Seguridad Industrial en Plantas Químicas y Energéticas Fundame

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SEGURIDAD INDUSTRIAL EN PLANTAS QUMICAS

Y ENERGTICAS

Fundamentos, evaluacin de riesgos y diseo

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SEGURIDADINDUSTRIAL EN

PLANTAS QUMICASY ENERGTICAS

Fundamentos, evaluacin de riesgos y diseo

J. M.a STORCH DE GRACIAy

T. GARCA MARTN

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Jos M. Storch de Gracia y Toms Garca Martn, 2008

Reservados todos los derechos.

No est permitida la reproduccin total o parcial de este libro,ni su tratamiento informtico, ni la transmisin de ningunaforma o por cualquier medio, ya sea electrnico, mecnicopor fotocopia, por registro u otros mtodos, sin el permisoprevio y por escrito de los titulares del Copyright.

Ediciones Daz de Santos, S. A.

Internet: http://www.diazdesantos.esE-mail: [email protected]

ISBN: 978-84-7978-864-3Depsito legal: M. 40.162-2008

Diseo de cubierta: ngel CalveteFotocomposicin: Fer Fotocomposicin, S. A.Impresin: Edigrafos, S. A.Encuadernacin: Rstica

Printed in Spain - Impreso en Espaa

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A nuestras familiasA nuestros amigos

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TODA TINIEBLA PUEDE ILUMINARSE:

1. Lo desconocido es cognoscible.2. Progreso por tanteo y error.3. La medida y la teora son inseparables.4. La analoga da inspiracin.5. Nuevas verdades conectan con viejas verdades.6. Complementariedad evita contradiccin.7. Las grandes consecuencias surgen de pequeas causas.

J. A. Wheeler: Siete orculos: ayuda en la bsqueda de la Verdad

SAFETY FIRST

... que los fenmenos de oxidacin viva integran un campo en el que el investigador no correel riesgo de enfr entarse con la monotona... la diver sidad de l os fenmenos, que lo hacen untanto enigmtico, impulsan a todo cerebro lcido a una estimacin justa de la limitacin de susmedios y a una admir acin gr ande por la comunidad cientf ica qu e contrib uye a la obr a,inmensa y siempre inconclusa, del descubrimiento.

A. Van Tiggelen

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Prlogo

Las industrias qumicas y energticas manejan productos y utilizan presio-nes y temperaturas que e xigen la adopcin de estrictas medidas de seguridadpara reducir o anular la peligrosidad en el manejo de estas ins talaciones. Porotra parte, los grandes procesos de ref ino y petroqumica que fu eron descu-brindose a lo largo del siglo XX han evolucionado debido a los progresos rea-lizados en los materiales, las mquinas y la instrumentacin. Lo s materialesson capaces de trabajar en condiciones cada v ez ms severas de temperatura,presin y resistencia qumica, las mquinas son ms potentes, ms veloces,con mejores rendimientos y ms f iables, y los progresos de la el ectrnica hanconducido a una automatizacin cada vez ms sofisticada de los procesos pro-ductivos que otorgan a las unidades una mayor v ersatilidad.

Esta evolucin ha sido asociada a la implantacin de sistemas de seguridadcada vez ms perfeccionados, de manera tal que se ha conseguido que el nme-ro de accidentes producidos en estas industrias sea muy bajo en comparacincon los producidos en la industria en general.

Desgraciadamente, es imposible alcanzar la seguridad absoluta, producin-dose peridicamente accidentes incluso en instalaciones de empr esas tecnol-gicamente de v anguardia ubicadas en pases que se encuentran a su vez a lacabeza de la tecnologa. Por aadidura, alguno de estos accident es ha ocasio-nado prdidas humanas y materiales importantes, lo que unido a su espectacu-laridad, ha contribuido a crear la imagen de que la industria qu mica es mspeligrosa y contaminante que otras, lo que no es cierto si se analizan las serieshistricas.

Esta imagen ne gativa de la industria qumica ha lle gado a tales extremosque hoy es casi imposible encontrar nuevos emplazamientos para la ubicacinde este tipo de plantas en pases desarrollados, en contraste con lo que sucedahace varias dcadas en las que las corporaciones re gionales y l ocales pugna-ban por atraer inversiones en este campo. A estos efectos es pa radigmtico loque ocurre con la posible ubicacin de una ref inera de petrle o en Ex-tremadura. Haciendo abstraccin de que esta ubicacin no parece la ms ade-cuada por su lejana de la costa y de los grandes centros de co nsumo, es dif-cil comprender la oposicin social a esta instalacin en una re gin muy nece-sitada de inversiones industriales y poco desarrollada en compa racin con la

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media de Espaa. Las nue ve refineras existentes en nuestro pa s han demos-trado, por una parte, un excelente comportamiento en materia de s eguridad ymedio ambiente y , por otra, algunas de ellas han contrib uido a ge nerar unimportante tejido industrial en lug ares tales como Puertollano, Huelva,Algeciras o Tarragona.

El alto nivel alcanzado en la seguridad de las plantas qumicas tiene, en pri-mer lugar, fundamentos tcnicos: adecuada distribucin fsica de las unidades,diseo correcto de los equipos y los servicios, buen mantenimiento preventivoy correctivo y adecuadas normas operativas de las plantas.

Pero junto a estos aspectos hay otros muy relevantes, en especial la motiva-cin de la organizacin a todos los niveles en materia de seguridad. Es necesa-rio que todo el personal est mentalizado sobre la trascendenci a econmica ysocial de los accidentes y que e xtreme el respeto a las normas existentes. Lamayora de los accidentes se inician por un error humano y son, por tanto, evi-tables. En esta lnea, hay tres campos en los que debe actuarse:

En primer lugar, a travs de los comits de seguridad de alto nivel y de niveloperativo. Tuve la ocasin de presidir durante v arios aos el C omit de AltaDireccin de Se guridad y Medio Ambiente de Repsol, y puedo certi ficar laimportancia de su correcto funcionamiento a efectos tanto prcticos como sim-blicos. En este Comit, del que formaban parte los primeros ejecutivos de lasdistintas empresas y lneas de ne gocio del grupo, se analizaba la estrategia deactuacin que se transmita al Comit operati vo y, a travs de ste, a toda laorganizacin.

En segundo lugar, se precisa actuar de manera eficaz en la mentalizacin detodo el personal en materia de seguridad y dedicar todo el tiempo que sea nece-sario a esta funcin. La se guridad no es solamente responsabili dad de losdepartamentos a los que se asigna esta funcin. Todos los puest os de trabajoson corresponsables de la se guridad industrial, constituyendo es ta tarea unaparte esencial de su trabajo. A estos efectos, debe tenerse la certeza de que todoincidente que se produzca, aunque no ocasione un accidente, ha sido reportadoy analizado, adoptando las medidas precisas para que no vuelv a a producirse.Est comprobado que los ndices de siniestralidad son in versamente propor-cionales a las horas dedicadas por la organizacin al estudio de los fallos habi-dos y las mejoras permanentes de las prcticas operati vas. No es aceptable niel desconocimiento de las normas ni la ne gligencia en su aplicacin.

En tercer lugar, son imprescindibles auditoras externas e internas de los sis-temas de seguridad. La plantilla debe acoger estas auditoras c omo una ayudaque permita conocer las deficiencias y subsanarlas. Estas deficiencias se refie-ren no slo al estado de los equipos y a la adecuacin de los r eglamentos deseguridad, sino tambin a la preparacin y mentalizacin del per sonal y algrado de cumplimiento de las normas.

Hechas las anteriores consideraciones, me referir a continuacin a los auto-res del presente Manual. Jos Mara Storch de Gracia es doctor en Qumica

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PRLOGO

Industrial por la Uni versidad Complutense de Madrid (1981). Ha sido directorgeneral de Proqumica S.A. (1985-1994) y de Eisa (1995),presidente desde 1995de la Asociacin Nacional de Normalizacin de Bienes de Equipo y SeguridadIndustrial (Bequinor), habiendo participado en la elaboracin de diferentes regla-mentos oficiales de seguridad. Es profesor agregado de la Universidad Alfonso XEl Sabio de Madrid. Toms Garca Martn es igualmente doctor en QumicaIndustrial por la Universidad Complutense de Madrid (1995) y ti ene una ampliaexperiencia investigadora en Espaa y en Gran Bretaa. Actualmente es jefe deestudios de Ingeniera Qumica y Ciencias Ambientales de la Uni versidadAlfonso X El Sabio. La formacin terica y prctica de los auto res ha permitidoque en este Manual se aborden las materias que deben conocer lo s profesionalesde las industrias qumicas y ener gticas en materia de se guridad, y se hace demanera sistemtica, rigurosa y amena, lo cual constituye un mrit o adicional eneste tipo de publicaciones. Los autores han sabido conciliar su excelente forma-cin terica con su dilatada experiencia en seguridad industrial.

El Manual se estructura en tres partes. En la P arte I se descri ben losFundamentos de la Seguridad Industrial Qumica: bases fsico-qumicas de losaccidentes y de la extincin, gestin de la seguridad y legislacin. Se comple-menta con una amplia descripcin de la tipologa de los acciden tes (fug as,incendios, explosiones), estadsticas y bancos de datos.

La Parte II se refiere al anlisis de evaluacin de riesgos. En ella se descri-ben los mtodos cualitativos, semicuantitativos y cuantitativos para el anlisisde riesgos. Estos mtodos son de gran utilidad no slo para las empresas qu-micas que deben aplicarlos con un alto ni vel de e xigencia, sino tambin paralas empresas ase guradoras que peridicamente v aloran el funcion amiento delos sistemas de se guridad y calif ican estos en su globalidad y parcialmente.Finaliza esta parte con el anlisis de los criterios que pueden elegirse para laidentificacin y evaluacin de riesgos.

En la Parte III se analiza el diseo de las plantas desde el pu nto de vista dela seguridad industrial. Es evidente que la seguridad es, por exigencias legalesy por razones prcticas,un aspecto esencial en la concepcin de las plantas qu-micas, tanto en la que se refiere a la disposicin fsica de las unidades y servi-cios como al diseo del proceso, a la proteccin de los sistemas elctricos y decontrol, a los sistemas de defensa contra incendios y explosiones y a los mediosde proteccin pasiva de las unidades y equipos de proceso y de las instalacio-nes de almacenamiento de materias primas y productos.

Son interesantes las reflexiones que se hacen en su P arte I sobre la motiva-cin del personal, el estmulo de las acciones favorables a la seguridad y el des-incentivo de las desf avorables. Insisto en este punto, muy bien tratado en elManual, porque, como he dicho anteriormente, la mayor parte de los acciden-tes se deben a errores de personal por ne gligencia o por imprudencia.

Concluyo reafirmando lo que deca Alfonso Enseat en el Prlogo de la ver-sin anterior de este Manual: En definitiva, nos encontramos ante un trabajo

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muy serio y muy valioso, e incluso me atrevera a decir que insustituible, paraquienes tienen la responsabilidad de mejorar el ni vel de seguridad de nuestrosestablecimientos e instalaciones industriales qumicas y petrol eras.

Jos Luis Daz Fernndez

Ex-Presidente de Empetrol, Petroliber, Campsa, CLH y Repsol Petrleo.

El uso adecuado de la memoria histrica, adems de un signo de inteligen-cia, es alimento fundamental del conocimiento. Tal vez sea donde se ponen deacuerdo la inteligencia deductiva y la emocional, y una de las pocas cosas quesiguen siendo actuales desde el da siguiente a la creacin.

Hay reas geogrficas habitadas por individuos especialmente dotados paratransmitir la historia. A veces son capaces de condensar muchos kilogramos desabidura en un refrn o en una sentencia; otras en un acertijo , en una poesa eincluso en un cuento. Sancho Panza, manchego y autntico protagonista ocultode El Quijote, es un ejemplo paradigmtico de sabidura y transm isin dememoria histrica, que se va enriqueciendo en cada captulo.

La Mancha es una de esas reas donde surgen de manera espontnea per-sonas que consiguen transmitir la sabidura que han ido acumulando a lo largode su existencia. Unas lo hacen en el campo de las tradiciones, otras en el de lacultura, en ocasiones en la ganadera y como es natural tambin en la indus-tria, y dentro de ella no poda faltar el manchego de turno que nos ensea todoaquello que segn su experiencia y buen oficio es necesario saber para el buengobierno de esta disciplina.

Siempre he pensado que en la simplicidad est el progreso y que ste nohabita en lo material sino en la mente de las personas. La tecn ologa, cuyoprincipal peligro son los tecnlogos, ofrece numerosas soluciones para cadasituacin e incluso varios problemas para cada solucin.

Por todo esto se necesitan personas que transmiten la simplicid ad de locomplejo y que sepan condensar el conocimiento en dosis de experiencia.

PPersonalmente tengo que agradecer a Pepe conocer muchas de las cosasque he aprendido en el campo del Control de Procesos y la Instrumentacin,as como de disfrutar de su amistad desde los tiempos de la neumtica.

Invito a los lectores y consultadores de este libro a que tom en cada cap-tulo como un refrn industrial en el que hay ms contenido del que parece yque disfruten del todo o de las partes, sabiendo que todo lo que en l se escri-be es probado y es tan real como la vida misma.

Diego HergetaMayo, 2002

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Introduccin

La intencin, el contexto industrial y el contenido del libro pr esente hanquedado expuestos en el prlogo e xcelente, que agradecemos, del P rof. Dr. D. Jos Luis Daz Fernndez, que es una de las personalidades en la cumbrede la industria espaola.

En esta versin de la obra se han aadido algunos temas de inters: riesgosderivados de las reacciones qumicas, toxicologa para tcnicos. Tambin sehan incluido actualizaciones debidas a la e volucin de las re glamentaciones:prevencin de accidentes graves (Seveso); recipientes a presin; proteccin desistemas elctricos (A TEX); defensa contra incendios de estable cimientosindustriales (RSCIEI); prevencin de riesgos laborales, etc.

Solamente nos queda aadir el captulo de agradecimientos que,en una obrade este tipo, suele ser amplio. A los referidos en la v ersin anterior de la obra,se debe aadir , entre otros: D.a Rosa Snchez Torres, directora de Bequinor; D. Francisco Domingo de CESIF; D. Jos Pina y D.a Mercedes Cascales del ISE(Instituto Superior de la Ener ga); D. Joaqun Vioque de la Edi torial Daz deSantos; D. Xavier Baraza de Deri vados Qumicos. Todos ellos han contribui-do, de unas formas u otras, a la obra presente. Tambin deseamos tener unrecuerdo agradecido para ms de 6.000 personas que adquirieron los ejempla-res de la v ersin anterior, esperando que les haya resultado de utilidad en suvida profesional. Algunos nos hicieron llegar comentarios, por lo que merecenagradecimiento doble.

Los autores

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ndice

PRIMERA PARTEBASES Y FUNDAMENTOS DE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL QUMICA

CAPTULO 1. ACCIDENTES: TIPOS, ESTADSTICAS Y BANCOS DE DATOS

1.1. Tipologa de accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.1. Fugas: escapes y derrames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.2. Incendios: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

a) Incendio de lquido en disposicin abierta (de charco/ pool fire) . . . . . 7b) Incendio de lquido con rebosamientos violentos ( boil-over y slop-over) 7c) Incendio de gases o vapores en nube abierta (bola de fue go/fireball) . . 7d) De gases o vapores en fuga local presurizada (dardo/jet fire) . . . . . . . . 8

1.1.3. Explosiones: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8a) Explosiones iniciadoras de fugas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9b) Explosiones como consecuencia de fugas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12c) Explosiones como consecuencia de incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13d) Explosiones como consecuencia de otras explosiones . . . . . . . . . . . . . 13

1.2. Estadsticas de accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3. Bancos de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4. Estudio de accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

CAPITULO 2. QUMICA, FSICA E INGENIERA DE LOS ACCIDENTES Y DE LA EXTINCIN

EMISIONES, INCENDIOS Y EXPLOSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.1. Definiciones y conceptos bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.1.1. Conceptos bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.1.2. Definiciones segn Normas UNE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.1.3. Otras definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.2. Explosiones con efecto BLEVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.3. Fisicoqumica del fuego y de las explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.3.1. Inflamacin e ignicin por reacciones en cadena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

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2.3.2. Ignicin trmica. Condiciones de ignicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.3.3. Influencia del entorno sobre el fuego y las explosiones . . . . . . . . . . . . . . . 692.3.4. Incendios de slidos en recintos cerrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.4. Fisicoqumica de la extincion de incendios y explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.4.1. Extincin por enfriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.4.2. Extincin por retirada y/o dilucin de oxgeno: sofocacin . . . . . . . . . . . . 742.4.3. Extincin por eliminacin de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.4.4. Extincin por inhibicin de la llama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

2.5. Emisiones inflamables o txicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.5.1. Emisiones de gases o vapores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

a) Modelo general segn API basado en la ecuacin de Sutton . . . . . . . . 76b) Modelo de Pasquill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79c) Consideraciones relativas al riesgo de incendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.5.2. Emisiones de lquidos y nieblas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.5.3. Dos casos resueltos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.6. Cuantificacion y alcance de las consecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.6.1. Emisiones txicas y/o inflamables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932.6.2. Incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932.6.3. Explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

a) Explosiones deflagrantes confinadas: cuantificacin de sus efectos . . 96b) Explosiones detonantes no confinadas: cuantificacin de efecto

y alcance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

RIESGOS ORIGINADOS POR LAS REACCIONES QUMICAS . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.7. Reacciones qumicas indeseadas y su caracterizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022.8. Autodescomposicin de reactantes y productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032.9. Reacciones con el agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

2.10. Reacciones con el aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072.11. Reacciones descontroladas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

2.11.1. Aproximaciones tericas: el balance de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132.11.2. Caracterizacin secuencial de los sistemas reactivos . . . . . . . . . . . . . . . 120

a) Objetivos y variables importantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123b) Estimaciones preliminares de gabinete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130c) Experimentacin preliminar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135d) Caracterizacin experimental de la reaccin normal . . . . . . . . . . . . 136e) Resultados de las calorimetras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138f) Caracterizacin experimental de la reaccin descontrolada . . . . . . . 141

2.11.3. Mtodos y dispositivos experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144a) Tamao de muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144b) Modos de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144c) Utilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147d) Calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

NDICEXVIII

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NDICE XIX

e) Agitacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147f) Informacin que proporcionan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147g) Seleccin de valormetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

2.11.4. Diseo de proceso seguro para reactores tipo tanque agit ado . . . . . . . . 151a) Diseo del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152b) Diseo del equipo: el reactor tipo tanque agitado . . . . . . . . . . . . . . 158c) Diseo de equipo de nueva planta y dedicado . . . . . . . . . . . . . . . . . 159d) Diseo de proceso con equipo multiproceso e xistente . . . . . . . . . . . 161e) Diseo de las refrigeraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163f) Cambio de escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164g) Seguridad y seguridades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

TOXICOLOGA INDUSTRIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

2.12. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1702.13. Sustancias nocivas, txicas y toxinas: definiciones y clasificaciones . . . . . . . . . 1732.14. Efectos sobre individuos diversos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1752.15. Cuantificaciones: dosis-efecto y dosis-respuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1762.16. Expresiones para las dosis: lmites, umbrales, etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

a) Valores absolutos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177b) Valores referidos a tiempos de exposicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178c) Valores medios ponderados en el tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

2.17. Datos toxicolgicos y sus fuentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1812.18. Prevencin y proteccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

2.18.1. Ventilacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1892.18.2. Reconocimientos mdicos al personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1892.18.3. Equipo para proteccin individual (EPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1892.18.4. Sustitucin de sustancias peligrosas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1892.18.5. Higiene personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1902.18.6. Muestreos, anlisis y alarmas en el entorno de trabajo . . . . . . . . . . . . . 1902.18.7. Primeros auxilios e informacin adecuada al personal san itario en caso

de accidente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1902.19. Reglamentaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1912.20. Unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

CAPTULO 3. GESTIN DE LA SEGURIDAD EN LAS INDUSTRIAS QUMICAS Y ENERGTICAS

3.1. Seguridad industrial y gestin de la empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1933.1.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1943.1.2. Seguridad y diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1963.1.3. Seguridad en la construccin de las instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

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3.1.4. Seguridad en la operacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2003.1.5. Mantenimiento y seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2033.1.6. Prevencin y actuacin frente a siniestros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2073.1.7. Responsabilidad y aseguramiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2113.1.8. Seguridad industrial y gestin general de la empresa . . . . . . . . . . . . . . . . 2123.1.9. Colofn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

3.2. La recomendacin API-RP-750: Gestin de riesgos en procesos . . . . . . . . . . . 2173.3. Gestin de la seguridad: una funcin del director del proyecto . . . . . . . . . . . . . . 217

3.3.1. Seguridad y equipos humanos en los pro yectos de ingeniera y construccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

3.3.2. Seguridad en la ingeniera de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2223.3.3. Seguridad en los acopios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2273.3.4. Seguridad en la construccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2283.3.5. Seguridad en la entrega, puesta en marcha y operacin . . . . . . . . . . . . . . . 231

CAPTULO 4. LEGISLACIN PARA LA SEGURIDAD INDUSTRIAL

4.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2334.2. Panorama legislativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2334.3. Gua para navegantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2364.4. ndices de disposiciones legales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236Bibliografa de la Primera Parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

SEGUNDA PARTEESTUDIOS PARA ANLISIS Y EVALUACIN DE RIESGOS

CAPTULO 5. INTRODUCCIN Y GENERALIDADES

5.1. Trminos y siglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3295.2. Obligaciones legales relacionadas con los estudios de riesg os . . . . . . . . . . . . . . . 347

5.2.1. El reglamento para control de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3495.2.2. La directriz bsica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.2.3. Autoproteccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3745.2.4. Informacin bsica (IBA) para la elaboracin de planes de emergencia

exterior (PEE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3795.2.5. Anlisis del riesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3885.2.6. Formatos de notificacin de accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3915.2.7. Anlisis de consecuencias para el PEE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

5.3. Conceptos estadsticos y probabilsticos en los estudios de riesgos . . . . . . . . . . . 3955.4. Equipo profesional para anlisis y evaluacin de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4005.5. Documentacin requerida y medios informticos auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

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5.6. Documentacin resultante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4055.7. Riesgos a considerar en los estudios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4065.8. Planteamiento generalde los estudios de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

CAPTULO 6. MTODOS CUALITATIVOS PARA EL ANLISIS DE RIESGOS

6.1. Anlisis histrico de riesgos (AHR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4166.2. Anlisis preliminar de riesgos (APR/PHA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4186.3. Anlisis qu pasa si...? (QPS/WHAT IF...?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4216.4. Anlisis mediante listas de comprobacin (LC/CHECK LIST) . . . . . . . . . . . . . . 4236.5. Anlisis de los modos de fallos y sus efectos (AMFE/FMEA) . . . . . . . . . . . . . . . 4256.6. Anlisis funcional de operabilidad (AFO/HAZOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4286.7. Anlisis cualitativo mediante rboles de fallos (AAF/FTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4356.8. Anlisis cualitativo mediante rboles de sucesos (AAS/ETA) . . . . . . . . . . . . . . . 4466.9. Anlisis de causas y consecuencias (ACC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

CAPTULO 7. MTODOS SEMICUANTITATIVOS PARA EL ANLISIS DE RIESGOS

7.1. Anlisis de riesgos con evaluacin del riesgo intrnseco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4537.2. Anlisis de los modos de fallo, efectos y criticidad (AMFEC/FMEAC) . . . . . . . . . 4657.3. Mtodo de DOW: ndice de fuego (o incendio) y explosin (IFE IIE/FEI) . . . . 4717.4. Mtodo de ICI: ndices de MOND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4837.5. Mtodo de UCSIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

CAPTULO 8. MTODOS CUANTITATIVOS PARA EL ANLISIS DE RIESGOS

8.1. Anlisis cuantitativo mediante rboles de fallos (ACAF/FTA) . . . . . . . . . . . . . . . 4968.2. Anlisis cuantitativo mediante rboles de sucesos (ACAS/ETA) . . . . . . . . . . . . . 5048.3. Anlisis cuantitativo de causas y consecuencias (ACCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5078.4. Datos para los mtodos cuantitativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

8.4.1. Tipologa de los componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5098.4.2. Tipologa de los fallos o averas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5118.4.3. Expresin de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5148.4.4. Fuentes de datos y reglas orientativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5178.4.5. Bancos de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5218.4.6. Ejemplos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5218.4.7. Variacin con el tiempo o con el uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5218.4.8. Fallos en modo comn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529

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CAPTULO 9. DETERMINACIN DE RIESGOS PARA EL ENTORNO

9.1 Mtodo de la vulnerabilidad del entorno: factor de vulnerabilidad . . . . . . . . . . . . 5329.2. Relacin entre intensidades en los destinos y se veridad. Mtodo Probit . . . . . . . 5339.3. Riesgos individuales. Curvas isorriesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5389.4. Riesgos colectivos. Curvas F-N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5429.5. Otros ndices de riesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5489.6. Percepcin psicolgica de los riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5509.7. Criterios de aceptabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554

CAPTULO 10. CRITERIOS PARA ELEGIR MTODOS PARA IDENTIFICACIN Y EVALUACIN DE RIESGOS

Bibliografa de la Segunda parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

TERCERA PARTESEGURIDAD Y DISEO

CAPTULO 11. INTRODUCCIN

11.1. Consideraciones iniciales previas al diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

CAPTULO 12. SEGURIDAD, EMPLAZAMIENTO Y DISTRIBUCIN DE PLANTA

CAPTULO 13. SEGURIDAD EN EL DISEO DE PROCESO

13.1. Presiones de diseo: proteccin frente a sobrepresiones (alivio y venteo) y vaco . . 58913.1.1. Definiciones y terminologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59413.1.2. Diseo de las presiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59513.1.3. Proteccin frente al vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

13.2. Temperaturas de diseo: proteccin frente a sobrecalentamientos y fro . . . . . . 60113.3. Alivios controlados para escapes eventuales de proceso y ante incendio . . . . . . 603

13.3.1. Criterios y clculo para establecer la capacidad requeri da . . . . . . . . . . . 60313.3.2. Equipo: vlvulas de seguridad, vlvulas P/V, discos de ruptura

y apagallamas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62413.3.3. Equipo: tuberas y colectores para recogida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62913.3.4. Equipo: sistemas para recogida, evacuacin y/o destruccin . . . . . . . . . 632

13.4. Operaciones en circuitos cerrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64713.5. Operaciones con atmsferas inertes: barridos e inertizaciones . . . . . . . . . . . . . . 647

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13.5.1. Criterios bsicos de instalacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65113.5.2. Tipos de gases inertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65213.5.3. Concentracin mxima permisible de oxgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65313.5.4. Fuentes de gases inertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

13.6. Proteccin mediante instrumentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65613.6.1. Control, alarma y anillos redundantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65613.6.2. Parada de emergencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662

13.7. Fuentes de peligro y prevencin por tipos de equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66413.8. Seguridad inherente de los procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67813.9 Diseo, fabricacin y evaluacin de conformidad de los equip os a presin a

partir de mayo de 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68713.9.1 Requisitos esenciales de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69113.9.2. Cuadro de evaluacin de la conformidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70413.9.3. Procedimientos de evaluacin de la conformidad . . . . . . . . . . . . . . . . . 70813.9.4. Marcado CE y declaracin de conformidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71913.9.5. Normas armonizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

CAPTULO 14. PROTECCIN DE SISTEMAS ELCTRICOS

14.1. Proteccin para evitar la ignicin de mezclas inflamables en la operacin de con-ducciones y aparatos elctricos por chispas o por calentamiento de los mismos 73014.1.1. Proteccin segn el cdigo IP: restriccin de penetraciones mediante

envolventes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73014.1.2. Caracterizacin de los riesgos por formacin de atmsfer as inflamables 73114.1.3. Caracterizacin de las protecciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74014.1.4. Asignacin de los modos de proteccin se gn las zonas de riesgo . . . . 74614.1.5. Proteccin frente a calentamientos indebidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74714.1.6. Marcado de los aparatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747

14.2. Proteccin frente a la electricidad esttica como fuente d e inflamacin . . . . . . . 74914.3. Proteccin frente a descargas atmosfricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75914.4. Proteccin frente a corrientes elctricas errantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75914.5. Proteccin frente al riesgo de electrocucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760

CAPTULO 15. SISTEMAS PARA DEFENSA CONTRA INCENDIOS

15.1. Clasificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76415.2. Acciones extintoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76515.3. Tipos de incendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76715.4. Idoneidad de los agentes extintores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76715.5. Reglamentacin para la defensa contra incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77015.6. Caractersticas de los establecimientos industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772

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01 SEGURIDAD principios ok 20/8/08 10:14 Pgina xxiii

15.6.1. Tipos de establecimientos industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77215.6.2. Sectorizacin y cargas de fuego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77215.6.3. Riesgo intrnseco de incendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777

15.7. Caractersticas de los medios de proteccin contra incendi os . . . . . . . . . . . . . . 77815.8. Requisitos constructivos y dotacin de medios mnimos para la p roteccin

contra incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77915.8.1. Caractersticas y materiales para la defensa pasiva contra incendios . . 77915.8.2. Dotacin y requisitos de las instalaciones de proteccin contra incendios

en los establecimientos industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78115.9. Sistemas para deteccin y alarma de incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78315.10. Diseo de sistemas fijos para la defensa contra incendios : general . . . . . . . . . . 78715.11. Extincin y proteccin mediante agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

15.11.1. Bocas de incendio equipadas (BIE): en el interior del edificio . . . . . 79015.11.2. Columna seca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79115.11.3. Columna hidrante exterior (CHE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79115.11.4. Monitores fijos o caones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79315.11.5. Cortinas de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79415.11.6. Rociado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79415.11.7. Pulverizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79815.11.8. Nebulizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80115.11.9. Un caso resuelto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805

15.12. Extincin y proteccin mediante espumas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81115.12.1. Tipos de espumgenos y de espumas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81115.12.2. Caractersticas y especificaciones de los espumgenos y las espumas 81315.12.3. Eleccin del tipo de espumgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81415.12.4. Preparacin de la espuma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81515.12.5. Aplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818

15.13. Fuentes de suministro y bombeo de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82215.14. Extincin mediante polvo qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826

15.14.1. Tipos de polvos extintores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82615.14.2. Caractersticas y especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82715.14.3. Aplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827

15.15. Extincin y proteccin mediante gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83015.15.1. Tipos de gases extintores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83015.15.2. Caractersticas y especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83315.15.3. Aplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833

CAPTULO 16. SISTEMAS PARA LA DEFENSA CONTRA EXPLOSIONES

16.1. Recipientes resistentes a las explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84416.2. Supresin de explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84516.3. Venteo de explosiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848

NDICEXXIV

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NDICE

16.3.1. Recintos de resistencia alta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85016.3.2. Recintos de resistencia baja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851

CAPTULO 17. MEDIOS DE PROTECCIN PASIVA

17.1. La distancia como proteccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85617.2. Contencin de derrames: cubetos y bandejas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85817.3. Conduccin de derrames: drenajes y balsas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85917.4. Muros protectores: cortafuegos y para contencin y desviaci n de explosiones 86117.5. Proteccin de elementos soportantes: calorifugado e ignifugado . . . . . . . . . . . . 86217.6. Ventilacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86517.7. Vas de acceso y escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865

CAPTULO 18. PROTECCIN DE LAS UNIDADES Y EQUIPO PARA PROCESO

18.1. Proteccin pasiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86818.2. Proteccin en el proceso y su control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87518.3. Proteccin activa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877

CAPTULO 19. LA NORMA ISO 13.702

CAPITULO 20. GESTIN DE LOS RIESGOS LABORALES

20.1. Los riesgos y su consideracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89120.2. Actividades para la gestin de los riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895

20.2.1. Estudio de accidentes pasados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89820.2.2. Identificacin y estimacin de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89820.2.3. Valoracin del riesgo: resulta aceptable? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90020.2.4. Control del riesgo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 900

20.3. Colofn al captulo y al libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908

Bibliografa de la Tercera parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 910

NDICE ALFABTICO DE MATERIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935

XXV

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Primera parte

BASES Y FUNDAMENTOSDE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL QUMICA

02 SEGURIDAD Captulo 01 21/1/08 09:03 Pgina 1

Accidentes: tipos, estadsticasy bancos de datos

Las industrias qumicas y energticas, se caracterizan por tener pocos acci-dentes pero, cuando se producen, de severidad (alcance y efectos) elevada. Ellose debe y da lug ar a que los aspectos de se guridad tengan una i mportancia y sean objeto de una intensa atencin en las actividades de diseo, proyecto, ope-racin y mantenimiento de las plantas pertenecientes a dichas industrias 20.

La secuencia accidental, que se considerar con detalle ms adel ante y quese puede dar, de manera incompleta o total, suele ser:

a) Emisin: derrame (lquidos) o escape (g ases y v apores) general mentepor prdida de contencin de los fluidos. Puede generar efectos txicos,incendios y/o explosiones segn la naturaleza de las sustancias emitidas.

b) Incendio: combustin (de v arias formas) de los fluidos conteni dos oemitidos, generando radiacin trmica daina, cuando aqullos son in-flamables.

c) Explosin: anterior (por ejemplo, de aparatos) a la emisin o p osterior(por aceleracin de la combustin) al incendio, generando ondas de pre-sin o de sobrepresin que son dainas. La explosin puede tambin darlugar a la propagacin de proyectiles.

Tal conjunto de accidentes puede afectar a las personas, a los b ienes y almedio ambiente tanto dentro como fuera de los lmites de la pla nta en que tie-nen su origen aqullos.

En el captulo presente se van a considerar tipos y estadsticas de accidentesque pueden y suelen afectar a las industrias qumicas y energticas. Tambin seresearn bancos de datos descriptivos de tales eventos. Todo ello con el fin defacilitar una visin adecuada de los problemas en sus v ertientes de anlisis,prediccin probabilstica, prevencin y mitigacin de los accidentes menciona-dos. Son muy interesantes los vdeos de las referencias 42 y 43.

1


1.1. TIPOLOGA DE ACCIDENTES

Se va a pasar revista individual a los tipos de eventos accidentales. Una vezconsiderada la naturaleza individual de los mismos se deber tener en cuenta laposibilidad de que unos den lug ar a otros, en cadena o en lo que se denominaefecto domin.

1.1.1. Fugas: escapes y derrames

Uno de los orgenes mas frecuentes de los accidentes que nos oc upan sonlas fugas de substancias en forma de escapes (g ases y vapores) y derrames(lquidos).

Las Figuras 1.1 1 y 1.2 3 muestran dos visiones relativas a las posibilidadesde evolucin accidental de las fugas. Tal evolucin depende de:

a) Condiciones (presin, temperatura, cantidad) y estado fsico de l fluidofugado.

b) Naturaleza qumica (inflamabilidad, toxicidad).c) Tipo de sistema de contencin (equipo cerrado o abierto) en e l que se

origina la fuga.d) Condiciones de entorno (geometra, topografa, meteorologa) hacia el

que se produce la fuga.

1.1.2. Incendios

Los incendios son reacciones de oxidacin, generalmente con aire co-mo comburente, de materias combustibles. Los efectos de estos accidentesson:

a) Calor (generalmente radiante) que produce daos de por s y p orquepuede propagar la cadena accidental.

b) Humos sofocantes y/o txicos.c) Onda explosiva de sobrepresin cuando se dan ciertas condicio nes de

aceleracin de la v elocidad de reaccin y/o de contencin. Otro efectoque puede propagar la cadena accidental.

En las instalaciones qumicas y ener gticas que nos ocupan los incendiospueden ocurrir de varias maneras que dependen de la naturaleza (propiedadesfsicas y qumicas) y de la disposicin del combustible.

SEGURIDAD INDUSTRIAL EN PLANTAS QUMICAS Y ENERGTICAS4


ACCIDENTES: TIPOS, ESTADSTICAS Y BANCOS DE DATOS 5

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A) Incendio de lquido en disposicin abierta (de charco/pool-fire).

Se trata de un caso en el que el incendio se produce en una condicin abier-ta (no presurizada).

a) Lquido derramado en un rea ms o menos extensa.b) Recipiente abierto (sin techo) o a presin atmosfrica.

Las manifestaciones de este tipo de incendio suelen ser la emis in de calorradiante y la de humos.

B) Incendio de lquido con rebosamientos violentos (boil-overy slop-over).

Se trata de complicaciones del caso anterior que, generalmente, se presen-tan en los incendios de tanques para almacenamiento donde la altura de lquidocombustible es considerable. Los dos fenmenos que consideramos aqu danlugar a proyecciones o rebosamientos que pueden propagar el incendio y/o susefectos dainos.

La combustin en la superf icie del lquido genera calor que se transmite(por conduccin y conveccin) hacia las capas inferiores del mi smo. En estasltimas se da la presencia de agua (decantada o emulsionada) pr ocedente: a)del propio almacenamiento o b) de la inyeccin extintora de agua o espuma. Seproducir ebullicin de la misma con formacin de burbujas grandes de su va-por. ste ascender a travs del lquido impulsando parte del mismo de maneraque rebosa o se pro yecta fuera del tanque. En la literatura ang losajona se dis-tinguen, segn el origen del agua mencionado antes, las denominaciones boil-over (caso a) anterior y slop-over (caso b) anterior.

C) Incendio de gases o vapores en nube abierta(bola de fuego/fireball).

Es el caso de inflamacin inmediata (no diferida) de una nube d e gases ovapores que se ha situado de forma rpida en espacio abierto. S us efectos in-trnsecos son:

a) Radiacin trmica y de corta duracin originada en una llama volumi-nosa.

b) Evolucin hacia la forma de hongo por la ascensin de g ases m uycalientes y ms ligeros que el aire.

c) Sobrepresin no significativa.


Ms adelante se v er que este caso se da, con carcter especialm entedramtico, cuando se produce la e xplosin con evaporacin (sin o con efectoBLEVE) de gases licuados inflamables 42.

D) De gases o vapores en fuga local presurizada (dardo/jet-fire).

Cuando hay una fuga localizada de gases o vapores (inflamables) a presin(por ejemplo a tra vs de perforaciones, bridas o estopadas no es tancas, etc.),sos se pueden incendiar dando lug ar a un fuego semejante al del dardo de unsoplete. Tal tipo de incendio tiene un peligro relati vamente bajo en s mismo(se deber cortar la fuente de presin y caudal que origina la fuga y proceder ala extincin), pero si el dardo afecta a equipo colindante, puede dar lug ar aotros accidentes ms gra ves. Ello determina que se deba e vitar la cercana deelementos propensos a fug as con respecto a otros para e vitar ta l efecto depropagacin.

1.1.3. Explosiones

Las explosiones son fenmenos caracterizados por el desarrollo de una pre-sin (dentro de sistemas cerrados) o de una onda de sobrepresi n (en espaciosabiertos) que dan lugar a daos mecnicos.

Segn su origen y naturaleza las e xplosiones pueden estar en el inicio deuna fuga (con consecuencias txicas y/o incendiarias) o deberse a la evolucinde una combustin autoacelerada hacia la detonacin (propag acin supersni-ca) como se ver ms adelante. ste parece el criterio ms pedaggico para ini-ciar la clasificacin de los tipos de explosiones que debern incluir, adems, laconsideracin de origen, de los materiales y del grado de conten cin que loscaracterizan.

En el texto presente nos vamos a limitar a las explosiones que suelen afectara instalaciones industriales: en aparatos, recipientes y tuberas ; de g ases, va-pores, nieblas y polvos.

A los efectos que nos ocupan, se pueden clasif icar las e xplosiones de lamanera siguiente:

1. Explosiones antecedentes A. Iniciadoras de fugasiniciadoras: por exceso de presin, por debilitamiento de los materiales en los continentes, por fuga con B. Como consecuencia ebullicin normal por fuga de fugaso masiva (BLEVE)

SEGURIDAD INDUSTRIAL EN PLANTAS QUMICAS Y ENERGTICAS8i

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ACCIDENTES: TIPOS, ESTADSTICAS Y BANCOS DE DATOS

2. Explosiones consecuentes de un incendio C. Como consecuencia de incendios

3. Explosiones consecuentes D. Como consecuencia de de otras explosiones otras explosiones

A) Explosiones iniciadoras de fugas

Como se ha dicho antes, son las que dan lugar a una fuga iniciando as unacadena accidental que puede continuar con emisin txica, incendio y otras ex-plosiones. Se pueden clasif icar segn se den en sistemas cerrad os (CVCE =confined vapour cloud e xplosion en trminos anglosajones) o en sistemassemiabiertos:

A.1.1.1. Por causas del proceso: conexin indebida a equipo con presiones mayores, golpes de ariete, etc.

A.1.1.2. Reacciones o descomposiciones

A.1.1. Por exotrmicas descontroladasexceso de presin o indebidas (incluye las

combustiones explosivas)A.1. Explosiones

iniciadorasen sistemas A.1.1.3. Por dilatacin de cerrados una fase lquida nica(CVCE)

A.1.2. Por debilitamiento de materiales debido a calor, fro, corrosin

El peligro de explosin por exceso de presin (A.1.1) significa que, por al-guna de las razones indicadas arriba, se sobrepase la presin correspondiente ala resistencia mecnica de los sistemas contenedores (recipient es, tuberas,etc.) determinndose as el f allo de contencin o conf inamiento que origina lafuga del fluido contenido. Esta causa determina la criticidad del diseo de pro-ceso y equipo para su prevencin mediante:

Diseo de recipientes y tuberas: materiales, espesores, presiones y tem-peraturas de diseo.

9

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Dispositivos para el alivio controlado de presiones excesivas. Instrumentacin protectora que controla las condiciones del proceso y de

las reacciones incluyendo las paradas de emer gencia y el apag ado de re-acciones, etc.

(La tercera parte del te xto presente considera tales precaucion es y mediosprotectores).

El debilitamiento de materiales (A.1.2) debido al calor , al fro o a la cor-rosin se previene mediante:

Proteccin contra el calor: calorifugado, refrigeracin, etc. Proteccin contra el fro: acompaamiento trmico, calefaccin, etc. Proteccin contra la corrosin: materiales y sobreespesores par a cor-

rosin o revestimientos adecuados, protecciones elctricas, inspeccionesperidicas, etc.

A.2.1. Fuga controlada (sin explosin ni incendio)

A.2. Explosiones iniciadorasen sistemas semiabiertos A.2.2. Fuga corrientepor despresurizacinsbita de lquidos A.2.3.1. Sin

ebullicinmasiva

A.2.3. Fuga A.2.3.2. Concon ebullicin ebullicin

masiva (efectoBLEVE)

La apertura parcial de sistemas cerrados, pasndolos a la condic in desemiabiertos, ocurre cuando se produce un orificio (por impacto de un proyec-til, por apertura de un dispositi vo de ali vio (vlvula de se guridad o disco deruptura), etc., o una grieta (por f allo del material, como efecto de un impacto,choque o calor de incendio e xterior). En algunos casos se produ ce entoncesuna fug a corriente de fluido a presin o una fug a controlada (p or ejemplo:recogida a un colector y enviada a su tratamiento o destruccin). Hay otro casoque debe ser objeto de consideracin especial dada la ndole dr amtica de lasconsecuencias que pueden deri varse de la fug a. Se trata de aque llos sistemasque contienen lquido/v apor a temperatura superior a la que cor responde alequilibrio entre dichas fases a la presin atmosfrica (A.2.3). Se trata de un ca-

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so frecuente en las industrias que nos ocupan:recipientes para almacenamientoy proceso de g ases licuados de todo tipo (GLP , GNL, VCM, amonaco, etc.),lquidos calientes en reactores y hornos, agua en determinadas secciones de lascalderas de vapor, etc. En tales situaciones la apertura parcial del sistema, porcualesquiera de los medios indicados, provoca el desarrollo de l a secuenciasiguiente:

a) Situacin inicial: lquido contenido en equilibrio (presin y temperatu-ra: t1, P1) con su v apor ambos a temperatura superior a la que corre-sponde el equilibrio L/V a presin atmosfrica ( ta, Pa): t1 > ta, P1 > Pa.

b) Despresurizacin sbita (por la citada apertura parcial del sistema)cayendo la presin desde su v alor inicial P1 en a) hasta la presin at-mosfrica Pa. Consecuencia: lquido en condicin de equilibriometaestable (t2 = t1; P2 = Pa) y transitorio; se dice que est sobrecalen-tado por encontrarse a una temperatura superior a la que corresponde alequilibrio L/V a la presin atmosfrica actual en esta etapa. Tal sobreca-lentamiento constituye un potencial enorme para la e vaporacin de lafase lquida.

c) Ebullicin del lquido en situacin inestable . Segn las propiedades delfluido y de las condiciones iniciales ( t1; P1) del mismo, el grado de so-brecalentamiento t2 ta puede ser menor o mayor que un cierto v alorcrtico. Por debajo de tal valor crtico se producir una evaporacin rpi-da e importante (A.2.3.1) aunque de efectos limitados. Si se ig uala o sesupera el valor crtico de sobrecalentamiento la eb ullicin ser sbita ymasiva con un aumento de v olumen tal que determinar una ondamecnica de sobrepresin enorme. Esto ltimo es lo que se denom inaefecto BLEVE ( boiling liquid e xpansion vapour e xplosion) que tieneefectos catastrficos (A.2.3.2).

d) Rotura del sistema contenedor (generalmente un recipiente). Al nopoder resistir la potente onda de presin generada por el efecto BLEVE,el recipiente se rompe en pedazos que:

Se disparan como proyectiles a distancias de hasta centenares de met-ros.

Pueden arrastrar consigo porciones de lquido e ventualmente pe li-groso.

La onda de e xplosin BLEVE se transmite en el espacio pudiendo causardaos mecnicos.

e) Dispersin de niebla (partculas de lquido suspendidas en vapor) proce-dente del fluido contenido inicialmente, formando una nube cuyo di-metro puede ser de algunos centenares de metros.

11


Con la formacin de la nube citada en e) anterior terminan los efectos in-trnsecos del efecto BLEVE. Tal nube, dependiendo de las caractersticas (tox-icidad, inflamabilidad) de la materia que la constituye, es una fuente potencialde otros accidentes: contaminacin, intoxicaciones, bola de fue go, defla-gracin con o sin detonacin, etc. El hecho de que los accidente s con efectoBLEVE ms catastrf icos se hayan se guido de incendios y otras e xplosionesha llevado a bastantes autores a asociar estos accidentes secun darios con elBLEVE originador 42. Ello puede llevar a la confusin del que aborda el estu-dio de estos accidentes, por lo que aqu deseamos dejar clara la separacin en-tre la explosin BLEVE y sus eventuales accidentes secundarios. Ms adelante(apartado 2.2) se ampliar la explicacin aqu dada.

A.3.Explosiones confinadas de polvo suspendido.

Debe incluirse aqu la consideracin de las e xplosiones de polvo que acon-tecen en el interior del equipo para almacenamiento (silos, etc.) y manipu-lacin (tolvas, conductos, molinos, transportadores de slidos, etc.) de mate-rias slidas (carbn, granzas de plstico, etc.). Aunque no suela n dar lug ar afugas como los g ases y v apores, las explosiones de polv o suspendido en aireacontecen segn mecanismos y tienen consecuencias semejantes a las explo-siones de aqullos.

B) Explosiones como consecuencia de fugas

1. Ignicin diferida de gases y vapores no confinados (UVCE).

Este caso (UVCE = unconfined vapour cloud e xplosion) se produce cuan-do:

a) La nube de vapor o gas fugado es inflamable.b) La ignicin (diferida) de la nube se produce un tiempo despus de la fuga.

En tal caso, una parte de la energa de la combustin se manifiesta en for-ma de energa mecnica asociando al fuego una onda de sobrepres in. Tal on-da, a su vez, est conectada con el avance (subsnico: deflagracin; supersni-co: detonacin) del frente de llama en el seno de la nube inflam ada. Msadelante se detallar la descripcin de los efectos de este tipo de explosin. Uncaso de la modalidad que estamos considerando es la se gunda explosin des-pus de una con efecto BLEVE, si el vapor fugado es inflamable, y acompaa-da de incendio en bola de fuego 42.




2. Ignicin diferida de polvos y nieblas no confinados.

Como se ha dicho anteriormente, las explosiones de polvo suspendido (a lasque aadimos aqu las de niebla) acontecen se gn mecanismos (po r ejemplo,ignicin-deflagracin-detonacin) semejantes a los de g ases y v apores. Susefectos son tambin parecidos considerando:

a) La car ga ener gtica por unidad de v olumen es mayor para polv os ynieblas que para gases y vapores.

b) Los polvos tienen menos capacidad de difusin (dispersin) en el espa-cio que gases, nieblas y vapores.

En su momento (Captulo 16) se ver la semejanza indicada en el estudio delas explosiones y la defensa ante las mismas.

C) Explosiones como consecuencia de incendios

Para continuar el desarrollo posible de una cadena accidental conviene con-siderar aqu las e xplosiones que son consecuencia de un incendi o, sin estarasociadas al desarrollo del mismo segn B) anterior. Ello ocurre cuando las lla-mas lamen la parte exterior de un contenedor (recipiente o tubera) calentndo-lo 42.

El calor originado en un incendio de cualquier tipo puede dar lugar a explo-siones tales como las consideradas por otras causas en A) anterior:

C.1. En sistemas cerrados: todas las vistas en A.1 por calentamiento de loscontenedores (recipiente y tuberas).

C.2. En sistemas semiabiertos: las vistas en A.2.

La propia apertura parcial del sistema puede deberse al f allo del materialdel continente por efecto del calor (sobre todo en la parte que est en contactocon la fase de vapor, no refrigerada por la ebullicin del lquido). Lo anterior esaparte del calentamiento que da lugar a aumentos de presin y temperatura quetambin contribuirn a la explosin.

D) Explosiones como consecuencia de otras explosiones

Para completar la consideracin de los eslabones posibles de un a cadenaaccidental es con veniente mencionar aqu que una e xplosin puede desenca-denar fugas, incendios y otras explosiones 42 y 43.

Por una parte la onda e xplosiva puede deformar y hasta destruir equiposcontinentes (recipientes, tanques, columnas, tuberas, etc.) a su p aso. Por otro



lado los proyectiles procedentes de una explosin pueden causar efectos simi-lares. Las prdidas de contencin deri vadas de tales eventos pueden continuarla cadena accidental.

Anteriormente se ha visto que los pro yectiles procedentes de e xplosionescon efecto BLEVE pueden arrastrar consigo porciones de lquido que, si es in-flamable, puede originar incendios subsiguientes lejos del origen.

1.2. ESTADSTICAS DE ACCIDENTES

A continuacin se incluyen algunas estadsticas de accidentes i mportantescon algunos comentarios: su anlisis permite percibir el perf il cualitativo deltema objeto del te xto presente: anlisis, prevencin y mitig acin de los acci-dentes en la industria (vanse Tablas 1.1 a 1.9).

Distribucin de accidentes por decenios 2

Tabla 1.1. (*) Este decenio comprende desde 1990 hasta el primer trimestre de 1996.

Incendios Explosiones Total incendios y explosiones

Nmero Vctimas

Promediovctimas

de incendio

Nmero Vctimas

Promediovctimas

de incendio

Nmero Vctimas

Promediovctimas

de incendio

1900-091910-191920-291930-391940-491950-591960-691970-791980-891990-96(*)

824376

10325254

2.678689770749

1.261562

1.2082.9044.1464.316

334,7344,5192,5249,7180,1

93,7120,890,779,779,9

283

1033

152742

4202.973

395

1.9231.644

6251.2984.7823.635

210,0371,6

131,7192,3548,0208,386,5

177,186,5

101046

179

13477996

3.0983.662

7701.1443.1842.2061.8334.2028.9287.951

309,8366,2192,5190,6187,3245,3141,089,4

113,082,8

1900-1996 178 19.283 108,3 113 17.635 156,6 291 36.978 127,1

Decenio

En la Tabla 1.1 se observa un incremento en el nmero de accidentes, conel tiempo, que cabe interpretar como resultado del crecimiento d e la activi-dad industrial y, en cierta medida, del perfeccionamiento de las estadsticas.Por otro lado, cabe deducir una disminucin en el nmero de vct imas/acci-dente debido al progreso de la se guridad en general y de la se guridad indus-trial en particular.



Incendios Explosiones Total

Urbana:

ViviendasHospitalesEscuelasHotelesRecreoComerciosOficinasPrisionesResto

Rural-Forestal:

Rural

Transporte:

NavalCarreteraFerrocarrilAreo

Industrial:

MineraQumicaMilitarResto

118

81734339235

5

5

16

934

39

1081

20

66,2

4,59,53,9

19,218,55,01,21,72,8

2,8

2,8

9,0

5,01,72,3

22,0

5,64,50,6

11,2

11

82

1

14

7151

88

41201314

9,7

7,11,80,9

12,4

6,20,94,40,9

77,9

36,317,611,512,4

129

16179

343310235

5

5

30

16491

127

51281334

44,3

5,45,83,1

11,811,33,50,71,01,7

1,7

1,7

10,3

5,51,43,10,3

43,6

17,69,64,8

11,7

TOTAL 178 100,0 113 100,0 291 100,0

Tabla 1.3. Estado fsico del combustible predominante 2

Estado fsico del combustible Nmero Porcentaje

SlidoLquido

Gas

1984449

66,115,116,8

TOTAL 291 100,0

ActividadNmero

% sobre el total Nmero

% sobre el total

Nmero% sobre el total

Tabla 1.2. Actividades afectadas 2.

Se confirma aqu lo dicho para la industria qumica: poco nmero de acci-dentes pero, frecuentemente, de severidad importante.



Lugar de origen Frecuencia (%)

Almacenamiento

Almacn o lugar abierto Tanques

Escapes

De tuberas rotas De acoplamientos, collarines, juntas De equipo elctrico Sin especificar

Reactor o mezclador

Secadero de vapor

Cabinas de pulverizacin y vaporizacin

Torres de refrigeracin

No informados

42

2715

37,5

1988

2,5

5

2,5

1

1

11

Fuente: NFPA, 1974. Periodo: 1971 a 1973.

Material incendiado inicialmente Frecuencia (%)

Clasificacin por el estado fsico Gas Vapor Lquido Slido Desconocido

1320252913

Clasificacin por el material Hidrocarburos: Gas Lquido/vapor Slido

Otros productos orgnicos Lquido/vapor Slido Slidos celulsicos Hidrgeno Acero Azufre Desconocido

29,54232,5

70,520989

2,5121

Tabla 1.5. Material incendiado inicialmente.

Tabla 1.4. Lugar de origen. Grandes incendios en industrias qumicas y petroleras.



a) rea para carga y descarga de cisternas: 94,9% del riesgo total (mayor frecuencia de incidencias).b) rea de almacenamiento: 4,6% del riesgo total (mayor severidad de las incidencias).c) rea para carga y descarga de buques: 0,5% del riesgo total.

Tabla 1.6. Distribucin del riesgo en una instalacin tpica.

Causas inmediatas Campo de prevencin

a) Errores de 3/4 en operacionesoperacin: 21%

1/4 en mantenimiento

Seguridad en las operaciones- Informacin- Adiestramiento- Motivacin

b) Procedimientos errneos: 19%Seguridad-mantenimientoSeguridad en las operaciones- Operaciones conforme al diseo

c) Fallos de equipos 18%Seguridad en diseo- Normas y manuales- Actualizacin

d) Errores de diseo: 3%Seguridad en diseo- Reglamentos, cdigos y normas- Revisin y actualizacin

e) Varias desconocidas: 22% - Investigacin para reasignar si es posible

f) Agresin meteorolgica: 17% (predomina la cada de rayos)

- Pararrayos- Puesta a tierra del equipo

Tabla 1.7. Distribucin de causas de incidentes en reas de almacenamiento.

Orden Ao Actividad Entidad Situacin Nmero de vctimas

1.o

2.o

3.o

4.o

5.o

6.o

7.o

8.o

9.o

10.o

11.o

19841904198519031918194219211995196119671988

MinaBuqueOleoductoTeatroForestalSala baileIndustria qumicaEscuelaCircoComercioPlataforma Piper

Gral. Slocun

Iroquois

Cocoanut

L'InnovationOccidental

AfganistanNueva York(EE.UU)Cubatao (Brasil)Chicago (EE.UU)Minnesota (EE.UU)Boston (EE.UU)Oppau (Alemania)Dabwali (India)Niteroi (Brasil)Bruselas (Blgica)Mar del Norte

2.0001.030700602559492430425323322167

Tabla 1.8. Los diez incendios ms graves 2.

reweq



Orden Ao Actividad Entidad Situacin Nmero de vctimas

1.o

2.o

3.o

4.o

5.o

6.o

7.o

8.o

9.o

10.o

1917195619841944199519891947196319131975

BuqueMinaPlanta gas 42

BuqueComercioGasoductoBuqueMinaMinaMina

PEMEX

Halifax (Canad)Cal (Colombia)San Juan (Mxico)Bombay (India)Sel (Corea del Sur)Ufa (Rusia)Texas City (EE.UU)Omuta (Japn)Senghenyd (G.Bret)Chasnada (India)

1.6451.100750700600500468447440431

Tabla 1.9. Las diez explosiones ms graves 2.

Bancode accidentes

Nmero de casos

registradosPeriodo

AccidentesProcedencia

de los datosObservaciones

OSIRIS-13.000

(1970-1990)

Con sustancias peligrosas. Incluye:Transporte Instalaciones

General

Pas: Italia.

Consulta y respuesta por fax odisquetemagntico.

Idioma: ingls

OSIRIS -2

2.500

(1977-1992)

Con hidrocarburos

Oil Spill IntelligenceReport, que recopila todoslos casos ocurridos en el mundo

Pas: Italia.

dem.

Actualizadoanualmente

(Contina)

Tabla 1.10. Bancos de datos de accidentes 3 (ampliada).

1.3. BANCOS DE DATOS

A continuacin se incluye una serie de bancos de datos relati vos a acci-dentes. Se utilizacin prctica se ver en el apartado 6.1.



MHIDAS

5.330 (de forma continua desde 1985,recopilacin de datosdesde 1966 y algunosimportantes anteriores a la fecha)

Con sustancias peligrosas. Incluye:almacenamiento transporte y proceso,principalmente parainstalaciones qumicas ypetroqumicas. No con-templa: accidentes enplataformas petrolferas,minas o con productosnucleares

Fuentes pblicasgenerales

FACTS

15.000 (creado en1980 contiene datosdesde 1930 aunque lamayora correspondeal periodo 1960-1993)

Con sustancias peligrosas. Incluye:

- almacenamiento- transporte- carga/descarga- proceso y uso

Fuentes pblicas generales,investigacionespropias, informestcnicos procedentesde compaas privadas u organismos estatales

SONATA

2.500 (un 94% corresponde al periodo 1960-1980;un 5% al periodo1930-1960 y el resto(1%) a accidentes anteriores a 1930)

dem Fuentes pblicas

(Contina)

Tabla 1.10. (Continuacin)

Bancode accidentes

Nmero de casos

registradosPeriodo

AccidentesProcedenciade los datos

Pas: Reino Unido.

Obtencin de datos:

1. Por contacto directo.

2. Por consulta on-line.

3. CD-Rom.

Idioma: ingls

Observaciones

Pas: Holanda:(T.N.O) Consulta offline disponible en disquete de PC.

Anualmente actualizado.

Idioma: ingls

MARS167 (1984a la actualidad) dem

Informacin pblicasobre los accidentesen instalaciones delos pases de la Co-munidad afectadospor la Directiva Seceso

Banco de datos de losaccidentes notificadosa la Comisin de laCEE para la aplicacinde la Directiva Seceso.En 1991 se publica uninforme sobre las enseanzas adquiridasen estos accidentes. Actualmente en proce-so de actualizacin ycubriendo 121 casos.

Idioma: ingls

Pas: Italia (TEMA,grupo ENI)

Ha dejado de actualizarse.

Idioma: ingls


1.4. ESTUDIO DE ACCIDENTES

Aunque la inclusin de este prrafo parezca prometer y dar, conviene hacerreferencia y consultar el libro de Kletz Qu fall? 27, donde se hace un estudioingenieril de muchos accidentes acaecidos en industrias con pro cesos qumi-cos, despus de una descripcin sobria, as como de indicaciones de cmo evi-


Bancode accidentes

Nmero de casos

registradosPeriodo

AccidentesProcedenciade los datos

Observaciones

WOAD

Desde 1983 perorecoge datos del banco Det NorskeVeritas desde 1975

Accidentes en plataformaspetrolferas

General (plataformas)

Pas: Noruega

BDF (TOTAL)Datos accidentes yfiabilidades

Pas: Francia

HARISPas: Gran Bretaa(Risk managementconsultants Ltd)

CHAFINCH

Datos sobre accidentes, fallos yriesgos de la industria qumica

Pas: Gran Bretaa(Risk managementLtd.)

Fertilizer Institute Accidentes relacionados conamonaco

Pas: EE UU

Platform detabank

Accidentes enplataformas marinas e industria qumica

Pas: Francia (IFP)

EUREDATASociedad Europeapara Banco de Datossobre Fiabilidad

SEGURCONSULT- Hermes- Eolo- Vulcano- Seda

> 3.000 > 850> 10.000 > 600

Transporte por carretera.Cloro y derivados.Accidentes e incidentes.Medio ambiente

Pas: Espaa

Idioma: espaol

Tabla 1.10. (Continuacin)



tar su repeticin. La Tabla 1.11 recoge un resumen del anlisis estadstico deaccidentes que se lleva a cabo en el Apndice 1 del citado libro.

Unos datos interesantes sobre el efecto de la proteccin, muestran que larazn entre las prdidas medias (1988-1995) y el capital asegurado, viene a serde unas 20 veces para instalaciones sin rociadores, con respecto a las que s lostienen en Finlandia.

21

Tabla 1.11. Anlisis de accidentes segn Kletz 27.

BASE: del orden de 500 accidentes, de todo tipo, en industrias qumicas y petroleras (100%).

(A) Mantenimiento En paradas Puestas en marcha Actuaciones de mantenimiento Evitando parada (fallo del equipo)

50%15%14%10%11%

Causas iniciales(a) Reacciones descontroladas(b) Corrosin y erosin(c) Modificaciones geniales(d) Materiales incorrectos(e) Fallos en instrumentos de

seguridad(f) Vibraciones(g) Fugas en drenajes y venteos(h) Fallos en alivios e in-

cineracin(i) Sobrecalentamientos(j) Aislamiento de flujos

inadecuados(k) Identificacin inadecuada(l) Congelacin(m) Fallos en vlvulas de control(n) Flujos con Pvapor > Pdiseo(o) Otros

10%8%8%7%5%

5%5%5%5%

3,5%3,5%3,5%3,5%3,5%24,5%

(B) Evitables mediante anlisis de riesgos y estudios de operabilidadbien realizados

40-50%

(C) En zonas de almacenamiento Zona de vapor en tanques Mezclas de lquidos a distinta T Fugas en sellos de tanques de techo

flotante Drenajes, respiraderos y otros

22%2,2%2,2%2,2%

15,4%

(D) Recipientes a presin 16%

(E) Tuberas Corrosin

12%4%

Combustibles Responsabilidad

GLP Aceites pesados Gasolina Hidrgeno Hidrocarburos

17%

Diseo de procesos Procedimiento (manuales

deficientes o perdidos) Error del operador Fallo de inspeccin Fallo en el diseo mecnico

60%33%

20%16%10%

Nota: en los casos en los que la suma de los porcentajes no es del 100% es debido a que existen solapes en los dife-rentes conceptos considerados.


Qumica, fsica e ingeniera de los accidentes y de la extincin

Para abordar el anlisis, la prevencin y la mitig acin de accidentes en lasindustrias que nos ocupan, es conveniente conocer las bases fisicoqumicas delos mismos y de su extincin. Con tal fin se van a recopilar, para empezar, defi-niciones que sirvan como recordatorio de los conceptos f isicoqumicos que seemplean en este campo de conocimientos. Dichas def iniciones se orientarnhacia su aplicacin a la materia que nos interesa. Antes de abordarlas convieneacotar aqu nuestro campo de inters.

En el campo de la seguridad industrial general se trata de analizar, preveniry mitigar los efectos de:

a) Accidentes qumicos:

Emisiones o fugas: escapes (gases o v apores) y derrames (lquidos). Intoxicaciones. Corrosin a personas. Reacciones qumicas violentas o descontroladas.

b) Accidentes trmicos:

Incendios. Quemaduras por conduccin (contacto), conveccin o radiacin.

c) Accidentes mecnicos:

Explosiones: onda de sobrepresin y proyectiles. Cada de objetos. Golpes y cadas personales.

2



d) Accidentes elctricos:

Iniciadores de fuego y explosin. Eectrocucin.

Hemos indicado con maysculas los que van a ser objeto de nuestra aten-cin preferente.

Una vez acopiadas las materias cientficas y tcnicas que vamos a necesitar,mediante las definiciones antes mencionadas, se abordar la cons ideracin delos fenmenos ms importantes que determinan los accidentes y l os mtodosde extincin.

Finalmente se estudiar la cuantif icacin y el alcance de las c onsecuenciasde los accidentes.

2.1. DEFINICIONES Y CONCEPTOS BSICOS

Esta seccin se va a disponer en tres apartados:

a) Conceptos bsicos: en orden lgico.b) Definiciones segn Normas UNE: en orden alf abtico, como glosar io

para referencia cuando se consulten dichas normas.c) Otras definiciones.

2.1.1. Conceptos bsicos

Se trata aqu de afrontar, de manera sucinta y sencilla, unos conceptos bsi-cos de Qumica y Fsica que f aciliten el abordar la f isicoqumica de los acci-dentes que nos ocupan.

Propiedades fsicas y qumicas de las sustancias. Existen fuentes bibliogr-ficas muy v ariadas donde obtenerlas. Sealaremos aqu las que r esultan mstiles y familiares: 69 70 71.

Peso atmico. Peso del tomo de un elemento simple (referido al del tomode H = 1 o al de C = 12) expresado en gramos. Peso de un tomo gramo.

Peso molecular: peso de la molcula, de una sustancia compuesta, comosuma de los tomos que componen aqulla y en las proporciones que indica sufrmula, expresada en gramos. Peso de una molcula gramo o mol.

Peso especfico absoluto. Peso de la unidad de v olumen de una sustancia.En el caso de los gases ideales:

EMISIONES, INCENDIOS Y EXPLOSIONES


QUMICA, FSICA E INGENIERA DE LOS ACCIDENTES Y DE LA EXTINCIN

(1)

siendo:

p.e.a. = peso especfico absoluto (g/cm3 = kg/m3).P = presin (atm abs).M = peso molecular (g/mol).R = 82,0567 (atm. cm3/oK mol).T = temperatura absoluta (oK = oC + 273,16).(aplicable a gases corrientes hasta unas 2 atm abs).

Peso especfico de slidos o lquidos. Es el peso especfico absoluto de talessustancias referido a (dividido por) el del agua a 4 oC (que es de 1 g/cm3).

Peso especfico relativo de gases y vapor es. Es el peso especf ico absolutode tales sustancias referido a (dividido por) el del aire en las mismas condicio-nes de presin y temperatura. Se entiende que es normal cuando se toman con-diciones PT (1 atm abs y 0 oC = 273,16 oK) tambin normales.

Aplicando la ley de gases ideales en unas condiciones de presi n y tempe-ratura dadas (que pueden ser las normales indicadas antes) se tiene:

(2)

Es frecuente el empleo del trmino densidad relativa, en lugar de peso es-pecfico relativo, en campos tcnicos; aun sabiendo que tal sust itucin termi-nolgica no es fsicamente correcta, la researemos aqu por lo usual.

El peso especfico relativo a los gases y vapores da medida de la capacidadde los mismos para ascender o descender en la atmsfera, lo que tiene impor-tancia en los incendios y su extincin. As:

a) Gases con peso molecular mayor (por ejemplo, vapores orgnicos, CO2,etc.) descienden en la atmsfera si estn a una temperatura par ecida a lade sa.

b) Gases ms calientes que el ambiente (por ejemplo, humos, llamas de ga-ses incandescentes, etc.) ascienden en la atmsfera.

El peso especf ico relativo a las mezclas de aire con v apores v iene dadopor 5:

(3)1x P

P-P + )(p.e.r

P

P = )(p.e.r

v

vapor

v

mezcla

29

M = p.e.r.

gas

RT

PM = p.e.a

25



donde:

P = presin total en la mezcla (atmosfrica si es un sistema abierto).Pv = presin de vapor (ver ms adelante) del lquido que est en contacto

con el vapor (mismas unidades que P) a la temperatura de la mez-cla.

Presin de vapor de un lquido. Es la presin que ejercen las molculas deuna fase lquida sobre la f ase vapor o g aseosa con la que est en contacto.Significa, en trminos de presin, la energa cintica de las mol culas de l-quido.

Cuando se trata de un sistema cerrado con un solo componente (por ejem-plo: agua y su vapor o propano y el suyo, ambos casos en un recinto cerrado)se dar normalmente el equilibrio estable entre las dos fases (lquida y vapor)para unas condiciones de presin y temperatura dadas. Tal equilibrio (que ca-be interpretar como dinmico, en el sentido de que el nmero de molculasque pasan de la fase lquida a la fase vapor es igual al de las que hacen el pa-so inverso) depende (a volumen constante) de la temperatura. Siendo un cam-bio de fase sigue, como todos ellos, la ecuacin general de Claus ius-Clapey-ron 9:

(4)

donde:

Pvl = presin de vapor del lquido = presin total del sistema en el equili-brio del sistema cerrado que estamos considerando (atm abs). Es taigualdad slo en sistemas cerrados.

T = temperatura absoluta (oK).H = calor latente del cambio de fase (vaporizacin en este caso) (kcal/kg).V = variacin de v olumen especfico (volumen especfico de la f ase va -

por) en el cambio de fase (m/kg).

Aplicando la le y de los g ases ideales a V, integrando (4) y reagrupandoconstantes, se obtiene la ecuacin de Antoine que se utiliza en el campo tc-nico:

(5)

siendo a y b dos constantes propias de cada sustancia.

b + T

a- = P VLln

VT

H =

dT

dPvl

''


QUMICA, FSICA E INGENIERA DE LOS ACCIDENTES Y DE LA EXTINCIN

Continuando con los sistemas cerrados de un componente, conviene men-cionar que un cambio sbito en una de las condiciones de equili brio (P o T)puede determinar una situacin de equilibrio metaestable que (no cumpliendolas ecuaciones (4) ni (5), o sea no estando sobre la curva P = f(T) de equilibrioestable) tender a recuperar una situacin de equilibrio con un potencial muygrande para ello. Tal es el caso del efecto BLEVE que se ha descrito en el sub-apartado 1.1.3.A y sobre el que se volver en el apartado 2.2.

Consideremos ahora un sistema cerrado con dos componentes tal y como esel de un lquido en equilibrio con su v apor en el seno de otro gas (aire, gas deinertizacin, etc.). En este caso el equilibrio v endr dado con referencia a lapresin parcial del vapor que satura en el gas. Este tipo de equilibrio (lquido +vapor + gas) se estudia en la psicrometra.

Finalmente deben mencionarse los sistemas abiertos que contiene n lqui-dos. En esta situacin el vapor que surge del lquido se aleja del mismo por di-fusin y/o por conveccin. Por ello no contrarresta la emisin de ms vapor porparte del lquido. Tal emisin (representada por la presin de vapor del lquido)es contrarrestada por la presin e xterior (frecuentemente la at mosfrica). Se-gn sea la presin de vapor (que a su vez ser funcin de la temperatura segn(4) y (5) el paso de molculas de la fase lquida a la fase vapor ser:

< Pext EVAPORACIN (6)

Pext EBULLICIN (

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