2 MÉTODOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS QUÍMICOS        

MÉTODOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS QUÍMICOS

Métodos cualitativos

Análisis histórico de accidentes

Check list

Análisis preliminar de riesgos

Análisis What if ...? (¿Qué pasa si …?)

Análisis funcional de operatividad (HAZOP)

Análisis del modo y efecto de los fallos (FMEA

Análisis del modo, efecto y criticidad de los fallos (FMEAC)

Métodos semicuantitativos

Otros métodos de apoyo

Métodos para la identificación de otros riesgos

Resumen

2.1.5 Análisis funcional de operatividad (HAZOP)

2.1.5.1 Descripción

El método nació en 1963 en la compañía ICl (Imperial Chemical Industries), en una época en que se aplicaba en otras áreas las técnicas de análisis crítico. Estas técnicas consistían en un análisis sistematizado de un problema a través del planteamiento y respuestas a una serie de preguntas (¿cómo?, ¿cuándo?, ¿por qué? ¿quién?, etc.). La aplicación de estas técnicas al diseño de una planta química nueva puso de manifiesto una serie de puntos débiles del diseño.

El método se formalizó posteriormente y ha sido hasta ahora ampliamente utilizado en el campo químico como una técnica particularmente apropiada a la identificación de riesgos en una instalación industrial.

El HAZOP o AFO (Análisis Funcional de Operatividad) es una técnica de identificación de riesgos inductiva basada en la premisa de que los accidentes se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con respecto de los parámetros normales de operación. La característica principal del método es que es realizado por un equipo pluridisciplinario de trabajo (ver apartado 2.1.5.3 de esta Guía).

La técnica consiste en analizar sistemáticamente las causas y las consecuencias de unas desviaciones de las variables de proceso, planteadas a través de unas xx»palabras guías».

1. Definición del área de estudio

La primera fase del estudio HAZOP consiste en delimitar las áreas a las cuales se aplica la técnica. En una instalación de proceso, considerada como el sistema objeto de estudio, se definirán para mayor comodidad una serie de subsistemas o unidades que corresponden a entidades funcionales propias, como por ejemplo: preparación de materias primas, reacción, separación de disolventes...

2. Definición de los nudos

En cada subsistema se identificarán una serie de nudos o puntos claramente localizados en el proceso. Unos ejemplos de nudos pueden ser: tubería de alimentación de una materia prima un reactor aguas arriba de una válvula reductora, impulsión de una bomba, superficie de un depósito, ... Cada nudo será numerado correlativamente dentro de cada subsistema y en el sentido de proceso para mayor comodidad. La técnica HAZOP se aplica a cada uno de estos puntos. Cada nudo vendrá caracterizado por unos valores determinados de las variables de proceso: presión, temperatura, caudal, nivel, composición, viscosidad, estado, etc.

Los criterios para seleccionar los nudos tomarán básicamente en consideración los puntos del proceso en los cuales se produzca una variación significativa de alguna de las variables de proceso.

Es conveniente, a efectos de la reproducibilidad de los estudios reflejar en unos esquemas simplificados (o en los propios diagramas de tuberías e instrumentación), los subsistemas considerados y la posición exacta de cada nudo y su numeración en cada subsistema.

Es de notar que por su amplio uso la técnica tiene variantes en cuanto a su utilización que se consideran igualmente válidas. Entre estas destacan, por ejemplo, la sustitución del concepto de nudo por él de tramo de tubería o la identificación nudo-equipo.

3. Definición de las desviaciones a estudiar:

Para cada nudo se planteará de forma sistemática las desviaciones de las variables de proceso aplicando a cada variable una palabra guía. En la tabla 2.2, se indican las principales palabras guía y su significado.

El HAZOP puede consistir en una aplicación exhaustiva de todas las combinaciones posibles entre palabra guía y variable de proceso, descartándose durante la sesión las desviaciones que no tengan sentido para un nudo determinado. Alternativamente, se puede fijar a priori en una fase previa de preparación del HAZOP la lista de las desviaciones esenciales a estudiar en cada nudo. En el primer caso se garantiza la exhaustividad del método, mientras que en el segundo el estudio »oxxmás dirigido» puede resultar menos laborioso.

4. Sesiones HAZOP:

Las sesiones HAZOP tienen como objetivo inmediato analizar las desviaciones planteadas de forma ordenada y siguiendo un formato de recogida similar al propuesto en la figura 2.l. En la tabla 2.3 se describe el contenido de cada una de las columnas.

El documento de trabajo principal utilizado en las sesiones son los diagramas de tuberías e instrumentación aunque puedan ser necesarias consultas a otros documentos: diagramas de flujo o flow sheet, manuales de operación, especificaciones técnicas, etc.

Para plantas de proceso discontinuo, al ser secuencial el proceso, el planteamiento difiere y la reflexión tiene que llevarse a cabo para cada paso del proceso. El formato de recogida es el señalado en la figura 2.2.

Es de notar en este último caso que el método no es tan apropiado.

Las sesiones son llevadas a cabo por un equipo de trabajo cuya composición se describe con detalle en el apartado 2.1.5.3 de esta Guía.

5. Informe final

El informe final de un HAZOP constará de los siguientes documentos:

	Esquemas simplificados con la situación y numeración de los nudos de cada subsistema.
	Formatos de recogida de las sesiones con indicación de las fechas de realización y composición del equipo de trabajo.
	Análisis de los resultados obtenidos. Se puede llevar a cabo una clasificación cualitativa de las consecuencias identificadas.
	Lista de las medidas a tomar obtenidas. Constituyen una lista preliminar que debería ser debidamente estudiada en función de otros criterios (impacto sobre el resto de la instalación, mejor solución técnica, coste, etc.) y cuando se disponga de más elementos de decisión (frecuencia del suceso y sus consecuencias).
	Lista de los sucesos iniciadores identificado

2.1.5.2 Ambito de aplicación.

El método encuentra su utilidad, principalmente, en instalaciones de proceso de relativa complejidad, o en áreas de almacenamiento con equipos de regulación o diversidad de tipos de trasiego.

Es particularmente provechosa su aplicación en plantas nuevas porque puede poner de manifiesto fallos de diseño, construcción, etc. que han podido pasar desapercibidos en la fase de concepción. Por otra parte, las modificaciones que puedan surgir del estudio pueden ser más fácilmente incorporadas al diseño.

Aunque el método esté enfocado básicamente a identificar sucesos iniciadores relativos a la operación de la instalación, por su propia esencia, también puede ser utilizado para sucesos iniciadores externos a la misma.

2.1.5.3 Recursos necesarios

La característica principal de la técnica es que se realiza en equipo en sesiones de trabajo dirigidas por un coordinador. El equipo de trabajo debería de estar compuesto, como mínimo, por:

	Responsable de proceso.
	Responsable de la operación de la planta.
	Responsable de seguridad.
	Responsable del mantenimiento.
	Coordinador.

Adicionalmente se puede recurrir a consultas puntuales a técnicos de otras áreas como instrumentación, laboratorio, etc. En una planta en fase de diseño se completará el equipo con un responsable del diseño, uno de proyecto y el futuro responsable de la puesta en marcha.

Las personas que toman parte en las sesiones deberán de ser personas:

	Muy conocedoras de la planta y expertas en su campo.
	Dispuestas a participar activamente.

No es necesario que tengan un conocimiento previo del método en sí.

Una de las personas que formen parte del equipo de trabajo tendrá encomendada la labor de transcripción de las sesiones de forma precisa y lo más completa posible. Deberá tener capacidad de síntesis y un buen conocimiento tanto de la instalación como del método.

Destaca en el método el papel del coordinador quien conduce las sesiones. Deberá de ser una persona:

	Relativamente «objetiva».
	Con un buen conocimiento del método.
	Con amplia experiencia industrial.
	Con capacidad de organización (debe potenciar la participación de todos los presentes, cortar disquisiciones improductivas, estimular la imaginación, favorecer un ambiente de colaboración y competencia «sanos», etc.).

En promedio se podría evaluar en tres horas el tiempo de dedicación necesario para cada nudo a estudiar repartidas en partes iguales en:

	Preparación.
	Sesión.
	Revisión y análisis de resultados.

siendo las actividades primera y última las realizadas por el coordinador.

2.1.5.4. Soportes informáticos.

Existen algunos códigos informáticos que permiten registrar las sesiones de HAZOP de forma directa. Entre ellos se puede citar: el código desarrollado por la compañía Dupont de Nemours, HAZSEC (compañía Technica), HAZTRAC (Technica), HAZOP (compañía ITSEMAP), etc. Guían al técnico durante las sesiones y permiten en general una posterior agrupación y clasificación de las recomendaciones surgidas en el estudio.

2.1.5.5 Ventajas/Inconvenientes.

Además de cubrir los objetivos para los cuales se utiliza el método, se pueden destacar, entre otras, las siguientes ventajas adicionales al método:

1. Ocasión perfecta y quizás «única» para contrastar distintos puntos de vista de una planta.

2. Es una técnica sistemática que puede crear desde el punto de vista de seguridad hábitos metodológicos útiles.

3. El coordinador mejora su conocimiento del proceso.

4. No requiere prácticamente recursos a exclusión del tiempo de dedícación, etc.

Como inconvenientes se podrían citar también:

1. Es una técnica cualitativa. No hay una valoración real de la frecuencia de las causas que producen una consecuencia grave ni tampoco del alcance de la misma.

2. Las modificaciones a la planta surgidas del HAZOP deben analizarse con mayor detalle y otros criterios (económicos, etc.).

3. Los resultados obtenidos son muy dependientes de la calidad del equipo.

4. Es muy dependiente de la información disponible. Puede omitirse un riesgo si los datos de partida son erróneos o incompletos.

2.1.5.6 Ejemplos

EJEMPLO 1

En la figura 2.3 se reseña un esquema simplificado de una línea de fabricación de un producto intermedio en una instalación de producción de productos farmacéuticos. El proceso es de tipo batch (discontinuo) y el subsistema de HAZOP considerado abarca toda la línea hasta la obtención del producto final.

Se consideran cuatro nudos: el discontinuo nudo 1 corresponde al reactor de media caña R-1 donde se realiza la cloración de un producto sólido molido, obtenido en otra línea de fabricación, con pentacloruro de fósforo. El nudo 2 corresponde al reactor R-2 donde ocurre la hidrólisis del producto descargado del reactor R-1. En la centrífuga C-1, nudo 3, se escurre el producto.

Por último, el nudo 4 está situado en la torre de lavado, una columna de vidrio de absorción de gases con ventilador en cabeza y que neutraliza los gases con una disolución de hidróxido sódico regulada por un medidor de pH automático.

La secuencia del proceso consiste en:

En R1:

 Cloración del oxicloruro de fósforo para producir pentacloruro de fósforo. Se desprende ácido clorhídrico durante esta fase. Los gases son neutralizados en la torre de lavado.

	Cloración del producto sólido con pentacloruro de fósforo.
	Destilación del tricloruro de fósforo.
	Descarga lenta a R2.

En R2:

	Hidrólisis del producto obtenido con adición de hielo.
	Descarga a Cl.

En C1:

Centrifugado del producto para eliminación del agua.

En la tabla 2.4 se recoge el HAZOP correspondiente al nudo 1 y que refleja las operaciones asociadas al reactor: acondicionamiento al principio del batch y carga con bombeo del oxicloruro desde el depósito de almacenamiento.

EJEMPLO 2

En la figura 2.4 se reseña un esquema simplificado de una parte de planta de proceso continuo de fabricación de nitrato amónico. El subsistema considerado es el de reacción en el que se produce la reacción entre el amoníaco gas y el ácido nítrico.

Los nudos considerados son los reseñados en el esquema:

	Nudo 1, alimentación al reactor de amoníaco.
	Nudo 2, alimentación al reactor de ácido nítrico.
	Nudo 3, suministro de ácido sulfúrico (un aditivo).
	Nudo 4, reactor en línea.
	Nudo 5, separador.

En la tabla 2.5 se reseña el HAZOP correspondiente al nudo 1 de alimentación de amoníaco gas al reactor.

El esquema representa básicamente:

	Las tres tuberías de alimentación al reactor: dos líneas de amoníaco de distinta procedencia, una de ácido nítrico y la correspondiente al ácido sulfúrico (un aditivo). El amoníaco gas es calentado a través de un intercambiador de calor de doble tubos con vapor.
	Un reactor en línea en el cual se produce la reacción fuertemente exotérmica entre el amoníaco gas y el ácido nítrico.
	La cámara donde se produce la separación entre los vapores residuales y el nitrato amónico producido y, por último, el tanque de alimentación de nitrato amónico al área de tratamiento correspondiente.