MÓDULO: GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL Y TÉCNICAS AFINES

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1 MASTER PROFESIONAL EN INGENIERIA Y GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL MÓDULO: GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL Y TÉCNICAS AFINES MODELOS DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS PASTORA Mª FERNÁNDEZ ZAMORA

2 : Quedan reservados todos los derechos. (Ley de Propiedad Intelectual del 17 de noviembre de 1987 y Reales Decretos). Documentación elaborada por la EOI.

3 SUMARIO 1. INTRODUCCIÓN CÁLCULO DE EFECTOS CÁLCULO DE CONSECUENCIAS ANEXO: CASOS PRÁCTICOS

4 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 4

5 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 1 INTRODUCCIÓN Para los diferentes accidentes o situaciones episódicas contaminantes identificadas en una instalación, es necesario determinar la exposición de los elementos vulnerables con las sustancias contaminantes o efectos físicos, así como, la previsible extensión de las consecuencias y de la contaminación. En el análisis se utilizan los modelos de efectos para determinar el comportamiento en el medio receptor de una sustancia contaminante emitida, fugada, derramada o vertida, y así cuantificar su magnitud. Los posibles efectos sobre los receptores vulnerables dependen de la evolución de los efectos físicos y de las características contaminantes de las sustancias, su tiempo de permanencia en el ambiente, así como de la naturaleza del medio receptor afectado (aire, agua o suelo). Para evaluar las consecuencias derivadas de los accidentes e incidentes identificados se aplican criterios de vulnerabilidad y de afección ambiental, definidos para las diversas situaciones permitiendo determinar la gravedad de los efectos adversos sobre los receptores. Asimismo, se delimitan las Zonas de Vulnerabilidad y las Zonas de Afección en las que se justifica la aplicación de medidas de intervención y control tendentes a minimizar dichos efectos. 5

6 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 6

7 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 2 MODELOS DE CÁLCULO DE EFECTOS 2.1. INTRODUCCIÓN Para los diferentes accidentes o situaciones episódicas contaminantes identificadas en una instalación, es necesario determinar la exposición de los elementos vulnerables con las sustancias contaminantes o efectos físicos, así como, la previsible extensión de las consecuencias y de la contaminación. En el análisis se utilizan los modelos de efectos para determinar el comportamiento en el medio receptor de una sustancia contaminante emitida, fugada, derramada o vertida, y así cuantificar su magnitud. Los posibles efectos sobre los receptores vulnerables dependen de la evolución de los efectos físicos y de las características contaminantes de las sustancias, su tiempo de permanencia en el ambiente, así como de la naturaleza del medio receptor afectado (aire, agua o suelo). Para evaluar las consecuencias derivadas de los accidentes e incidentes identificados se aplican criterios de vulnerabilidad y de afección ambiental, definidos para las diversas situaciones permitiendo determinar la gravedad de los efectos adversos sobre los receptores. Asimismo, se delimitan las Zonas de Vulnerabilidad y las Zonas de Afección en las que se justifica la aplicación de medidas de intervención y control tendentes a minimizar dichos efectos. 2.2 CÁLCULO DE EFECTOS Introducción La determinación del riesgo asociado a cualquier actividad industrial o de transporte, se efectúa en tres etapas: - Identificación de los posibles accidentes o episodios contaminantes a estudiar. 7

8 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS - Evaluación de las consecuencias de los accidentes y episodios contaminantes sobre personas, instalaciones o medio ambiente. - Determinación de la probabilidad de que ocurran los accidentes o episodios contaminantes. Los sucesos iniciadores caracterizados en la mayoría de las hipótesis accidentales se corresponden con la rotura parcial o total de tuberías que transportan sustancias peligrosas. Para realizar el estudio de las consecuencias asociadas a este tipo de hipótesis accidentales, se utilizan una serie de modelos matemáticos que permiten determinar (generalmente en la secuencia indicada a continuación), los siguientes conceptos: a) Tipo de descarga producida, régimen de la misma y cantidad de producto liberado. b) Comportamiento del producto una vez liberado: evaporación, formación de charcos, dispersión, incendio, explosión, etc. c) Efectos provocados por el accidente: - Radiación térmica, en el caso de fuegos. - Sobrepresión, ante la ocurrencia de una explosión. - Dosis inhalada, aplicable a fuga de productos tóxicos. d) Consecuencias de los efectos anteriores sobre las personas y el entorno. Por su parte, las situaciones episódicas contaminantes representativas de instalaciones industriales, así como para las sustancias capaces de provocar impactos ambientales importantes como son: - Altos niveles de inmisión de contaminantes en la atmósfera, como consecuencia de accidentes y emisiones fugitivas, así como de elevadas emisiones de gases de combustión debido a fallos operacionales en los hornos y calderas de proceso o al empleo de combustibles inadecuados. - Contaminación de aguas, por vertido desde la instalación fuera de especificaciones como consecuencia de fugas o derrames de combustibles, materias primas y productos químicos, o bien, de fallos operacionales o mala operación de la planta de tratamiento de efluentes. Asimismo, se pueden producir contaminación de las aguas por rebose de pluviales. 8

9 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS - Contaminación del suelo, ocasionada por vertidos o fugas de combustibles y productos químicos o por una incorrecta gestión de los diferentes residuos generados en la instalación. Los modelos matemáticos utilizados para evaluar una situación accidental o la evolución de un episodio de contaminación suelen denominarse "modelos de efectos", los cuales serán objeto del presente tema, mientras que los modelos utilizados para determinar el daño o afección sobre los elementos vulnerables se denominan "modelos de consecuencias", objeto del tema siguiente. Mediante la utilización de los resultados obtenidos con la aplicación de los modelos de efectos y consecuencias se pueden determinar los efectos sobre las personas y medio ambiente derivados de los accidentes y episodios contaminantes. La Figura 2.1 presenta un esquema general de los modelos de efectos, que constituyen el nexo de unión entre la identificación de escenarios y los modelos de consecuencias. 9

10 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS FIGURA 2.1 ESQUEMA GENERAL DE LOS MODELOS DE EFECTOS 10

11 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS La información suministrada por los modelos de descarga forma parte de los datos de entrada de los modelos de dispersión, y junto con los datos atmosféricos y del terreno, permiten calcular los niveles de concentración en el aire de la sustancia peligrosa (tóxica o inflamable) en cualquier punto geográfico y para cualquier tiempo de interés. Los resultados obtenidos con los modelos de dispersión son utilizados directamente por los modelos de consecuencias en el caso de inhalación de sustancias tóxicas. Por su parte, los modelos de fuego y explosión utilizan los datos suministrados por los modelos de descarga y de dispersión para estimar la magnitud de efectos potencialmente peligrosos para las personas y las instalaciones, como son la radiación emitida por un fuego o la sobrepresión causada por una explosión. En los siguientes apartados se desarrollará brevemente cada uno de los grupos de modelos de efectos que puede ser necesario utilizar en el estudio del riesgo asociado a cualquier actividad industrial Evolución y tipología de accidentes. Árboles de sucesos Dada la gran diversidad de parámetros que afectan al posible desarrollo de un accidente, se hace necesario antes de proceder a utilizar los modelos de cálculos de efectos y consecuencias, definir completamente los escenarios que se van a estudiar para cada accidente identificado, utilizando como herramienta metodológica los árboles de sucesos. Ello, por otra parte, se ve apoyado por lo indicado en la Directriz Básica, según la cual "se incluirá la relación de accidentes de Categoría 2 y 3 (Accidentes Graves), y los esquemas de los árboles de sucesos que pueden conducir a cada uno de ellos". La teoría general sobre árboles de sucesos ha sido expuesta en la sesión anterior, indicándose un caso práctico de árbol de sucesos preincidental. A continuación, se realiza un árbol de suceso postaccidental. En efecto, volvamos a la rotura indicada al hablar de los árboles de sucesos preincidentales, suponiendo que se produce la fuga en una línea que transporta una sustancia con características tóxicas e inflamables. Ante la rotura de la línea cabría preguntarse varias cuestiones: 1. Se produciría la ignición instantánea de la fuga?. 11

12 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 2. En caso de que se produjera la ignición instantánea de la fuga Incide el jet fire formado sobre otro depósito de gas licuado? Dispone de sistema de alivio diseñado ante fuego exterior?. 3. En caso de que no se produzca la ignición instantánea se produce la ignición de la nube inflamable formada o por el contrario se forma una nube tóxica?. 4. Existe un grado de confinamiento en el entorno tal que resulta previsible que se produzca la explosión de la nube?. En el caso de que se tratara de una fuga líquida, cabría preguntarse otras cuestiones tales como: - Se produce la evaporación total de la fuga líquida o quedaría una fracción sin evaporar, generando un charco inflamable?. - Se produciría la ignición del charco inflamable o por contra se iría evaporando del charco de manera progresiva?. En función de la respuesta a cada una de estas cuestiones, podrán darse diferentes fenómenos: - Jet fire. - BLEVE. - Flash fire. - UVCE. - Nube tóxica. - Pool fire. A continuación, se recogen dos casos prácticos de árbol de sucesos postaccidentales correspondientes al caso analizado (fuga de gas inflamable), así como el correspondiente a la fuga de un líquido inflamable. En definitiva, previo a la aplicación del cálculo de efectos y consecuencias, es necesario determinar para qué evoluciones accidentales hay que aplicar el análisis. Los desarrollos accidentales finales a evaluar dependerán tanto de las características de peligrosidad de las sustancias involucradas (toxicidad, inflamabilidad, susceptibilidad de provocar explosiones), como de las características propias del escenario evaluado (temperatura ambiente, fuga confirmada o a la 12

13 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS intemperie, presencia de objetos en el entorno, proximidad con otros equipos, etc). Seguidamente se describen las condiciones características de cada uno de los fenómenos accidentales normalmente evaluados en los Análisis de Riesgos y Análisis Cuantitativos de Riesgos, alguno de los cuales se representan en las figuras adjuntas. 13

14 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS FIGURA 2.2 ÁRBOL DE SUCESOS. ESCENARIOS CON FUGA DE GAS INFLAMABLE 14

15 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS FIGURA 2.3 ÁRBOL DE SUCESOS DE FUGA DE LÍQUIDO INFLAMABLE 15

16 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Es necesario conocer el tipo de fenómeno que puede provocar un accidente, ya que de él dependen los efectos. A continuación se detallan los fenómenos accidentales que se estudian normalmente. Principales fenómenos accidentales BLEVE Con el término BLEVE (acrónimo de la denominación inglesa del suceso: Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) se conoce al suceso que tiene lugar cuando un tanque, conteniendo un líquido almacenado a una temperatura superior a su punto de ebullición o bien conteniendo un gas licuado, se rompe brusca y catastróficamente dejando escapar su contenido instantáneamente, en forma de evaporación súbita tipo flash, originándose una onda de sobrepresión de alto poder destructivo, acompañada de la formación de proyectiles provenientes del propio recipiente, que a menudo son de gran tamaño. En el caso frecuente de que el gas sea inflamable, casi siempre el proceso se ve acompañado por la ignición de la nube formada, que es lo que se conoce como fire ball o bola de fuego. Una de las causas más frecuentes de la rotura del recipiente es la debilitación de las paredes del mismo por haber estado expuestas accidentalmente a un fuego exterior. Este fuego a menudo es originado por pequeñas fugas del material almacenado. A medida que se recibe calor del fuego exterior, fracciones de líquido cada vez mayores pasan a fase vapor con el consiguiente aumento de presión. Al mismo tiempo, la radiación procedente del incendio, o incluso la incidencia directa de las llamas, calienta la pared del recipiente. En la zona de pared por encima del nivel del líquido la transferencia de calor hacia el gas del interior es más lenta, lo que hace que la temperatura de la pared aumente rápidamente, con la consiguiente disminución de su resistencia mecánica. Es condición necesaria para que se pueda originar una BLEVE, que el líquido alcance las condiciones de presión y temperatura de nucleación, es decir, aquellas condiciones que hacen posible una nucleación espontánea que origine la evaporación flash que da lugar al fenómeno. Para determinar estas condiciones se estudiarán las líneas de saturación y la línea límite de sobrecalentamiento para la sustancia objeto de estudio. El proceso puede dar origen al colapso del recipiente, la despresurización del gas y el líquido remanente, y la BLEVE del conjunto. Además las llamas del incendio garantizan la ignición de la mezcla en expansión si ésta es inflamable. 16

17 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Cabe señalar que la existencia de una válvula de alivio de presión no es suficiente para impedir que una BLEVE tenga lugar, aunque puede retrasarla y por tanto disminuir sus consecuencias, si está correctamente tarada. Otros causas posibles son el fallo mecánico por corrosión o impacto, sobrellenado o desbocamiento de reacciones en equipos, sin concurso de fuego externo en el caso de recipientes a presión. En este caso la ignición puede producirse de todas formas durante la ruptura del recipiente, o puede retrasarse hasta que la nube en expansión encuentre una fuente apropiada. En ambos casos los efectos de presión serían similares. En este sentido, los estudios realizados sobre el tristemente célebre incidente en San Carlos de la Rápita, el 11 de julio de 1978, muestran que la causa fue el sobrellenado de la cisterna de propileno, generando una BLEVE a su paso por el camping de Los Alfaques, registrándose un total de 211 muertos. En conclusión, los efectos derivados de una BLEVE son como ya se han indicado: a) Radiación térmica: Se debe al fenómeno conocido como fire ball, que se corresponde con la formación de un volumen esférico de gas cuya superficie externa arde mientras que la masa entera se eleva por efecto de la reducción de densidad, debido al calentamiento de la masa en combustión. La duración del fire ball suele ser corta, si bien con unos altos niveles de radiación térmica sobre las inmediaciones. b) Explosión: Como consecuencia de la rotura total del tanque, el líquido se expande brusca y violentamente dando lugar a una explosión con su correspondiente onda de presión asociada. Estas sobrepresiones son difíciles de predecir, ya que la evolución concreta de la vaporización y presurización previas al colapso del recipiente, y la duración del proceso de ruptura-despresurización tiene una influencia importante en la evolución posterior. En todo caso, los efectos de presión son a menudo limitados, por lo que el principal peligro en cuanto a la onda de choque es el llamado efecto dominó, o propagación a unidades cercanas, siendo poco probable el daño por sobrepresión más allá de los confines de la planta. 17

18 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS c) Lanzamiento de proyectiles: Como consecuencia de la rotura total del tanque y la expansión violenta del líquido, se puede producir la emisión a gran velocidad de los fragmentos del tanque, con el potencial riesgo asociado de muertes y de extensión del accidente a otras instalaciones. En este sentido, es preciso diferenciar entre BLEVE y fire ball, o bola de fuego. Sólo cuando en la BLEVE se ven involucradas sustancias inflamables, se generará una bola de fuego. El hecho de que los efectos de las ondas de presión sean menos relevantes que los de la bola de fuego y que normalmente las BLEVE afecten a equipos que contienen sustancias inflamables, hace que se unifiquen en muchas ocasiones ambos términos. POOL FIRE (Incendios de charco o charco inflamable) Cuando un líquido inflamable fuga accidentalmente, parte de él puede acumularse en el suelo formando un charco o bien ser recogido en un cubeto si el tanque o tubería en la que se produce la fuga dispone de él. Si en charco entra en contacto con un punto a temperatura superior a la de inflamación del líquido, éste se incendiará. El fuego producido por la ignición del líquido acumulado en el charco o en el cubeto se conoce como pool fire. En caso de incendios no confinados puede producirse una variación importante de las dimensiones del incendio a medida que el líquido derramado se extiende. En cualquier caso es necesario establecer las dimensiones del incendio, en función del tiempo si son variables. Sus efectos suelen afectar a zonas reducidas, aunque con un alto tiempo de exposición. No obstante, pueden originar accidentes de mayor gravedad, tales como BLEVE, en caso de que éste se produzca en las inmediaciones de tanques con gases licuados, siempre que éstos no estén diseñados ante fuego exterior. Por último, y como se indicará seguidamente, si se producen en las inmediaciones de tanques con sustancias como fuel oil, y bajo condiciones muy específicas, se podrá generar un Boil-over. JET FIRE (Dardo de fuego) Un jet fire es un tipo de fuego producido por la ignición inmediata de un chorro de gas o vapor inflamable que fuga de un tanque o tubería por un estrechamiento u orificio a una velocidad considerable. La radiación emitida por el jet fire afecta generalmente a zonas muy limitadas, tanto por las usualmente reducidas dimensiones del chorro, como por su relativamente corto tiempo de exposición. 18

19 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Su peligro principal es la incidencia directa del dardo sobre otras superficies, sobre todo sobre equipos que contengan gases licuados, ya que también pueden generar BLEVE al igual que los pool fire. FLASH FIRE (Llamarada o nube de gas inflamable) Se denomina flash fire a la combustión muy rápida de una mezcla de aire más vapor inflamable que se dispersa en la atmósfera, con características tales que los efectos de presión sean despreciables, quedando como efectos a considerar los correspondientes a la radiación térmica. En el caso de un flash fire, la ignición da lugar a un fuego que consume rápidamente la materia inflamable contenida en la nube, sin efectos graves en el exterior de las llamas. De ahí que se considere su alcance como la región del espacio correspondiente al límite inferior de inflamabilidad. La duración típica de la combustión de la nube de gas resulta despreciable. EXPLOSIONES CONFINADAS (CVE) Y NO CONFINADAS (UVCE) La explosión es una liberación repentina y violenta de energía. La violencia de la explosión depende de la velocidad a la cual se libera la energía. Según sea dicha velocidad, la explosión puede ser de dos clases: a) Deflagración, con velocidad de llama de 1 a 300 m/s. b) Detonación con velocidad de llama superior a 300 m/s, pudiendo alcanzar m/s. en: Las explosiones pueden clasificarse, según su grado de confinamiento, a) Explosiones confinadas (CVE, Confined Vapour Explosion): es la producida en el interior de un recipiente o recinto. b) Explosiones no-confinadas (UVCE, Unconfined Vapour Cloud Explosion): aquélla que tiene lugar en la atmósfera abierta. CVE (Explosiones confinadas) La energía liberada en una explosión confinada en un recipiente se distribuye entre energía de ondas de choque y energía de proyección de fragmentos. Las explosiones confinadas en recipientes (CVE) pueden ser de dos tipos: 19

20 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS - Explosiones físicas. Aquellas cuya energía liberada es de tipo físico. La energía física puede ser de presión, de tensión en metales, térmica y eléctrica. Las explosiones físicas más típicas son las debidas a la elevada presión de un gas, de tal modo que la energía proviene de la expansión adiabática del gas confinado en el recipiente. - Explosiones químicas: Aquellas originadas por la energía liberada en una reacción química. El caso más frecuente es la explosión por ignición de una mezcla de vapores inflamables y aire. La energía liberada proviene de la suma de la energía de expansión adiabática del gas y la energía de reacción química (que para una ignición es la energía de combustión del gas). UVCE (Explosiones no confinadas) Tienen lugar por la ignición de mezclas de gas inflamable y aire de la masa de gas entre los límites de inflamabilidad en espacios abiertos. La ignición retardada de una nube de gas inflamable puede originar una explosión y las sobrepresiones correspondientes, si la nube está considerablemente confinada, por ejemplo entre edificios o en plataformas bajo tierra. La gravedad de la explosión depende de la cantidad de gas en la nube que se encuentre dentro de la región explosiva (entre el LII y el LSI). Estas cantidades se calculan con modelos de dispersión, asumiéndose que el centro de la explosión se sitúa en el punto medio entre el LII y el LSI. Actualmente existen aún dudas sobre la cantidad mínima de gas inflamable requerida para producir una UVCE, la distancia máxima a que se puede desplazar la nube y el tiempo que puede transcurrir antes de que deflagre. En este sentido, existen discrepancias en la delimitación del valor mínimo de la masa contenida en una nube inflamable que puede dar origen a una explosión en lugar de una deflagración, de manera que los autores establecen cantidades mínimas que oscilan entre 1 y 15 toneladas de vapor inflamable en la nube para que pueda producirse una explosión. Abundando en ello, para sustancias muy reactivas, como el hidrógeno, se han citado experiencias accidentales en las que intervenían algunas decenas de kilogramos. NUBE TÓXICA La dispersión de gases con características toxicológicas dará lugar a nubes tóxicas. En este sentido, de los diferentes desarrollos accidentales que pueden considerarse como consecuencia de la emisión de una sustancia, a menudo las mayores distancias de consecuencias suelen venir asociados a las 20

21 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS nubes tóxicas. En el caso de las nubes tóxicas, en lugar que un determinado nivel de concentración o un tiempo de exposición, el concepto de interés es la dosis inhalada. BOIL OVER (Borbollón) En el caso de producirse un incendio de larga duración en un tanque de almacenamiento de fuel oil, se puede dar el fenómeno conocido como boilover o borbollón, cuya consecuencia básica es la expulsión del líquido hasta una gran altura, dando lugar a una bola de fuego. Para que el boilover se produzca, el líquido almacenado en el tanque incendiado debe tener componentes con un amplio rango de puntos de ebullición, desde cortes ligeros hasta residuos viscosos. Por ello, el fenómeno del boilover puede producirse en incendios que involucren tanques de almacenamiento de crudo, fuel oil, etc., durante un largo espacio de tiempo, pero no en almacenamientos de naftas o gasolinas. Dada la diferencia de volatilidades de los componentes que forman el líquido, en el incendio se consumen en primer lugar los compuestos más ligeros, por lo que en la parte superior del tanque se forma una capa cuya temperatura aumenta continuamente conteniendo las fracciones más pesadas. La densidad de la capa superficial aumenta paulatinamente hasta hacerse mayor que la del líquido situado inmediatamente debajo de ella, produciéndose el hundimiento de la capa superficial. Cuando la capa de hidrocarburo alcanza el fondo, entra en contacto con el agua que suele encontrarse en el fondo del tanque o con la emulsión de hidrocarburo que pueda haber, de forma que el agua se sobrecalienta y una parte de ella se evapora súbitamente, lo que inmediatamente provoca la proyección del hidrocarburo ardiendo (bola de fuego) desde el depósito, emitiendo un intenso flujo térmico. Si bien el fuel oil no presenta, por lo general, un rango de componentes que abarque desde cortes ligeros hasta residuos viscosos, el análisis del histórico de accidentes ocurridos en almacenamientos de productos petrolíferos muestra que este tipo de sucesos se ha producido en algún almacenamiento de fuel oil. En la Central Termoeléctrica de Tacoa, Caracas, el 19 de diciembre de 1982, se produjo el incendio de un tanque de fuel oil, y después de seis horas de intenso fuego, se produjo un derrame violento (boilover) en el que murieron más de 150 personas. 21

22 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Evolución y tipología de episodios contaminantes Las posibles evoluciones de los episodios contaminantes son: - Altos niveles de inmisión de contaminantes en la atmósfera, como consecuencia de accidentes y emisiones fugitivas, así como de elevadas emisiones de gases de combustión debido a incidentes en los sistemas de depuración de gases, así como a fallos operacionales en los hornos y calderas de procesos o al empleo de combustible inadecuados. - Contaminación de aguas de vertido desde la instalación fuera de especificaciones como consecuencia de fugas o derrames de combustibles, materias primas y productos químicos, o bien, de incidentes o mala operación en la PTEL, así como por rebose de pluviales. - Contaminación del suelo, ocasionada por vertidos o fugas de combustibles y productos químicos o por una incorrecta gestión de los diferentes residuos generados en la instalación. 22

23 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 23

24 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS BURNING GAS CLOUD 24

25 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS 2.3 MODELOS DE EFECTOS Modelos de descarga Los modelos de descarga ofrecen información cuantitativa sobre el tipo de descarga producida, el régimen de la misma y la evolución de la cantidad fugada con el tiempo. En estos modelos se incluyen los modelos de evaporación, que determinan la fracción de líquido (si la sustancia que fuga es líquida) que se evapora y se dispersa en la atmósfera. Los accidentes suelen comenzar con una descarga de material inflamable o tóxico del recipiente que los contiene o de las tuberías por donde circulan. La descarga puede producirse por una rotura total del tanque o de la tubería, o desde pequeños orificios y grietas producidos en los mismos. Dada la gran diversidad de situaciones que pueden encontrarse en la industria, es conveniente agrupar los distintos tipos de roturas posibles en categorías que representen al mayor número posible de puntos de fallo. A tal fin, suele utilizarse el siguiente criterio para definir las magnitudes de la roturas a estudiar: A Tuberías - Rotura total, considerada para diámetros menores o iguales a 6". - Fuga de gran magnitud, considerando un área de orificio de un 10% de la sección transversal de la tubería. Dichos orificios son característicos de una grieta en una soldadura o de escapes importantes en válvulas y sellos de bombas. Por otra parte, el porcentaje de rotura característico de fugas localizadas en juntas de bridas, se asimila al asociado a este tipo de fugas (10% de la sección transversal) cuando las líneas son de 1" de diámetro, aproximadamente. - Fuga de pequeña magnitud, considerando un área de orificio de un 1% de la sección transversal de la tubería. Dichos orificios son característicos de picaduras por corrosión o de escapes de pequeña magnitud en válvulas y sellos de bombas. Por otra parte, el porcentaje de rotura característico de fugas localizadas en juntas de bridas, se asimila al asociado a este tipo de fugas (1% de la sec- 25

26 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS ción transversal) cuando las líneas son de 4" de diámetro, aproximadamente. B Tanques o recipientes - Rotura, caracterizada por la rotura de la conexión más grande en la parte del líquido, con las mismas consideraciones indicadas anteriormente para tuberías. - Fuga, caracterizada por la rotura de la conexión de un instrumento, con orificios típicos de 0,5-1" de diámetro. C Vehículos de Transporte - Rotura de la manguera de carga/descarga - Rotura del brazo de carga/descarga Como puede comprobarse, los escenarios de fallo en tanques y recipientes se asimilan al fallo en una tubería conectada a ellos. Esto es debido a que los efectos físicos y consecuencias de ambos tipos de escenarios son normalmente idénticos. La duración de la fuga depende del tiempo requerido para la detección de la fuga y para la realización de acciones tales como parada del proceso, cierre de válvulas de emergencia, etc. En orden a tener en cuenta los sistemas de seguridad automáticos con los que cuente el proceso o la intervención humana, se suelen utilizar criterios generales, que por ejemplo para rotura total son: 26

27 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Situación Válvula operada remotamente. Supervisión directa o detectores. Válvula manual. Supervisión directa o detectores. Válvula operada remotamente. No hay supervisión directa ni detector. Válvula manual. No hay supervisión directa ni detector. No hay posibilidad de anular el escape. Duración de la fuga para Rotura total 2 min. 5 min. 5 min. 10 min. 30 min. 27

28 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Dependiendo del lugar en el que se produzca la rotura y del estado de la fase en la que se encuentre la sustancia que fuga, pueden ocurrir descargas de gases, vapores, líquidos o bien flujo bifásico simultáneo de líquido y vapor. En la figura siguiente se representan escenarios típicos de fuga para cada uno de los tipos de fuga anteriores. En el siguiente cuadro se resumen las situaciones posibles: - Gas o vapor: Orificio o rotura en un equipo (tubería o tanque) conteniendo gas a presión. Orificio o rotura en la fracción del tanque ocupada por el vapor en equilibrio con el líquido almacenado. Salida de gas motivado por el salto de una válvula de seguridad. - Líquido. Orificio o rotura en un tanque atmosférico que contiene líquido. Orificio o rotura en un equipo (tubería o tanque) conteniendo un líquido cuya temperatura es inferior a su temperatura normal de ebullición. Orificio o rotura en línea de salida de tanque conteniendo un líquido a temperatura mayor que la normal de ebullición, caracterizada por un pequeño diámetro de fuga y corta longitud de línea. - Flujo bifásico. Rotura total en la línea de salida de un tanque conteniendo un líquido cuya temperatura es superior a su temperatura normal de ebullición, situada a una distancia mayor que unos 10 diámetros aproximadamente del tanque. Orificio en la zona vapor de un gas licuado, especialmente si se trata de un líquido viscoso o con tendencia a formar espumas (efecto champagne). El cálculo de flujo de un líquido o gas por un orificio está perfectamente desarrollado teóricamente y es ampliamente utilizado en muchos campos de la Ingeniería de Procesos y en la Mecánica de fluidos. A continuación, se resumen las ecuaciones de cálculo utilizadas para la estimación de la velocidad de emisión para los diversos tipos de fugas consideradas: gas/vapor, líquido y bifásico. Puede observarse que en todos los casos la velocidad de emisión es directamente proporcional al área del orificio de salida y a la presión a la que 28

29 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS se encuentra el fluido en el tanque o tubería. Igualmente, se utiliza un coeficiente de descarga, Cd, que tiene en cuenta las posibles restricciones que el fluido ha de vencer en la fuga: válvulas, codos, etc. En la figura siguiente se muestran los modelos de descarga a utilizar ante la rotura de una línea de GLP. Escenario Tipo de fallo Consecuencias Rotura total Fuga Rotura total Fuga Rotura total Fuga Explosión física (BLEVE) "Efecto champagne" Explosión física (BLEVE) si se da en el depósito Fuga bifásica (L > 10D) Fuga líquida (L < 10D) Fuga bifásica (Q máx. bomba) Fuga líquida (Q máx. bomba) Para completar los modelos de descarga, es preciso conocer el tipo de descarga que se producirá, es decir: fuga adiabática o isoterma: - Se considera que la fuga es isoterma cuando existen condiciones que permiten considerar que se mantienen las condiciones de la fuga. Tal es el caso de fugas de pequeña magnitud en depósito conectados a un sistema de control de presión o fugas aguas abajo de bombas o compresores. - Se considera fuga adiabática cuando las condiciones en el depósito se irán alterando como consecuencia de la propia fuga, dis- 29

30 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS minuyendo la presión y temperatura en el mismo. Tal es el caso de fugas que afecten a tanques de almacenamiento de gases licuados, por ejemplo. FIGURA 2.4 ESCENARIOS TÍPICOS DE FUGA 30

31 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS TABLA 2.1 ECUACIONES DE CÁLCULO DEL CAUDAL DE FUGA A) GAS/VAPOR siendo: AP G = Cd a0 G: Caudal de fuga (kg/s) C d : Coeficiente de descarga (adimensional <=1) A: Área del orificio (m 2 ) P: Presión de almacenamiento (N/m 2 ) P a : Presión atmosférica (N/m 2 ) a 0 : Velocidad sónica del gas a 0 γ RT = ( ) M 1/ 2 (m/s) M: Peso molecular del gas (Kg/mol) R: Constante universal de los gases T: Temperatura del gas ( K) φ: Factor de flujo (adimensional) Φ 2 2 / γ = a 2γ ( Pa ( ) γ -1 P [1- ( P ) P γ-1 γ ]) 1/ 2 P si Pa γ +1 ( ) 2 γ γ-1 ( γ 2 Φ = γ ( ) γ +1 +1) / 2( γ-1) P si Pa γ +1 ( ) 2 γ γ-1 31

32 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS TABLA 2.1 (Cont. I) ECUACIONES DE CÁLCULO DEL CAUDAL DE FUGA B) LIQUIDO siendo: 2(P- Pa) G = Cd Aρ ( + 2gh) ρ 1/ 2 G: Caudal de fuga (Kg/s) C d : Coeficiente de descarga (adimensional 1) A: Área de orificio (m 2 ) ρ: Densidad del líquido (Kg/m 3 ) P: Presión de almacenamiento (N/m 2 ) P a : Presión atmosférica (N/m 2 ) g: Aceleración de la gravedad (9.8 m/s 2 ) h: Altura del líquido sobre el orificio (m) C) BIFASICO siendo: G = Cd A H Vfg f g ( ) Cp T 1/ 2 G: Caudal de fuga (Kg/s) C d : Coeficiente de descarga (adimensional 1) A: Área del orificio (m 3 ) H f : Calor latente de vaporización (KJ/Kg) V fg : Cambio en el volumen específico de líquido a vapor (m 3 /Kg) C p : Calor específico del líquido (KJ/Kg K) T: Temperatura de almacenamiento ( K) g: Aceleración de la gravedad 32

33 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Modelos de cálculo de evaporación Como se acaba de indicar, se pueden dar tres tipos de fuga: líquida, de gas o vapor y bifásica. Para el caso de fugas de gas o vapor, se produce una dispersión inmediata de éste en la atmósfera. Sin embargo, para el resto de las fugas, sólo una cierta fracción de ésta, a determinar, se vaporiza y dispersa. La metodología de cálculo en estos casos requiere determinar la emisión total de vapor a la atmósfera, es decir, la cantidad que se dispersa, y a su vez, la cantidad de sustancia que quedará en el charco, de importancia para el cálculo de efectos. Los conceptos utilizados para la determinación de la evaporación son los siguientes: - Flash. Las sustancias que se encuentran en almacenamiento o proceso a una temperatura superior a su temperatura de ebullición, sufren como consecuencia de la fuga una evaporación inmediata, o "flash", al expandirse hasta las condiciones atmosféricas, como consecuencia de la fuga. La cantidad evaporada es la necesaria para alcanzar el equilibrio termodinámico a las condiciones atmosféricas, de forma que la energía necesaria para la vaporización proviene del calor sensible del líquido que se enfría hasta su temperatura de ebullición. - Arrastre de aerosol. Como consecuencia del proceso de flash, se forman gotas muy pequeñas (aerosol) de la sustancia, que pueden ser arrastradas por el vapor formado. El arrastre de aerosol trae como consecuencia un aumento de la densidad de la nube de vapor formada, que hay que tener en cuenta a la hora de aplicar los modelos de dispersión. Se suele tomar como criterio conservador que la cantidad de sustancia evaporada como aerosol es del mismo orden que la evaporada como flash, si bien ello puede constituir una sobreestimación de las consecuencias. Por otra parte, en el caso de mezclas de sustancias, ha de considerarse la evaporación adiabática para cada una de las sustancias que formen parte de la corriente que se fuga, considerando los puntos de ebullición respectivos. 33

34 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS - Derrame de líquido en el suelo/agua. La cantidad de sustancia que no es evaporada ni arrastrada como aerosol, llega al suelo y da lugar a la formación de charcos. Es importante determinar el tamaño final del charco, y el período que tarda en alcanzarse, tanto para el cálculo de la evaporación desde él, como para el cálculos de los efectos derivados de la ignición y su posterior incendio, si la sustancia es inflamable. Para el cálculo del tamaño final del charco los modelos suelen trabajar con las siguientes hipótesis:. La extensión del líquido derramado sobre el terreno tiene lugar concéntricamente alrededor del punto de fuga.. Debido a la rugosidad del terreno, la extensión del líquido se detiene cuando se alcanza un espesor mínimo dependiente del tipo de terreno y líquido, con el límite de la superficie del cubeto o elemento de contención, si éste existiera. - Evaporación de la sustancia derramada. Al proceso de evaporación contribuyen simultáneamente varios mecanismos de transferencia de materia y de energía. En la figura adjunta, se presentan los distintos mecanismos, entre los que podemos destacar: a) Transmisión de calor desde el suelo. Para aquellas sustancias que tienen un punto de ebullición inferior a la temperatura del suelo sobre el que se vierte, se produce una evaporación debida a la transmisión de calor que existe desde el suelo al seno del líquido. La velocidad de evaporación por este mecanismo presenta un máximo, dado que la temperatura del suelo va disminuyendo progresivamente, y con ella, el calor que se suministra al charco. En el caso de fuga de líquidos criogénicos sobre terrenos húmedos puede producirse una capa de hielo en el suelo que limita la transmisión de calor y, en consecuencia, la evaporación. b) Convección hacia el aire. El aire, al fluir sobre la sustancia líquida, arrastrará vapores de ésta a consecuencia de procesos de transporte convectivo de materia. La energía necesaria para poder producir la evaporación se toma, en su mayor parte, del calor sensible del líquido, 34

35 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS que por tanto se irá enfriando, con lo que disminuirá su presión de vapor, y con ésta, la tendencia a evaporarse. La cantidad total que se dispersa es la suma de la obtenida en los procesos de "flash", arrastre de aerosol y evaporación Modelos de dispersión El gas o vapor liberado en un accidente se dispersará en los alrededores del punto de emisión, bajo la influencia de la turbulencia atmosférica y del viento. Los modelos de dispersión estudian el proceso de dilución del gas o vapor fugado en el aire. 35

36 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Los cálculos de la dispersión son necesarios tanto para los fenómenos inflamables, cuyos efectos vienen determinados por las dimensiones de la nube de gas inflamable, como para los fenómenos tóxicos, para los que los efectos dependen de la exposición durante un cierto período de tiempo a una determinada concentración de gas tóxico. En este sentido, los modelos de dispersión, una vez conocido el caudal de fuga y la caracterización del medio (datos meteorológicos y rugosidad del terreno), dan una estimación del punto en el que se alcanza una cierta concentración de gas tóxico y/o inflamable. Básicamente, existen dos grandes grupos de modelos: - Modelos de dispersión de gases neutros. - Modelos de dispersión de gases densos. Los modelos de dispersión de gases neutros, también denominados modelos gaussianos, han sido ampliamente utilizados para el estudio de la dispersión de las emisiones de gases con una densidad similar a la del aire, especialmente la emisión de contaminantes desde chimeneas industriales. Por su parte, los modelos de gases densos son relativamente recientes y se han desarrollado específicamente para estudiar la dispersión de los gases y vapores que son emitidos accidentalmente. En la Figura 4.2 puede observarse los resultados obtenidos por simulación en un túnel de viento de la dispersión de gases con diferentes densidades. Puede notarse el diferente comportamiento de un gas neutro (parte superior de la figura) con respecto al de un gas denso (parte inferior de la figura). La figura muestra que el gas denso tiende a dispersarse a nivel de suelo, por lo que a igualdad de condiciones de emisión y meteorológicas, un gas denso produce concentraciones más elevadas, a nivel de suelo, que la emisión de un gas neutro. Tanto los modelos de gases densos como los modelos gaussianos se utilizan en la realización de Análisis Cuantitativo de Riesgos y Estudios de Seguridad. Un modelo gaussiano puede utilizarse si se cumple alguna de las siguientes condiciones: - La sustancia que se dispersa tiene una densidad, en las condiciones de emisión, similar a la del aire. - La cantidad fugada es muy pequeña y la etapa de dilución inicial tiene una reducida duración en comparación con la de transporte. 36

37 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS - La fuga se produce como consecuencia de una evaporación reducida desde el área de un charco, registrándose una alta dilución inicial. Por su parte, es necesario aplicar un modelo de gas denso cuando: - La sustancia que se dispersa tiene un peso molecular mucho mayor que el del aire. - La nube de vapor formada se encuentra inicialmente muy fría (fuga de gases licuados por refrigeración) o arrastra una importante fracción de aerosol. En la Figura 2.6 pueden observarse las diferentes etapas de las que consta la dispersión de los gases densos: - Zona de aceleración inicial y dilución por arrastre de aire al interior de la nube. - Zona de dominio de la flotabilidad negativa, en la que la nube de gas denso, debido a la diferencia de densidad con respecto al aire que la rodea, comienza a descender. - Zona de transición entre la zona de flotabilidad negativa y la zona de dominio de la turbulencia atmosférica. En ella, la nube fluye tanto en la dirección longitudinal como en la dirección lateral. - Zona de dominio de la turbulencia atmosférica. En esta zona la nube comienza a comportarse como una nube de gas neutro y la dilución se produce a consecuencia de la turbulencia atmosférica. Consecuentemente, la mayor parte de los modelos de dispersión de gases densos dispone de un módulo de dispersión gaussiano y de un criterio para cambiar desde el modelo de gas denso al modelo gaussiano. Los datos de entrada necesarios para ambos tipos de modelos son semejantes: - Cantidad o caudal de fuga, según la fuga pueda considerarse instantánea o semicontinua. - Datos Meteorológicos. 37

38 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Los modelos de gases densos, a semejanza de los modelos gaussianos, utilizan las seis categorías de estabilidad de Pasquill (A...F) para representar la estabilidad atmosférica y el grado de turbulencia. Para la realización de los Análisis de Riesgo y de los A.C.R., es suficiente, generalmente, con utilizar dos conjuntos de datos meteorológicos (clase de estabilidad, velocidad de viento, humedad relativa del aire, etc) representativos de la meteorología de la zona. - Topografía de la zona de estudio. Los modelos de dispersión tienen en cuenta el diferente comportamiento de la nube de gas en un ambiente urbano, industrial o rural. Mención aparte merece el tratamiento de los fugas de gases dotados de una alta turbulencia inicial, para los que se aplica el modelo de chorro libre turbulento. La dispersión como chorro libre turbulento (característico de fugas con un Reynolds > ) se caracteriza por una alta velocidad del gas y una rápida y efectiva mezcla con el airea ambiente, habida cuenta de la alta turbulencia. El comportamiento como chorro libre turbulento predomina sólo a distancias relativamente próximas al punto de fuga hasta que se pierde la alta velocidad inicial. En el caso de fugas localizadas en zonas con alta densidad de equipos y líneas, puede asumirse la colisión con otros equipos, de manera que se pierda la alta velocidad inicial. En tal caso, el comportamiento en su dispersión pasaría a ser el de un gas sin momento cinético inicial, aunque se produce previamente una alta dilución como consecuencia del choque. Los resultados obtenidos con los modelos de dispersión permiten conocer la concentración en el aire de un gas tóxico o inflamable en cualquier coordenada (x,y,z) que se desee. La concentración calculada puede ser la concentración instantánea para cualquier tiempo de interés o promediada para el intervalo de tiempo que se desee. La primera opción es útil para el estudio de la dispersión de un gas o vapor inflamable en cuyo caso es de interés conocer en cualquier momento la posición de la isopleta correspondiente al Límite Inferior de Inflamabilidad (LII). La segunda opción es útil para el estudio de las consecuencias de la fuga de una sustancia tóxica, en cuyo caso es interesante conocer la dosis que puede llegar a ser inhalada en un período de tiempo de varios minutos. 38

39 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS FIGURA 2.5 COMPORTAMIENTO GAS NEUTRO Y GAS DENSO 39

40 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS FIGURA 2.6 ETAPAS DISPERSIÓN GAS DENSO Modelos de fuego y explosión La ignición de una sustancia inflamable que accidentalmente haya sido liberada puede dar lugar a un fuego (pool fire, jet fire, flash fire o bola de fuego) o bien a una explosión. Los modelos de fuego calculan la radiación recibida por una persona expuesta en función de su distancia a las llamas. En el caso de los modelos de explosión se calcula la sobrepresión en función de la distancia al origen de la explosión. Modelos de fuego Para estudiar la radiación se utilizan modelos semiempíricos que tienen en cuenta la forma del incendio, las características físicas y químicas de la sustancia, etc. 40

41 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS Y ANÁLISIS DE CONSECUENCIAS Se expone a continuación un modelo, denominado de "cuerpo sólido", relativamente sencillo conceptualmente y muy utilizado. En el modelo de "cuerpo sólido" se asimila el fuego a un cuerpo sólido radiante. Para cada tipo de fuego se modela el incendio asignando una forma geométrica lo más semejante posible a la envolvente de las llamas. Por ejemplo, en el caso de un pool fire, el fuego se asimila a un cilindro o un paralelepípedo en función de la forma del charco: circular o rectangular. En el caso de una bola de fuego, éste se asimila a una esfera cuyo centro está situado a una determinada altura sobre el terreno. La radiación recibida por una persona o instalación, en función de su distancia a la llamas, se calcula según la siguiente expresión: siendo: q = τ E F q: radiación recibida (Kw/m 2 ). τ: coeficiente de transmisión atmosférica. E: Poder emisivo medio de la llama (Kw/m 2 ). F: Factor de forma. El valor de τ representa la fracción de radiación térmica emitida por la llama que es transmitida por la atmósfera. Su valor disminuye con la distancia a las llamas, oscilando entre 0,7 y 0,8. La transmisión de la atmósfera no es total puesto que el vapor de agua, y en menor medida el dióxido de carbono, absorben radiación térmica. El poder emisivo de la llama E depende fundamentalmente de la temperatura y del ennegrecimiento de la llama. Se ha determinado experimentalmente para diversas sustancias y distintos tipos de fuego. En la Tabla 2.2 se indican algunos valores de Poder Emisivo de llama medidos para pool fire. Para bolas de fuego el valor de E oscila entre Kw/m 2. Por último, el factor de forma F, que puede determinarse a partir de consideraciones teóricas, depende de: - Dimensiones y forma del fuego. - Distancia entre la llama y el punto para el que se calcula q. - Inclinación de la superficie que recibe la radiación con respecto a la llama: vertical, horizontal, inclinada, etc. 41

42 MODELO DE CÁLCULO DE EFECTOS YANÁLISIS DE CONSECUENCIAS SUSTANCIA TABLA 2.2 PODER EMISIVO DE LLAMA PARA POOL FIRES DIMENSIONES DEL CHARCO (m) PODER EMISIVO (Kw/m 2 ) GLP Gasolina Keroseno JP Para realizar el cálculo de los niveles de radiación, es necesario conocer, adicionalmente a las propiedades de la sustancia involucrada, las dimensiones del charco o de la nube de gas formada y los datos meteorológicos de la zona. Los parámetros meteorológicos representativos que resultan relevantes para la determinación de los niveles de radiación son: - Temperatura ambiente. - Humedad relativa. En el caso de líquidos inflamables en los que se produzca una evaporación relevante desde el charco, normalmente se considerará la ignición retardada, de forma que se tome el máximo área de charco. Modelos de explosión En esta sección nos centraremos en los modelos de explosión aplicados a una UVCE (Unconfined Vapor Cloud Explosion) por haber sido un fenómeno muy estudiado y porque su metodología es básicamente aplicable a otros tipos de explosión: explosiones física, BLEVE, explosión de una nube de polvo, etc. Tanto una UVCE como un flash fire son similares en sus orígenes: una cantidad de sustancia volátil e inflamable se dispersa en la atmósfera y se produce la ignición lejos del punto de fuga y antes de que la nube se diluya por debajo del Límite Inferior de Inflamabilidad (LII) de la sustancia fugada. El proceso de combustión de una nube de vapor no está actualmente totalmente entendido, pero una revisión de los datos históricos indica que la fuga de la pequeña cantidad de vapor probablemente produce un flash fire. Por contra, para que tenga lugar una UVCE, dando lugar a la correspondiente onda de presión, se necesita una cantidad mínima de sustancia inflamable, que según los diversos autores oscila entre 2 y 15 Tm. Sin embargo, especies muy 42