GUÍA  TÉCNICA: Métodos cuantitativos para el análisis de riesgos

Indice

2 MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE FRECUENCIAS                                          

MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE FRECUENCIAS

Introducción

Bases matemáticas

Fiabilidad: conceptos básicos

Determinación de la tasa de fallo de un suceso básico

Determinación de frecuencias de sucesos complejos

Método del árbol de fallos

Método del árbol de sucesos

Método del Análisis de causas/ consecuencias

Métodos para la determinación del fallo de modo común

Análisis de importancia

Resumen

2.5.2 Método del árbol de sucesos

2.5.2.1 Descripción

El árbol de sucesos o análisis de secuencias de sucesos es un método inductivo que describe la evolución de un suceso iniciador sobre la base de la respuesta de distintos sistemas tecnológicos o condiciones externas.

Partiendo del suceso iniciador y considerando los factores condicionantes involucrados, el árbol describe las secuencias accidentales que conducen a distintos eventos.

A) CONSTRUCCION DEL ÁRBOL

La construcción del árbol comienza por la identificación de los N factores condicionantes de la evolución del suceso iniciador. A continuación se colocan estos como cabezales de la estructura gráfica. Partiendo del iniciador se plantea sistemáticamente dos bifurcaciones: en la parte superior se refleja el éxito o la ocurrencia del suceso condicionante y en la parte inferior se representa el fallo o no ocurrencia del mismo (ver figura 2.14).

FIGURA 2.14 ESQUEMA GENERAL DE UN ARBOL DE SUCESOS

Se obtienen así 2N combinaciones o secuencias teóricas. Sin embargo, las dependencias entre los sucesos hacen que la ocurrencia o éxito de uno de ellos pueda eliminar la posibilidad de otros, reduciéndose así el número total de secuencias.

La disposición horizontal de los cabezales se suele hacer por orden cronológico de evolución del accidente si bien este criterio es difícil de aplicar en algunos casos.

B)EVALUACION DEL ÁRBOL

El árbol de sucesos así definido tiene las siguientes características:

El suceso iniciador viene determinado por una frecuencia (f), expresada normalmente en ocasiones por año.

Los N factores condicionantes son sucesos definidos por su probabilidad de ocurrencia: pi, i=1,N.

Los sucesos complementarios de estos tienen asociados, según apartado 2.2.1, una probabilidad de 1-pi, i=1,N.

Como se considera que los factores condicionantes son sucesos independientes, cada una de las secuencias, s, tiene asociada una frecuencia, f, de:

siendo:

Ni: el número de sucesos de éxito de la secuencia s.

Nj: el número de sucesos de fallo de la secuencia s.

De esta forma también se cumple que la suma de las frecuencias de todas las secuencias accidentales es igual a la frecuencia del iniciador:

La obtención de los valores pi se basa generalmente en datos bibliográficos, estimaciones de expertos o en la aplicación de la técnica del árbol de fallos descrita en el apartado anterior.

2.5.2.2 Ambito de aplicación

La técnica se utiliza con especial énfasis para describir la evolución de fugas de productos según sus características y el entorno en el cual tienen lugar.

2.5.2.3 Recursos necesarios

La técnica es poco laboriosa y no requiere preparación específica en su uso, si bien los analistas deberán conocer los fenómenos en juego.

2.5.2.4 Soportes informáticos

El uso de un código de ordenador se recomienda en el caso en que el número de sistemas y componentes sea muy elevado y se quiera llevar a cabo un estudio de los conjuntos mínimos de las secuencias accidentales (básicamente si existen dependencias funcionales en la estructura).

2.5.2.5 Ventajas/Inconvenientes

VENTAJAS

  1. Permite un estudio sistemático y exhaustivo de la evolución de un suceso.

  2. Su aplicación es muy sencilla.

INCONVENIENTES

  1. El valor obtenido está sujeto a incertidumbre por la dificultad que existe normalmente en evaluar las probabilidades de los factores asociados.

  2. Si el árbol es grande su tratamiento puede hacerse laborioso.

2.5.2.6 Ejemplos

Se reseña a continuación un árbol de sucesos correspondiente al siguiente iniciador: «Fuga de hidrocarburo líquido en la proximidad de una esfera de GLP (Gas Licuado del Petróleo)».

A) CONSTRUCCIÓN DEL ÁRBOL DE SUCESOS

En la figura 2.15 se representa el árbol de sucesos. Básicamente contiene:

FIGURA 2.15 METODO DEL ARBOL DE SUCESOS. EJEMPLO

(1)         Incendio de charco.

(2)         Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion.

(3)         Unconfined Vapour Cloud Explosion.

(4)         Llamarada.

(5)         f = 10-3 oc/año.

Suceso iniciador. Se considera la fuga de hidrocarburo líquido en la proximidad de unas esferas. Este suceso tiene una frecuencia de 10-3 oc/año.

Factores condicionantes de la evolución del suceso que se indican en la cabecera del esquema:

  • Ignición inmediata, representa la probabilidad de que se produzca la ignición en el momento de la fuga. Se considera que la probabilidad de que esto ocurra es de 0,3 El suceso complementario tiene una probabilidad de 1-0,3 = 0,7.

  • Correcto funcionamiento del dispositivo contra incendios. Se refiere a la puesta en marcha de los sprinklers que son capaces de refrigerar la esfera sometida a radicación térmica. Se considera que la probabilidad de correcto funcionamiento es de 0,99.

  •   Llamas contra esfera, representa, la probabilidad de que las llamas incidan directamente sobre la esfera, dependiendo del punto de fuga. Se considera una probabilidad de 0,01.

  • Ignición retardada, representa la probabilidad de que la ignición se produzca a cierta distancia del punto de fuga, dependiendo de la presencia de fuentes de ignición. Se considera una probabilidad de 0,2.

  • Por último, se indica en la columna Condiciones para generar una UVCE, la probabilidad de que el gas entre límites de inflamabilidad sea suficiente para dar lugar a una explosión no confinada. Se estima esta probabilidad en 0, 1.

Consecuencias

Inicialmente en la columna consecuencias se indica el tipo de fenómeno asociado a la secuencia planteada. En el caso de la primera secuencia se contemplan los fenómenos siguientes:

Fuga de GLP.

Ignición inmediata.

Correcta refrigeración de la esfera.

Tal secuencia conduce a un incendio del charco de GLP derramado.

La segunda secuencia comporta:

Fuga de GLP.

Ignición inmediata de los vapores.

 Mal funcionamiento de los sprinklers.

Incidencia directa de las llamas sobre la esfera.

Tal secuencia puede producir la BLEVE de la esfera.

B) EVALUACION DEL ÁRBOL DE SUCESOS

Para cada una de las secuencias se procede a la evaluación de las secuencias obtenido por producto de la frecuencia del iniciador y la probabilidad de los sucesos de la secuencia. Así las dos primeras secuencias tienen unas frecuencias respectivas de:

10-3 oc/año x 0,3 x 0,99 = 2,9.10-4

10-3 oc/año x 0,3 x 0,01 x 0,01 = 3.10-8

De forma que globalmente se tiene:

Suceso

Frecuencia (oc/año)

Pool fire

BLEVE

UVCE

Flash fire

Dispersión

3.10-4 (secuencia 1 y 2)

   3.10-8

1,4. 10-5

1,26.10-5

  5,6.10-4

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