EVALUACION DE DISPERSION DE AMONIACO EN UN ACCIDENTE VIAL Y COMPARACION CON SOFTWARE EN UNA ARTERIA VIAL DE LA ZONA METROPOLITANA DE GUADALAJARA (ZMG)

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1 EVALUACION DE DISPERSION DE AMONIACO EN UN ACCIDENTE VIAL Y COMPARACION CON SOFTWARE EN UNA ARTERIA VIAL DE LA ZONA METROPOLITANA DE GUADALAJARA (ZMG) Miguel A. RUIZ BRIONES 1 *, Martín RABELERO VELASCO 1, Laura E. ORTEGA ROSALES 1, Teresita AVALOS MUNGUIA 2, Lilia F. SANCHEZ MORENO 1, Miguel G. ORTEGA ROSALES 2, Juan H. PEREZ LOPEZ 1 y Víctor GONZALEZ ALVAREZ 1 1 Departamento de Ingeniería Química, 2 Departamento de Ingeniería Mecánica; Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), Universidad de Guadalajara; Boulevard Marcelino García Barragán N 1451 Guadalajara, Jalisco, MEXICO Teléfono: (33) marbriones@yahoo.com Palabras clave: Dispersión atmosférica, Guía de Emergencia en Transportación, Evaluaciones de campo, Comparación con Software RESUMEN El accidente manejado implicó el alcance a un vehículo que transportaba amoniaco. La solicitud de apoyo la emitieron la Unidad de Protección Civil y Bomberos de Tlaquepaque (UPCB-TLQ) y la Unidad Estatal de Protección Civil Jalisco (UEPCJ). Los primeros pasos para el control de la emergencia se tomaron considerando la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000), estableciendo una perímetro de aislamiento inicial de 60 metros y un perímetro de evacuación de 500 metros, así como aplicar agua en forma de niebla, para reducir la dispersión de amoníaco. En el lugar del evento se procedió a realizar evaluaciones por triplicado, con bombas manuales para amoniaco cada 100 metros. Con los datos meteorológicos, se utilizó el software de modelos de dispersión ALOHA para obtener resultados a las mismas distancias, comparando estos con los de la medición directa. Los resultados de medición a 500 metros registran una concentración de amoníaco de 16 ppm, mientras que el software generó un valor de 27.8 ppm. El accidente se controló en un lapso de 145 minutos por reparación de la fuga. De los resultados obtenidos se puede concluir, que aún que con software, se tiene sobre- estimación de los resultados, su uso es recomendado para permitir que el coordinador general de escena tome decisiones que preserven la integridad de la población civil. 1

2 INTRODUCCION Las cantidades de materiales peligrosos que circulan por las zonas metropolitanas de las principales ciudades del país son una realidad y foco de atención para los organismos responsables de atender incidentes que involucran este tipo de substancias (Unidades Estatales de Protección Civil, Unidades Municipales de Protección Civil, etc.), partiendo de la base de contar con el equipo adecuado y capacitación para hacer frente a este tipo de incidentes. En un incidente con materiales peligrosos en transportación se involucran tres zonas perfectamente definidas: zona caliente (a la cual solo ingresa personal debidamente entrenado y con tareas específicas como taponar, neutralizar, confinar, etc.), zona tibia (localiza el área de descontaminación, aquí se localiza el puesto de mando) y zona fría (aquí se ubica todo el abastecimiento requerido; estación meteorológica portátil, vehículos de apoyo, etc.). La necesidad de establecer los perímetros iniciales para la gran mayoría de las unidades de Protección Civil en nuestro país se basa en sus primeros minutos, en la información contenida en la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000). Los datos obtenidos de la misma son válidos aprox. durante los primeros 30 minutos de la emergencia. Posteriormente, el coordinador de escena en base a evaluaciones reales y estimaciones realizará el ajuste de los perímetros de afectación. Un punto relevante en los equipos de atención a incidentes es desafortunadamente la carencia de equipo portátil para monitoreo, lo cual complica el proceso de toma de decisiones (Ruiz Briones et al., 2004), así como también la incertidumbre que se tiene al apoyarse en la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000) y si sus datos son adecuados para la situación prevaleciente. El proceso de dispersión de materiales en la atmósfera es complejo, lo cual ha llevado a establecer simplificaciones de la ecuación fundamental de difusión de un gas: dc dt = K x x x x + y K y x y + z K z x z (1) Donde: K x, K y, K z : Coeficientes de difusividad La evaluación de los coeficientes de difusividad es difícil por lo cual Gifford, 1960; establece simplificaciones a los coeficientes y aproximarlos bajo el concepto de coeficientes de dispersión σ ; los cuales son función de la distancia a favor del viento y el tipo de estabilidad atmosférica. Dicha simplificación se refleja en la gran mayoría de la paquetería comercialmente disponible para evaluación del proceso de dispersión de materiales peligrosos. Una aproximación a la resolución de la ecuación (1) considera el caso de un derrame continuo a nivel del piso, para lo cual la resolución considerando el tipo de estabilidad atmosférica considerada y sus correspondientes coeficientes de dispersión es (Hanna, S.R. and Drivas, P.J., 1996): 2

3 C (x, y,z) = π Qm σ σ y z u e 1 2 y y σ (2) Donde: C (x,y,z) : Concentración a nivel de piso, g/m 3 Q m : Flujo de material a partir de la fuente de emisión, g / seg σ y : Coeficiente de dispersión horizontal, m σ z : Coeficiente de dispersión vertical, m u : Velocidad del viento en el lugar, m/seg El objetivo del presente trabajo es establecer un comparativo de los perímetros de afectación inicialmente establecidos por la Unidad de Protección Civil Municipal a partir de la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000) y el resultado obtenido a partir del software ALOHA (Areal Locations Of Hazardous Atmospheres, Environmental Protection Agency, EPA and National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, USA; así como los resultados de monitoreo directo con tubos reactivos y bombas manuales. MATERIALES Y METODOS El material involucrado en el accidente es amoníaco (TLV-TWA = 25 ppm, TLV- STEL = 35 ppm e IDLH = 300 ppm), cuyos efectos a la generalidad de la población se traducen en lagrimeo, dificultades para respirar y en el peor caso, problemas por colapso del pulmón al estar expuesto a altas concentraciones (Accidente debido a PEMEX en Nanchital, Veracruz, 5 muertos; La Crónica 2005). Durante el accidente, se recibe la notificación del mismo, así como la ubicación, la identificación del material y la cantidad involucrada en el mismo. A través de asistencia telefónica durante los primeros minutos y posteriormente por la presencia en el lugar, basado en monitoreo en campo y estimaciones con software, se revisan los correspondientes perímetros de afectación. La evaluación de la concentración se realizó utilizando tubos reactivos con diferentes rangos de concentración. La dirección del viento, su magnitud, temperatura y % HR se determinaron con una estación meteorológica portátil. Las mediciones se realizaron por triplicado (Figura 1). Los resultados se promediaron registrando desviaciones estándar de 0.1 a 2.5 las cuales son aceptables estadísticamente, considerando la precisión de los dispositivos de monitoreo. 3

4 Figura 1. Dispositivos de monitoreo El personal involucrado en las mediciones se protegió con mascarillas de cara completa con cartucho para amoníaco dado que en el punto de derrame no se presentaba una atmósfera deficiente en oxígeno ya que el incidente se presentaba en una de las vías más utilizadas en la zona metropolitana de Guadalajara (Av. Lázaro Cárdenas) (Figuras 2 y 3). Como apoyo adicional, se contó con equipos de aire autónomo (SCBA) en caso de ser requerido su uso. Los resultados obtenidos en campo se comparan con los resultados generados por el paquete ALOHA (Areal Locations Of Hazardous Atmospheres, Environmental Protection Agency, EPA and National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, USA; ( sobre todo por su mejor precisión en resultados respecto a otros paquetes disponibles y los resultados comparativos con el monitoreo con equipo portátil (Ruiz Briones et al., 2004). Figura 2. Fuga de amoníaco del vehículo siniestrado 4

5 Figura 3. Operaciones de control para minimizar la dispersión de amoníaco a partir del vehículo siniestrado RESULTADOS Y DISCUSIÓN El manejo inicial estableció los siguientes perímetros de afectación considerados en la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000), perímetro de aislamiento inicial de 60 metros y perímetro de afectación de 500 metros, por lo cual la población civil fue notificada y evacuada en un período de tiempo de aproximadamente 30 minutos y concentrada en albergues definidos por la administración municipal. Una vez en el sitio del siniestro, se procedió a obtener resultados de monitoreo, así como la estrategia inicial de control, la cual consistió en aplicar agua en forma de spray al punto de fuga para minimizar los efectos de la incorporación de amoníaco a la atmósfera, su transporte y dispersión así como los efectos a la comunidad. Por otro lado y en base a los datos meteorológicos, se evaluaron los correspondiente modelos de dispersión utilizando el paquete ALOHA. Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla I comparando los resultados de monitoreo directo y los obtenidos por software. 5

6 TABLA I COMPARATIVO DE RESULTADOS DE MONITOREO DIRECTO Y ALOHA - ATMOSFERA TIPO D (NEUTRA) Distancia a favor del viento, metros Concentración medida, (ppm) Concentración estimada por ALOHA, (ppm) En base a los resultados obtenidos por el software y corroborados a través de monitoreo se decidió mantener los 500 metros como perímetro de afectación. Otro de los criterios establecidos para fijar la zona de riesgo y la zona de amortiguamiento, están establecidos en la guía para Análisis de Riesgo Ambiental establecida por el Instituto Nacional de Ecología ( la cual presenta una: Zona de Riesgo- Concentración equivalente al IDLH (Concentración inmediatamente peligrosa a la vida y la salud) y Zona de Amortiguamiento- Concentración del TLV-TWA (Valor límite de umbral a tiempo promedio ponderado). Con los resultados obtenidos, la Figura 4 presenta los resultados para la zona de amortiguamiento (TLV-TWA) y la Figura 5 para la zona de riesgo (IDLH). Figura 4. Distancia de afectación a favor del viento para la concentración límite de umbral (TLV-TWA) 6

7 Figura 5. Distancia de afectación a favor del viento para la concentración inmediatamente peligrosa a la vida y la salud (IDLH) El control de la emergencia se realizó aplicando agua en forma de spray, recuperación de la misma y posterior neutralización, así como detener la fuga a partir de las estrategias de taponamiento utilizadas por los equipos de HAZMAT y traslado de la unidad siniestrada que transportaba amoníaco a sus instalaciones, lo anterior en un período de tiempo de 145 minutos, por lo cual la población civil, que inicialmente se trasladó a albergues, retornó a sus hogares en condiciones de seguridad. CONCLUSIONES El manejo de incidentes con materiales peligrosos debe involucrar personal capacitado técnica y físicamente, para permitir un adecuado control y mitigación de la emergencia. La participación y apoyo de personal académico, de atención a desastres y un trabajo conjunto con los diferentes organismos de respuesta (Secretaría de Vialidad y Tránsito, Seguridad Pública Municipal, Seguridad Pública Estatal) permiten salvaguardar la integridad de la población civil que finalmente es lo más importante y prioritario, a efectos de cumplir una responsabilidad ética y profesional. A partir de los resultados presentados en la Tabla I, se puede establecer que los resultados de perímetros establecidos por la Guía de Respuesta a Emergencias para Norteamérica (GRENA, 2000) funcionan durante los primeros minutos de la emergencia. 7

8 Los resultados de monitoreo directo y los obtenidos por software presentan diferencias en promedio de un 30%, lo cual brinda a la población un margen de protección adicional, cuando las decisiones se toman en base a los resultados obtenidos por el paquete ALOHA. Altamente deseable es que los organismos de respuesta cuenten con la preparación técnica, para atender este tipo de accidentes, ya que una mala decisión puede tener grandes repercusiones con la población civil, la cual finalmente es la más importante y la prioridad número uno. REFERENCIAS Gifford, F.A.; Atmospheric Dispersion Calculations using the Generalized Gaussian Plume Model; Nuclear Safety, 2, 59 (1960) GRENA (2000) Guía de Respuesta a Emergencias. U.S. Department of Transportation, Transport Canada Safety and Security Dangerous Goods y Secretaría de Comunicaciones y Transportes México. ISBN Hanna, Steven R. and Drivas, Peter J. (1996). Guidelines for use of Vapor Cloud Dispersion Models; Center for Chemical Process Safety, Second Edition. AIChE, New York, NY, USA. Otra fuga de Pemex en Veracruz: cinco muertos por amoniaco ; Periódico La Crónica de Hoy; 14 de Abril de 2004 Ruiz Briones, M.A.; Rabelero Velasco, M. ; Ortega Rosales, L.E.; Alcaraz González, V.; González Alvarez, V. y Pérez López, J.H. (2004). Estudio comparativo de dispersión atmosférica de emisiones controladas de metil isobutil cetona (MIBK). Memorias del 25 Encuentro Nacional AMIDIQ. Puerto Vallarta, Jalisco ISBN