ESTUDIO DE ANÁLISIS DE RIESGO EN INSTALACIONES CON PRODUCTOS QUÍMICOS

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1 ESTUDIO DE ANÁLISIS DE RIESGO EN INSTALACIONES CON PRODUCTOS QUÍMICOS 1. Introducción Ricardo Rodrigues Serpa, Colaborador CETESB, Brasil La evolución de la industria química en el mundo, principalmente después de la Segunda Guerra Mundial, es muy importante para el desarrollo económico y para la vida moderna, ya que diariamente se usan diferentes tipos de productos y materiales que contienen una gran variedad de sustancias químicas. La gran diversidad de productos en el mercado, así como la existencia de procesos cada vez más complejos y el almacenamiento y transporte de sustancias químicas, expone al organismo humano a una serie de sustancias químicas que pueden representar un riesgo para la salud. A lo largo del tiempo, principalmente las industrias química y petroquímica, en su progreso tecnológico y con el objetivo de cuidar sus intereses, evitaron discutir los problemas relacionados con sus actividades, como las enfermedades ocupacionales, los temas de seguridad industrial y los problemas ambientales. Los casos de algunas catástrofes que afectaron el ambiente, principalmente en las décadas de los setenta y ochenta, como las que sucedieron en Flixborough (1974), Seveso y Bhopal (1984), contribuyeron para que las industrias de todo el mundo buscaran mecanismos para mejorar su imagen frente a la comunidad mundial. En este contexto, los estudios de análisis de riesgo (EAR) y los programas de gestión de riesgos (PGR) se convirtieron en herramientas de gran importancia para prevenir accidentes industriales que pudieran afectar el ambiente y otras actividades en las que se manipulaban productos químicos. Los estudios propiciaron la asistencia necesaria para obtener el conocimiento detallado de las fallas que podrían llevar a un accidente, así como sus consecuencias, lo que permitió implementar medidas para reducir riesgos y preparar planes de emergencia para la respuesta ante accidentes. 2. Conceptos básicos El principal objetivo de un estudio de análisis de riesgo debe ser responder a las siguientes preguntas: - Qué puede salir mal? - Cuáles son las principales causas de los eventos no deseados? - Cuáles son las consecuencias? - Cuál es la frecuencia de los accidentes? - El riesgo es tolerable? Para comprender mejor el tema Análisis de riesgos es necesario conocer algunos conceptos básicos. 1

2 Peligro Una o más condiciones físicas o químicas que pueden causar daños a las personas, la propiedad, el ambiente o una combinación de todos. Riesgo Medida de la probabilidad de ocurrencia de pérdidas económicas o de daños a la salud humana o al ambiente, resultantes de la combinación entre la frecuencia de la ocurrencia y la magnitud de las pérdidas o daños (consecuencias). El riesgo siempre está relacionado con la factibilidad de la ocurrencia de un evento no deseado y es función de la frecuencia de la ocurrencia de las hipótesis de accidentes y de sus consecuencias. De esta manera, el riesgo se puede expresar como una función de estos factores, según lo presentado en la ecuación 1. Donde: R = riesgo; e = escenario accidental f = frecuencia de ocurrencia C = consecuencia (pérdidas o daños). R = f (e, f, C) (1) El riesgo también se puede definir a través de las siguientes expresiones: - combinación de incertidumbre y de daño; - razón entre el peligro y las medidas de seguridad; - combinación entre el evento, la probabilidad y sus consecuencias. La experiencia demuestra que generalmente los grandes accidentes son causados por eventos poco frecuentes, pero que causan daños importantes. Análisis del riesgo Es la actividad dirigida a elaborar una estimación (cualitativa o cuantitativa) del riesgo, basada en la ingeniería de evaluación y técnicas estructuradas para promover la combinación de las frecuencias y consecuencias de escenarios de accidentes. Evaluación del riesgo Es el proceso que usa los resultados del análisis de riesgo y los compara con los criterios de tolerancia establecidos previamente. Gestión de riesgos Es la formulación y la ejecución de medidas y procedimientos técnicos y administrativos cuya finalidad es prever, controlar o reducir el riesgo existente en la instalación industrial o en la actividad, con el fin de que siga operando dentro de los requerimientos de seguridad considerados tolerables. 2

3 3. Desarrollo de estudios de análisis de riesgo Por lo general, un estudio de análisis de riesgo se puede dividir en las siguientes etapas: 3.1. Caracterización de la actividad y de la región La finalidad de la caracterización de la actividad y de la región e: - identificar aspectos comunes que puedan interferir en la instalación o en el ambiente; - el enfoque operacional y de seguridad; - establecer una relación directa entre la actividad y la región de influencia. Se espera obtener los siguientes resultados prácticos: - un diagnóstico de las interfaces existentes entre la actividad, el objeto de análisis y el lugar de la instalación; - caracterización de los aspectos importantes que sustentarán el estudio de análisis de riesgo mediante la definición de métodos, normas o necesidades específicas, y - ayuda para determinar la amplitud del estudio. Así, esta etapa inicial del trabajo debe contemplar los siguientes aspectos: - el desarrollo de un análisis fisiográfico de la región bajo la influencia de la actividad; - la caracterización de las actividades y de los aspectos operacionales; - la combinación de los datos e interpretación de los resultados. Observación Cuando se trata de una empresa, por ejemplo, un sistema de transporte de productos químicos por ductos, se deberá hacer un análisis detallado del lugar e identificar y caracterizar las diferentes áreas bajo influencia de la empresa Aspectos fisiográficos Ubicación de la empresa - levantamiento planialtimétrico de los alrededores de la empresa Cuerpos de agua - consumo humano; - abastecimiento industrial; - uso para alimentación de ganado; - generación de energía; - piscicultura; - recreación; - sin uso específico. Áreas costeras: 3

4 - pantanos; - playas (abiertas o protegidas); - costas rocosas; - estuarios; - puertos y áreas de navegación. Áreas de residencias Estimación y caracterización del tipo, de la cantidad de habitantes y de las características de la población de acuerdo con su edad, tipos de residencias, grado de escolaridad y capacidad de percepción de riesgo, entre otros aspectos. - áreas urbanas; - áreas de expansión urbana; - áreas rurales. Sistemas terrestres - vías urbanas, según el flujo y tipo de tráfico; - carreteras; - líneas férreas; - transporte marítimo; - aeropuertos. Combinación o interferencias: - acueductos; - galerías; - electroductos; - gaseoductos; - oleoductos; - líneas de transmisión de energía eléctrica; - áreas geotécnicas inestables; - regiones inundables; - áreas de preservación o de protección ambiental; - áreas ecológicamente sensibles Características meteorológicas - temperatura; - índices pluviométricos; - humedad relativa del aire; - velocidad y dirección de los vientos Características de las instalaciones, actividades y aspectos operacionales - planta general de la instalación; - disposición física (layout); - especificaciones de los equipos; - descripción de las operaciones y de los procedimientos de seguridad; - identificación y caracterización de las fuentes de ignición; 4

5 - sustancias involucradas; - inventarios; - formas de manipulación y de movilización; - condiciones de almacenamiento; - características fisicoquímicas y toxicológicas de las sustancias. flujogramas de ingeniería y de procesos; instrumentos; datos operacionales; - presión; - flujo. sistemas de seguridad Identificación de peligros El objetivo de esta etapa es identificar los posibles eventos no deseados que puedan causar accidentes, lo que permite definir hipótesis de accidentes que podrían causar consecuencias significativas. Por lo tanto, se deben emplear técnicas específicas para identificar los peligros, como: - Listas de verificación (Checklists); - Análisis Y si? (What if...?) - Análisis Preliminar de Peligros (APP); - Análisis de Modos de Fallas y Efectos (AMFE); - Estudio de Peligros y Operabilidad (HazOp Hazard and Operability Study). El cuadro 1 presenta algunas de las principales aplicaciones de estas técnicas. Cuadro 1 Técnicas para identificar peligros y las principales aplicaciones Aplicación Checklist What if APP AMFE HazOp Identificación de desvíos relacionados con las buenas prácticas Identificación de peligros genéricos Identificación de las causas básicas (eventos iniciales) Propuesta de medidas para mitigar los riesgos 3.3. Estimación de consecuencias y de vulnerabilidad Con base en las hipótesis de accidentes formuladas en la etapa anterior, se estudian sus posibles consecuencias y se miden los impactos y daños causados por ellas. Se deberán usar modelos de cálculos que representen los posibles efectos resultantes de los tipos de accidentes, como: - radiaciones térmicas de incendios; - sobrepresiones causadas por explosiones; 5

6 - concentraciones tóxicas resultantes de emisiones de gases y vapores. Luego, se deberán estimar las posibles consecuencias de los escenarios producidos por las hipótesis de accidentes. Los resultados de esta estimación deberán servir de base para analizar la vulnerabilidad en las instalaciones estudiadas. Normalmente al realizar este análisis se consideran los daños a las personas expuestas a estos impactos Estimación de frecuencias Para hacer estudios cuantitativos de análisis de riesgo es necesario estimar las frecuencias de las hipótesis de accidentes resultantes de las fallas en los equipos que se usan en las instalaciones o actividades bajo análisis. De la misma manera, en esta etapa se debe cuantificar la estimación de la probabilidad de errores del hombre. Por lo general, es difícil estimar estos datos ya que hay pocos estudios que abordan la confiabilidad humana. Para calcular las frecuencias de los escenarios de accidentes se pueden usar las siguientes técnicas: - análisis histórico de los accidentes, a través de la investigación bibliográfica o en los bancos de datos de accidentes (cuadro 2); - análisis por árbol de fallas (AAF); - análisis por árbol de eventos (AAE). En determinados estudios, los factores externos de la empresa pueden contribuir con el riesgo de una instalación. En estos casos, también se debe considerar la probabilidad o la frecuencia del acontecimiento de eventos no deseables causados por terceros o por agentes externos al sistema en estudio, como terremotos, inundaciones, temblores y caída de aeronaves, entre otros. Cuadro 2 Bancos de datos de accidentes Referencia Autor/ Institución Descripción Frank P. Lees Loss Prevention in the Process Industries CONCAWE National Transportation Safety Board (NTSB) Railroad Facts The Oil Companies European Organization for Environmental & Health Protection US DOT Association of American Railroads El volumen 3 presenta algunos estudios de caso de grandes accidentes industriales. Informes anuales sobre derrames en ductos en Europa Informes detallados sobre accidentes durante el transporte de productos peligrosos. Boletín anual sobre accidentes en el transporte ferroviario FACTS TNO, Holanda Banco de datos de accidentes con productos peligrosos MHIDAS Safety & Reability Directorate, Reino Unido Banco de datos de accidentes industriales mayores. 6

7 Referencia Autor/ Institución Descripción SONATA TEMA, Italia Banco de datos de accidentes con productos peligrosos IFP Instituto Francés de Petróleo Banco de datos de accidentes en el transporte marítimo e en plataformas offshore. CADEQ CETESB Banco de datos de emergencias químicas en São Paulo, Brasil. Varias instituciones mantienen bancos de datos o publicaciones relacionadas con la confiabilidad de equipos para instalaciones peligrosas. Algunas referencias son: - OREDA. Offshore reliability databank handbook, Noruega, AICHE. Process equipment reliability data, Nueva York, Rijnmond Public Authority. Risk analysis of six potentially hazardous industrial objects in the Rijnmond Area un estudio piloto, Países Bajos, Lees, Frank P. Loss Prevention in the process industries. 3 Vol., 2nd Ed., Londres, Rasmussen, N.C. Reactor safety study: an assessment of accident risk in US commercial power plants. Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC, En relación con el tema confiabilidad humana, los datos de fallas se deben usar con mucho cuidado porque existen muchos factores que interfieren en las tasas de fallas, como: - el tipo de falla; - las condiciones ambientales; - las características de los sistemas involucrados; - el tipo de actividad u operación realizada; - la capacitación de las personas involucradas; - la motivación; - la disponibilidad de normas de calidad y procedimientos operacionales, y - el tiempo disponible para realizar las tareas. Un factor que se debe considerar en el análisis es el error humano durante una determinada operación, principalmente los errores de mantenimiento que causan de 60% a 80% de los principales accidentes que involucran errores humanos (AICHE, 1989) Estimación del riesgo La estimación del riesgo se realiza a través de la combinación de las frecuencias de ocurrencia de las hipótesis de accidentes y sus respectivas consecuencias. El riesgo se puede expresar de diferentes maneras de acuerdo con el objetivo del estudio en cuestión. Por lo general, el riesgo se expresa de la siguiente manera: - en la forma de riesgo social; - en la forma de riesgo individual. 7

8 El riesgo, expresado en forma de riesgo social, representa el riesgo (posibilidades e impactos) para una comunidad (grupo de personas) presente en la zona de influencia de un accidente. Normalmente se representa por la curva F-N (curvas de frecuencias acumuladas de accidentes consecuencias expresadas como número de víctimas fatales). Figura 1 Curva F-N de aceptabilidad para riesgo social Frecuencia de eventos con víctimas fatales 1E-02 1E-03 1E-04 1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09 Intolerable Zona ALARP 1 Insignificante No de víctimas fatales (1) ALARP (sigla en inglés de as low as reasonably practicable ): tan bajo como sea posible El riesgo, expresado en forma de riesgo individual, es el riesgo al que está expuesta una persona que se encuentra cerca de un peligro, considerando la naturaleza del daño y el periodo de tiempo en que este puede ocurrir. Normalmente, el daño se estima en términos de fatalidad en el período de un año Evaluación y gestión de riesgos En esta etapa se deberá evaluar el riesgo estimado a fin de definir las medidas y los procedimientos que se realizarán para reducirlo o manejarlo, con base en criterios previamente definidos de aceptabilidad de riesgo. El flujograma de la figura 1 muestra los resultados de las etapas que componen un estudio de análisis de riesgo. 4. Consideraciones generales El uso de técnicas y métodos específicos para el análisis de riesgo está cada vez más presente en los programas sobre seguridad y gestión ambiental de las industrias, como evidencia de su preocupación, de la preocupación de los gobiernos y de toda la sociedad en relación con los temas relacionados con el ambiente. Además, cabe aclarar que estas técnicas se pueden emplear ampliamente para lidiar con otros tipos de riesgo, como el riesgo de mercado, de imagen, financiero, de producción y hasta político. Los estudios de análisis de riesgo, que se pueden realizar con finalidades diferentes, se deben considerar instrumentos importantes de gestión y planificación. Sin ellos, muchas empresas no podrían conocer la importancia de los problemas resultantes de accidentes ni enfrentar un riesgo muy alto, lo que podría provocar daños irreparables para la 8

9 comunidad o el ambiente y perjudicar su la imagen y su permanencia de manera significativa e irreversible. Por eso, es necesario darle la importancia adecuada al tema y realizar estudios y programas específicos que contemplen adecuadamente la gestión de los riesgos que genera el desarrollo de actividades peligrosas. Inicio Caracterización Caracterização do de la actividad y de la región Identificación Identificação de peligros Análisis Análise de de consecuencias No Consecuencias externas? Sí Es posible reducir las consecuencias? No Estimación Estimativa de de frecuencias Sí Medidas para reducir las consecuencias Cálculo Cálculo del dos riesgo Riesgo tolerable? Sí Programa de gestión de riesgos No Medidas para Medidas para reducir el riesgo Sí Es posible reducir el riesgo? No Revalúe el Reavaliar o proyecto Fin Fim Figura 1 Etapas de Estudio de Análisis de Riesgo 9

10 5. Bibliografía - CCPS/AICHE. Guidelines for chemical process quantitative risk analysis; Nueva York, AMORIM, Tânia M. Técnicas de análise de riscos: métodos qualitativos e quantitativos. 1 Seminário de Análise de Riscos de Processos Industriais; ABIQUIM; São Paulo, CETESB. Manual de orientação para a elaboração de estudos de análise de riscos; São Paulo, Lees, Frank P. Loss prevention in the process industries 2 nd Ed.; Vol 3, Butterworth Heinemann; Londres,