ANÁLISIS DE RIESGOS/PELIGROS EN LOS PROCESOS PARTE 1: METODOLOGÍAS SERGIO GARZA AYALA

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2 ANÁLISIS DE RIESGOS/PELIGROS EN LOS PROCESOS PARTE 1: METODOLOGÍAS SERGIO GARZA AYALA

3 ANÁLISIS DE RIESGOS/PELIGROS EN LOS PROCESOS PARTE 1: METODOLOGÍAS Dinámica Heurística Álamo 2908 Col Bosques del Contry CP Monterrey, N.L. México Tel +(52-81) y +(52-81) ventas@dinamicaheuristica.com Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos iii

4 TABLA DE CONTENIDO Capítulo 1. Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos Conceptos básicos Capítulo 2. Revisión de los Requerimientos Información de Seguridad en los Procesos Información de químicos de Alto Riesgo en el Proceso Información acerca de la Tecnología del Proceso Información acerca del Equipo de Proceso Análisis de Riesgo en los Procesos Calendarización Alcance Grupo de Trabajo Resultados y recomendaciones Metodología aceptable Capítulo 3. Elementos Esenciales Procedimiento paso a paso Elementos comunes de todos los ARP Identificar los Peligros del Proceso Analizar los Peligros del Proceso al desarrollar escenarios de accidente Revisión de incidentes previos Analizar los controles y sus fallas Considerar la localización y distribución de la planta Considerar los factores humanos Evaluar los efectos de accidentes Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos ix

5 Decidir respecto a la necesidad de acción Presentación de resultados Métodos de Análisis de Riesgos en los Procesos Capítulo 4. Análisis con Qué pasa si? y Lista de verificación Análisis de Lista de verificación "Checklist" Descripción del Método Procedimiento de Análisis Elaboración o selección de la lista Realización del análisis Documentación de los resultados Necesidades de tiempo y equipo de trabajo Limitaciones del Análisis de Lista de verificación Ejemplos de Análisis de Lista de verificación Análisis de Qué pasa si...? "What If..." Descripción del Método Procedimiento del Análisis Preparación para el análisis Realización del análisis Documentación de los resultados Necesidades de tiempo y equipo de trabajo Limitaciones del Análisis Qué pasa si...? Ejemplos de Análisis Qué pasa si...? Análisis combinado Qué pasa si...?/lista de Verificación Descripción del Método Procedimiento del Análisis x Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

6 Preparación para el análisis Desarrollo de preguntas Utilizando una lista para cubrir los espacios en blanco Evaluación de las preguntas Documentación de los resultados Limitaciones del Análisis " Qué pasa si..?/lista de verificación" Necesidades de tiempo y equipo de trabajo Ejemplos de Análisis " Qué pasa si..?/lista de verificación" Capítulo 5. Análisis con HAZOP Introducción Riesgo potencial y problemas de operatividad Desviaciones del intento de diseño Aplicaciones en la industria Conceptos Básicos Palabras claves Palabras primarias Palabras secundarias Ejemplo Metodología de estudio del HAZOP Formato para el estudio del HAZOP Desviación Causa Consecuencia Salvaguardas Acción/Recomendación Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos xi

7 El procedimiento HAZOP considerando todas las palabras claves El grupo de trabajo del HAZOP Trabajo de preparación Reúna los datos Entienda el tema Subdivida la planta y planeé la secuencia Marque los planos Seleccione una lista de palabras claves adecuadas Prepare la agenda de trabajo y los encabezados de la tabla Prepare un calendario de actividades Seleccione el grupo de trabajo Haciendo el estudio de HAZOP El Reporte El Archivo de acciones y reuniones de revisión Capítulo 6. Ejemplo Práctico de HAZOP Proceso de clorinización de agua Introducción Enfoque del Análisis Requerimientos del Análisis de Riesgo en el Proceso Objetivos Grupo de análisis Programa de trabajo Metodología Recomendaciones y revisiones Resumen de recomendaciones Descripción del proceso xii Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

8 6.6. Revisión de incidentes previos Peligros identificados Propiedades del Cloro Efectos fisiológicos Método de análisis Grupo de trabajo para el análisis Análisis de localización de la planta Factores humanos Resumen Referencias y bibliografía Procedimientos de cambio de cilindros de Cloro Parte 1. Remoción del cilindro de Cloro vacío (cilindro Oeste) Parte 2. Instalación del cilindro de reemplazo Hojas de trabajo del HAZOP Capítulo 7. Análisis del Modo y Efecto de Falla (AMEF) Introducción Formato recomendado en la práctica Qué es un FMEA? Implementación del FMEA Secuencia del proceso FMEA Seguimiento Análisis del Modo y Efecto de Falla (AMEF) para Análisis de Riesgo Descripción del Método Procedimiento de Análisis Definir el proceso Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos xiii

9 Realización del análisis Documentar los resultados Limitaciones del AMEF en Análisis de Riesgos Ejemplo de FMEA para Análisis de Riesgos Análisis del Modo y Efecto de Falla Potencial en Diseño (AMEF de Diseño) Introducción Definición de cliente Esfuerzo de grupo Desarrollo de un FMEA de Diseño Número FMEA Nombre y número del sistema, subsistema o componente Responsable del Diseño Preparado por Área de influencia Fecha clave Fecha de FMEA original y fecha de última revisión Grupo de trabajo Artículo/Función Modos de Falla potencial Efectos de la Falla potencial Severidad Clasificación Causas/Mecanismos de Falla potencial Ocurrencia Controles actuales de Diseño xiv Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

10 Detección Número de Prioridad de Riesgo (RPN) Acciones recomendadas Responsable de la acción recomendada Acciones realizadas Clasificaciones posteriores a las acciones Análisis del Modo y Efecto de Falla Potencial en Procesos (FMEA de Proceso) Introducción Definición de cliente Esfuerzo de grupo Desarrollo de un FMEA de Proceso Número FMEA Artículo Responsable del proceso Preparado por Área de influencia Fecha clave Fecha de FMEA original y fecha de última revisión Grupo de trabajo Requerimientos/Función del proceso Modos de Falla potencial Efectos de la Falla potencial Severidad Clasificación Causas/Mecanismos de Falla potencial Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos xv

11 Ocurrencia Controles actuales del proceso Detección Número de Prioridad de Riesgo (RPN) Acciones recomendadas Responsable de la acción recomendada Acciones realizadas Clasificaciones posteriores a las acciones Análisis del Modo y Efecto de Falla Potencial para Maquinaria (FMEA para maquinaria) Introducción Definición de cliente Esfuerzo de grupo Desarrollo de un FMEA de Maquinaria Número FMEA Nombre del Sistema o de la Máquina Responsable del Diseño Preparado por Área de influencia Fecha clave Fecha de FMEA original y fecha de última revisión Grupo de trabajo Función/Requerimiento Modos de Falla potencial Efectos de la Falla potencial Severidad xvi Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

12 Clasificación Causas/Mecanismos de Falla potencial Ocurrencia Controles actuales de Maquinaria/Diseño Detección Número de Prioridad de Riesgo (RPN) Acciones recomendadas Responsable de la acción recomendada Acciones realizadas Clasificaciones posteriores a las acciones Seguimiento Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos xvii

13 GLOSARIO Accidente, Secuencia de eventos de accidente. Un evento o secuencia de eventos no planeados que lleva a una consecuencia indeseable. Administración de Seguridad en los Procesos (ASP). La aplicación de los principios administrativos, métodos y prácticas para prevenir y controlar emisiones accidentales de sustancias químicas o energía del proceso. Análisis de Riesgo en los Procesos. La aplicación de uno o más métodos analíticos para identificar y evaluar los riesgos del proceso, con el propósito de determinar lo adecuado de las medidas de control o de la necesidad de medidas adicionales. Cantidad agregada límite o de umbral. La cantidad total de químicos peligrosos contenida en depósitos que están interconectados, o contenidos en un proceso o en depósitos cercanos sin conexión, que pueden ser adversamente afectados por un evento en ese proceso. Cantidad límite o de umbral. Para el caso de la reglamentación de EUA definida en 29 CFR , la cantidad mínima de un químico tóxico, reactivo o inflamable que a juicio de la OSHA es capaz de causar un evento catastrófico. Esta cantidad de umbral involucra la aplicación de los requerimientos de esta reglamentación. Cuasi accidente. Un evento que no resulta en una emisión accidental de un químico altamente peligroso, pero que hubiera pasado, si hubiera ocurrido otra falla. Cuasi accidentes, algunas veces llamados precursores, incluyen: La ocurrencia de un accidente iniciado donde un sistema de protección funcionó adecuadamente para eliminar la emisión de un químico altamente peligroso; o, La determinación de que un sistema de protección, estaba fuera de servicio, de tal manera que si un evento iniciador hubiera ocurrido, hubiera tomado lugar una emisión de un químico altamente peligroso. Emisión catastrófica. Una fuga descontrolada, fuego o explosión mayor, involucrando uno o más químicos altamente peligrosos que presentan serio peligro a los trabajadores en el lugar de trabajo o al público en general. Evento. Una ocurrencia o hecho, involucrando, procesos, equipo o actividad humana, ya sea interno o externo a un sistema que causa una conmoción en el sistema. En términos de accidentes, un evento es ya sea una causa o factor contribuyente de un incidente (cuasi accidente) o accidente o una respuesta al evento iniciador del accidente. Gas inflamable. Un gas que a temperatura y presión ambiental, forma una mezcla inflamable con el aire a una concentración de 13% en volumen o menos; o un gas que a temperatura y presión ambiental, xviii Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

14 forma un rango de mezclas no inflamables con aire a más de 13% por volumen, sin importar el límite inferior. Incidente. Un evento no planeado que puede o no resultar en daños o pérdidas. Líquido inflamable. Un líquido con punto de inflamación por debajo de 100 F (37.8 C), excepto mezclas donde tales líquidos cuentan por 1% ó menos del volumen total. Peligro. Una propiedad química, fuente de energía o condición física que tiene el potencial de causar enfermedad, daño o muerte del personal, o daño a la propiedad o al ambiente, sin considerar la probabilidad o credibilidad de accidentes potenciales o la mitigación de las consecuencias. Peligro del Proceso. Una característica inherente química o física con la energía potencial para dañar al personal, la propiedad o el ambiente. Planta. Los edificios, contenedores o equipo que contiene un proceso químico. Planta remota normalmente no ocupada. Una planta que es operada, mantenida o servida por trabajadores quienes visitan la planta periódicamente para verificar su operación y para realizar tareas necesarias de operación o mantenimiento. Ningún trabajador está estacionado regularmente o permanente en la planta. Tales plantas no están contiguas y están geográficamente remotas de todos los otros edificios, procesos o personas. Si los trabajadores pasan más de una hora diariamente en la planta, entonces no se considera normalmente desocupada. Probabilidad. Una expresión de la verosimilitud esperada de ocurrencia de un evento o secuencia de eventos durante un intervalo de tiempo, o la verosimilitud del suceso o falla de un evento en prueba o en demanda. Por definición la probabilidad debe ser expresada como un número de 0 a 1. Proceso. Cualquier actividad en situ que involucra un químico altamente peligroso, incluyendo cualquier uso, almacenamiento, manufactura, manejo o movimiento de la sustancia o una combinación de estas actividades. Cualquier grupo interconectado de depósitos es considerado un solo proceso. Depósitos sin interconexión física localizados de tal manera que un accidente en un depósito pudiera extenderse a depósitos adyacentes son considerados un solo proceso. Químico altamente peligroso. Sustancia tóxica, reactiva, inflamable o explosiva, como está definida en el documento oficial de la Agencia Ambiental de Estados Unidos (EPA) Apéndice A de 29 CFR Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals o bien en la norma mexicana NOM-028- STPS (Secretaría del Trabajo y previsión Social). Reglamentación de Administración de Seguridad de los Procesos. Las reglamentaciones vigentes de ASP para el caso de EUA, la reglamentación de la Agencia de Seguridad e Higiene (OSHA) Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals 29 CFR o bien para el caso de México la NOM- 028-STPS. Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos xix

15 Riesgo. La expresión cuantitativa o cualitativa de una posible pérdida que considera tanto la probabilidad de que un peligro resulte en un evento adverso como las consecuencias de ese evento. xx Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

16 CAPÍTULO 1. ANÁLISIS DE RIESGOS/PELIGROS EN LOS PROCESOS CONCEPTOS BÁSICOS Los conceptos de Análisis de Riesgos o Análisis de Peligros en los Procesos, surgieron después de diversos accidentes catastróficos involucrando químicos tóxicos, inflamables, reactivos y/o explosivos como el accidente de Bophal en India el 2 de diciembre de El accidente de Bophal fue un accidente químico reactivo que involucró la sustancia metil isocianato, la cual es altamente reactiva con el agua. Dicha sustancia, acumulada en cisternas de almacenamiento conectadas entre sí, entró en contacto con el agua mediante maniobras de limpieza que se estaban llevando a cabo sin las debidas medidas de seguridad. En cuestión de segundos hubo una reacción exotérmica entre el metil isocianato y el agua, lo que causó la pérdida de contención y control de la sustancia además de su posterior emisión. El accidente causó la muerte de miles de personas y actualmente hay cientos de miles de personas que continúan sufriendo los perniciosos efectos de la exposición a esa sustancia. No obstante, Bophal fue un parteaguas en el concepto del análisis de riesgos en los procesos. Este accidente cambió totalmente los conceptos referentes al potencial de los peligros y la seguridad de los procesos en la industria química. Bhopal urgió al Congreso de Estados Unidos a requerir nuevas regulaciones de la Agencia de Seguridad e Higiene Ocupacional (OSHA) de EUA y de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) con respecto a la seguridad en los procesos químicos. El Congreso de EUA estableció al Consejo de Seguridad Química (CSB), investigar de manera independiente los accidentes químicos. Situaciones y regulaciones similares se dieron en todo el mundo tales como la directiva SEVESO de aplicación en la Comunidad Económica Europea, posterior al accidente que ocurrió en Seveso, Italia. En México, la norma 028 de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social rige el sistema para la administración del trabajo-seguridad en los procesos y equipos. Si bien los conceptos de seguridad industrial y laboral han sido efectivos en reducir los accidentes laborales, éstos son insuficientes para comprender la ocurrencia de accidentes catastróficos que resultan con graves consecuencias a las personas, al medio ambiente y/o a la propiedad. Accidentes tan complejos como el derrame de petróleo en las costas de Luisiana por la plataforma marítima Deepwater Horizon, que le costó a British Petroleum la propietaria de la plataforma, varios miles de millones de dólares; no pueden ser explicados solamente con conceptos de actos o condiciones inseguras o con conceptos básicos de seguridad industrial, para este evento se requiere un mayor análisis de las causas raíz de tales catástrofes. La administración segura de un proceso industrial, ha sido regulada mediante diversas normas que establecen tareas obligatorias en los procesos industriales que involucren sustancias peligrosas almacenadas o procesadas en la empresa en cantidades mayores a un valor límite. Como parte de estas tareas, está el efectuar análisis de riesgos en los procesos que se consideren peligrosos. Esto requiere que el personal de mayor rango en la administración de la empresa esté involucrado, y que las tareas y Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos 1-1

17 recomendaciones generadas durante el análisis, sean aprobadas y finalmente realizadas con el apoyo de la administración de la empresa. Los estudios de riesgo involucran principalmente tres grandes temas: la identificación de los peligros, el análisis de la probabilidad de que este peligro se manifieste y el análisis de consecuencias. La identificación de los peligros permite determinar las localizaciones, rutas, características y cantidades de materiales que sean fuentes potenciales de accidentes por explosión, incendio, fuga o derrame de una sustancia peligrosa. Esto conlleva a escenarios fundamentales de accidentes, que requieran una mayor consideración y análisis. El análisis probabilístico permite identificar la verosimilitud de ocurrencia del accidente con el objetivo de examinar y ordenar los escenarios de accidentes potenciales en términos de su probabilidad de ocurrencia. La evaluación de las consecuencias e impactos asociados con la ocurrencia de los escenarios identificados de accidentes; es el proceso denominado análisis de consecuencias. Este paso permite la comprensión de la naturaleza y gravedad de un accidente permitiendo un análisis y jerarquización de los escenarios en términos del impacto potencial del daño en la gente, el medio ambiente o las instalaciones. La combinación de los resultados del análisis probabilístico del accidente y del análisis de consecuencias da una medida del riesgo total asociado con la actividad específica y este proceso es lo que constituye el análisis de riesgos. Por consiguiente, esto permite, ordenar y examinar los escenarios potenciales de accidentes en términos de un riesgo total, que a la vez logre el desarrollo y preparación de planes de emergencia y medidas de control que dé paso a contener y controlar estos peligros, en caso de que el riesgo se considere como no aceptable o no tolerable. 1-2 Análisis de Riesgos/Peligros en los Procesos

18 CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS En un Sistema de Administración de Seguridad en los Procesos (ASP) se requiere que en el Análisis de Riesgos en los Procesos (ARP) (Nota: En inglés PHA Process Hazard Analysis cuya traducción literal sería Análisis de los Peligros en el Procesos (APP), sin embargo en español se utiliza más Análisis de Riesgos en los Procesos (ARP), por lo que se utiliza éste último término) se hayan seleccionado y aplicado métodos apropiados de análisis de riesgos, para identificar sistemáticamente los peligros involucrados y los escenarios potenciales de accidentes asociados con químicos de alto riesgo. Los componentes de una ARP se explican a continuación INFORMACIÓN DE SEGURIDAD EN LOS PROCESOS La ASP requiere que exista información actualizada de la seguridad del proceso, antes de conducir un estudio de ARP, a menos que esta se genere a la par del estudio, utilizando tecnologías de información. Para el grupo que realiza el estudio de ARP es esencial tener la información escrita, completa y exacta acerca de los químicos del proceso, la tecnología y el equipo. Esto también se requiere, para el personal que desarrolla programas de entrenamiento y procedimientos operativos, contratistas cuyos empleados trabajan en el proceso, para grupos conduciendo revisiones de arranque previo y grupos de planeación de respuesta a emergencias locales INFORMACIÓN DE QUÍMICOS DE ALTO RIESGO EN EL PROCESO La información acerca de los químicos utilizados en el proceso, incluyendo sus productos intermedios, debe ser suficientemente comprensible para una evaluación precisa de sus características de fuego y explosión, peligros de reactividad, peligros en la seguridad y salud de los trabajadores, efectos de corrosión y erosión en el equipo del proceso y herramientas de detección. La información debe incluir como mínimo: 1. Información de toxicidad. 2. Límites de exposición permisibles. 3. Datos físicos tales como punto de ebullición y solidificación, densidades de vapor / líquido, presión de vapor, flash-point, temperatura de autoignición, límites de inflamabilidad (superior e inferior), solubilidad, apariencia y olor. 4. Datos de reactividad, incluyendo el potencial para ignición o explosión. 5. Datos de corrosividad, incluyendo efectos en metales, materiales de construcción y tejidos orgánicos. 6. Incompatibilidades identificadas y contaminantes peligrosos. 7. Datos térmicos (calor de reacción, calor de combustión). Se pueden utilizar las hojas de seguridad de materiales (MSDS), para cumplir los requerimientos mencionados. Donde sea aplicable, se debe incluir información acerca de la química del proceso, si hay Revisión de los Requerimientos 2-3

19 el potencial de reacciones descontroladas, peligros de sobrepresión y peligros generados por el mezclado inadvertido de químicos incompatibles INFORMACIÓN ACERCA DE LA TECNOLOGÍA DEL PROCESO La información de la tecnología del proceso, debe incluir al menos: 1. Diagramas de flujo en bloque o diagramas del flujo del proceso simplificados. 2. La química del proceso. 3. Criterios establecidos con contratistas para niveles máximos de inventarios de los químicos del proceso. 4. Límites de proceso, que cuando sean excedidos, se consideran una condición peligrosa. 5. Estimados cualitativos de las consecuencias de las desviaciones que pudieran ocurrir, si los límites establecidos del proceso se exceden. Si la información de la tecnología original no está disponible, puede ser creada conjuntamente con el estudio de ARP. Se pueden utilizar diagramas de bloques del flujo, para mostrar el equipo mayor del proceso y las líneas de flujo de interconexión del proceso, cantidades de flujo, composición de los componentes, temperaturas y presiones. Cuando sea necesario para un estudio completo, se deben utilizar los diagramas de flujo del proceso, para mostrar las corrientes de flujo principal incluyendo válvulas, las presiones y temperaturas en todas las líneas del producto y de alimentación, dentro de cada depósito principal y los puntos de control de presión y temperatura. Los materiales de construcción, capacidades de las bombas, presiones, potencias de compresores y presiones y temperaturas de diseño de depósitos se deben mostrar por claridad cuando sea necesario. Generalmente se muestran los componentes principales de los lazos de control, de servicios y utilidades claves. Puede ser apropiado mostrar en detalle algunos diagramas de tuberías e instrumentación (DTI), que son requeridos en la información del equipo de proceso. 2-4 Revisión de los Requerimientos

20 INFORMACIÓN ACERCA DEL EQUIPO DE PROCESO La información acerca del equipo de proceso debe incluir al menos: 1. Materiales de construcción. 2. (DTI) Diagramas de tuberías e instrumentación. 3. Clasificación eléctrica. 4. Diseño de sistemas de alivio y bases del diseño. 5. Diseño del sistema de ventilación. 6. Códigos y estándares de diseño. 7. Balances de materia y energía de los procesos. 8. Sistemas de seguridad. Los materiales y diseño del equipo de proceso deben documentarse identificando los códigos y estándares aplicables (por ejemplo ASME, ASTM, API). Si los códigos y estándares no son actuales, se debe documentar que el diseño, construcción, pruebas, inspección y operación son todavía adecuados para el uso entendido. Si la tecnología del proceso requiere un diseño acorde a los códigos y estándares aplicables, se debe documentar, que el diseño y la construcción son adecuados para el propósito entendido ANÁLISIS DE RIESGO EN LOS PROCESOS Un Análisis de Riesgo en los Procesos (ARP) es un método sistemático y organizado para identificar y analizar la importancia de los peligros potenciales asociados con el manejo y procesamiento de químicos altamente peligrosos. Un ARP, ayuda a la empresa y a los trabajadores a tomar decisiones para mejorar la seguridad y reducir las consecuencias de emisiones no planeadas o no deseadas de químicos peligrosos. Se utiliza para analizar causas potenciales y consecuencias de fuegos, explosiones, emisiones de químicos tóxicos o inflamables, y derrames mayores de químicos peligrosos. Se enfoca en el equipo, instrumentación, servicios, acciones humanas rutinarias y no rutinarias y factores externos que pudieran impactar el proceso. Si varios procesos requieren un estudio de ARP, estos deben de ser ordenados. Un análisis preliminar se puede utilizar para determinar y documentar el orden prioritario para conducir los estudios de ARP. Este orden prioritario se puede determinar considerando la severidad potencial de una emisión de químicos, el número potencial de personas afectadas y la historia operativa del proceso, incluyendo la frecuencia de anteriores emisiones químicas y la edad del proceso CALENDARIZACIÓN Revisión de los Requerimientos 2-5

21 Los estudios de ARP se deben realizar lo antes posible y al menos cada 5 años deben ser actualizados y revalidados, después de su terminación inicial para asegurar su consistencia con el proceso actual ALCANCE Para asegurar que todos los peligros sean identificados y evaluados, un ARP debe incluir lo siguiente: Los peligros del proceso. Estos peligros pueden ser identificados al realizar un estudio preliminar de ARP. Incidentes previos que tuvieron el potencial de consecuencias catastróficas en el lugar de trabajo. Controles administrativos y de ingeniería aplicables a los peligros y sus interrelaciones. Las consecuencias de fallas en los controles administrativos y de ingeniería. Las influencias de la localización y distribución de la planta. Factores humanos. Un rango cualitativo de efectos posibles en la seguridad y salud de los trabajadores en el lugar de trabajo, causados por la falla en los controles GRUPO DE TRABAJO El ARP debe ser realizado por un grupo de trabajo. Los grupos pueden variar en tamaño y en conocimiento operacional, pero deben tener experiencia en operaciones de proceso e ingeniería. Los individuos pueden ser miembros del grupo, por tiempo completo o parte del grupo por un tiempo limitado. Esto es, los miembros del grupo pueden ser rotados de acuerdo a su experiencia en la parte del proceso siendo revisado. El grupo de trabajo del ARP debe entender el método de análisis utilizado. Además, un miembro del grupo debe tener un conocimiento completo en la implementación del método de ARP. También se requiere que al menos un miembro del grupo sea un empleado de la planta con experiencia y conocimiento específico del proceso siendo evaluado. Un grupo ideal de un ARP tiene un conocimiento íntimo de los estándares, códigos, especificaciones y regulaciones aplicables al proceso. Los miembros del grupo deben ser compatibles y el líder del grupo debe poder manejar el grupo y el estudio RESULTADOS Y RECOMENDACIONES Se debe establecer un sistema para: Conducir rápidamente los resultados y recomendaciones del grupo. Asegurar que las recomendaciones se sigan a tiempo y que las resoluciones sean documentadas. Documentar las acciones a ser tomadas. Desarrollar un calendario escrito de terminación de los pasos de las acciones. Terminar las acciones tan rápido como sea posible. Comunicar las acciones a todo el personal afectado. 2-6 Revisión de los Requerimientos

22 METODOLOGÍA ACEPTABLE Una o más de las siguientes metodologías son apropiadas para determinar y evaluar los peligros del proceso siendo analizado: Qué pasa si? Lista de verificación. Qué pasa si?/lista de verificación. Estudio de peligro y operatividad del proceso (HAZOP). Análisis de modo de falla y efecto. Análisis de árboles de falla. Una metodología equivalente apropiada. Revisión de los Requerimientos 2-7

23 2-8 Revisión de los Requerimientos

24 CAPÍTULO 3. ELEMENTOS ESENCIALES 3.1. PROCEDIMIENTO PASO A PASO A continuación se mencionan las 14 tareas requeridas por un ASP (Análisis de Seguridad en los Procesos) independientemente del método de ARP (Análisis de Riesgo en el Proceso) seleccionado. La secuencia de estas tareas se muestra en la Figura 3.1. Esta figura también indica donde los requerimientos de información de seguridad de los procesos cabe dentro de las tareas del ARP y cuales documentos son generados como resultado de cada tarea. También se discuten conceptos comunes a la metodología de ARP. Para conducir un ARP efectivo, tanto la administración operativa, como el grupo de estudio de ARP, deben entender sus respectivas responsabilidades. En general las tareas se asignan de acuerdo a la Tabla 3.1. Tabla 3.1. Responsabilidades de cada tarea TAREA RESPONSABILIDAD A-F Administración operativa G, H, I Grupo de ARP J, K Administración operativa y grupo de ARP Elementos Esenciales 3-9

25 Figura 3.1. Estructura de tareas de un Análisis de Riesgo en los Procesos (ARP) 3-10 Elementos Esenciales

26 TAREA A: LISTAR LOS PROCESOS. Identificar procesos con cantidades mayores a los límites de umbral para químicos altamente peligrosos (ver estos límites de umbral en la normatividad vigente). Sea específico acerca de los límites de cada proceso. Asegúrese de que se incluyen, todos los depósitos conectados y equipos, que en caso de problemas pudiera resultar en una emisión de químicos altamente peligrosos, incluyendo localizaciones remotas. TAREA B. ORDENAR LOS PROCESOS POR SU PELIGRO Y HAGA UN CALENDARIO DE LOS ARP. Si una planta química tiene más de un proceso que requiere ARP se debe analizar primero el proceso que sea más peligroso para los trabajadores. La metodología para ordenar los procesos debe considerar (1) la extensión de los peligros del proceso; (2) el número potencial de trabajadores afectados; (3) la edad del proceso; (4) y la historia operativa del proceso. Los siguientes factores se deben de considerar al seleccionar la metodología para ordenar por prioridad: facilidad de aplicación, resultados cualitativos versus semi-cuantitativos (orden de magnitud), horas hombre requeridas y su posibilidad de rastreo. Después de desarrollar esta lista ordenada, se debe establecer un plan para los ARP. TAREA C. SELECCIONAR EL MÉTODO DE ARP PARA CADA PROCESO. De las metodologías aceptadas, se debe seleccionar cual será utilizada para cada proceso. En algunos casos se puede seleccionar una combinación de métodos. TAREA D. ESTIMAR EL TIEMPO REQUERIDO Y DESARROLLAR UN PLAN DE TRABAJO. El tiempo requerido para conducir un ARP depende de muchos factores, incluyendo el método de revisión seleccionado, la experiencia y entrenamiento del grupo de trabajo, la extensión y complejidad del proceso, sus controles e instrumentación y si el proceso es una operación orientada a procedimientos ( batch ) o una operación continua (tal como los de refinación de petróleo). Además, las revisiones y puestas al día de ARP existentes generalmente consumen menos tiempo que un análisis inicial. TAREA E. SELECCIONAR EL PROCESO A SER ANALIZADO. Esta selección debe ser directa, el proceso a ser analizado debe ser el de mayor prioridad de la lista generada de procesos (Tarea B). Si hay excepciones, se deben justificar y documentar cuidadosamente. Por ejemplo, si el proceso con mayor prioridad en la lista, tiene planeados cambios significativos, puede ser razonable analizar el proceso cuando se realicen los cambios propuestos. TAREA F. FORMAR EL GRUPO DE TRABAJO DEL ARP Y ENTRENAR A LOS MIEMBROS. Independientemente del método de análisis de ARP seleccionado, el estudio debe ser realizado, por un grupo de trabajo. Este grupo es un comité ad hoc, formado únicamente para conducir el ARP del proceso asignado. Una vez terminado el análisis, incluyendo la documentación, este grupo se desintegra. El grupo de trabajo, debe tener experiencia en operaciones de proceso e ingeniería y al menos uno debe tener experiencia y conocimiento específico del proceso siendo evaluado. Elementos Esenciales 3-11

27 Si el proceso es de nuevo diseño, los requerimientos de experiencia se pueden satisfacer con una persona de una planta similar o un proceso precursor. Además un miembro del grupo debe tener experiencia en la metodología de análisis de riesgo, siendo utilizada. Todos los miembros del grupo deben estar familiarizados; con los objetivos del ARP, con el método utilizado y sus roles, al efectuar el ARP. Una revisión de 1 ó 2 horas al inicio de la primera reunión, es generalmente suficiente para este propósito. Sin embargo los métodos más demandantes, tales como, el Análisis de Árboles de Falla, requieren mayor entrenamiento y mayor experiencia que métodos menos rigurosos, tales como; Qué pasa si?/lista de Verificación. TAREA G. CALENDARIZAR LOS ARP. Para asegurar una participación completa de todos los miembros del grupo de trabajo. El líder del grupo debe establecer un calendario para las reuniones de trabajo que sea realista, pero condensado en lo posible para tener un análisis concentrado y enfocado. Un calendario típico es de 1 a 3 días por semana, con reuniones de 4 a 6 horas por día, hasta completar el análisis. Si se requiere de personal de sitios remotos o consultores externos, se puede necesitar mayores plazos. Sin embargo, la eficiencia del grupo, tiende a declinar si hay más de tres reuniones de 6 horas a la semana. El líder del grupo debe dedicar tiempo adicional, fuera de las reuniones, para la preparación y documentación de las juntas de trabajo. La preparación tal como; ensamblar la documentación pertinente y decidir cómo debe enfocarse cada reunión, puede tomar de 8 a 12 horas por diagrama de instrumentación (DTI). La documentación toma típicamente otras 8 horas por diagrama de DTI. TAREA H. CONDUCIR EL ARP. Los ARP se deben de realizar una vez que se tenga la información actualizada de la seguridad en los procesos y los miembros del grupo estén debidamente entrenados. El grupo de trabajo debe recorrer el proceso y la planta, previamente al análisis, para tener el proceso fresco en la mente y tener un sentido de la escala y orientación del mismo, las facilidades de su entorno y la localización del personal operativo. Las claves para una ARP exitoso son: una preparación completa, puntualidad, discusiones enfocadas y documentación del análisis, tan pronto como sea posible después de cada reunión de trabajo. TAREA I. REPORTAR LOS RESULTADOS DEL ANÁLISIS. Los reportes del ARP, documentan el enfoque, alcance, peligros identificados, escenarios analizados y recomendaciones de acciones resultantes del ARP. Los reportes deben ser escrutados cuidadosamente, para revisar el cumplimiento de las reglamentaciones pertinentes y las bases consideradas para cada acción recomendada. TAREA J. APROBAR EL REPORTE Y LAS ACCIONES RECOMENDADAS. El grupo de trabajo del ARP debe presentar sus resultados a la administración operativa cuando esté completo un borrador del reporte. La administración puede desear hacer preguntas acerca del análisis o bien tener una reunión de revisión, para mejorar el programa del ARP. El grupo debe entonces finalizar el reporte. La aprobación del reporte final del ARP es un compromiso de la administración operativa para implementar las recomendaciones de acción Elementos Esenciales

28 TAREA K. EFECTUAR LAS ACCIONES RECOMENDADAS. Todas las acciones deben ser dirigidas por la administración operativa y sus resoluciones deben ser documentadas. Las acciones correctivas y los mejoramientos de seguridad aprobados por la administración, deben ser implementados completamente y a tiempo. Para cumplir con los compromisos de tiempo, se asignan responsabilidades y fechas de terminación para las acciones recomendadas y estableciendo un sistema de inspección en la implementación. La administración operativa, debe revisar regularmente todas las acciones correctivas y actividades, tal como cada mes o cada tres meses ELEMENTOS COMUNES DE TODOS LOS ARP Cada ARP requiere las siguientes actividades: Identificar los peligros del proceso. Revisión de incidentes previos. Analizar los controles administrativos y de ingeniería y las consecuencias de las fallas del control. Considerar la localización y distribución de la planta. Enfocar los factores humanos. Evaluar los efectos de incidentes en los trabajadores. Decidir cuales acciones se deben de garantizar IDENTIFICAR LOS PELIGROS DEL PROCESO Un peligro en el proceso es una característica inherente química o física con la energía potencial de dañar al personal, la propiedad o al ambiente. La palabra clave en esta definición es potencial. En un proceso o sistema, los peligros no son siempre obvios. La energía puede ser almacenada en muchas formas diferentes, incluyendo química (reactividad, inflamabilidad, corrosividad, toxicidad), mecánica (cinética, potencial) y térmica. El peligro existe, si un sistema está arriba o debajo de un nivel de energía ambiental, sin importar como esté almacenada la energía. Por ejemplo, para los parámetros del proceso de presión, la condición ambiental es la presión atmosférica. Entre mayor sea la presión del sistema arriba de la presión atmosférica, mayor la energía almacenada y mayor el peligro. Una presión del sistema debajo de la presión atmosférica (por ejemplo un vacío) puede también poseer peligros, tales como el potencial del colapso de un tanque de almacenamiento. La Tabla 3.2 presenta, agrupadas de acuerdo a como se almacena la energía, una lista de peligros comúnmente encontrados en operaciones de proceso. Esta puede ser utilizada, como un punto de arranque para desarrollar una lista de verificación, para identificar peligros en los procesos. Sin embargo, la lista no es exhaustiva. Así, el grupo de trabajo puede tener que aumentarla, al considerar peligros únicos o especiales del proceso analizado. Los siguientes cinco pasos deben ser tomados en cuenta para ayudar en la identificación de los peligros. Elementos Esenciales 3-13

29 1. Listar todos los peligros obvios. La mayoría de los procesos incluyen un número de peligros que son completamente reconocidos, tales como la inflamabilidad del propano y la toxicidad del cloro. 2. Examinar las características peligrosas de cada químico del proceso. Revisar las hojas de seguridad de materiales (MSDS), que tengan información de toxicidad, inflamabilidad y reactividad de químicos del proceso y su incompatibilidad con otros materiales. 3. Examinar todos los parámetros del proceso. Los parámetros, (por ejemplo: presión, temperatura, flujo, tasa, nivel, ph) que son controlados o medidos en un proceso, son buenos indicadores de posibles peligros en el proceso. Los parámetros del proceso se deben examinar para todos los modos de operación, independientemente de los procesos químicos, porque algunos peligros existen, que no involucran a químicos peligrosos. Por ejemplo, si un proceso utiliza vapor a alta presión, existen peligros tanto de la energía térmica, como de la energía presión-volumen, aún y cuando el vapor no es tóxico, ni inflamable y es no reactivo con la mayoría de los materiales. 4. Examinar por incompatibilidades en las interacciones con materiales. Aún si los químicos del proceso son relativamente no peligrosos cuando se consideran independientemente, algunas interacciones potencialmente peligrosas pueden ocurrir cuando los materiales son combinados. Se pueden examinar las interacciones entre químicos del proceso, materiales de contenedores u otros materiales, cuando éstos se ponen en contacto, utilizando una matriz de interacción. Una matriz de muestra se presenta en la Figura Documentar los peligros identificados. El reporte de ARP debe listar los peligros identificados en forma tabular y/o discutir cada peligro en el texto, de preferencia incluir ambos temas. Los peligros nuevos o previamente no identificados, deben recibir una atención y discusión particular ANALIZAR LOS PELIGROS DEL PROCESO AL DESARROLLAR ESCENARIOS DE ACCIDENTE Los componentes de un accidente, involucrando una operación de proceso se muestran en la Figura 3.3. Cada secuencia de fallas y condiciones que lleva a un accidente es un escenario único. Cada escenario de accidente principia con un evento o causa iniciadora, que puede ser una falla mecánica, error de operación, evento externo, u otra condición, que causa que una operación normal sea interrumpida o cambiada. Los eventos iniciadores, pueden llevar a desviaciones del proceso. Por ejemplo, una falla en la bomba de agua de enfriamiento (evento iniciador) puede resultar en la pérdida de enfriamiento de un proceso involucrando una reacción exotérmica. Una desviación ocurre, cuando la temperatura del proceso excede el límite superior de la temperatura de operación normal para una etapa de la reacción. Si la desviación sigue sin corregirse, la pérdida de control, puede llevar a un evento de accidente, tal como la explosión y rotura del depósito. Varios sistemas de protección, tales como alarmas, interconexiones y sistemas de alivio de emergencia, pueden ser utilizados para prevenir que ocurra el accidente REVISIÓN DE INCIDENTES PREVIOS Todo ARP debe incluir cualquier incidente previo que tuvo el potencial de consecuencias catastróficas en el lugar de trabajo. Un incidente es un evento no planeado que pudo o podría resultar en lesiones y/o pérdidas. Por ejemplo, un incidente pudiera involucrar una fuga de gas inflamable que no se incendió. Un accidente, es un evento no planeado, en donde hay lesiones al personal, daño a la 3-14 Elementos Esenciales

30 propiedad o al ambiente y pérdidas por la interrupción del negocio, tal como en un incendio de una fuga de gas inflamable, resultando en quemaduras y daños por fuego. Los accidentes e incidentes previos en el proceso en estudio, deben ser revisados como parte del ARP. La importancia de revisar los incidentes y accidentes previos, se describe en la anatomía de un accidente mostrada en la Figura 3.3. Los incidentes pueden indicar, lo que hubiera ocurrido si los sistemas de protección, que no son completamente confiables, hubieran fallado. Una revisión completa de los incidentes, puede indicar las causas raíz de los eventos iniciadores y fallas de los sistemas de protección y así sugerir líneas de acción para mejorar los sistemas de administración de la seguridad. Los registros de incidentes, también ayudan a identificar la probabilidad de las fallas y errores de operación ANALIZAR LOS CONTROLES Y SUS FALLAS La seguridad en los procesos, consiste en la eliminación exitosa y/o el control de los peligros del proceso, durante la vida de éste. Los controles administrativos y de ingeniería, deben mantener los parámetros del proceso, dentro de los límites de operación y prevenir desviaciones en la integridad del sistema. Un ARP se enfoca en los controles administrativos y de ingeniería, aplicables a los peligros del proceso, incluyendo la interrelación de estos controles, identificando y documentando, los niveles de seguridad del proceso. Por ejemplo, los niveles de seguridad, para prevenir de que una desviación produzca un accidente, se deben documentar en la columna de protección o salvaguarda en un estudio de ARP. Como ejemplos de controles administrativos o de ingeniería tenemos: la aplicación apropiada de sistemas de detección que den a tiempo un aviso de emisiones peligrosas. Para procesos que manejan materiales tóxicos, los sistemas de detección, son generalmente sistemas de mitigación, que reducen la severidad de las consecuencias, después de que ocurre un accidente. La mayoría de los métodos de ARP estudian los sistemas de protección, pero no explícitamente estudian los sistemas de mitigación. Para realizar un ARP completo, es necesario incluir en el reporte de ARP, un análisis de los sistemas de mitigación, que se tienen para reducir la severidad de las consecuencias de accidentes. Elementos Esenciales 3-15

31 Tabla 3.2. Peligros en procesos FORMA DE ENERGÍA Energía Química PELIGROS ASOCIADOS Habilidad de autopolimerizar Sensibilidad a golpes Inestabilidad térmica Habilidad de descomposición del producto Piroforicidad Inflamabilidad Combustibilidad Habilidad de peroxidar Reactividad con el agua EVENTOS TÍPICOS DE ACCIDENTE Polimerización descontrolada Detonación de un explosivo líquido o sólido o de una mezcla explosiva Explosión térmica después a una reacción descontrolada o autocalentamiento Reacción descontrolada (por ejemplo óxido de etileno) Fuego al contacto con la atmósfera Rotura de un depósito con ignición de vapores contenidos con el aire Explosión de nubes de vapor Llamarada Fuego de derrame Fuego de material Explosión de polvos Ignición de aerosol y fuego rápido Llamarada de vapores de combustible líquido o sólido calentado Contacto con oxígeno por un tiempo excedido, descomposición energética del peróxido Emisión de material reactivo con el agua y reacción energética con el agua o humedad 3-16 Elementos Esenciales

32 Tabla 3.2. Peligros en procesos (continuación) FORMA DE ENERGÍA Energía Química Energía Térmica Energía Volumen- Presión Energía Potencial (Posición) PELIGROS ASOCIADOS Habilidad de oxidar o reducir Acidez o causticidad Toxicidad Otra reactividad incrementada Reactividad química reducida (material inerte) Temperatura elevada Temperatura reducida Volumen de fluido comprimido mantenido a presión elevada Material licuado almacenado bajo presión Volumen de fluido comprimido mantenido en vacío Elevación del material del proceso arriba de un nivel de referencia EVENTOS TÍPICOS DE ACCIDENTE Contacto de oxidante con material orgánico, fuego de material Reacción redox descontrolada Emisión de gases ácidos (por ejemplo HCl anhídrido) Derrame de sólido o líquido corrosivo Reacción descontrolada ácido/base Emisión de vapores tóxicos Derrame de sólido o líquido tóxico Mezclado inadvertido o contacto con materiales incompatibles; calor, presión o generación de gases tóxicos Entrada de personal a espacios confinados con niveles de oxígeno reducidos Emisión de material caliente Contacto con superficie caliente Explosión de vapor o equivalente Rotura de contenedor de expansión térmica o fluido obstruido Emisión de material criogénico Fractura de contenedor al hacerse quebradizo Rotura de tanque o depósito Transición rápida de fase (BLEVE o explosión por expansión de vapor de líquido hirviendo) Colapso de tanque o depósito Pérdida de estabilidad de tambores encimados Movimiento de pilas de almacenamiento granular Oleadas de fluido de contenedores en falla Caída de material de sobrellenado o derrames Elementos Esenciales 3-17

33 Tabla 3.2. Peligros en procesos (continuación) FORMA DE ENERGÍA Energía Cinética (Transferencia de materia) Electro- Magnética Energía Eléctrica PELIGROS ASOCIADOS Movimiento de material de proceso Niveles de radiación electromagnética elevada Voltaje elevado EVENTOS TÍPICOS DE ACCIDENTE Sobrepresión o sobre temperatura por bombeo cegado en un extremo Golpeteo por el material del proceso Daño por martilleo de agua Radiación sin protección de láser o microondas asociadas al proceso Choque eléctrico en procesos utilizando electricidad, tales como electrólisis de salmuera 3-18 Elementos Esenciales