ANÁLISIS DE RIESGOS DE UN TANQUE DE GAS LP ESTACIONARIO PARA CASA HABITACIÓN
ANÁLISIS DE RIESGOS DE UN TANQUE DE GAS
LP ESTACIONARIO PARA CASA HABITACIÓN
Maestría de Gestión Integral del
Riesgo
Emma Karenina Martínez Ramírez
Análisis y Gestión de Riesgo II
Chalco de Díaz Covarrubias a 04 de octubre de 2024
Universidad Ducens
Tabla de contenido
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Objetivo |
3 |
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Introducción |
4 |
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Desarrollo |
4 |
|
Metodología HAZOP |
4 |
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Análisis de
riesgos de un tanque de gas lp estacionario para casa habitación con método
HAZOP |
6 |
|
Metodología ¿Qué
pasa sí? |
19 |
|
Análisis de
riesgos de un tanque de gas lp estacionario para casa habitación con método ¿Qué
pasa sí? |
20 |
|
Conclusiones |
33 |
|
Bibliografía |
34 |
Objetivo
El objetivo de realizar un análisis de riesgos del
tanque de gas LP estacionario en una casa habitación, utilizando tanto la
metodología "¿Qué pasa sí?" como HAZOP, es identificar y mitigar los
riesgos potenciales asociados con el almacenamiento y uso del gas LP en
entornos domésticos. Este análisis busca garantizar la seguridad de los
residentes y la integridad de la propiedad mediante la identificación de
posibles fallas y desviaciones en el sistema. Este objetivo se puede desglosar
en los siguientes componentes:
Identificación
de Riesgos
Ambos
análisis destacan la importancia de identificar todos los posibles escenarios
que podrían llevar a situaciones peligrosas, como fugas, incendios o explosiones.
La metodología "¿Qué pasa sí?" permite explorar una amplia gama de
situaciones hipotéticas, mientras que HAZOP proporciona un enfoque sistemático
para examinar desviaciones específicas del funcionamiento normal.
Evaluación de Consecuencias
Evaluar
las consecuencias potenciales de cada riesgo identificado es crucial para
priorizar las acciones correctivas. Por ejemplo, una fuga de gas debido a una
válvula defectuosa puede tener consecuencias graves, como incendios o
explosiones. Comprender estas consecuencias ayuda a enfocar los esfuerzos en
medidas preventivas más efectivas.
Implementación de Medidas Preventivas
Ambos
análisis sugieren acciones preventivas específicas, como el mantenimiento
regular del tanque, la instalación de sistemas de detección de fugas y la
capacitación adecuada del personal encargado del llenado. Estas medidas son
esenciales para reducir la probabilidad de ocurrencia de eventos peligrosos.
Mejora Continua
El
análisis también subraya la necesidad de un enfoque proactivo hacia la
seguridad, donde se revisen y actualicen regularmente las prácticas y
procedimientos basados en nuevas tecnologías o cambios en las condiciones
operativas. Esto incluye la implementación de programas de mantenimiento
preventivo y auditorías periódicas del sistema.
Para realizar un análisis tan exhaustivo se basa en
la alta peligrosidad asociada con el gas LP. Dado que el gas LP es altamente
inflamable y puede ser explosivo en ciertas condiciones, es fundamental
minimizar cualquier riesgo potencial para proteger tanto a las personas como a
las propiedades. Además, un enfoque estructurado y sistemático como el
proporcionado por HAZOP asegura que se consideren todas las posibles
desviaciones operativas, mientras que "¿Qué pasa sí?" permite
explorar escenarios menos obvios, pero igualmente críticos.
Introducción
La seguridad en el almacenamiento y uso de gas LP
en entornos domésticos es una preocupación primordial debido a los riesgos
inherentes asociados con su naturaleza inflamable y potencial explosivo. En
este contexto, los análisis de riesgos son herramientas esenciales para
identificar y mitigar peligros potenciales, garantizando así la protección de
los residentes y la integridad de la propiedad. Este documento se centra en el
análisis de un tanque de gas LP estacionario en una casa habitación, utilizando
dos metodologías complementarias: "¿Qué pasa sí?" y HAZOP (Hazard and
Operability Study).
La metodología "¿Qué pasa sí?" permite
explorar una amplia gama de escenarios hipotéticos que podrían conducir a
situaciones peligrosas, mientras que HAZOP proporciona un enfoque sistemático
para examinar desviaciones específicas del funcionamiento normal del sistema. A
través de estos análisis, se busca identificar posibles fallas, evaluar sus
consecuencias y establecer medidas preventivas efectivas.
El objetivo principal de estos análisis es implementar medidas preventivas efectivas que mitiguen los riesgos identificados, garantizando así un entorno seguro para los residentes. Esto incluye acciones como el mantenimiento regular del equipo, la instalación de sistemas de detección de fugas y la capacitación adecuada del personal encargado del manejo del gas. La justificación de este enfoque exhaustivo radica en la alta peligrosidad del gas LP, lo que hace imperativo minimizar cualquier riesgo potencial para proteger tanto a las personas como a las propiedades.
Desarrollo
METODOLOGÍA HAZOP
La metodología HAZOP (Hazard and Operability Study) es una
técnica estructurada y sistemática para el análisis de riesgos y problemas
operativos en procesos industriales. Aquí se presentan los aspectos más
importantes de esta metodología:
Características principales
1. Es un método cualitativo
para identificar y evaluar riesgos potenciales en instalaciones industriales.
2. Se basa en un
análisis sistemático de las posibles desviaciones de las condiciones normales
de operación.
3. Utiliza palabras guía
(como "más", "menos", "no", etc.) para explorar
variaciones en los parámetros del proceso.
4. Se aplica comúnmente en
industrias químicas, petroleras, nucleares y de procesamiento.
Objetivos
1. Identificar peligros
potenciales y problemas de operabilidad en las instalaciones.
2. Evaluar las
consecuencias de las desviaciones del proceso.
3. Proponer medidas de
mitigación y mejoras de seguridad.
4.
Mejorar el conocimiento del proceso y sus riesgos asociados.
Proceso de aplicación
1. Formar un equipo
multidisciplinario de expertos.
2. Dividir el proceso en
nodos o secciones para su análisis.
3. Definir la intención de
diseño y parámetros operativos normales.
4. Aplicar palabras guía
para identificar desviaciones potenciales.
5. Analizar causas,
consecuencias y salvaguardas existentes para cada desviación.
6.
Proponer recomendaciones para mejorar la seguridad y operabilidad.
Ventajas
1. Permite identificar
riesgos de forma sistemática y exhaustiva.
2. Fomenta el trabajo en
equipo y el intercambio de conocimientos.
3. Se puede aplicar en
diferentes etapas del ciclo de vida de un proyecto.
4.
Ayuda a cumplir con regulaciones de seguridad de procesos, como el
estándar PSM de OSHA.
Aplicaciones
1.
Análisis de seguridad en plantas químicas y petroquímicas.
2.
Evaluación de riesgos en sistemas de tuberías e instrumentación.
3.
Identificación de peligros en procesos de producción complejos.
4. Mejora de la
operabilidad y eficiencia de instalaciones industriales.
ANÁLISIS DE RIESGOS DE
UN TANQUE DE GAS LP ESTACIONARIO PARA CASA HABITACIÓN CON MÉTODO HAZOP
Para realizar un análisis de riesgos de un tanque de gas LP
estacionario para casa habitación utilizando la metodología HAZOP (Hazard and
Operability Study), seguiremos los siguientes pasos:
·
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
El sistema consiste en un tanque estacionario de gas LP de 500 litros para uso doméstico en una casa habitación. El tanque incluye válvulas, conexiones y tuberías para el suministro de gas a los aparatos domésticos.
·
CROQUIS
·
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA HAZOP
La metodología HAZOP se
basa en identificar desviaciones potenciales de la operación normal del
sistema, sus causas y consecuencias. Para este análisis, nos enfocaremos en los
siguientes nodos críticos:
- Tanque de
almacenamiento
Parámetro: Presión
Desviación: Alta presión
- Causa: Sobrellenado
del tanque, exposición a altas temperaturas
- Consecuencia:
Riesgo de explosión, activación de válvula de alivio
- Salvaguardas:
Válvula de alivio de presión, indicador de nivel máximo
- Recomendaciones:
Instalar sistema de monitoreo de presión con alarma
Desviación: Baja presión
- Causa: Fuga en el tanque,
temperatura ambiente muy baja
- Consecuencia:
Suministro insuficiente de gas, posible entrada de aire al sistema
- Salvaguardas:
Indicador de presión
- Recomendaciones:
Implementar programa de inspección periódica para detectar fugas
Parámetro: Nivel
Desviación: Alto nivel
- Causa: Error en el
llenado, falla en el sistema de medición
- Consecuencia:
Riesgo de sobrepresión, posible derrame de combustible
- Salvaguardas:
Indicador de nivel máximo
- Recomendaciones:
Capacitar al personal de llenado, instalar sistema automático de corte
Desviación: Bajo nivel
- Causa: Consumo
excesivo, falta de reabastecimiento
- Consecuencia:
Interrupción del suministro de gas
- Salvaguardas:
Indicador de nivel
- Recomendaciones:
Implementar sistema de alerta de bajo nivel
- Válvulas y
conexiones
Parámetro: Flujo
Desviación: No flujo
- Causa: Válvula
cerrada, obstrucción, falla en la válvula
- Consecuencia:
Interrupción del suministro de gas
- Salvaguardas:
Inspección visual
- Recomendaciones:
Establecer protocolo de verificación de válvulas antes de la operación
Desviación: Flujo
inverso
- Causa: Falla en la
válvula check
- Consecuencia:
Contaminación del tanque, riesgo de formación de mezcla explosiva
- Salvaguardas:
Válvula check
- Recomendaciones:
Inspección y mantenimiento regular de las válvulas
- Tuberías de
distribución
Parámetro: Integridad
Desviación: Fuga
- Causa: Corrosión,
daño mecánico, conexiones sueltas
- Consecuencia:
Escape de gas, riesgo de incendio o explosión
- Salvaguardas:
Odorización del gas para detección de fugas
- Recomendaciones: Implementar programa de inspección y mantenimiento de tuberías, instalar detectores de gas en áreas críticas
4.
Identificación de peligros y Jerarquía de riesgos
A partir del análisis HAZOP realizado para el tanque de gas LP estacionario en una casa habitación, podemos identificar los siguientes peligros principales:
·
Explosión: Este es uno de los peligros más graves asociados con el
almacenamiento y uso de gas LP. Puede ocurrir debido a la acumulación de
presión excesiva en el tanque, generalmente causada por sobrellenado o
exposición a altas temperaturas.
Severidad: 5 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 10)
·
Incendio: El riesgo de incendio está presente debido a la naturaleza
altamente inflamable del gas LP. Puede originarse por fugas en el sistema,
especialmente en las tuberías de distribución o conexiones.
Severidad: 4 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 12)
·
Fuga de gas: Las fugas pueden ocurrir en varios puntos del sistema,
incluyendo el tanque, válvulas, conexiones y tuberías. Representan un peligro
significativo ya que pueden llevar a la formación de mezclas explosivas con el
aire o causar asfixia en espacios cerrados.
Severidad: 5 y Probabilidad: 4 = (Nivel de riesgo: 20)
·
Sobrepresión del tanque: Aunque relacionado con el riesgo de explosión,
la sobrepresión en sí misma es un peligro que puede causar daños al tanque y a
las instalaciones circundantes, incluso si no llega a provocar una explosión.
Severidad: 4 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 12)
·
Contaminación del tanque: La entrada de aire o contaminantes en el tanque,
posiblemente debido a un flujo inverso, puede crear mezclas peligrosas y
afectar la calidad del combustible.
Severidad: 3 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 6)
·
Interrupción del suministro de gas: Aunque no es un
peligro directo para la seguridad, la interrupción del suministro puede causar
problemas secundarios, especialmente en climas fríos donde el gas se usa para
calefacción.
Severidad: 3 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 6)
·
Asfixia: En caso de una fuga significativa en un espacio cerrado, el
gas LP puede desplazar el oxígeno, creando un riesgo de asfixia para los
ocupantes de la casa.
Severidad: 5 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 10)
·
Congelamiento: Aunque no se mencionó explícitamente en el análisis, el gas
LP al expandirse rápidamente (como en una fuga) puede causar congelamiento, lo
que representa un peligro para las personas cercanas.
Severidad: 2 y Probabilidad: 1 = (Nivel de riesgo: 2)
·
Intoxicación: Si bien el gas LP no es tóxico por sí mismo, la combustión
incompleta puede producir monóxido de carbono, que es altamente peligroso.
Severidad: 5 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 10)
·
Daño mecánico: El tanque y las tuberías están expuestos a posibles daños
mecánicos que podrían comprometer la integridad del sistema y llevar a fugas o fallos.
Severidad: 3 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 6)
Estos peligros
identificados resaltan la importancia de mantener un riguroso sistema de
seguridad, incluyendo mantenimiento preventivo, detección temprana de fugas, y
capacitación adecuada para los usuarios del sistema de gas LP en la casa
habitación.
La jerarquización se
basa en el nivel de riesgo calculado, que es el producto de la severidad y la
probabilidad de cada peligro. Los riesgos con mayor puntuación requieren
atención prioritaria en términos de medidas de prevención y mitigación.
Es importante notar que
la fuga de gas encabeza la lista debido a su alta probabilidad y severidad, lo
que subraya la importancia crítica de los sistemas de detección y prevención de
fugas. Los riesgos de incendio y sobrepresión del tanque ocupan el segundo
lugar, seguidos de cerca por explosión, asfixia e intoxicación, todos con una
severidad muy alta pero una probabilidad menor.
Esta jerarquización puede ayudar a priorizar las medidas de seguridad y los recursos destinados a la prevención y mitigación de riesgos en el sistema de gas LP doméstico.
·
CONCLUSIÓN
El análisis HAZOP ha
permitido identificar varios escenarios de riesgo potenciales asociados al
tanque de gas LP estacionario para casa habitación. Las principales áreas de
preocupación incluyen:
- Control de la
presión en el tanque de almacenamiento
- Monitoreo y control
del nivel de llenado
- Integridad de las
válvulas, conexiones y tuberías
- Funcionamiento
adecuado del regulador de presión
Para mitigar estos
riesgos, se recomienda:
- Implementar un
programa de mantenimiento preventivo riguroso
- Instalar sistemas
de detección de fugas y monitoreo remoto
- Capacitar a los
usuarios y personal de recarga sobre procedimientos seguros
- Realizar inspecciones
periódicas de todos los componentes del sistema
- Considerar la
instalación de sistemas de seguridad redundantes en puntos críticos
La implementación de estas medidas, junto con una cultura de seguridad y prevención, puede reducir significativamente los riesgos asociados al uso de tanques estacionarios de gas LP en entornos residenciales
ALOHA permite ingresar detalles sobre una liberación química real o potencial y genera estimaciones de zonas de amenaza para varios tipos de peligros, como nubes de gas tóxico, nubes de gas inflamable, explosiones de vapor expandido por ebullición (BLEVEs), incendios por chorro, incendios en piscinas y explosiones de nubes de vapor.
El software produce estimaciones visuales que muestran áreas donde se predice que un peligro específico (como toxicidad o radiación térmica) excederá un nivel de preocupación especificado por el usuario. Estas zonas se representan en un mapa con códigos de color que indican el nivel de peligro: rojo para el más alto, seguido por naranja y amarillo para niveles decrecientes.
ALOHA es una herramienta crucial para la evaluación y
respuesta ante liberaciones atmosféricas de sustancias químicas, proporcionando
a los usuarios la capacidad de modelar cómo una nube de gas peligrosa se
dispersará a sotavento, considerando tanto la dispersión de gases pesados como
neutrales. Además, ofrece funcionalidades para modelar incendios y explosiones
asociadas con sustancias químicas inflamables.
Datos del sitio y
condiciones atmosféricas
- La simulación se
realizó para un incidente en Chalco, México, el 1 de octubre de 2024 a las
16:18 horas
- Las condiciones
atmosféricas incluyen:
- Viento de 13
metros/segundo proveniente de 16 grados
- Terreno abierto
- Cobertura de nubes
de 5 décimos
- Temperatura del
aire de 20°C
- Humedad relativa
del 75%
Características del
químico y fuente
- El químico
involucrado es butano (CAS 106-97-8)
- La fuga proviene de
un tanque cilíndrico horizontal con las siguientes características:
- Diámetro: 0.5
metros
- Longitud: 2.6
metros
- Volumen: 0.51
metros cúbicos
- Contenido: 270 kg
de butano líquido (91% lleno)
- Apertura circular
de 5 cm de diámetro a 0.25 metros del fondo del tanque
Detalles de la
liberación
- Duración de la
liberación: 1 minuto
- Tasa máxima
promedio sostenida: 9.26 libras/segundo
- Cantidad total
liberada: 556 libras
- La sustancia escapó
como una mezcla de gas y aerosol (flujo bifásico)
Interpretación de la
dispersión
La simulación muestra
dos zonas de peligro principales:
- Zona de
concentración >9600 ppm (60% LEL):
- Representa áreas
con posibles bolsas de llama
- No se muestra en
el gráfico debido a su extensión limitada
- Zona de
concentración >1600 ppm (10% LEL):
- Representada por
el área sombreada en el gráfico
- Se extiende
aproximadamente 300 yardas (274 metros) en la dirección del viento
- Tiene un ancho
máximo de alrededor de 100 yardas (91 metros)
Las líneas punteadas en
el gráfico indican el rango de confianza de la dirección del viento, mostrando
la posible variación en la dispersión de la nube de gas.
Esta interpretación proporciona una visión general sobre cómo
se comportaría una fuga accidental de butano bajo las condiciones
especificadas, ayudando a evaluar riesgos potenciales y planificar medidas de
respuesta adecuadas.
La simulación ALOHA
presentada en el documento proporciona información detallada sobre un escenario
de accidente químico involucrando butano en Chalco, México. A continuación, se
presenta una interpretación de los datos más relevantes:
Escenario del incidente
El incidente simulado
involucra una BLEVE (Explosión de Vapor Expandido de Líquido en Ebullición) de
butano almacenado en un tanque cilíndrico horizontal. Este es un tipo de
explosión que puede ocurrir cuando un recipiente que contiene un líquido
presurizado se rompe repentinamente.
Condiciones del tanque y
sustancia química
- Sustancia química:
Butano (CAS 106-97-8)
- Dimensiones del
tanque: 0.5 metros de diámetro, 2.6 metros de longitud
- Volumen del tanque:
0.51 metros cúbicos
- Contenido: 270
kilogramos de butano líquido
- Nivel de llenado:
91% de la capacidad del tanque
- Temperatura de
almacenamiento: 20°C
Condiciones atmosféricas
- Velocidad del
viento: 13 metros/segundo
- Dirección del
viento: desde 16° verdadero
- Temperatura del
aire: 20°C
- Humedad relativa:
75%
- Clase de
estabilidad atmosférica: D (neutral)
Características de la
explosión
- Diámetro de la bola
de fuego: 41 yardas (aproximadamente 37.5 metros)
- Duración de la
combustión: 4 segundos
- Porcentaje de masa
del tanque en la bola de fuego: 100%
Zonas de amenaza
El gráfico muestra tres
zonas de amenaza representadas por círculos concéntricos:
- Zona roja (más
cercana al origen): Representa el área de mayor peligro, probablemente
correspondiente al AEGL-3 (53,000 ppm), donde pueden ocurrir efectos
potencialmente letales.
- Zona naranja (intermedia):
Posiblemente corresponde al AEGL-2 (17,000 ppm), donde pueden ocurrir
efectos serios o irreversibles para la salud.
- Zona amarilla (más
externa): Probablemente corresponde al AEGL-1 (5,500 ppm), donde pueden
experimentarse efectos notables, pero no incapacitantes
Interpretación de
resultados
La simulación sugiere un
evento potencialmente catastrófico con una bola de fuego de tamaño
considerable. Las zonas de amenaza indican que los efectos podrían extenderse
significativamente más allá del punto de origen, potencialmente afectando áreas
pobladas dependiendo de la ubicación exacta del incidente en Chalco. Es
importante notar que la duración de la combustión es relativamente corta (4
segundos), pero los efectos térmicos y la onda de presión podrían causar daños
significativos en un área amplia. Además, la dispersión del gas después de la
explosión podría representar riesgos adicionales de incendio o explosión en
áreas más alejadas.
Se pueden comparar dos simulaciones diferentes de un
incidente con butano en Chalco, México. Ambas simulaciones comparten algunos
datos básicos, pero difieren en el tipo de escenario y sus consecuencias. A
continuación, se presenta un comparativo detallado:
Datos comunes
- Ubicación: Chalco,
México
- Fecha
y hora: 1 de octubre de 2024, 16:18 horas
- Sustancia
química: Butano (CAS 106-97-8)
- Peso
molecular: 58.12 g/mol
- Condiciones
atmosféricas:
- Viento: 13 m/s desde 16°
- Rugosidad del terreno: campo abierto
- Cobertura de nubes: 5 décimas
- Humedad relativa: 75%
- Tanque:
- Diámetro: 0.5 metros
- Longitud: 2.6 metros
- Volumen: 0.51 metros cúbicos
- Contenido: 270 kg de butano líquido (91% lleno)
- Temperatura interna: 20°C
Simulación 1: Fuga de tanque
Escenario: Fuga de un orificio en un tanque cilíndrico horizontal
Detalles de la fuga:
- Diámetro
de la abertura: 5 cm
- Posición:
0.25 metros desde el fondo del tanque
- Duración
de la liberación: 1 minuto
Resultados:
- Tasa
máxima de liberación sostenida: 9.26 libras/segundo
- Cantidad
total liberada: 556 libras
- La
sustancia química escapó como una mezcla de gas y aerosol (flujo bifásico)
Zonas de amenaza inflamable:
- 9600
ppm (60% LEL): Bolsas de llama (no dibujadas)
- 1600
ppm (10% LEL): Representada en el mapa
Simulación 2: BLEVE
Escenario: BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) de
líquido inflamable en tanque cilíndrico horizontal
Detalles del BLEVE:
- Porcentaje
de masa del tanque en la bola de fuego: 100%
- Diámetro
de la bola de fuego: 41 yardas
Zonas de amenaza térmica:
- 10.0
kW/(m²): Potencialmente letal en 60 segundos
- 5.0
kW/(m²): Quemaduras de segundo grado en 60 segundos
- 2.0
kW/(m²): Dolor en 60 segundos
Las simulaciones muestran dos escenarios distintos con el
mismo tanque de butano: una fuga y una explosión BLEVE. La fuga presenta un
riesgo de formación de nubes inflamables, mientras que el BLEVE resulta en una
bola de fuego con amenazas térmicas significativas
METODOLOGÍA ¿QUÉ PASA SÍ?
La metodología "¿Qué pasa sí?" (¿también conocida
como “What if?” en inglés) es una técnica estructurada de análisis de riesgos
utilizada para identificar peligros potenciales y evaluar sus consecuencias en
diversos escenarios. Aquí se presentan los aspectos más importantes de esta
metodología:
Características principales
- Es
una técnica cualitativa y creativa para identificar y analizar riesgos
- Se
basa en formular preguntas que comienzan con "¿Qué pasaría
si...?" para explorar posibles desviaciones o fallos
- Es
flexible y se puede aplicar a una amplia gama de situaciones y procesos
- Se
utiliza comúnmente en industrias como la química, farmacéutica y
petróleo/gas
Objetivos
- Identificar
eventos que puedan provocar accidentes significativos
- Mejorar
la operatividad y seguridad de instalaciones industriales
- Detectar
condiciones y situaciones peligrosas potenciales
- Proponer
mejoras y controles para reducir riesgos
Proceso de aplicación
·
Definir el alcance del estudio y formar un equipo multidisciplinario de
expertos
·
Recopilar información sobre el proceso o sistema a analizar
·
Formular preguntas "¿Qué pasaría si...?" para explorar
posibles desviaciones.
·
Discutir las causas, consecuencias e impactos de cada escenario
planteado
·
Identificar controles existentes y proponer nuevas medidas de mitigación
·
Documentar los hallazgos y recomendaciones en un informe estructurado
Ventajas
- Es
menos estructurada y más fácil de aplicar que otras técnicas como HAZOP
- Permite
identificar riesgos de forma creativa y exhaustiva
- Se
puede utilizar en diferentes etapas del ciclo de vida de un proyecto o
proceso
- Fomenta
el trabajo en equipo y el intercambio de conocimientos entre expertos
Aplicaciones
- Análisis
de seguridad en plantas industriales
- Evaluación
de riesgos en procesos químicos y farmacéuticos
- Planificación
de respuestas ante emergencias.
8. Identificación de peligros en sistemas de gestión de seguridad y salud ocupacional (OHSAS 18001)
ANÁLISIS DE RIESGOS DE UN TANQUE DE GAS LP ESTACIONARIO PARA CASA HABITACIÓN CON MÉTODO ¿QUÉ PASA SÍ?
·
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
El sistema de tanque de
gas LP estacionario para casa habitación consiste en un recipiente cilíndrico
de acero, diseñado para almacenar gas licuado de petróleo bajo presión. Este
tanque, con capacidad típica entre 300 y 1,000 litros, se instala en el
exterior de la vivienda en un área ventilada y de fácil acceso.
·
CROQUIS
·
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ¿QUÉ PASA SÍ?
1.
Identificación del sistema
Tanque estacionario de
gas LP para uso doméstico en una casa habitación.
2.
Análisis de riesgos
¿Qué pasa si hay una
fuga en las conexiones del tanque?
- Posible acumulación
de gas en áreas cercanas al tanque
- Riesgo de incendio
o explosión si hay una fuente de ignición
- Peligro de
intoxicación por inhalación para los ocupantes de la casa
- Pérdida económica
por el gas fugado
Medidas preventivas:
- Realizar
inspecciones periódicas de las conexiones
- Instalar detectores
de gas en áreas cercanas al tanque
- Capacitar a los
ocupantes sobre qué hacer en caso de detectar olor a gas
¿Qué pasa si se produce
una sobrepresión en el tanque?
- Posible ruptura del
tanque
- Riesgo de explosión
con proyección de fragmentos
- Daños estructurales
a la vivienda y propiedades cercanas
- Lesiones graves o
fatales a personas en el área
Medidas preventivas:
- Asegurar que el
tanque cuente con válvulas de alivio de presión en buen estado
- No sobrecargar el
tanque más allá de su capacidad nominal
- Realizar
mantenimiento preventivo del tanque y sus componentes
¿Qué pasa si hay un
incendio cerca del tanque?
- Aumento de la
presión interna del tanque por calentamiento
- Posible falla del
tanque y liberación súbita del contenido (BLEVE)
- Bola de fuego con
radiación térmica intensa
- Daños severos a la
propiedad y riesgo de víctimas fatales
Medidas preventivas:
- Mantener una
distancia segura entre el tanque y posibles fuentes de ignición
- Instalar sistemas
de enfriamiento o protección contra incendios
- Contar con un plan
de evacuación en caso de emergencia
¿Qué pasa si se produce
un impacto mecánico en el tanque?
- Posible ruptura o
daño en la estructura del tanque
- Fuga de gas con
riesgos asociados de incendio o explosión
- Contaminación
ambiental
Medidas preventivas:
- Instalar
protecciones físicas alrededor del tanque
- Ubicar el tanque en
un área con bajo riesgo de impactos
- Señalizar
adecuadamente la ubicación del tanque
¿Qué pasa si hay una
falla en la válvula de llenado durante la recarga?
- Sobrellenado del
tanque
- Riesgo de fuga de
gas durante o después del llenado
- Posible formación
de una nube de gas inflamable
Medidas preventivas:
- Asegurar que el
personal de recarga esté debidamente capacitado
- Verificar el
correcto funcionamiento de la válvula antes de cada recarga
- Utilizar sistemas
de control de llenado automáticos
¿Qué pasa si se produce
corrosión en el tanque?
- Debilitamiento de
la estructura del tanque
- Mayor probabilidad
de fugas
- Reducción de la
vida útil del tanque
Medidas preventivas:
- Aplicar
recubrimientos anticorrosivos
- Realizar
inspecciones periódicas del estado del tanque
- Sustituir el tanque al final de su vida útil recomendada
3.
Identificación de peligros y Jerarquía de riesgos
Podemos identificar los
siguientes peligros asociados a un tanque de gas LP estacionario para casa
habitación:
·
Fuga de gas: Puede ocurrir en las conexiones del tanque o por daños en su
estructura; riesgo de formación de nubes de gas inflamable; peligro de
intoxicación por inhalación.
Severidad: 4 y Probabilidad: 4 = (Nivel de riesgo: 16)
·
Incendio: Posibilidad de ignición del gas fugado; riesgo de
propagación a estructuras cercanas; peligro de quemaduras y daños por radiación
térmica.
Severidad: 4 y Probabilidad: 5 = (Nivel de riesgo: 20)
·
Explosión: Puede resultar de la ignición de una nube de gas acumulado;
riesgo de BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) en caso de incendio
cercano; peligro de ondas de sobrepresión y proyección de fragmentos.
Severidad: 3 y Probabilidad: 5 = (Nivel de riesgo: 15)
·
Sobrepresión: Puede ocurrir por sobrellenado o calentamiento excesivo del
tanque; riesgo de ruptura del tanque y liberación súbita del contenido.
Severidad: 3 y Probabilidad: 4 = (Nivel de riesgo: 12)
·
Impacto mecánico: Daño físico al tanque por golpes o colisiones; puede
provocar fugas o comprometer la integridad estructural del tanque.
Severidad: 2 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 6)
·
Corrosión; Deterioro gradual de la estructura del tanque; aumenta la
probabilidad de fugas y fallas estructurales.
Severidad: 2 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 6)
·
Falla en válvulas o accesorios: Mal funcionamiento de
válvulas de llenado, reguladores o válvulas de alivio; puede resultar en fugas
o problemas de control de presión.
Severidad: 3 y Probabilidad: 4 = (Nivel de riesgo: 12)
·
Intoxicación: Por inhalación de gas en caso de fuga en espacios cerrados
o mal ventilados; riesgo de asfixia por desplazamiento del oxígeno.
Severidad: 3 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 9)
·
Contaminación ambiental: Liberación de gas propano al ambiente en caso de
fuga significativa; contribución al efecto invernadero.
Severidad: 2 y Probabilidad: 2 = (Nivel de riesgo: 4)
·
Quemaduras criogénicas: En caso de contacto con el gas licuado durante una fuga o
manipulación inadecuada.
Severidad: 2 y Probabilidad: 3 = (Nivel de riesgo: 6)
Estos peligros identificados
representan los principales riesgos asociados al uso de tanques estacionarios
de gas LP en entornos residenciales. Es crucial implementar medidas de
seguridad y prevención para mitigar estos peligros y garantizar un uso seguro
del sistema de gas LP.
Es importante notar que los tres riesgos principales (incendio, fuga de gas y explosión) tienen un Riesgo Total significativamente más alto que los demás, lo que sugiere que deberían ser el foco principal de las estrategias de prevención y seguridad en el manejo de tanques de gas LP estacionarios en entornos residenciales.
·
CONCLUSIÓN
El análisis de riesgos
mediante la metodología "¿Qué pasa sí?" ha permitido identificar
varios escenarios potencialmente peligrosos asociados al uso de un tanque
estacionario de gas LP en una casa habitación. Las principales preocupaciones
incluyen fugas, sobrepresión, incendios cercanos, impactos mecánicos, fallas
durante el llenado y corrosión.
Para mitigar estos
riesgos, es fundamental implementar medidas preventivas como:
Mantenimiento regular y
adecuado del tanque y sus componentes
Instalación de sistemas
de seguridad (detectores de gas, válvulas de alivio)
Capacitación de los
ocupantes de la vivienda sobre seguridad en el manejo de gas LP
Ubicación apropiada del
tanque y protecciones físicas
Cumplimiento de
normativas y estándares de seguridad aplicables
La implementación de estas medidas, junto con una cultura de seguridad y prevención, puede reducir significativamente los riesgos asociados al uso de tanques estacionarios de gas LP en entornos residenciales.
·
SIMULACIÓN ALOHA
A partir de la
simulación ALOHA proporcionada, podemos interpretar los siguientes aspectos
clave:
Escenario de la
simulación
La simulación se realizó
para un escenario de fuga de butano en Chalco, México, el 1 de octubre de 2024
a las 16:18 horas. El butano es un gas inflamable con un peso molecular de
58.12 g/mol
Condiciones atmosféricas
- Viento: 13
metros/segundo desde 16° a 3 metros de altura
- Rugosidad del
terreno: campo abierto
- Cobertura de nubes:
5 décimos
- Temperatura del
aire: 20°C
- Clase de
estabilidad atmosférica: D (neutral)
- Humedad relativa:
75%
Fuente de emisión
- Tanque cilíndrico
horizontal de 1.2 metros de diámetro y 1.2 metros de longitud
- Volumen del tanque:
1.36 metros cúbicos
- Contenido: 540 kg
de butano líquido (69% de llenado)
- Orificio circular
de 5 cm de diámetro a 0.60 metros del fondo del tanque
- Duración de la
liberación: 2 minutos
- Tasa máxima de
liberación sostenida: 996 libras/minuto
- Cantidad total
liberada: 1,087 libras
Zonas de amenaza
La simulación modeló la
zona de amenaza de vapor inflamable utilizando el modelo de gas pesado:
- Zona roja (alta
peligrosidad): 61 yardas - Concentración de 9600 ppm (60% del LEL), con
posibilidad de bolsas de llama
- Zona amarilla
(peligrosidad media): 197 yardas - Concentración de 1600 ppm (10% del LEL)
Interpretación de
resultados
- Severidad del
incidente: La liberación de
1,087 libras de butano en solo 2 minutos representa un evento
significativo con alto potencial de peligro.
- Extensión de la
amenaza: La zona de
peligro se extiende hasta 197 yardas (aproximadamente 180 metros) desde el
punto de fuga, lo que indica un área considerable de riesgo.
- Riesgo de incendio: La zona roja (61 yardas) presenta un alto
riesgo de ignición y formación de bolsas de llama debido a la alta
concentración de butano.
- Dispersión del gas: El modelo de gas pesado sugiere que el
butano, más denso que el aire, tenderá a permanecer cerca del suelo,
aumentando el riesgo en áreas bajas.
- Influencia del
viento: La dirección del
viento (desde 16°) determina la orientación de la pluma de gas, como se
muestra en el gráfico de la zona de amenaza.
Esta simulación
proporciona información crucial para la planificación de emergencias y la
evaluación de riesgos en caso de una fuga de butano en las condiciones
especificadas.
Se muestra un análisis
de riesgo para un escenario de BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)
involucrando butano en Chalco, México. A continuación, se presenta una
interpretación detallada de los resultados:
Condiciones del
escenario
La simulación se realizó
para el 1 de octubre de 2024 a las 16:18 horas, considerando las siguientes
condiciones:
- Ubicación: Chalco, México
- Sustancia química: Butano (CAS 106-97-8)
- Condiciones
atmosféricas:
- Viento: 13 m/s
desde 16°
- Rugosidad del
terreno: campo abierto
- Cobertura de
nubes: 5/10
- Humedad relativa:
75%
Características del
tanque y contenido
- Tanque cilíndrico
horizontal de 1.2 m de diámetro y 1.2 m de longitud
- Volumen del tanque:
1.36 m³
- Masa de butano: 540
kg (69% de llenado)
- Temperatura de
almacenamiento: 20°C
Resultados de la
simulación
La simulación modela la
radiación térmica de una bola de fuego resultante de un BLEVE:
- Diámetro de la bola
de fuego: 52 yardas
(aproximadamente 47.5 metros)
- Duración de la
combustión: 4 segundos
Zonas de amenaza
La simulación define dos
zonas de amenaza basadas en la radiación térmica:
- Zona naranja (5.0 kW/m²): Se extiende hasta 172
yardas (157.3 metros) del punto de origen
En esta zona, existe el
riesgo de quemaduras de segundo grado dentro de 60 segundos de exposición.
- Zona amarilla (2.0 kW/m²): Alcanza hasta 269 yardas
(246 metros) del punto de origen
En esta área, las
personas pueden experimentar dolor dentro de 60 segundos de exposición.
Implicaciones de
seguridad
- La zona de impacto
inmediato (naranja) abarca un área considerable, lo que implica un alto
riesgo para las personas y estructuras cercanas al punto del incidente.
- El área de
afectación más amplia (amarilla) podría causar pánico y necesidad de
evacuación en un radio extenso.
- Dada la corta
duración de la bola de fuego (4 segundos), el impacto principal sería la
onda de choque y la radiación térmica intensa en un período muy breve.
Esta simulación destaca
la importancia de mantener distancias de seguridad adecuadas alrededor de
instalaciones que manejan butano y la necesidad de planes de emergencia
efectivos para responder a un posible BLEVE.
Se pueden comparar dos simulaciones diferentes realizadas
para un incidente con butano en Chalco, México. Ambas simulaciones utilizan los
mismos datos del sitio y químicos, pero difieren en el tipo de escenario y las
amenazas modeladas.
Comparación de las simulaciones
Escenario 1: Fuga de tanque
Tipo de incidente: Fuga de un orificio en un tanque cilíndrico horizontal
Detalles del incidente:
- Duración
de la liberación: 2 minutos
- Tasa
máxima de liberación sostenida: 996 libras/min
- Cantidad
total liberada: 1,087 libras
Amenaza modelada: Área inflamable de la nube de vapor
- Zona
roja (61 yardas): 9600 ppm (60% LEL) - Bolsas de llamas
- Zona
amarilla (197 yardas): 1600 ppm (10% LEL)
Escenario 2: BLEVE
Tipo de incidente: BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) de
líquido inflamable en tanque cilíndrico horizontal
Detalles del incidente:
- Diámetro
de la bola de fuego: 52 yardas
- Duración
de la combustión: 4 segundos
Amenaza modelada: Radiación térmica de la bola de fuego
- Zona
roja (123 yardas): 10.0 kW/(m²) - Potencialmente letal en 60 segundos
- Zona
naranja (172 yardas): 5.0 kW/(m²) - Quemaduras de segundo grado en 60
segundos
- Zona
amarilla (269 yardas): 2.0 kW/(m²) - Dolor en 60 segundos
Análisis comparativo
- Tipo
de amenaza: El primer escenario se centra en la dispersión de
vapores inflamables, mientras que el segundo modela los efectos térmicos
de una explosión.
- Alcance
de la amenaza: El BLEVE tiene un alcance mayor, con efectos
potencialmente letales hasta 123 yardas y dolor hasta 269 yardas,
comparado con la zona de inflamabilidad máxima de 197 yardas en el primer
escenario.
- Duración
del evento: La fuga dura 2 minutos, mientras que el BLEVE es
un evento casi instantáneo con una bola de fuego que dura solo 4 segundos.
- Consecuencias: El BLEVE
presenta riesgos térmicos inmediatos y severos, mientras que la fuga crea
un riesgo potencial de incendio o explosión si la nube de vapor encuentra
una fuente de ignición.
Ambos escenarios representan peligros significativos, pero el BLEVE tiene el potencial de causar daños más inmediatos y severos en un área más amplia.
Conclusiones
El almacenamiento y uso de gas LP en tanques estacionarios
para casa habitación conlleva riesgos significativos que requieren una gestión
cuidadosa y proactiva. Los análisis realizados mediante las metodologías HAZOP
y "¿Qué pasa sí?", junto con las simulaciones ALOHA, revelan una
serie de peligros potenciales, siendo los más críticos las fugas de gas,
incendios y explosiones (incluyendo BLEVEs).
Las simulaciones muestran que incluso incidentes
aparentemente menores, como una fuga, pueden tener consecuencias de gran
alcance, con zonas de peligro que se extienden hasta cientos de metros desde el
punto de origen. Un BLEVE, en particular, representa un riesgo extremo con
potencial de causar daños catastróficos en un área amplia.
Para mitigar estos riesgos, es crucial implementar un enfoque
multifacético que incluya:
- Mantenimiento
riguroso y regular de los tanques y sus componentes.
- Instalación
de sistemas de seguridad avanzados, como detectores de gas y válvulas de
alivio de presión.
- Capacitación
exhaustiva para los residentes y personal de mantenimiento sobre el manejo
seguro del gas LP y procedimientos de emergencia.
- Ubicación
estratégica de los tanques, considerando distancias de seguridad
adecuadas.
- Cumplimiento
estricto de normativas y estándares de seguridad.
- Implementación
de planes de respuesta a emergencias bien desarrollados y practicados
regularmente.
La jerarquización de riesgos presentada subraya la importancia de priorizar las medidas preventivas y de mitigación, enfocándose primero en los escenarios de mayor impacto y probabilidad. En conclusión, aunque el uso de gas LP en entornos residenciales conlleva riesgos inherentes, una gestión adecuada basada en análisis detallados como los presentados puede reducir significativamente la probabilidad y severidad de incidentes, garantizando así un mayor nivel de seguridad para los residentes y las propiedades circundantes.
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