ANÁLISIS CUANTATIVO DE RIESGOS (ACR) Carlos Cataluña Montejo

Transcripción

1 ANÁLISIS CUANTATIVO DE RIESGOS (ACR) Carlos Cataluña Montejo 25 de Noviembre de 2014

2 ÍNDICE Introducción y Conceptos de Seguridad Industrial Seguridad y Riesgo Sistemas de Gestión de la Seguridad Desarrollo Histórico de la Seguridad Industrial Tendencias Modernas para Minimización de Riesgos de Proceso Metodologías de Evaluación de Riesgos de Proceso Tipos de Sucesos Fundamentos del ACR Peligros Típicos Identificación de Peligros Riesgo Individual y Riesgo Social Metodología ACR

3 Experiencia es el nombre que todo el mundo damos a nuestros errores Oscar Wilde, escritor inglés

4 Todo nuestro conocimiento deriva exclusivamente de la corrección de nuestros errores Karl Popper, filósofo austriaco

5 SEGURIDAD INDUSTRIAL SEGURIDAD INDUSTRIAL SEGURIDAD LABORAL Lugares y superficies Máquinas Herramientas Riesgo eléctrico Riesgo de incendios SEGURIDAD DE PROCESO Análisis Riesgos Proceso ACR Análisis Riesgos Proceso HAZOP SIL LOPA Sustancias peligrosas GESTIÓN DE LA EMERGENCIA Normativa Organización y control Actuación Comunicación y evacuación Señalización de seguridad

6 SEGURIDAD Y RIESGO SEGURIDAD Estar exento de que un riesgo inaceptable ocasione lesiones físicas o daños a la salud humana de forma directa o indirecta, como resultado de un daño a la propiedad o al Medio Ambiente RIESGO Probabilidad de ocurrencia de un suceso con efectos adversos sobre la salud humana, los bienes materiales o el medio ambiente como consecuencias de la exposición de un riesgo a un peligro que pueda provocar un accidente FRECUENCIA DE OCURRENCIA GRAVEDAD DE LAS CONSECUENCIAS Riesgo muertes año = R = f (f,c) accidentes Frecuencia Con secuencias año muertes accidente

7 PARÁMETROS DE RIESGO: FRECUENCIA Y GRAVEDAD Frecuencia de ocurrencia RIESGO TOLERABLE RIESGO INDUSTRIAL ZONA RESIDUAL ZONA ACEPTABLE ZONA ALARP ZONA INACEPTABLE Gravedad de las consecuencias

8 SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA SEGURIDAD 1. Responsabilidad Continuidad operaciones Continuidad sistema Expectativas de la compañía Proceso de calidad Métodos alternativos Accesibilidad de gestión Comunicaciones 2. Documentación y conocimientos de proceso Definición y criterios Diseño proceso y equipos Memoria de la compañía Análisis de riesgos Capas de protección Condiciones de operación Salud ocupacional y químicos 3. Diseño y ampliación de plantas industriales Procedimientos de requisición Riesgos de viabilidad Revisión de peligros Emplazamiento y plot plan Procedimientos de diseño Gestión de proyectos 4. Gestión de riesgo de proceso Identificación de peligros Valoración de riesgos Reducción de riesgo Gestión riesgo residual Respuesta frente a Emergencias 5. Gestión de cambios Cambios de tecnología Cambios de instalación Cambios organizativos con impacto en el proceso ELEMENTOS Instalación equipos DE GESTIÓN Procedimientos de cambio Cambios temporales Cambios permanentes 6. Integridad de equipos y proceso Ingeniería de fiabilidad Materiales de construcción Fabricación e inspección Mantenimiento Comisionado Gestión de alarmas De-comisionado 7. Factores humanos Evaluación de error humano Interfaz operador/proceso en Control administrativo HW 8. Formación y realización Capacidades y conocimientos Programas de formación Operación y mantenimiento Cualificación inicial Rendimientos Programas de instrucción Registros

9 SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA SEGURIDAD 9. Investigación de incidentes Incidentes graves Informes de por-casi-que Resolución y seguimiento Comunicación Informes de incidentes Participación de agentes externos si se necesitan 10. Normas, regulaciones y leyes Normas internas, guías y prácticas Normativas y guías externas 11. Auditorias y acciones correctivas Auditorias seguridad de proceso Revisión de conformidades Resolución y procedimientos de cierre 12. Fortalecimiento de conocimientos en seguridad de procesos Investigación interna y externa Sistemas predicitivos mejorados Bases de datos y referencias ELEMENTOS DE GESTIÓN

10 EVOLUCIÓN DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL ACCIDENTES GRAVES HISTÓRICOS MEJORAS DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL

11 OBJETIVOS DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL ANTES 1º EVITAR PÉRDIDAS ECONÓMICAS AHORA 1º EVITAR PÉRDIDAS HUMANAS

12 ACCIDENTE SEVESO, ITALIA (11/07/76) Ø Planta del grupo roche (ICMESA) Ø Producción de triclorofenol para la fabricación de un producto desinfectante Ø Un accidente en el proceso disparo de un reactor - provocó la emisión de una nube de gases tóxicos con una alta proporción de dioxinas Ø Localidad de Seveso (Italia), en donde 736 personas fueron evacuadas, unos animales murieron, y unos animales fueron sacrificados

13 ACCIDENTE INDUSTRIAL EN BHOPAL, INDIA (3/12/84) Ø CAUSA DEL ACCIDENTE: Hidrólisis de Isocianato de metilo al entrar agua en los depósitos de almacenamiento (la reacción provocó un aumento de la presión y la Tª en el tanque). Ø EFECTOS DEL ACCIDENTE: formación de una nube de gas Tóxico (Isocianato de metilo). Ø CONSECUENCIAS DEL ACCIDENTE: muertos y intoxicados.

14 ACCIDENTE EN TOULOUSE, FRANCIA (21/9/2001) Ø CAUSA DEL ACCIDENTE: estallido de una cantidad desconocida de nitrato amónico, que produjo una onda expansiva de radio superior a 15 km. Ø EFECTOS DEL ACCIDENTE: formación de un cráter de 10 metros de profundidad por 50 de diámetro, derrumbe de varios edificios de la planta y destrucción de un almacén de electrodomésticos próximo a la fábrica. Ø CONSECUENCIAS DEL ACCIDENTE: 26 muertos y heridos Ø Otros Datos: en la planta se almacenaban tm de amoniaco líquido, 100 de cloro, 6.000de nitrato amónico, de abonos y de metanol. La planta química AZF es una filial del grupo Total Fina Elf.

15 Ø HECHOS ACCIDENTE EN TEXAS CITY (23/3/2005) Ø Incendio y explosión en la Refinería de Texas City Ø La tercera refinería más grande de los EE.UU. Ø El peor accidente en los EE.UU ocurrido en más de una década Ø 15 muertos Ø 180 heridos Ø Daños en casas ubicadas a más de tres cuartos de una milla (aprox. 1,2km) de la refinería Ø Costo: $1,5 billones

16 Instalación industrial (plantas de proceso, almacenamientos, terminal, etc) Sustancias peligrosas que manejan RIESGO de sucesos indeseados (accidentes) Componentes Probabilidad de ocurrencia del suceso en un período (frecuencia) Consecuencias de que se produzca el suceso (severidad)

17 TENDENCIAS MODERNAS PARA MINIMIZACIÓN DE RIESGOS / ACCIDENTES DISEÑO INTRÍNSECAMENTE SEGURO Selección de la mejor tecnología (moderna, más segura, respetuosa con el medio ambiente, etc) Realización de HAZOP en todas las fases del ciclo de vida del proyecto. Selección apropiada de materiales Minimización de los almacenamientos de materias primas y productos (control de stocks ) Selección adecuada de las condiciones de operación y diseño

18 TENDENCIAS MODERNAS PARA MINIMIZACIÓN DE RIESGOS / ACCIDENTES CALIDAD Calidad, inspección y certificación Control de cambios Actualización de documentación Traceabilidad de todos los procedimientos y tareas Control de subcontratas Etc.

19 TENDENCIAS MODERNAS PARA MINIMIZACIÓN DE RIESGOS INTEGRACIÓN ENTRE PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES Y SEGURIDAD INDUSTRIAL PREVENCIÓN RIESGOS LABORALES : RIESGOS ASOCIADOS A LA ACTIVIDAD DEL TRABAJADOR EN LA EMPRESA (solo aparecen si el trabajador está actuando) SEGURIDAD INDUSTRIAL : RIESGOS INHERENTES AL PROCESO PRODUCTIVO (están siempre latentes incluso sin presencia del trabajador)

20 SEGURIDAD DE PROCESO SEGURIDAD INDUSTRIAL SEGURIDAD LABORAL SEGURIDAD DE PROCESO GESTIÓN DE LA EMERGENCIA Lugares y superficies Máquinas Análisis Riesgos Proceso ACR Normativa Organización y control Herramientas Actuación Riesgo eléctrico Riesgo de incendios Sustancias peligrosas Comunicación y evacuación Señalización de seguridad

21 COMPARATIVA METODOS ANALISIS RIESGOS CUALITATIVOS SEMICUANTITATIVOS + DETALLE + RAPIDEZ + COSTO SOLUCIÓN: IDENTIFICAR RIESGOS CON CUALITATIVOS Y RIESGOS CRÍTICOS CON SEMI O CUANTITATIVOS CUANTITATIVOS

22 ANÁLISIS HISTÓRICO DE ACCIDENTES (AHA) 1. CUALITATIVOS ANÁLISIS PRELIMINAR DE RIESGOS (APR/ PHA) WHAT IF? LISTAS DE CHEQUEO ANÁLISIS DE SEGURIDAD DE TRABAJOS ANÁLISIS DE MODOS DE FALLOS Y EFECTOS (AMFE) HAZOP

23 SEMICUANTITATIVOS ÍNDICE DE FUEGO Y EXPLOSIÓN (ÍDICE DOW) ÍNDICE DE FUEGO, EXPLOSIÓN Y TOXICIDAD (ÍNDICE DE MOND) SIL ANÁLISIS DE MODOS DE FALLO, EFECTOS Y CRITICIDAD (AMFE- FMECA)

24 CUANTITATIVOS ÁRBOLES DE FALLOS ÁRBOLES DE SUCESOS LOPA ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS (ACR ó QRA)

25 Tipo de sucesos: inflamabilidad Ignición del vapor existente sobre superficie de charco líquido Incendio de charco Pool fire Ignición de dardo de gas / vapor / aerosol fugado de equipo / tubería Dardo de fuego Jet fire

26 Tipo de sucesos: inflamabilidad Ignición retardada de nube inflamable sin presencia de confinamiento En ambos casos el origen de la nube puede ser Equipo o tubería Charco de líquido Ignición retardada de nube inflamable con presencia de congestión Llamarada Flash fire retrocede y culmina en incendio de charco o dardo de fuego Explosión de nube inflamable Vapour cloud explosión (VCE)

27 Tipo de sucesos: BLEVE Ignición de vapores inflamables debido a ruptura de recipiente a presión BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion

28 Tipo de sucesos: toxicidad Fuga de gas /vapor / aerosol: Equipo o tubería Charco de líquido Dispersión de nube tóxica

29 Tipo de sucesos: otros Ruptura de un equipo a presión Sobrepresión Defecto Colapso por vacío Explosión (implosión) física Descarga de gas comburente Equipo o tubería Charco de líquido Dispersión de nube comburente

30 Caudal de fuga líquido Fuga bifásica y fracción flash Interconexión entre sucesos Formación de charco Dispersión Vapor/gas Incendio de charco Evaporación de charco Nube tóxica Caudal de fuga Gas/ aerosol Llamarada* Explosión de nube inflamable Dardo de fuego *: Una llamarada puede culminar en un dardo de fuego o en un incendio de charco

31 Los cimientos del ACR Peligro Iniciadores Consecuencias Frecuencias Peligro no identificado, riesgo no evaluado!

32 Peligros 8picos en seguridad de procesos Fuego Gases tóxicos Explosión

33 Peligros típicos: introducción Químico Dispersión de gas / vapor / niebla tóxico: exposición de las personas (dosis tóxica) Causado por sustancias tóxicas Físico Explosión: sobrepresión de la onda y proyección de misiles Fuego: radiación térmica En ambos casos provocan daños a las personas, equipos y edificios Causado por sustancias inflamables o explosivas

34 Peligros típicos: introducción Peligro adicional: daños a subsuelo, medio acuático / marino debido a sustancias ecotóxicas Este peligro no lo analizaremos en detalle, pero no se puede ignorar!

35 Identificación de peligros en un ACR Dónde? Equipos Recorridos Tipos de fugas Cuánto? Inventario Instantáneo / semi-continuo / continuo Qué pasaría?

36 Iden:ficación de peligros Listar iniciadores de accidente: Genéricos: LOCs Específicos: operacionales, efecto dominó, sucesos externos (sobrellenado, runaway ) Agrupar iniciadores cuando proceda Descartar iniciadores de baja frecuencia o que no alcancen el exterior del establecimiento Recomendación: Caracterizar los iniciadores desde un principio Llevar a cabo sesión HAZID con personal de planta (proceso, operación, instrumentación)

37 Efecto dominó Incendios y explosiones pueden dañar equipos o tuberías vecinos. El origen puede ser interno al establecimiento, pero también externo

38 Eliminar o reducir los peligros Eliminar Sustituir Reducir cantidades Llevar a cabo los procesos en condiciones de menor peligro inherente: menor temperatura, menor presión, materias primas de menor peligro Separar

39 Principio de base Lo que no tienes no fuga

40 ACR DEFINICIONES ANÁLISIS: distinción y separación de las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios o elementos. CUANTITATIVO: perteneciente o relativo a la cantidad. RIESGO RAE: contingencia o proximidad de un daño. RD 1254/1999: la probabilidad de que se produzca un efecto específico en un período de tiempo determinado o en circunstancias determinadas. ANÁLISIS: distinción y separación de las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios o elementos. Evaluación numérica objetiva del riesgo derivado de una determinada actividad industrial sobre la población exterior, el medio ambiente y/o los bienes.

41 DEFINICIONES Riesgo individual: probabilidad (referida a un período de un año) que una persona ubicada de forma permanente en un sitio determinado y sin protección específica sea víctima de un accidente debido a la actividad desarrollada en las instalaciones objeto de estudio.

42 DEFINICIONES Riesgo social: probabilidad (referida a un período de un año) que un grupo de personas sea víctima, al mismo tiempo, de un accidente debido a la actividad desarrollada en las instalaciones objeto de estudio. Grado de exposición de la población en términos de fatalidades para cada valor del riesgo individual

43 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA Fase 1: Identificación de iniciadores de accidente Fase 2: Determinación de las frecuencias de los iniciadores Fase 3: Determinación de las probabilidades de los sucesos condicionantes y las frecuencias de los escenarios finales Fase 4: Determinación de las distancias de afectación letal Fase 5: Determinación del riesgo individual Fase 6: Determinación del riesgo social Fase 7: Análisis de los resultados Riesgo aceptable? SI FIN NO Fase 8: Medidas de reducción del riesgo

44 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 1-. Identificación de los iniciadores de accidente: Subdividir la planta en instalaciones AG. Listar iniciadores genéricos (LOCs + incendios almacenes) + específicos (operacionales, efecto dominó, sucesos externos). Agrupar iniciadores cuando proceda. Caracterizar los iniciadores para poder estimar cuantitativamente sus frecuencias y consecuencias: Escenarios finales previstos. Medidas de prevención (tipo y Dimensiones. grado). Condiciones operación. Factores uso (horas operación). Distribución población exterior Medidas de protección (tipo y grado). Presencia fuentes ignición. Condiciones atmosféricas. Coordenadas UTM HAZOP en esta fase es muy recomendable para acordar iniciadores y avanzar en el suministro de información.

45 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 2-. Determinación de las frecuencias de los iniciadores de accidente: Genéricos: Asignar frecuencias de ocurrencia partiendo de la base de datos de la guía BEVI (p.ej: rotura de una línea de DN < 75: oc/ m año). Específicos: desarrollo y resolución de árboles de fallos. 3-. Determinación de las probabilidades de los sucesos que condicionan la evolución del iniciador hasta el accidente Desarrollo y resolución de árboles de sucesos para cada iniciador. Asignación de valores: base de datos guía BEVI

46 Generalidades En un ACR la frecuencia a estimar es la del evento para el que se han calculado las consecuencias Probabilidad: expresión de que un evento tenga posibilidades de ocurrir (razón entre el número de casos favorables y el número de casos posibles) Frecuencia: expresión de que un evento tenga lugar en un determinado período de tiempo o en una determinada muestra Fallo: desviación del servicio prestado respecto al servicio previsto

47 Metodologías Dependiendo del iniciador o el alcance del estudio ACR se pueden emplear distintas metodologías: Bases de datos para iniciadores genéricos (valores derivados de la experiencia en la industria) Frecuencias base de fugas (junta, brida, conexión) + recuento de partes en equipos Análisis mediante Árboles de Fallos (iniciadores específicos en terminología BEVI) La contribución del Efecto Dominó es controvertida: un criterio conservador es multiplicar por dos la frecuencia del iniciador cuando se prevea su influencia

48 Generalidades Antes de estimar las frecuencias de los sucesos finales de un determinado iniciador se debe definir su posible secuencia accidental por medio de la identificación de éxitos y fracasos funcionales que conducen a un suceso no deseado (suceso final) Los sucesos finales dependen de : Los efectos previsibles (toxico, térmico, sobrepresión...) Los objetivos considerados (hombre, medio ambiente, bienes...) La herramienta que se emplea para representar los caminos que llevan a los sucesos no deseados y cuantificar dichos sucesos es el árbol de sucesos

49 Análisis de árbol de sucesos

50 Árbol de sucesos - definiciones Árbol de sucesos: diagrama lógico de combinaciones de éxito y fracaso de sucesos empleado para identificar todas las secuencias de accidente (y sus consecuencias finales) que pueden derivarse de un iniciador Suceso iniciador : Primer suceso en una secuencia accidental. Puede conducir a un accidente si no se han previsto sistemas de protección o actuaciones humanas que prevengan o mitiguen el accidente. Es el suceso de cabecera en el árbol de fallos. Suceso de cabecera del árbol de sucesos : Suceso que propaga o mitiga el suceso iniciador a lo largo de la secuencia accidental

51 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 4-. Determinación de las distancias de afectación letal Determinación para cada iniciador y para cada escenario final respectivo de las distancias a las cuales un % de la población podría ser víctima del mismo (1, 50 y 99). Letalidad = f (efecto físico, vulnerabilidad). Efectos físicos: Radiación térmica. Sobrepresión mecánica. Exposición a agente tóxico. Vulnerabilidad: ecuaciones probit de la guía 4-. Determinación BEVI. de las distancias de afectación letal Se descartan iniciadores cuya distancia letal 1% no alcance el límite de planta.

52 Término fuente: introducción Término fuente: descripción y caracterización de las condiciones de fuga del iniciador para obtener los parámetros requeridos por los modelos de cálculo de consecuencias: Caudal de fuga Masa instantánea Caudal de evaporación

53 Noción de vulnerabilidad Los accidentes provocan efectos físicos: Radiación térmica (kw/m2) Sobrepresión (mbar) Concentración tóxica o comburente (mg/m3) El riesgo se define en base a los daños sobre los objetivos, que pueden ser: Víctimas mortales Heridos graves o leves Pérdida económica Es necesario convertir efecto físico en daño

54 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 5-. Determinación del riesgo individual Integración de frecuencias, probabilidades y distancias letales para cada iniciador identificado. R = frecuencia (i) X severidad (i) i: iniciadores, sucesos finales, condiciones atmosféricas. Representación de riesgo individual bajo forma de curva de isoriesgo. Las curvas de isoriesgo son una representación en 2D de los puntos del espacio con un mismo valor de riesgo individual. Es muy importante disponer de una herramienta informática con soporte visual (RiskCurves): Se evitan errores. Se ahorra tiempo. Se pueden visualizar contribuciones al riesgo.

55 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 5-. Determinación del riesgo individual (Continuación)

56 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 6-. Determinación del riesgo social Frecuencia acumulativa (F, por año) de que un grupo objetivo de al menos un determinado tamaño (N) sea simultáneamente afectado por un accidente Representación de riesgo social bajo forma de gráfico FN. Gráfico logarítmico en el que el eje de abscisas corresponde al número de víctimas mortales (N) y el eje de ordenadas corresponde a la frecuencia acumulada de los accidentes que ocasionan un número de víctimas mortales superior o igual a N. Es muy importante disponer de una herramienta informática con soporte visual (RiskCurves 7)

57 Diferencias entre IR y SR

58 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 7-. Análisis de los resultados Comparación de los resultados obtenidos de las diferentes representaciones del riesgo con los criterios de aceptabilidad del riesgo: Riesgo individual: Posición relativa curva 10-6 víctimas/año respecto elementos vulnerables (EV) y/o muy vulnerables (EMV). Riesgo social: F < 10-3 x N -2 (N 10): criterio no vinculante. 7-. Análisis de los resultados

59 Análisis de los máximos contribuyentes al riesgo Cuando el ACR genera un riesgo situado en zona Intolerable se deben implantar medidas de reducción del riesgo No todos los iniciadores suponen la misma contribución al riesgo global de la actividad No todos los iniciadores suponen la misma contribución al valor no tolerable de riesgo IR o SR Para definir las medidas de reducción de riesgo es imprescindible listar los Máximos Contribuyentes al Riesgo El uso de software apropiado es muy importante Cuando se dispone del listado, el primer paso consiste en analizar los cálculos de frecuencias y consecuencias de los escenarios implicados: errores, verificación de inputs

60 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA 8-. Medidas de reducción del riesgo Su función es reducir el nivel de riesgo, lo cual se consigue reduciendo sus dos componentes: La frecuencia de ocurrencia (prevención) La severidad de las consecuencias (mitigación) Las medidas de reducción del riesgo se pueden clasificar: Por tipo de actuación 8-. Medidas de Pasivas reducción (elementos del riesgo estáticos) Activas (elementos dinámicos, requieren un input externo) Por naturaleza (técnica, organizacional, )

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