray petroquímica venezolana, ARPEL, México, 1991.

8. Lind. N.C. El Tratamiento de los Riesgos: Un Enfoque Canadiense Global.Revista MAPFRE Seguridad. MAPFRE, Madrid, 2do. Trimestre 1990.

9. Fleishman, A.b. and Hough M.S., The Use of Cost – Benefit Analisys inEvaluating the Acceptability of Industrial Risks: An Illustrative Case Study. 6thInternational Symposium: “Loss Prevention and Safety Promotion in theProcess Industries”. Oslo, 1989.

10.Gibson; S.B. Risk Criteria in Hazard Analysis CEP, London, 1976.11.E&P Forum Hydrocarbon Leak and Ignition Data Base, E&P Forum London

1992.12.CCPS. Guidelines for Process Equipment Reliability Data. AICHE, N.Y. 1989.13.Cox, A.W., Lees F.P. and Ang, M.L., Classification of hazardous locations, The

Institution of Chemical Engineers, Rugby (U.K), 1991.14.Imperial Chemical Industries, Hazard and Reliability Manual, ICI, Runcorn

(U.K.), 1988.

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ANEXO A BASE DE DATOS DE FALLAS DE EQUIPOS

A.1 Datos EstadísticosUno de los aspectos más importantes en los Análisis Cuantitativos de Riesgos esla evaluación de la frecuencia con que puede ocurrir un accidente determinado,que ha sido identificado como potencialmente factible de suceder.Actualmente, la Industria Petrolera y Petroquímica Nacional no cuenta con unabase de datos estadísticos de fallas de equipos, indispensable para efectuar lasevaluaciones de frecuencia de accidentes. En el presente anexo se establecenlas tasas de fallas referenciales a ser usadas en las evaluaciones que realiza laindustria. La información aquí contenida, es una recopilación de una serie deinformación proveniente de diversas fuentes de diferentes países, industrias yambientes, por lo cual debe ser utilizada empleando el más sano criterio deingeniería para evitar errores de juicio, que posteriormente se conviertan enresultados desviados.

Contar con una base de información propia de la Industria Petrolera yPetroquímica que refleje certeramente sus prácticas de diseño, operación ymantenimiento es de vital importancia; por lo cual se establece una guía pararecolectar la información de la Industria Petrolera Nacional contenida en lashistorias de mantenimiento de los equipos y en los informes de incidentes yaccidentes ocurridos a lo largo de nuestra historia como Industria. Esta es la únicaforma de compararse correctamente, contra los criterios de tolerancia de riesgosde PDVSA, establecidos sobre la base de nuestra información histórica.

A.2 Frecuencias de Fallas por Rotura; E&P, Gas & Refinación

A.2.1 Bombas

a. Bombas Centrífugas

TABLA A.1

Descripción Bombas (doble sello) excluyendo todas las válvulas, tuberíasy accesorios hasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&P1,71x10–2 por bomba anual

Gas & RefinaciónIdem

Distribución deTamaño de orificio Tamaño de Orificio (dm) P (d < dm)

10 mm 0,82

50 mm 0,96

Rotura Total 1,0Notas “Rotura Total” es usualmente considerado como el diámetro

interno de la tubería de mayor diámetro conectada a labomba.

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b. Bombas Reciprocantes

TABLA A.2

Descripción Bombas (doble sello) excluyendo todas las válvulas, tuberíasy accesorios hasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&P3,1x10–1 por bomba anual



10 mm 0,8300

50 mm 0,9999


interno de la tubería de mayor diámetro conectada a labomba.

A.2.2 Compresores

a. Compresores Centrífugos

TABLA A.3

Descripción Compresor de gas excluyendo todas las válvulas, tuberías yaccesorios hasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&P1,4 x10–2 por compresor anual



10 mm 0,93

50 mm 0,99


interno de la tubería de mayor diámetro conectada alcompresor.

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b. Compresores Reciprocantes

TABLA A.4

Descripción Compresor de gas excluyendo todas las válvulas, tuberías yaccesorios hasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&P6,60 x10–1 por compresor anual


Distribución deTamaño de orificio

Tamaño de Orificio (dm) P (d < dm)

10 mm 0,973

50 mm 0,998


interno de la tubería de mayor diámetro conectada alcompresor.

A.2.3 Recipientes a Presión

TABLA A.5

Descripción Recipiente a presión excluyendo todas las válvulas, tuberías yaccesorios hasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&P1,50 x10–4 por recipiente anual

Gas & Refinación7,50 x10–5 por recipiente anual


25 mm 0,54

50 mm 0,89

150 mm 0,96

Rotura Total 1,000Notas Aplicable a separadores, despojadores y otros. “Rotura Total” es

usualmente considerada como el diámetro interno de la tubería demayor diámetro conectada al equipo.

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A.2.4 Intercambiadores de Calor, Tipo Carcaza y Tubos

TABLA A.6

Descripción Intercambiador excluyendo todas las válvulas, tuberías y accesorioshasta la primera brida, incluyendo ésta última.

Frecuencia deFallas

E&Pa) 1,50 x10–4 por recipiente anual (carcaza)b) 1,3 x10–5 por recipiente anual (tubos)

Gas & Refinación

IdemDistribución deTamaño de orificio Tamaño de Orificio (dm) P (d < dm)

25 mm 0,54

50 mm 0,89

150 mm 0,96

Rotura Total 1,000Notas El equipo es básicamente un recipiente a presión, pero la frecuencia

ha sido modificada para incluir fugas por la carcaza debidas a roturade tubos. HC es contenido sólo en la carcaza: use frecuencia ”a”. HCes contenido sólo en los tubos: use frecuencia ”b”. HC en tubos ycarcaza: use la suma de las dos frecuencias.

“Rotura Total” es usualmente considerada como el diámetro interno dela tubería de mayor diámetro conectada al equipo.

A.2.5 Tubería de Procesos, < 3 ”

TABLA A.7

Descripción Tubería de procesos excluyendo todas las bridas y válvulas.Frecuencia deFallas

E&P7,0 x10–5 por m tubería anual

Gas & Refinación1,48 x10–7 por m tubería anual

Distribución deTamaño de orificio Tamaño de Orificio (dm/D) P (d < dm)

0,05 0,60

0,22 0,85

0,45 0,95

1,0 1,0

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A.2.6 Tubería de Procesos > 4 ”, < 11 ”

TABLA A.8


E&P3,6 x10–5 por m de tubería

anual

Gas & Refinación1,48 x10–7 por m tubería

anualDistribución deTamaño de orificio Tamaño de Orificio (dm/D) P (d < dm)

0,05 0,60

0,22 0,85

0,45 0,95

1,0 1,0

A.2.7 Tubería de Procesos > 12 ”

TABLA A.9


E&P2,7 x10–5 por m de tubería anual

Gas & Refinación1,48 x10–7 por m tubería anual


0,05 0,60

0,22 0,85

0,45 0,95

1,0 1,0

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A.2.8 Tanques de Almacenamiento

TABLA A.10

Descripción Tasa de falla para tanques de almacenamiento

Tasa de falla Tipo de Tanque Tasa de Falla (falla/ 10–6 año)E&P Gas & Refinación

Atmosférico 30 30Refrigerado Pared Simple – 10Refrigerado Pared Doble – 1

E&P Gas & RefinaciónFrecuencia deFuga

Atmosférico 1,5 x10–2 por tanqueanual

7,2 x10–3 por tanqueanual

Frecuencia deIncendio

Techo Cónico 3,0 x10–4 por tanqueanual

Idem

Techo Flotante 2,40 x10–4 portanque anual

Idem

A.2.9 Bridas

TABLA A.11Descripción Unión bridada. Normalmente fallan por pérdida de pernos y

tuercas y falla de empacaduras.Frecuencia deFallas

E&P8,8 x10–5 por brida anual



0,1 0,96

1,0 1,00

Notas D es el diámetro interno de la tubería conectada a la brida

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A.2.10 Válvulas

TABLA A.12

Descripción Cuerpo de la válvula, resorte y empacadura. Se excluyen unionesbridadas .

Frecuencia deFallas

E&P2,3 x10–4 por válvula anual

Gas & Refinación8,8 x10–5 por válvula anual


0,05 0,65

0,10 0,88

0,20 0,94

1,00 1,00

Notas D es el diámetro interno de la tubería conectada a la válvula

A.2.11 Mangueras

TABLA A.13Descripción MangueraFrecuencia deFallas

E&PIdem

Gas & Refinación4,99 x10–3 por manguera anual


0,1 0,96

1,0 1,00

Notas D es el diámetro interno de la tubería conectada a la manguera

A.2.12 Accesorios

TABLA A.14

Descripción Accesorios o instrumentos pequeños, excluyendo juntas bridadas.Frecuencia deFallas

E&P4,7 x10–4 por accesorio anual



0,1 0,13

0,2 0,20

1,0 1,00

Notas D es el diámetro interno de la tubería conectada al accesorio. Distribuciónde tamaño orificio indica alta probabilidad de rotura total.

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A.2.13 Reventones de Pozos (E&P)

TABLA A.15

Descripción Reventón que ocurre con el arbolito conectado al cabezal depozo.

Frecuencia deFalla

Fase Frecuencia de falla porpozo anual

Perforación – Crudo/Gas(1) 1,60 x10–3

Completación – Crudo/Gas(2) 5,40 x10–4

Producción – Crudo(3) 4,60 x10–5

Producción – Gas(3) 1,40 x10–4

Notas 1. Probabilidad de ubicación de los reventones: debajo del mar22%, plataforma 9% y piso de perforación 69%.

2. Probabilidad de ubicación de los reventones: plataforma80%, arbolito 10% y piso de perforación 10%.

3. Probabilidad de ubicación de los reventones: debajo del mar22%, arbolito/plataforma 61% y skid deck 16%.

A.3 Tasa de Fallas por Confiabilidad

A.3.1 Compresores

Descripción

Compresor incluyendo: Sistema de sello de aceite, tubería, enfriamientointeretapa aceite de enfriamiento, unidad de control.

TABLA A.16

TASA DE FALLAModo de Falla 106 Horas 103 Demandas Observaciones

Pérdida de Función 1430,0 Pérdida de Función 2470,0 Movilizado por motor

eléctricoArrancando en De-

manda127,0 Movilizado por turbina

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A.3.2 Bombas

Descripción

Bomba incluyendo Sistema de sello, unidad de control.

TABLA A.17

Modo de Falla Tasa (por 106 horas)

Observaciones

Durante funcionamiento 292,0 Accionado Motor y alternando(Standby)

Velocidad menor aldiseño

920,0 Accionado Motor y alternando

Durante funcionamiento 104,0 Accionado Motor y función continuaVelocidad menor aldiseño

24,0 Accionado Motor y función continua

Durante funcionamiento 89,1 Accionado por turbina

TABLA A.18


Observaciones

Arrancando en demanda 10,80 Accionado Motor y alternandoArrancando en demanda 18,6 Accionado Motor y alternandoArrancando en demanda 26,2 Accionado por turbinaArrancando en demanda 42,5 Eléctrica Sistema Contra IncendiosArrancando en demanda 18,7 Diesel Sistema Contra Incendio

A.3.3 Recipientes a Presión

Descripción

Recipientes excluyendo: venteos, válvulas de seguridad, bridas, accesorios.

TABLA A.19


Observaciones

Pérdida de función 0,985 Metálico, AtmosféricoPérdida de función 1,21 No–Metálico, AtmosféricoPérdida de función 0,0109 Metálico, PresurizadoFlujo restringido 0,0636 Metálico, Presurizado

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A.3.4 Intercambiador de Calor

Descripción

Intercambiador no expuesto a fuego (contacto indirecto) excluyendo: Válvulas deseguridad, bridas y tuberías.

TABLA A.20


Pérdida de función 31,1Fuga > 1/4” 25,8

A.3.5 Tuberías

Descripción

Sección de tubería recta sin conexiones ni accesorios.

TABLA A.21

Modo de Falla Tasa (por 106 milla x horas)

Observaciones

Catastrófica 0,0268 Tubería de Metal

Rotura Total 0,885 Tubería de plástico rígido

A.3.6 Bridas

Descripción

Conexiones metálicas para sistemas de tuberías.

TABLA A.22


Observaciones

Fuga mayor a 10% Area de Flujo 0,57 Conexiones Metálicas

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A.3.7 Válvulas

Descripción

Cuerpo de válvula, resorte y empacadura. Excluyendo uniones bridadas.

TABLA A.23


Observaciones

Pérdida de Función 3,18 Retención no operadaPérdida de Función 0,152 ManualFalsa operación 1,36 Operadas por motorFalsa operación 3,59 Operadas neumáticamentePérdida de Función 48,7 Operadas por solenoideFalsa operación 0,409 Operadas por solenoideAbertura Prematura 1,68 Válvulas seguridad resorteFalla al Cerrar 1,61 Retención, operadaFalla al Cerrar 2,2 Retención, no operadaFalla al Abrir 0,145 Retención, no operadaPérdida de Función 0,291 Válvula manualNo cambia de posiciónen demanda

5,58 Válvulas operadas por motor

No cambia de posiciónen demanda

2,2 Válvulas operadasneumáticamente

No cambia de posiciónen demanda

2,83 Válvulas operadas porsolenoide

Se mantiene abierta 5,0 Válvula seguridad operadapor piloto

No abre en demanda 4,15 Válvula seguridad operadapor piloto

Se mantiene abierta 5,18 Válvula seguridad de resorteNo abre en demanda 0,212 Válvula seguridad de resorte

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A.3.8 Generales

Tasa de Falla

TABLA A.24

Equipo Modo de Falla Tasa (por 106 horas)

Motor AC Pérdida de Función 15,2Inducción Motores AC Pérdida de Función 3,20Motor DC Pérdida de Función 22,5Baterías Plomo–Acido Descargada 2,25Batería Niquel–Cadmio Pérdida de Función 0,251Cargadores baterías No genera carga eléctrica 7,60Circuitos interruptores AC Operación a destiempo 1,75Circuitos interruptores DC Operación a destiempo 3,80Invertidores Sin salida 28,7Fusibles Pérdida de Función 0,634Relays–protectores Pérdida de Función 1,91Relays–protectores Operación a destiempo 0,06Relays–protectores Cambio de estado

retraso0,00288

Relays–protectores Cambio Prematuro deestado

0,00598

Transformadores de Poder Pérdida de Función 2,53Transformadores rectificadores Salida Suprimida 1,07Generadores de Emergencia Diesel Falla en funcionamiento 2250,0Transmisores:Nivel, Electrónico Pérdida de Función 25,1Flujo, Neumático Pérdida de Función 109,0Flujo, Neumático (Presióndiferencial)

Pérdida de Función 118,0

Flujo, Neumático (Area variable) Pérdida de Función 96,3Nivel, Neumático Pérdida de Función 141,0Nivel, Neumático (Presióndiferencial)


Nivel, Neumático (Flotante) Pérdida de Función 187,0Presión, Neumático Pérdida de Función 91,3Temperatura Pérdida de Función 97,0Presión diferencial Pérdida de Función 65,6Interruptores de Flujo Eléctricos Pérdida de Función 26,8Interruptores de Flujo Eléctricos Funciona sin señal 0,86

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Equipo Tasa (por 106 horas)

Modo de Falla

Interruptores de Flujo Eléctricos Falla al activar señal 4,20Interruptores de Nivel Eléctricos Pérdida de Función 1,74Interruptores de Nivel Eléctricos Funciona sin señal 0,925Interruptores de Nivel Eléctricos Falla al activar señal 0,17Interruptores de Presión Eléctricos Pérdida de Función 49,6Interruptores de Presión Eléctricos Funciona sin señal 0,07Interruptores de Presión Eléctricos Falla al activar señal 0,40Interruptores de Temp. Eléctricos Pérdida de Función 2,28Interruptores de Temp. Eléctricos Funciona sin señal 1,16Interruptores de Temp. Eléctricos Falla al activar señal 3,40Interruptores de velocidadEléctricos


Interruptores de velocidadEléctricos

Funciona sin señal 0,15

Interruptores de velocidadEléctricos

Falla al activar señal 0,57

Interruptores de flujo Neumáticos Pérdida de Función 4,0Interruptores de flujo Neumáticos Funciona sin señal 0,66Interruptores de flujo Neumáticos Retrasado 1,30Interruptores de Nivel Neumático Pérdida de Función 0,62Interruptores de Nivel Neumático Falla al activar señal 0,54Interruptores de Nivel Neumático Retrasado 1,70Interruptores de presión Neumático Pérdida de Función 5,20Interruptores de presión Neumático Función sin señal 0,47Interruptores de presión Neumático Falla al activar señal 1,70Interruptores de presión Neumático Retrasada 18,0Interruptores de temp. Neumático Pérdida de Función 5,00Interruptores de temp. Neumático Retrasada 3,00Detector de llama Pérdida de Función 432,0Indicación de temperatura(Pirómetro de radiación) Pérdida de Función 248,0TransductoresCorriente–Neumáticos Pérdida de Función 62,8Controladores Pérdida de Función 68,8Controladores – Tablero Eléctrico(Lazo Simple)


Controladores – Tablero Neumático(Lazo Simple)


Bocinas– Anunciadores Pérdida de Función 0,77

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Equipo Tasa (por 106 horas)

Modo de Falla

Discos de grabado Pérdida de Función 25,1Módulos de Comunicación Pérdida de Función 19,4NeumáticosMangueras Rotura 0,570Sistemas protección C/I(Detector – Unidad Control Polvoquímico – Toberas)


Caja de Alarma Falla en activarse 10,0Junta de expansión Fuga/ruptura 30,0Empaquetaduras Fuga de 1” y 1/16” 3,0Empaquetaduras Fuga mayor 10,0Empaquetaduras Falla total 30,0Brazo de carga Fuga 3,0Brazo de carga Ruptura 300,0Múltiple Ruptura / fuga 10,0Boquilla Falla catastrófica 1,0Sensor de O2 con alarma Falla catastrófica 40,0Soldadura Fuga de 8” y 1/16” 3000,0

Fuga de 1” y 1/16” 3000,0

TABLA A. 25

Equipo Modo de Falla Tasa (por 103 demandas)

Motor AC Pérdida de Función 0,0247Inducción Motores Ac Pérdida de Función 0,0247Baterías Plomo–Acido No dan salida 13,2Circuitos breakers Ac Pérdida de Función 1,16Circuitos breakers Dc Pérdida de Función 0,883Generadores de potencia deEmergencia – Diesel

Falla al encender 17,6

Válvula rompedora de vacío Falla al operar 300Motor Diesel Falla en Arrancar 0,3

A.4 Factores de Servicio

Los factores de servicio mostrados seguidamente permiten sensibilizar lainformación de la Secciones A.2 y A.3 de este anexo, dependiendo de laseveridad del servicio a que se encuentre el equipo bajo estudio.

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TABLA A.26 (Ref. 6)

TIPO DE SERVICIO FACTORCondición ideal, estática 0,1Servicio controlado, sin vibración 0,5Equipo de uso general en tierra 1,0Barco/gabarra, etc, en general ambiente marino 2,0Sometido al tráfico por carretera 3,0

A.5 Probabilidades de Ignición y Explosión

A.5.1 Instalaciones en Tierra Firme

A.5.1.1 Probabilidad de Ignición Fugas de Gas y LíquidoTABLA A.27

Fuga Probabilidad de IgniciónGas Líquido

Menor ( < 1 kg/s) 0,01 0,01Mayor ( 1 – 50 kg/s) 0,07 0,03Masiva ( > 50 kg/s) 0,30 0,08

A.5.1.2 Probabilidad de Explosiones

Es necesario distinguir entre la probabilidad de explosión dada una fuente de ignicióny la probabilidad de explosión de una fuga.

TABLA A.28

Fuga Probabilidadde Ignición

Probabilidad deexplosión dada la

Ignición

Probabilidad deexplosión de una

fugaMenor ( < 1 kg/s) 0,01 0,04 0,0004Mayor ( 1 – 50 kg/s) 0,07 0,12 0,0080Masiva ( > 50 kg/s) 0,3 0,3 0,0900

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A.5.2 Instalaciones Costa Fuera

A.5.2.1 Probabilidad de ignición fugas de gas en plataformas

TABLA A.29Ubicación de la

fugaFlujo de gas( > 20 kg/s)

Flujo de gas( 2 – 20 kg/s)

Flujo de gas( < 2 kg/s)

Módulo grande 0,439 0,114 –

Módulo mediano 0,364 0,105 0,012

Módulo pequeño 0,256 0,043 0,030

Riser above sea 0,168 0,026 0,005

Subsea 0,443 0,130 0,043

A.5.2.2 Probabilidad de ignición fugas de gas en puentes inter–conectores deplataformas

TABLA A.30

Ubicación de lafuga

Flujo de gas( > 20 kg/s)

Flujo de gas( 2 – 20 kg/s)

Flujo de gas( < 2 kg/s)

Lower deck 0,046 0,006 0,001

Riser above sea 0,078 0,013 0,002

Subsea 0,140 0,051 0,002

A.5.2.3 Probabilidad de ignición fugas de crudo en plataformas

TABLA A.31

Ubicación de lafuga

Flujo de crudo ( > 20 kg/s)

Flujo de crudo ( 2 – 20 kg/s)

Flujo de crudo( < 2 kg/s)

Módulo 0,121 0,091 0,003

Riser above sea 0,051 0,009 0,003

Subsea 0,005 0,001 –

A.5.3 Ignición Retardada de Tuberías y Plantas (Ref. 13)

La probabilidad de ignición retardada puede ser clasificada en alta, media o bajadependiendo de la densidad y distribución general de las fuentes de igniciónalrededor de la instalación.

Los valores asignados para la probabilidad de ignición retardada son:

Alta: 0,8 Media: 0,6 Baja: 0,4

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A.5.4 Fuentes de Ignición

TABLA A. 32 FUENTES DE IGNICIÓN (Ref. 13).

Eléctricos (embobinados de motores) 23%Fumar 18%Fricción (rodamientos y partes rotas) 10%Materiales sobrecalentados (temperatura anormalmente alta) 8%Superficies calientes (calor de calderas, lamparas, etc.) 7%Llamas de quemadores (uso impropio de antorchas, etc) 7%Chispas de combustión 5%Ignición espontánea (basura, etc) 4%Cortando y soldando (chispas, arcos, calor, etc) 4%Exposición (Incendios que se traspasan a nuevas áreas) 3%Incendiarismo (fuegos maliciosos) 3%Chispas mecánicas (esmeriles, etc) 2%Fugas de sustancias muy calientes 2%Acción química (procesos descontrolados) 1%Chispas por electricidad estática 1%Descargas eléctricas atmosféricas 1%Misceláneos 1%

A.6 Probabilidad de Error HumanoTABLA A. 33 (Ref. 14)

DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD TÍPICA PROBABILIDAD– Error en operación bajo gran presión, con tiempo disponible de:

� Entre 0 y 1 minuto 1,0

� Hasta 5 minutos 0,9

� Entre 5 y 30 minutos 0,1

– Error en detectar el estado de un equipo, por ejemplo, posición deuna válvula, en una inspección rutinaria. (Si se usa lista deverificación será menor aprox. 0,3 – 0,4).

0,5

– Error en operaciones complicadas no rutinarias. 0,3– Error en operaciones que ocurren rápidamente. 0,25– Error en operación no rutinaria, acompañada de otros deberes.

Error de monitoreo o inspección.0,1

– Error general de observación 0,05– Error aritmético simple con autochequeo 0,03– Error en operación rutinaria, donde se requiere algún cuidado.

Error general de omisión.10–2

– Error de omisión de una acción de un procedimiento. Error generalde omisión (p.e. seleccionar interruptor incorrecto).

3 x 10–3

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– Error en operaciones simples de rutina. Decisión correcta peroselección de un control incorrecto.

10–3

– Error en la operación de un interruptor operado por llave 10–4

A.7 Ejemplos de Uso de Tasa de Fallas

Para el uso y la interpretación correcta de la información suministrada, se deberátomar en cuenta las siguientes consideraciones:

– Los valores presentados como tasa de fallas en la forma “por 106 h”, indicanque el modo de falla descrito ocurre X veces en un millón de horas.

– Los valores presentados como tasa de fallas en la forma “por 103 D”, indicanque el modo de falla descrito ocurre X veces por cada 1000 demandas.

– La frecuencia de un evento cualquiera que es iniciado por la falla de un únicocomponente, por ejemplo, falla de una empaquetadura, ruptura de una línea,etc., es normalmente obtenida directamente de la información de la tasa defallas del componente.

– La frecuencia de un evento cualquiera, que es iniciado por una combinaciónde fallas de componentes, se deberá estimar usando la técnica de análisisárbol de fallas.

La frecuencia y la probabilidad de ocurrencia de fallas están ligadasmatemáticamente a través de la fórmula:

P � 1 � e�ft

donde:

P = probabilidad de ocurrencia

f = frecuencia de ocurrencia por año

t = período de tiempo. Normalmente un (1) año

Normalmente para valores pequeños de f, la probabilidad es igual a la frecuencia.

– En los casos en los cuales la falla de un único componente puede resultar enun evento riesgoso, pero el sistema contiene varios componentes iguales, laprobabilidad anual de que uno o más eventos ocurran, depende de laprobabilidad de fallas del componente y de la cantidad de componentes en elsistema. Esta relación está dada por la fórmula:

Pn � 1 � (1 � p)n

donde:

Pn = probabilidad anual de uno o más eventos

p = probabilidad de falla de un componente

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n = cantidad de componentes idénticas en el sistema

Nótese que para probabilidades bajas y pocos componentes,

Pn � np

– Para mayores detalles acerca del uso de esta información, a continuación sepresentan algunos ejemplos de aplicación.

A.7.1 Falla de Brazo de Carga de Etileno

Supongamos que en un muelle cualquiera, se cargan cinco tanqueros de etilenopor año, cada tanquero tiene una capacidad de 4.500 m3 y la tasa de carga es de200 m3/hr. El muelle está dotado con un brazo de carga metálico.

Estimar la frecuencia de fugas de etileno por año, debido a roturas del brazo.

Solución:

La tasa de fallas de brazos de carga metálica recomendada en la Tabla A.24 es 3 x10–4 fallas/hr. para ruptura total, por lo tanto es necesario estimar la cantidad dehoras que el brazo está realmente en operación, para lo cual haremos el siguientecálculo:

4.500 m3�tanquero x 1200 m3

hr

x 5tanqueros

año� 1125 hrs�año

Adicionalmente, se deben tomar en cuenta las horas necesarias para arranque yparada de la operación, por lo cual llevaremos la cifra a 1300 hrs/año.

Por lo tanto, la frecuencia anual de fugas por rotura del brazo estará dada por:

f � 1300 hrsaño

x 3 x 10�4 fallashr

� 39 x 10�2 fugas�año

Si deseamos calcular la probabilidad de fugas, aplicamos la fórmula:

P � 1 � e ft

Por lo tanto P � 1 � e (39 X 10�2) � 39 X 10�2

Nótese que la frecuencia y la probabilidad son iguales.

A.7.2 Fallas de Empaquetaduras

Considérese una tubería de 4” de diámetro que maneja lodo de perforacióndesde una bomba hasta el cabezal de un pozo ubicado en el lago de Maracaibo.Esta tubería posee 10 conexiones bridadas y por lo tanto 10 empaquetaduras.Este sistema opera 1.000 hrs/año.

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Obtenemos la información en la base de datos de fallas de empaquetaduras verTabla A.24 igual a 3 x 10–5 fallas/hr.

Por lo tanto, la frecuencia de falla anual de una empaquetadura, será:

f � 1.000 hr�año x 3 x 10�5 fallas�hr � 3 x 10�2 fallas�año por empaquetadura

Si deseamos calcular la probabilidad de fugas de una empaquetadura, aplicamosla fórmula:

P � 1 � e ft � p

Por lo tanto P � 1 � e (3 X 10�2) � 3 X 10�2 � p

Por lo tanto la probabilidad de falla por empaquetadura será de 3 x 10–2. Dadoque hay 10 empaquetaduras en el sistema, la probabilidad total de falla de algunaempaquetadura será:

Pn � 1 � ( 1 � p)n � 1 � 1 � �3 x 10�2�10� 3 x 10�1

Como se observa para bajas probabilidades y un pequeño número decomponentes Pn = np.

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ANEXO B IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS

B.1 Análisis Preliminar de Peligros (PHA)El Análisis Preliminar de Peligros (PHA) es un método cualitativo, que tiene sumayor utilidad durante la etapa de la ingeniería conceptual del diseño de unainstalación. Su uso permite detectar los peligros de los materiales, equipos yubicación de la planta para proveer a los diseñadores con lineamientosadecuados a seguir en las subsecuentes etapas del diseño.

El Análisis Preliminar de Peligros concentra sus esfuerzos en los materialespeligrosos y componentes mayores de equipos de proceso y permite visualizaraquellos eventos que involucren liberación incontrolada de energía y/o productostóxicos. El PHA no está considerado como uno de los enfoques más sistemáticosen la identificación de peligros, sin embargo, sirve muy bien al propósito de definireventos conducentes a escenarios de accidentes mayores. El método debe serdesarrollado por un equipo multidisciplinario el cual determina los peligros, suscausas, frecuencias y consecuencias en una forma cualitativa. La cuantificaciónde frecuencias y consecuencias pueden ser realizadas en un paso posterior.

La aplicación del método requiere la existencia de información de diseñoreferente a:

– Filosofía de diseño– Diagrama preliminar de flujo de proceso– Información histórica de accidentes en instalaciones similares– Descripción del proceso, incluyendo inventarios de materiales peligrosos con

sus características y condiciones de operación.Aunque la decisión del estudio depende de la complejidad de la instalación, engeneral el PHA es un método que no consume mucho tiempo.

B.2 Estudio de Peligros y Operabilidad (HAZOP)El HAZOP es un método de análisis que consiste en un examen crítico ysistemático del diseño de una instalación industrial, con el objeto de identificarpeligros potenciales y problemas operacionales, así como sus consecuencias enla instalación examinada.

El método está orientado de forma tal que estimula la imaginación y permiterazonar sobre todas las posibles formas en que pueden originarse problemasoperacionales o situaciones de peligro. Además es un método sistemático quereduce la posibilidad de cometer omisiones o dejar aspectos no detectados.

Este estudio puede ser aplicado a instalaciones existentes, modificaciones deinstalaciones existentes o a nuevos proyectos. La etapa final de la ingenieríabásica es la más adecuada para la aplicación de este estudio en un proyectonuevo.

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El HAZOP es un método flexible aplicable tanto a procesos continuos como porcarga y a diferentes tipos de instalaciones industriales (plantas de proceso,llenaderos, terminales de carga y descarga, almacenamiento, etc.).

El soporte fundamental de información para la realización del HAZOP, loconstituyen los Diagramas de Tuberías e Instrumentos (DTI’s). En un proyecto elestudio debería iniciarse tan pronto los DTI’s se encuentren finalizados. En unainstalación existente el primer paso es asegurarse de que dichos diagramasestán actualizados.

El estudio requiere ser aplicado por un equipo multidisciplinario el cual trabajaconjuntamente aportando ideas y utilizando un grupo de palabras guías paraidentificar peligros y problemas operacionales, mediante la búsqueda dedesviaciones a las intenciones de diseño de la instalación.

La aplicación del método requiere la existencia de información tal como:

– Diagramas de tuberías e instrumentos– Diagramas de flujo– Especificación de equipos y tuberías– Filosofía de diseño– Manuales de operación y mantenimiento– Reportes de investigación de accidentes e incidentes de instalaciones

existentes.La Figura B–1. muestra un resumen de la metodología para la realización delHAZOP.

A efectos de la aplicación del método, una línea de proceso es un tramo detubería que enlaza dos equipos principales de la planta. El método HAZOPconsidera en forma sistemática todos los equipos, procedimientos y los eventosgenerados por desviaciones a la intención del diseño.

Cuando la necesidad de tomar una acción es evidente y la mejor solución es máso menos obvia (por ejemplo: necesidad de instalar protección de mínimo flujo enla descarga de una bomba), dicha acción debe ser tomada inmediatamente por elgrupo de trabajo y debe registrarse antes de pasar a otro punto.

Si las consecuencias son complejas o la decisión sobre la acción a tomar noresulta obvia, se recomendarán estudios adicionales, que tomen en cuenta lagravedad o criticidad del evento, así como su probabilidad de ocurrencia.

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SELECCIONAR LINEA DE PROCESO

DEFINIR LA INTENCION DEL DISEÑO

APLICAR PALABRAS GUIAS

IDENTIFICAR LAS DESVIACIONES SIGNIFICATIVAS

EXAMINAR POSIBLES CAUSAS

EXAMINAR POSIBLES CONSECUENCIAS

IDENTIFICAR PELIGROS – PROBLEMAS OPERACIONALES

DEFINIR ACCIONES REQUERIDAS

“Palabras Guías”

NO

MAS

MENOS

ADEMAS DE

PARTE DE

INVERSO

OTRO QUE

SELECCIONAR UN RECIPIENTE MAYOR DE PROCESO

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FIG B.1 DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE HAZOP (Ref. 2)

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B.3 Evaluación Técnica de Seguridad Industrial

Las evaluaciones técnicas de seguridad industrial son una herramienta quepermite verificar si la instalación y sus procedimientos de operación ymantenimiento cumplen con los estándares y prácticas de seguridadreconocidos.

La técnica consiste en hacer una revisión completa de una planta, incluyendoinspecciones de las instalaciones y entrevistas con el personal clave involucradoen la operación y mantenimiento de la misma, con el fin de identificar los peligrosmás significativos.

Este método es efectivo en las etapas de construcción, prearranque y operaciónde una planta. En esta última se lleva a cabo periódicamente, especialmente enaquellas plantas consideradas de alto riesgo.

Los resultados son cualitativos e incluyen:

– Identificación de peligros provenientes del diseño de la planta, condición de lamisma y modificaciones realizadas durante su vida.

– Desviaciones de los procedimientos operacionales y de mantenimiento.– Identificación de sistemas que por sus características requieren ser

analizados más detalladamente usando otro método de análisis de riesgo.– Recomendaciones referentes a cambios en diseño, procedimientos, etc.Para que la revisión sea completa, el grupo deberá tener acceso a informaciónvital, tal como:

– Diagramas de tubería e instrumentación.– Diagramas de flujo.– Manual de operación de la planta.– Informes de accidentes e incidentes.– Registros de mantenimiento.– Planos de clasificación de áreas.– Organización.– Reportes de HAZOP.Es recomendable un máximo de 5 ingenieros familiarizados con losprocedimientos, estándares de seguridad y con la operación de la instalaciónbajo estudio.

Se requiere apoyo de especialistas en áreas tales como: instrumentación,sistemas eléctricos, equipo rotativo, corrosión y otras áreas de especialconsideración.

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B.4 Estimación de FrecuenciasB.4.1 Análisis de Arbol de Fallas (FTA)

Es un método para identificar combinaciones de fallas de equipos y erroreshumanos que pueden resultar en un accidente, siendo por tanto una técnicadeductiva que a partir de un evento particular, provee la metodología paradeterminar sus causas. El Arbol de Fallas en sí facilita una visión gráfica de lasdiferentes combinaciones de fallas de equipos y errores humanos que puedenconducir a un accidente.

El Arbol de Fallas puede ser usado en la etapa del diseño para descubrir modosde falla ocultos que resultan de combinaciones de fallas de equipos, igualmentese puede usar para estudiar sistemas críticos, a fin de determinar combinacionesde fallas potenciales que puedan dar lugar a accidentes específicos.

Los resultados son cualitativos, pero un árbol de fallas puede ser usado paraobtener resultados cuantitativos siempre y cuando se disponga de informaciónestadística adecuada.

Para llevar a cabo este método se requiere un conocimiento amplio delfuncionamiento del sistema bajo estudio, así como de los diferentes modos defalla y sus efectos en la planta.

Este es un método que requiere personal altamente calificado y es recomendableasignar un analista por sistema. Para el caso de requerirse varios árboles de fallaes preferible asignar un grupo de analistas. El tiempo requerido es dependientede la complejidad de los sistemas bajo estudio. Una pequeña unidad de procesopuede requerir un día o menos contando con un grupo experimentado. Sistemasmás complejos pueden tomar varias semanas.

B.4.2 Análisis de Arbol de Eventos (ETA)Un Arbol de Eventos es un modelo binario, gráfico y lógico que identifica losposibles escenarios que siguen a un evento iniciador. El Arbol de Eventosproporciona cobertura sistemática de la secuencia de propagación del accidente,bien a través de una serie de acciones de sistemas de protección, funcionesnormales de la planta, o intervenciones del operador.

La principal desventaja de este enfoque está determinada por el hecho de que losmismos escenarios pudieran surgir de otros eventos iniciadores, los cualespudieran no estar incluidos en el árbol, si el análisis no fue exhaustivo.

El árbol de eventos puede ser usado en la fase de diseño para evaluar accidentespotenciales que resulten de eventos iniciadores. Así mismo, este método podráser utilizado en la fase de operación de una instalación a fin de evaluar lacompatibilidad de los sistemas de seguridad existentes, o para examinar lasconsecuencias potenciales de fallas de equipos. Los resultados obtenidospueden ser cualitativos o cuantitativos, siempre y cuando se cuente con una basede datos adecuada.

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MANUAL DE INGENIERÍA DE RIESGOS · PDF file– Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), (Failure Mode and Effects Analysis FMEA) – Arbol de Fallas (Fault Tree Analysis –