Ingeniería de Calidad Caso de estudio

REACCIÓN QUÍMICA FUERA DE CONTROL

El siguiente caso de estudio, tiene como objetivo evaluar acciones a seguir en una situación fuera de control.

El 17 de diciembre del 2007 una poderosa explosión ocurrió en una pequeña empresa que fabrica químicos. La fuerza de la explosión fue de tal magnitud que varios trabajadores tuvieron heridas graves, además de daños a negocios y casas cercanas.

La empresa produce “Tricarbonil metil ciclopentadienil magneso” (MCMT), el cual es un aditivo para la gasolina.

Un operador está asignado a este proceso, el cual controla la reacción por medio de una computadora desde en el cuarto de control, ubicado muy cerca del reactor.

El proceso inicia con la adición de las materias primas, las cuales son algunos materiales líquidos y sodio metálico, estas son calentadas y mezcladas mediante un agitador. La reacción produce hidrógeno, que es liberado a la atmósfera.

En condiciones normales cuando la reacción alcanza 149°C, el operador interrumpe el calentamiento, sin embargo debido a que es una reacción exotérmica la temperatura del reactor sigue subiendo hasta alcanzar una temperatura de 182°C; entonces el operador empieza a llenar la chaqueta del reactor con agua de enfriamiento. Conforme el agua hierve y se evapora, el calor es removido y se controla la reacción. El agua de enfriamiento proviene del suministro que proporciona el municipio.

El día de la emergencia, los registros del cuarto de control indican que el operador había tratado de llenar la chaqueta del reactor con el agua como habitualmente lo hacía, pero el sistema de enfriamiento falló, posiblemente por el bloqueo de una línea o bien por una válvula.

El operador nota que la temperatura y presión se incrementan en el interior del reactor en forma descontrolada; inmediatamente el operador llama a los jefes del área y reporta los problemas que está teniendo con el enfriamiento. Uno de los jefes del área va a buscar a un mecánico y el otro jefe se queda en el cuarto de control con el operador.

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Ha transcurrido una hora desde que el operador aviso de la situación a los jefes. Preocupados por la posibilidad de un incendio, se les ordena a los empleados y trabajadores que se mantengan alejados del reactor.

Mientras tanto, dentro del reactor la presión continuaba subiendo alcanzando 28 kg/ cm2, de tal manera que se activa el disco de liberación de gases (él cual se rompe) y los gases del reactor comenzaron a salir. Posteriormente a los 10 segundos, se escucha una explosión masiva equivalente a 636 kg. de TNT. Daños severos en personas e instalaciones se presentan a 1.5 km de distancia de la planta.

Consideraciones:

Cuando se mezclan químicos se debe conocer la cantidad de calor que puedan liberar.

Se desarrolló este producto a nivel laboratorio, simulando el reactor en un litro de cantidad a prueba, de ahí se escaló directamente a la producción industrial en un reactor de 9.5 m3.

Después de varios lotes industriales, se incrementó el tamaño del lote en un tercio. Conforme aumentaron el tamaño del lote, se hizo más difícil el control del calor generado en mezcla de los químicos (materias primas).

Ya se había detectado por los jefes del área que con la modificación anteriormente mencionada, se aumentaba la temperatura, sin embargo no investigaron las causas de esta situación.

Si el sistema de enfriamiento del municipio fallaba, no se contaba con un sistema respaldo para enfriar la reacción.

Análisis:

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Una vez que ha leído cuidadosamente este caso, responda las siguientes preguntas:

1.- ¿Describa que es una reacción química?

2.- ¿Describa que es una reacción exotérmica?

3.- ¿Le parece adecuada la simulación de este producto a nivel laboratorio y posteriormente producirlo de manera industrial y los cambios sucesivos? Fundamente su respuesta.

4.- ¿Qué medidas puede considerar Usted, para prevenir esta situación? Fundamente su respuesta.

5.- ¿Considera que el operador actuó adecuadamente? Fundamente su respuesta.

6.- ¿Considera que los jefes actuaron adecuadamente? Fundamente su respuesta.

7.- Con la información presentada en este caso… ¿Puede establecer la causa que ocasionó la explosión?

6.- ¿A qué conclusiones llega con este caso de estudio? Fundamente su respuesta.

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