estudio de análisis de riesgo en instalaciones con productos químicos

ESTUDIO DE ANÁLISIS DE RIESGO EN INSTALACIONES
CON PRODUCTOS QUÍMICOS
Ricardo Rodrigues Serpa, Colaborador CETESB, Brasil
1. Introducción
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
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.
R = f (e, f, C) (1)
Donde:
R = riesgo;
e = escenario accidental
f = frecuencia de ocurrencia
C = consecuencia (pérdidas o daños).
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. 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.
3.1.1. 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
-
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.
3.1.2. Características meteorológicas
-
temperatura;
índices pluviométricos;
humedad relativa del aire;
velocidad y dirección de los vientos.
3.1.3. 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
-
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.
3.2. 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
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
Checklist
What if
APP
AMFE
HazOp
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
- 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.
3.4. 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
Loss Prevention in the
Process Industries
Autor/ Institución
Frank P. Lees
CONCAWE
The Oil Companies European
Organization for Environmental
& Health Protection
US DOT
National Transportation
Safety Board (NTSB)
Railroad Facts
Association of American
Railroads
FACTS
TNO, Holanda
MHIDAS
Safety & Reability
Directorate, Reino Unido
Descripción
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
Banco de datos de
accidentes con productos
peligrosos
Banco de datos de
accidentes industriales
mayores.
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Referencia
SONATA
Autor/ Institución
TEMA, Italia
IFP
Instituto Francés de Petróleo
CADEQ
CETESB
Descripción
Banco de datos de
accidentes con productos
peligrosos
Banco de datos de
accidentes en el transporte
marítimo e en plataformas
offshore.
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, 1984.
AICHE. Process equipment reliability data, Nueva York, 1989.
Rijnmond Public Authority. Risk analysis of six potentially hazardous industrial objects
in the Rijnmond Area – un estudio piloto, Países Bajos, 1982.
Lees, Frank P. Loss Prevention in the process industries. 3 Vol., 2nd Ed., Londres,
1996.
Rasmussen, N.C. Reactor safety study: an assessment of accident risk in US
commercial power plants. Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC, 1975.
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).
3.5. 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
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).
Frecuencia de eventos con víctimas
fatales
Figura 1 – Curva F-N de aceptabilidad para riesgo social
(1)
1E-02
1E-03
1E-04
Intolerable
1E-05
Zona ALARP1
1E-06
1E-07
Insignificante
1E-08
1E-09
1
10
100
1000
10000
No de víctimas fatales
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.
3.6. 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
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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
de
Caracterização do
la actividad y de la
región
Identificación
de
Identificação
peligros
Análisis
Análisede
de
consecuencias
No
¿Consecuencias
externas?
Sí
¿Es posible reducir
las consecuencias?
Sí
Medidas
Medidaspara
para
reducir las
consecuencias
No
Estimación
Estimativade
de
frecuencias
Medidaspara
para
Medidas
reducir el riesgo
Cálculo
Cálculodel
dos
riesgo
Sí
¿Riesgo
tolerable?
Sí
Programa
Programade
de
gestión de riesgos
No
¿Es posible
reducir el
riesgo?
No
Revalúe el
Reavaliar o
proyecto
Fin
Fim
Figura 1 – Etapas de Estudio de Análisis de Riesgo
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5. Bibliografía
- CCPS/AICHE. Guidelines for chemical process quantitative risk analysis; Nueva York,
1989.
- AMORIM, Tânia M. Técnicas de análise de riscos: métodos qualitativos e quantitativos.
1° Seminário de Análise de Riscos de Processos Industriais; ABIQUIM; São Paulo,
1991.
- CETESB. Manual de orientação para a elaboração de estudos de análise de riscos;
São Paulo, 1994.
- Lees, Frank P. Loss prevention in the process industries 2nd Ed.; Vol 3, Butterworth
Heinemann; Londres, 1996.
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