ESCENARIOS DE FUGA, EXPLOSIÓN E INCENDIO EN

ALMACENAMIENTO DE MATERIALES PELIGROSOS

MEDIANTE SIMULACIONES COMPUTACIONALES

1Carla A. Rivera Quiñónez*,

1Georgina Fernández Villagómez

1Universidad Nacional Autónoma de México

carla_aura17@hotmail.com

El desarrollo tecnológico a nivel mundial de-

manda el uso de una gran diversidad de mate-

riales y sustancias químicas, involucrando en

el proceso de producción el almacenamiento y

transporte de sustancias que pueden ser peli-

grosas. La manipulación de las mismas, puede

estar acompañada de la liberación no controla-

da, incendio o explosión de éstas provocando

graves consecuencias traducidas en grandes

pérdidas humanas, impactos al medio ambiente

y pérdidas económicas. A nivel mundial se han

registrado un importante número de accidentes,

tales como (CENAPRED, 2007): las nubes tóxi-

cas emanadas por el accidente de Seveso en

Italia (1977); la explosión de contenedores con

nitrato de amonio en Texas, Estados Unidos

(1947); el escape de isocianato de metilo en

una planta de insecticidas en Bhopal, la India

(1984); las numerosas explosiones de esferas y

tanques de Gas L.P. en San Juan Ixhuatepec,

México (1984); etc. Por lo cual, es indispensa-

ble que las actividades en la industria se reali-

cen de manera segura, siendo importante la es-

timación de los radios de afectación con el em-

pleo de software para el análisis de consecuen-

cias, con el fin de obtener información para la

toma de decisiones y así proporcionar medidas

para prevenir eventos catastróficos.

Introducción

Objetivo Plantear escenarios de fuga, explosión e incen-

dio en almacenamiento de materiales peligro-

sos mediante simulaciones computacionales en

un sitio previamente seleccionado.

Metodología

Resultados y discusión Se realizaron las simulaciones con el progra-

ma SCRI en 8 escenarios meteorológicos que

corresponden a las 4 estaciones del año tanto

en condiciones de día como de noche, em-

pleando datos meteorológicos de la zona de

estudio, encontrando que el peor escenario

para la dispersión de las sustancias se tiene

en condiciones de temperatura mínima y hu-

medad relativa máxima (noche) en la estación

de invierno, mientras que para los escenarios

de explosión e incendio no se presentó dife-

rencia significativa en cuanto a la radiación ge-

nerada en los 8 escenarios meteorológicos

(figura 2).

Alcances El estudio incluye:

El empleo de los software: SCRI- Modelos y

Fuego, ALOHA y EFFECTS.

Las sustancias peligrosas involucradas en el

estudio son: Gasolina, Diesel y Gas L.P.

Se determinará el riesgo total de la instalación

mediante el programa Risk Curves.

Figura 1. Metodología para la simulación de radios de afectación.

Referencias Casal, J. (2008) Evaluation of the Effects and Consequences of Major Accidents in Industrial Plants. Centre for Studies on Technological Risk, Universitat Politècnica de Catalunya. Barce-

lona, España : Elsevier, 2008. ISBN: 978-0-444-5308-3.

CENAPRED (2007) Riesgos Químicos. México, D.F. : s.n., ISBN: 978-970-821-006-5.

Conclusiones

Los peores escenarios resultaron en condiciones meteorológicas de temperatura mínima y humedad relativa máxima encontrando que las distancias de

afectación abarcan casi más de la mitad del predio. Considerando un posible efecto dominó, el riesgo de la instalación resultó en aceptable. Los resulta-

dos de las simulaciones generan información que ayuda a la toma de decisiones dentro de la instalación para la reubicación de los tanques de almace-

namiento de combustible, así como fijar las zonas de amortiguamiento.

ESCENARIOS

Distancias máximas de afectación (m)

SCRI ALOHA EFFECTS

Llamarada con Gas L.P. 52 103 55

Llamarada con Gasolina 123 0 0

Bola de fuego (Niveles de radiación en kW/m2)

LC99 35 96 103 50

LC50 19.5 123 142 97

LC1 9.8 164 203 155

Sobrepresión por explo-sión BLEVE (Niveles de sobrepresión en kPa)

Destrucción total

> 83 32 <163 33

Grave 35-83 51 163 54

Moderado 17-35 82 175 86

Menor 17-3.5 275 347 267

Nube explosiva (Niveles de sobrepresión en kPa)

Destrucción total

> 83 12 <62 12

Grave 35-83 19 62 20

Moderado 17-35 30 68 32

Menor 17-3.5 101 139 99

Incendio de charco (Niveles de radiación en kW/m2)

LC99 35 23 19 9

LC50 19.5 33 29 17

LC1 9.8 48 44 26

Figura 2. Radiación generada por el incendio de char-co , en condiciones de Tmín y HRmáx

Los radios de afectación para cada escenario

accidental fueron plasmadas en imágenes sa-

telitales (figura 3 y tabla 1).

Código de color

Distancia (m) Radiación (kW/m2)

Dosis (W/m2)4/3 s

97 35 2.29 x107

124 19.5 1.05x107

165 9.8 4.19x106 Figura 3. Radios de afectación

por radiación generada por la

explosión BLEVE.

Tabla 1. Radiación y dosis

generada en la explosión

BLEVE.

Con los programas ALOHA y EFFECTS se si-

mularon los diferentes escenarios accidentales

bajo las condiciones meteorológicas que resul-

taron en mayores distancias de afectación

(tabla 2).

Tabla 2. Distancias máximas de afectación para cada es-

cenario accidental, obtenidas con los programas SCRI,

ALOHA y EFFECTS.

Considerando la precisión de los modelos mate-

máticos utilizados por los programas, se determi-

nó que el programa SCRI, el cual utiliza el mode-

lo SLAB, genera resultados confiables. Cono-

ciendo la magnitud de los escenarios accidenta-

les y la frecuencia de los mismos, el riesgo total

de la instalación (figura 4) resultó en un riesgo

máximo aceptable (contorno anaranjado).

Figura 4. Nivel de riesgo total de la instalación.