ANÁLISIS DEL RIESGO INDIVIDUAL: CASO DE EXPLOSIÓN DE UN DUCTO DE GAS NATURAL

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO ADOLFO LÓPEZ MATEOS SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN PROGRAMA DE POSGRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA DE SISTEMAS ANÁLISIS DEL RIESGO INDIVIDUAL: CASO DE EXPLOSIÓN DE UN DUCTO DE GAS NATURAL T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERÍA DE SISTEMAS P R E S E N T A ING. GALDINO CARDENAL SANTOS REYES DIRECTOR DE TESIS DR. JAIME REYNALDO SANTOS REYES 2010

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4 Agradecimientos Finalizada esta Tesis, deseo manifestar mi más sincero agradecimiento a todas aquellas personas que, de una u otra forma, han colaborado en su elaboración. En primer lugar, quiero expresar mi eterna gratitud al Dr. Jaime R Santos Reyes, director de esta Tesis. Por su constante voluntad y exigencia y porque no sólo ha sabido orientar y dirigir esta investigación sino que, a menudo, se ha convertido en compañero de trabajo discutiendo algunas cuestiones polémicas y trabajando incansablemente hasta lograr el resultado deseado. Un lugar destacado en este apartado de agradecimientos lo ocupa mi familia, en especial mis padres Telésforo y María así como de todos mis hermanos, que me han ayudado en mis continuos naufragios, demostrando una paciencia digna de admiración. Gracias por soportarme. No podría olvidarme del Dr. Daniel Santos Reyes, al que debo agradecer tanto la ayuda que me ha prestado facilitándome datos e ideas, como el ánimo recibido durante todo este tiempo. Por último, un reconocimiento especial a Jaime, Daniel, Blanca y a Rosa Mara, por su incansable labor de apoyo y estímulo que de ellos siempre he recibido. A Cecilia mi esposa, por soportar mis malos momentos, por animarme, por los buenos consejos, por sacar lo mejor de mí, por tantas cosas a las que las palabras nunca harían justicia. Gracias, mi pequeña.

5 Contenido Página Resumen... (iii) Abstract... (iv) Objetivos...(v) Presentación de la Tesis... (vi) Índice de Figuras y Tablas... (vii) Glosario de Términos y Figuras... (ix) Abreviaturas... (xiv) Capítulo Uno: Antecedentes y Justificación La industria del petróleo y gas y su contexto Reservas mundiales de petróleo Reservas mundiales de gas natural La industria del petróleo y gas natural nacional PEMEX Crudo Gas Estadísticas de accidentes en la industria del gas Algunas estadísticas de accidentes a nivel mundial Algunas estadísticas de accidentes a nivel nacional Justificación del proyecto de tesis Conclusiones del capítulo Capítulo Dos: Marco Teórico Marco teórico Ciencia de sistemas Clases de sistemas Sistemas naturales Sistemas físicos diseñados Sistemas abstractos diseñados Sistemas de actividad humana Recursividad Metodologías de sistemas "suaves" y "duros" Metodologías de sistemas "duros" La MARI en relación al espectro de sistemas "suaves" y "duros" Teoría de análisis de riesgos Tolerabilidad del riesgo Riesgo y peligro Prevención y protección Árbol de fallas y eventos Explosiones e incendios en la Industria del Gas y del Petróleo Explosión Explosiones de nube de gas o vapor Deflagración de nubes Estallido de ductos o recipientes Incendios Definición matemática de la dosis de radiación térmica (DRT) Quemaduras de primer grado Quemaduras de segundo grado...30

6 2.5.3 Quemaduras de tercer grado Conclusiones del capítulo Capítulo Tres: Descripción de la MARI Metodología MARI Identificación de peligros Análisis de frecuencias Análisis de consecuencias Estimación del riesgo individual Eliminación o reducción del riesgo Entrada al proceso de toma de decisiones Conclusiones del capítulo Capítulo Cuatro: Análisis del RI para el Caso de Estudio Descripción del caso de estudio Aplicación de la MARI al caso de estudio Identificación de peligros Análisis de frecuencias Análisis de consecuencias Estimación del riesgo individual Conclusiones del capítulo Capítulo Cinco: Discusión, Conclusiones y Futuro Trabajo Discusión Conclusión Conclusiones acerca de los objetivos planteados Conclusiones acerca de la MARI Futuro trabajo Mejoramiento de la MARI Investigación de los pasos 6 y 7 de la MARI Referencias Anexos Anexo-A Marco Jurídico Relativo al GN Anexo-B Definición y Clasificación de Reservas Anexo-C Hojas de datos de Seguridad para Sustancias Químicas - Gas Natural Anexo-D Modelos matemáticos del cálculo de la intensidad y de la DRT Anexo-E Producto del Proyecto de Investigación ii

7 Resumen En México, el Estado a través de la industria paraestatal Petróleos Mexicanos (PEMEX), realiza las actividades estratégicas de exploración, explotación, y refinación, del petróleo crudo, la elaboración de productos petrolíferos y derivados, el procesamiento del gas natural y los petroquímicos, así como el transporte, almacenamiento y comercialización de los mismos. Refiriéndonos específicamente a la cadena de valor del Gas Natural (Producción, Procesamiento, Transporte y Distribución), las corrientes de gas natural provenientes de los campos de producción, son tratadas en las unidades de separación y de remoción de gases ácidos para eliminar CO 2, H 2 S y partículas suspendidas. Una vez tratadas las corrientes de gas natural, éstas son enviadas a las plantas de procesamiento para separar los líquidos del gas (etano, gas licuado de petróleo, gasolinas naturales, y condensado) y para preparar el gas natural seco. La mayor parte de la producción del gas seco, es transportada por tuberías de alta presión y gran diámetro desde los campos de producción, plantas de procesamiento, e instalaciones de almacenamiento hasta las estaciones de compuerta, y por tuberías de baja presión y diámetro pequeño para su distribución en ciudades y pueblos. La infraestructura involucrada en el sistema de transmisión del gas natural seco incluye tubería enterrada, varias instalaciones de apoyo en tierra como son las estaciones de medición, instalaciones para mantenimiento, y estaciones de compresión ubicadas a lo largo de la ruta de la tubería. Por otro lado existe un alto riesgo de explosión e incendio en este tipo de sistemas si no se tiene una gestión adecuada de dichos riesgos. Por ejemplo, en los últimos años un número de incidentes y accidentes han ocurrido en el sistema de ductos ocasionando fatalidades e impactos negativos al medio ambiente. (Donde, el 22 de abril de 1992 ocurrieron explosiones debido a la presencia de gasolina en la red de alcantarillado en Guadalajara; el accidente causó la muerte de 190 personas, 1,470 lesionados y cuantiosos daños materiales). Recientemente, el 8 de julio del 2005 hubo una fuga en gasoducto de 48 de diámetro en Dos Bocas, Tabasco con graves consecuencias, tales como: cinco personas muertas, diez lesionados con quemaduras de gravedad, 20 vehículos calcinados (12 de PEMEX, camión de contra incendio y 7 de protección civil y particulares), entre muchos otros. Este trabajo de tesis presenta los resultados de un análisis de riesgo individual para el caso de una explosión de un ducto de alta presión que conduce gas natural. Finalmente, se presentan una serie de consideraciones finales que se deben de tener para mitigar el impacto de dichos eventos y así evitar fatalidades tanto del trabajador como el público en general. iii

8 Abstract In Mexico, PEMEX carries out the activities related to the explorations, production, and refinement of the oil and gas. Moreover, it processes the natural gas as well as all the activities involved in the transportation, storage and marketing. In relation to the natural gas industry (i.e. productions, processing, Transport and distribution), the gas coming from the oil/gas production fields are possessed so that CO 2, H 2 S and other substances are removed. Once the separation process has been achieved, the remaining gas is sent to another separation facility in order to remove other substances from the mixture (e.g. ethane, liquefied petroleum gas, natural gasoline and condensate) and to obtain dry natural gas. Usually, the dry gas is being transported by high pressure pipelines from the production fields, processing facilities, to the storage facilities. On the other hand, the low pressure pipelines with smaller diameter are used to distribute gas to cities. Overall, the gas transport facilities include underground pipelines, meter stations, maintenance, and pumping stations through out the route of the pipelines. However, there is a high risk of fire and explosion in this industry, if there is not an adequate management of risks. A number of accidents related to gas pipelines have occurred in recent years causing fatalities and negative impacts to the environment. For instance, on 22 April 1992, a series of explosions occurred in Guadalajara; it is believed that 190 people were killed, and 1,470 injured. More recently, on the 8 July 2005, there was a gas leak from a gas pipeline (48 ) in Dos, Bocas, Tabasco with devastating consequences such as: 5 fatalities, 10 people were injured with severe burnings, 20 vehicles were burnt due to the fires, etc. This research Project presents the results of the individual risk assessment to the case o fan explosion of a natural gas pipeline. Some conclusions are presented and some considerations are given in order to prevent fatalities of both workers and public. iv

9 Objetivos Objetivos Generales Llevar a cabo un análisis de riesgo individual (RI) para el caso de una explosión de un ducto que conduce gas natural. Objetivos específicos 1. Llevar a cabo una revisión y análisis crítico de toda la información relacionada con: {a}estadísticas de incidentes/accidentes de gasoductos que transportan gas natural (GN) a nivel internacional y nacional; {b} Teoría del análisis de riesgos. 2. Formular una metodología para el análisis de riesgo individual (RI) 3. Llevar a cabo el análisis de riesgo individual para el caso de estudio. 4. Documentar los resultados del proyecto de investigación. v

10 Presentación de la Tesis En la presente tesis para cumplir con los objetivos mencionados en la sección anterior se llevaron a cabo las siguientes etapas: Etapa 1: Revisión bibliográfica El objetivo primordial de esta etapa es la recopilación y análisis de la información relacionada con: {a} la industria del petróleo y gas a nivel internacional y nacional; {b} estadísticas de incidentes y accidentes en ductos a nivel internacional y nacional; {c} información relacionada con el caso de estudio; {d} teoría de análisis de riesgos; y {e} entre otros. Lo anterior ayudó a justificar y establecer el marco teórico del presente trabajo de tesis. En los Capítulos 1, 2, 3 y Anexos-A, B, C, D y E se presentan la información anterior en el contexto de la tesis. Etapa 2: Análisis del riesgo individual para el caso de estudio El objetivo de esta etapa es llevar a cabo el análisis de riesgo individual para el caso de estudio. El Capítulo 4 presenta los resultados del análisis. Finalmente, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones de la tesis y futuro trabajo. El Anexo-E presenta un producto de investigación de este proyecto de tesis. vi

11 Índice de Figuras y Tablas Índice de Figuras Fig. 1.1 Reservas mundiales de petróleo (SRWE, 2008)... 1 Fig. 1.2 Reservas de petróleo probadas (SRWE, 2008)... 2 Fig. 1.3 % distribución de reservas probadas (SRWE, 2008)... 3 Fig. 1.4 Producción por regiones (SRWE, 2008)... 3 Fig. 1.5 Reservas de gas probadas (SRWE, 2008)... 4 Fig. 1.6 % distribución de reservas probadas (SRWE, 2008)... 4 Fig. 1.7 Producción de gas por regiones (SRWE, 2008)... 5 Fig. 1.8 Producción de crudo miles de barriles diarios (PEMEX, 2008)... 6 Fig. 1.9 Producción de gas natural (PEMEX, 2008)... 7 Fig Producción de gas natural (PEMEX, 2006)... 7 Fig Accidentes en ductos (Bolt, 2006)... 8 Fig No. de Fatalidades (Bolt, 2006)...9 Fig Personas lesionadas causadas por accidentes en ductos (Bolt, 2006)... 9 Fig Incidentes de ductos en Europa de (EGIG, 2008) Fig Fatalidades-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) Fig Intoxicados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) Fig Lesionados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) Fig Evacuados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) Fig Índice de frecuencia PEMEX (PEMEX, 2008) Fig. 2.1 Modelo del Capítulo Dos Fig. 2.2 Clases de Sistemas (Adaptado de Checkland, 1995) Fig. 2.3 Recursividad Sistema Industria Gas Natural Fig. 2.4 Recursividad Subsistema Transporte Fig. 2.5 Recursividad Sistema Transporte Terrestre Fig. 2.6 Recursividad Sistema de interés Gasoducto-Alta Presión Fig. 2.7 Espectro de metodologías de sistemas suaves y duros Fig. 2.8 MARI en el contexto de metodologías suaves y duros Fig. 2.9 Tolerancia del riesgo Fig Representación esquemática de un evento crucial Fig Prevención y protección en relación a un evento crucial Fig Reacción química del fuego Fig. 3.1 Metodología para el análisis del riesgo individual (MARI) Fig. 3.2 Máximo Riesgo Aceptable (adaptado de Santos-Reyes & Beard, 2005) Fig. 4.1 Escenario de evento: explosión de ducto de 20 de Gas natural Fig. 4.2 Metodología de análisis de riesgo individual Fig. 4.3 Árbol de fallas em La fuga de gas natural Fig. 4.4 Árbol de eventos de fuga de gas natural Fig. 4.5 Gráfica del riesgo individual-empleados de oficina Fig. 4.6 Gráfica del riesgo individual-operadores de válvula de seccionamiento Fig. 4.7 Gráfica del riesgo individual-residentes de viviendas Fig. 5.1 MRA y criterio de RI para el caso de Holanda (adaptado de Santos-Reyes & Beard, 2005) Fig. 5.2 RI para el caso de los trabajadores de oficina Fig. 5.3 RI para el caso de los operadores de la válvula de seccionamiento Fig. 5.4 RI para los residentes Fig. 5.5 MARI-Etapas 6 y vii

12 Índice de Tablas Tabla 2.1 Distribución de incendios y explosiones en industrias que utilizan o procesan Hidrocarburos (Garrison, 1988) Tabla 2.2 Incendios y explosiones en la industria del proceso Tabla 3.1 Propiedades físicas de las sustancias relevantes al proyecto de tesis Tabla 3.2 Criterios de evaluación del efecto del fuego en seres humanos Tabla 3.3 Valores de la intensidad de la radiación Tabla 3.4 Descripción de estabilidad de clase de Pasquill Tabla 3.5 Características de las clases de estabilidad de Pasquill, considerando la velocidad Del viento Tabla 3.6 probabilidad de ignición por tipo de fuga en el ducto Tabla 3.7 Probabilidad de ignición por tipo de ruptura en el ducto Tabla 3.8 Ejemplos de criterios de aceptabilidad del riesgo (Santos-Reyes & Beard, 2005) Tabla 4.1 Algunas características de la instalación Tabla 4.2 Identificación de peligros para el caso de estudio Tabla 4.3 Probabilidades de categoría consideradas para el caso de estudio Tabla 4.4 Frecuencia de categoría consideradas para el caso de estudio Tabla 4.5 Escala de probabilidad considerada para el caso de estudio Tabla 4.6 Grupos de población de interés (ver Fig. 4.2) Tabla 4.7 Estimación de la frecuencia de los resultados de los eventos para el caso de estudio Tabla 4.8 Estimación de las consecuencias de los eventos para el caso de estudio Tabla 4.9 Impacto en los grupos de interés mostrados en la Tabla 4.5 para el caso de estudio Tabla 4.10 Resultados del RI para el caso de estudio viii

13 Glosario de Términos y Definiciones Accidente. Cualquier evento anormal que involucre a fuentes de radiación. Auto tanque: Transporte utilizado y acondicionado para transportar productos petrolíferos o petroquímicos. Es el medio de transporte más flexible con que se cuenta, ya que su velocidad de respuesta a la presentación de requerimientos es la mayor, y prácticamente no requiere de infraestructura previa para su utilización. Por otra parte, es el de mayor costo unitario. Barril de petróleo crudo equivalente (bpce). Es el volumen de gas (u otros energéticos) expresado en barriles de petróleo crudo y que equivalen a la misma cantidad de energía (equivalencia energética) obtenida del crudo. Este término es utilizado frecuentemente para comparar el gas natural en unidades de volumen de petróleo crudo para proveer una medida común para diferentes calidades energéticas de gas. Barriles diarios (bd): En producción, el número de barriles de hidrocarburos producidos en un periodo de 24 horas. Normalmente es una cifra promedio de un periodo de tiempo más grande. Se calcula dividiendo el número de barriles durante el año entre 365 o 366 días, según sea el caso. Batería de separación: Una serie de plantas o equipos de producción trabajando como una unidad. Se emplea para separar los componentes líquidos de los gaseosos en un sistema de recolección. Los separadores pueden ser verticales, horizontales y esféricos. La separación se lleva a cabo principalmente por acción de la gravedad, esto es, los líquidos más pesados caen al fondo y el gas se eleva. BTU: Unidad Térmica Británica. La cantidad de calor que se requiere para incrementar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua pura bajo condiciones normales de presión y temperatura. Butanos: Hidrocarburos de la familia de los alcanos formados por cuatro átomos de carbono y diez de hidrógeno y que se producen principalmente en asociación con el proceso del gas natural y ciertas operaciones de refinería como la descomposición y la reformación catalítica. El término butano abarca dos isómeros estructurales, el N-butano y el isobutano. Mezclado con propano, da lugar al gas licuado del petróleo. Combustión: Reacción química rápida entre sustancias combustibles y un comburente, generalmente oxígeno que usualmente es acompañada por calor y luz en forma de flama. El proceso de combustión es comúnmente iniciado por factores como calor, luz o chispas, que permiten que los materiales combustibles alcancen la temperatura de ignición específica correspondiente. Complejo: Término utilizado en la industria petrolera para referirse a la serie de campos o plantas que comparten instalaciones superficiales comunes. ix

14 Consumo energético: Consumo de producto tales como gasolinas, gas natural, diesel, gas licuado, electricidad, combustóleo, querosenos, etc. que tienen como fin generar calor o energía, para uso en transporte, industrial o doméstico. Distribución: Conjunto de actividades destinadas primordialmente al transporte de hidrocarburos y sus derivados, hacia distintos lugares, ya sea de proceso, almacenamiento o venta, a través de ductos, barcos, auto tanques o carro tanques. Ducto. Tuberías conectadas, generalmente enterradas o colocadas en el lecho marino, que se emplean para transportar petróleo crudo, gas natural, productos petrolíferos o petroquímicos utilizando como fuerza motriz elementos mecánicos, aire a presión, vacío o gravedad; exteriormente se protegen contra la corrosión con alquitrán de hulla, fibra de vidrio y felpa de asbesto, variando su espesor entre 2 y 48 pulgadas de diámetro según su uso y clase de terreno que atraviesen. Es el medio de transporte que ofrece máxima economía de operación y máxima vida útil, pero es también el que requiere el máximo de inversión y presenta el mínimo de flexibilidad. Endulzadora: Planta en la que se separan los gases ácidos del gas natural amargo o de condensados. Estación de compresión: Estación localizada cada 60 km. u 80 km. a lo largo de un gasoducto y su operación consiste en recomprimir el gas para mantener su presión y flujos especificados. Evento crucial. Es un evento el cual puede conducir a un daño. Factor peligroso. Es un factor dentro de un sistema peligroso. Fluido: Sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendiente a alterar su forma, con lo que se desplaza y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases. Gas amargo: Gas natural que contiene hidrocarburos, ácido sulfhídrico y dióxido de carbono (estos últimos en concentraciones mayores a 50 ppm). Gas asociado: Es el gas natural que se encuentra en contacto y/o disuelto en el petróleo crudo del yacimiento. Este puede ser clasificado como gas de casquete (libre) o gas en solución (disuelto). Gas de formación: Innato al estrato, asociado o no asociado. Gas que proviene de los yacimientos. Gas dulce: Es el gas natural que contiene hidrocarburos y bajas cantidades de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono. Gas húmedo: Es el gas natural que contiene más de 3 gal/mpc de hidrocarburos líquidos. Gas natural: Es una mezcla de hidrocarburos parafínicos ligeros, con el metano como su principal constituyente con pequeñas cantidades de etano y propano; con proporciones variables de gases no orgánicos, nitrógeno, dióxido de carbono y ácido sulfhídrico. El gas natural puede encontrarse asociado con el petróleo crudo o x

15 encontrarse independientemente en pozos de gas no asociado o gas seco. Para su utilización debe cubrir ciertas especificaciones de calidad como: contenido de licuables 0.1 l/m3 máximo; humedad máxima de 6.9 lb/mmpc; poder calorífico mínimo de 1184 Btu/pc; azufre total 200 ppm máximo; contenido máximo de CO2 + N2 de 3% en volumen. Es utilizado para uso doméstico en industrias y generación de electricidad. Gas no asociado: Gas natural que se encuentra en reservas que no contienen petróleo crudo. Gas residual: Gas obtenido como subproducto durante el proceso de desintegración (cracking) y está compuesto principalmente por metano. Gas seco: Gas natural libre de hidrocarburos condensables (básicamente metano). Gasoducto: Sistema de tuberías para transportar y distribuir el gas natural. Hidrocarburos: Grupo de compuestos orgánicos que contienen principalmente carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las substancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos más simples son gaseosos a la temperatura ambiente, a medida que aumenta su peso molecular se vuelven líquidos y finalmente sólidos, sus tres estados físicos están representados por el gas natural, el petróleo crudo y el asfalto. Los hidrocarburos pueden ser de cadena abierta (alifáticos) y enlaces simples los cuales forman el grupo de los (alcanos y parafinas) como el propano, butano o el hexano. En caso de tener cadena abierta y enlaces dobles forman el grupo de los alquenos u olefinas como el etileno o el propileno. Los alquinos contienen enlaces triples y son muy reactivos, por ejemplo el acetileno. Tanto los alquenos como los alquinos, ambos compuestos insaturados, son producidos principalmente en las refinerías en especial en el proceso de desintegración (cracking). Los compuestos de cadena cerrada o cíclica pueden ser tanto saturados (ciclo alcanos) como el ciclohexano o insaturados. El grupo más importante de hidrocarburos cíclicos insaturados es el de los aromáticos, que tienen como base un anillo de 6 carbonos y tres enlaces dobles. Entre los compuestos aromáticos más representativos se encuentran el benceno, el tolueno, el antroceno y el naftaleno. Mercaptanos: Hidrocarburos fuertemente olorosos que contienen en su cadena azufre. Se encuentran frecuentemente tanto en el gas como en el crudo. En algunas ocasiones se adicionan al gas natural y al gas licuado para agregarle olor por razones de seguridad. Metano (CH4): Es un hidrocarburo parafínico gaseoso, inflamable. Es el principal constituyente del gas natural y es usado como combustible y materia prima para la producción de amoniaco y metanol. Oleoducto: Ducto usado para el transporte de crudo. Petróleo: El petróleo es una mezcla que, se presenta en la naturaleza compuesta predominantemente de hidrocarburos en fase sólida, líquida o gaseosa; denominando al estado sólido betún natural, al líquido petróleo crudo y al gaseoso gas natural, esto a condiciones atmosféricas. Existen dos teorías sobre el origen del petróleo: la inorgánica, que explica la formación del petróleo como resultado de reacciones geoquímicas entre xi

16 el agua y el dióxido de carbono y varias substancias inorgánicas, tales como carburos y carbonatos de los metales y, la orgánica que asume que el petróleo es producto de una descomposición de los organismos vegetales y animales que existieron dentro de ciertos periodos de tiempo geológico. PGPB: Siglas con las que se conoce al organismo PEMEX Gas y Petroquímica Básica, el cual forma parte del Grupo PEMEX. Su objetivo principal es procesar gas natural y líquidos del gas natural, transportar, distribuir y comercializar gas natural y gas licuado en el territorio nacional, y producir y comercializar petroquímicos básicos para la industria petroquímica. Poliducto: Ducto usado para el transporte de productos petrolíferos y petroquímicos. PPQ: Siglas con las que se conoce al Organismo PEMEX Petroquímica, el cual forma parte del Grupo PEMEX. Su objetivo principal es elaborar y comercializar diversos productos petroquímicos que sirven de base para la industria manufacturera y química. PR: Siglas con las que se conoce al organismo PEMEX Refinación, el cual forma parte del Grupo PEMEX. Su objetivo principal es transformar el petróleo crudo en productos petrolíferos que cumplan con las mas estrictas normas ecológicas y satisfacer la creciente demanda interna a través de su compleja red de distribución. Peligro. Se refiere al potencial del daño dentro de un sistema. Prevención. Todas aquellas medidas preventivas que reducen la probabilidad de la ocurrencia de un evento crucial. Protección. Todas aquellas medidas concernientes a la minimización de las consecuencias después de la ocurrencia de un evento crucial. Proceso: El conjunto de actividades físicas o químicas relativas a la producción, obtención, acondicionamiento, envasado, manejo y embalado de productos intermedios o finales. Reservas: Es la porción factible de recuperar del volumen total de hidrocarburos existentes en las rocas del subsuelo. Reserva original: Es el volumen de hidrocarburos a condiciones atmosféricas, que se espera recuperar económicamente con los métodos y sistemas de explotación aplicables a una fecha específica. También se puede decir que es la fracción del recurso que podrá obtenerse al final de la explotación del yacimiento. Reservas posibles: Es la cantidad de hidrocarburos estimada a una fecha específica en trampas no perforadas, definidas por métodos geológicos y geofísicos, localizadas en áreas alejadas de las productoras, pero dentro de la misma provincia geológica productora, con posibilidades de obtener técnica y económicamente producción de hidrocarburos, al mismo nivel estratigráfico en donde existan reservas probadas. Reservas probables: Es la cantidad de hidrocarburos estimada a una fecha específica, en trampas perforadas y no perforadas, definidas por métodos geológicos y geofísicos, localizadas en áreas adyacentes a yacimientos xii

17 productores en donde se considera que existen probabilidades de obtener técnica y económicamente producción de hidrocarburos, al mismo nivel estratigráfico donde existan reservas probadas. Reservas probadas: Es el volumen de hidrocarburos medido a condiciones atmosféricas, que se puede producir económicamente con los métodos y sistemas de explotación aplicables en el momento de la evaluación, tanto primaria como secundaria. Reserva remanente: Es el volumen de hidrocarburos medido a condiciones atmosféricas, que queda por producirse económicamente de un yacimiento a determinada fecha, con las técnicas de explotación aplicables. En otra forma, es la diferencia entre la reserva original y la producción acumulada de hidrocarburos en una fecha específica. Revestimiento: Nombre que reciben los diferentes tramos de tubería que se cementan dentro del pozo. Estas tuberías de revestimiento varían su diámetro y número de acuerdo a las diferentes áreas perforadas, las profundidades y las características productoras del pozo. Generalmente se revisten tres tuberías en un pozo; a la de mayor diámetro se le llama tubería superficial y de control, a la siguiente intermedia y a la de menor diámetro y mayor profundidad, tubería de explotación. Riesgo. Puede ser definido como la probabilidad de un tipo particular de daño, por ejemplo, una fatalidad como resultado de un evento crucial. Sistema peligroso. Es un sistema el cual tiene la potencialidad de conducir a un evento crucial. Temperatura de auto ignición (combustión espontánea): La temperatura mínima a la cual los vapores del derivado del petróleo mezclados con aire se inflaman sin fuente externa alguna de ignición. El trabajo de los motores Diesel de combustión interna se basa precisamente en esta propiedad de los derivados del petróleo. La temperatura de auto ignición es varios centenares de grados superior a la de inflamación. Temperatura de ignición: La temperatura mínima a la cual los vapores del producto analizado, al introducir una fuente externa de inflamación, forma una llama estable que no se extingue. La temperatura de ignición siempre es más alta que la de inflamación y con frecuencia la diferencia es de varias decenas de grados. Terminal de Almacenamiento y Distribución: Conjunto de instalaciones destinadas al recibo, almacenamiento, entrega y distribución de productos derivados del petróleo, que generalmente abastece a su zona, sin embargo, también puede apoyar a abastecer otras zonas, dependiendo del tamaño de la instalación. Existen varias terminales localizadas a lo largo del país y éstas pueden ser marítimas o terrestres. Las TAD se localizan en puntos estratégicamente seleccionados, por razones de demanda, configuración geográfica y vías de comunicación. xiii

18 Abreviaturas MMB Miles de Millones de Barriles PEMEX Petróleos Mexicanos MPCD Miles de Pies Cúbicos Diarios GN Gas Natural LPG Gas Líquido de Petróleo MARI Metodología de Análisis de Riesgo Individual RAE Real Academia Española PGPB PEMEX gas y Petroquímica básica D Dosis (kw/m 2 ) 4/3 s I Intensidad de Radiación (kw/m 2 ) t Tiempo de exposición (s) D I D II D III P RI Dosis de Radiación por quemaduras de primer grado (kw/m 2 ) 4/3 s Dosis de Radiación por quemaduras de segundo grado (kw/m 2 ) 4/3 s Dosis de Radiación por quemaduras de tercer grado (kw/m 2 ) 4/3 s Función PROBIT Riesgo Individual (Fatalidades/año) Jet Fire Dardo de Fuego (kw/m 2 ) Pool Fire Alberca de Fuego (kw/m 2 ) Flash Fire Incendio Flash (LFL) Fire Ball Bola de fuego (tdu) VCE Explosión de nube de vapor (Unidades de presión, kpa, Bar) RTIR Región totalmente inaceptable del riesgo MRA Máximo riesgo aceptable RAR Región aceptable del riesgo LFL Límite inferior de flamabilidad BP British Petroleum SSM Metodología de Sistemas Suaves NFPA National Fire Protection Assotiation xiv

19 Capítulo Uno Antecedentes y Justificación En resumen, este capítulo presenta la justificación de la necesidad de estimar el riesgo individual de trabajadores que en la industria del petróleo y gas natural, que es el tema de este proyecto de tesis. El capítulo comienza con una descripción del contexto de la industria del petróleo y gas a nivel nacional e internacional y se presenta en la sección 1.1. La sección 1.2 contiene una breve descripción de la industria del petróleo y gas a nivel nacional. En la sección 1.3 se describen algunas estadísticas de incidentes/accidentes ocurridos en la industria del gas a nivel nacional e internacional. La justificación del tema de investigación se expone en la sección 1.4. Finalmente, conclusiones del capítulo se presentan en la sección La industria del Petróleo y Gas y su contexto El petróleo y gas son las fuentes de energía más importantes del mundo moderno. El gas y petróleo proporcionan fuerza, calor y luz; del petróleo, por ejemplo, se fabrica una gran variedad de productos químicos. Éstos minerales son recursos no renovables que aportan el mayor porcentaje del total de la energía que se consume en todo el mundo. Fig. 1.1 Reservas mundiales de petróleo (SRWE, 2008) 1

20 Por otro lado, la alta dependencia que el mundo tiene del petróleo, la inestabilidad que caracteriza al mercado internacional y las fluctuaciones de los precios de este producto, han llevado a que se investiguen energías alternativas, aunque hasta ahora no se ha logrado una opción que realmente lo sustituya. El petróleo y su gama casi infinita de productos derivados le convierten en uno de los factores más importantes del desarrollo económico y social en todo el mundo. Además, el petróleo (y gas) y las decisiones estratégicas que sobre él se toman por los países productores influyen en casi todos los componentes de coste de una gran parte de los productos que consumimos. Cuando sube el precio del petróleo se produce una subida de los costos, de forma más o menos inmediata, en casi todos los sectores productivos y, en consecuencia, se nota en los precios de los bienes de consumo Reservas mundiales de petróleo La Fig. 1.1 muestra las regiones de los países productores de petróleo y gas. Las regiones consideradas son las siguientes: Asia-Pacífico, América del Norte, Sur y Centroamérica, África, Europa y Eurasia, y Oriente Medio. De acuerdo a las estadísticas de la BP (SRWE, 2008), a finales de 2007, las reservas mundiales probadas de petróleo ascendían a 168,600 millones de toneladas, equivalentes a 1.23 billones de barriles. Miles Millones Barriles Ásia Pacífico Ámerica del Norte Sur & Centroamérica África Europa & Euroásia Oriente Medio Fig. 1.2 Reservas de petróleo probadas (SRWE, 2008) 2