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3.3.6 Ejemplos
Se presenta a continuación un caso práctico
de desarrollo de un árbol de fallos.
Sistema de partida
El sistema de partida es un depósito de
amoníaco. El suceso TOP se define como «Rotura del depósito de amoníaco».
Se pretende determinar las causas que pueden conducir al suceso.
a) Descripción del árbol de
fallos
El suceso TOP estudia las posibilidades de
rotura catastrófica de un depósito de amoníaco de 180 m3,
representado en la figura 3.3.
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FIGURA 3.3 METODO DEL ARBOL DE FALLOS.
EJEMPLO: ESQUEMA DEL DEPOSITO DE AMONIACO |
Se han considerado básicamente las tres
posibilidades de rotura siguientes:
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Por sobrecarga del cuerpo del depósito, que englobaría el fallo
del soporte, un exceso de calor externo y un exceso de presión. |
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Por defecto mecánico, que englobaría un inadecuado diseño, la
corrosión y la fatiga del depósito. |
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Por rotura frágil, que englobaría una carga externa y la
posibilidad de alcanzar una temperatura por debajo de la crítica y de
desarrollar stress corrosion cracking. |
En la figura 3.4 se representa el árbol de
fallos de la rotura del depósito de amoníaco.
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FIGURA
3.4 . METODO DEL ARBOLÓ DE FALLOS. EJEMPLO: ARBOL DE FALLOS DE
ROTURA DEL DEPOSITO DE AMONIACO
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Resultados cualitativos
La evaluación del árbol de fallos
proporciona, desde el punto de vista cualitativo, la siguiente distribución
en conjuntos mínimos de fallo (agrupación de fallo/sucesos que,
ocurriendo simultáneamente, conducen a la ocurrencia del suceso TCP
estudiado, en este caso la rotura del depósito de amoníaco).
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Orden
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Minimal
cut set (MCS)
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Composición
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1
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E15
E14
E13
E1
E12
Número de MCS = 5
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Fallo del
asentamiento del terreno.
Defecto mecánico
del soporte.
Terremoto.
Inadecuado diseño
del depósito.
Impacto de vehículo.
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2
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E23 E21
E23 E22
E20 E23
E25 E22
E24 E21
E25 E21
E24 E22
E20 E25
E20 E24
E16 E17
E18 E19
E40 E41
E2
E3
Número de MCS =
13
|
Combinaciones de
dos sucesos que conducen a rotura por stress corrosion cracking.
Incendio externo
y fallo mecánico del depósito.
Incendio externo
y fallo mecánico del soporte.
Incendio externo
y fallo del de presión.
Inadecuada
construcción del depósito y vibración fuerte.
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3
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E37 E38 E39
E23 E30 E26
E23 E30 E28
E25 E30 E26
E25 E30 E28
E24 E30 E26
E24 E30 E28
E4
E5 E6
E7
E8 E9
E7
E10 E11
Número de MCS =
10
|
Introducción de
material incompatible al depósito, no detección ni intervención del
operador.
Combinaciones de
tres sucesos que conducen a rotura por stress corrosion cracking.
Introducción de
material corrosión en el tanque; no detección ni intervención por parte
del operado
Tanque vacío,
error operativo con introducción de NH3 Y carga externa.
Disparo
intempestivo de válvulas de seguridad con bajada de temperatura en el depósito
y carga externa.
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5
|
E35 E36 E32 E33
E35 E36 E31 E34
Número de MCS =
2
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Rotura por
sobrepresión debida a un sobrellenado.
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El número total de conjuntos mínimos (minimal
cut sets) es de 30.
Existen 5 conjuntos mínimos de orden 1, es
decir, causas únicas que conducen a la rotura del depósito. Son la mayoría
causas «externas» como un terremoto, un impacto de vehículo o un fallo
del asentamiento del terreno; las restantes son un inadecuado diseño o
defecto mecánico del equipo.
Existen 13 conjuntos mínimos de orden 2, es
decir, combinaciones de dos fallos simultáneos que conducen a la rotura
del depósito. La combinación E16 E17: incendio externo y fallo mecánico
del depósito, es un ejemplo.
Existen 10 conjuntos mínimos de orden 3, es
decir, combinaciones triples. E4 E5 E6: introducción de un material
corrosivo en el depósito y falta de detección e intervención por parte
del operador, es un ejemplo.
Por último la rotura del depósito también
puede producirse por un sobrellenado del mismo, pero en este caso es
necesaria la ocurrencia de cinco sucesos al mismo tiempo.
b) Descripción de las mejoras
propuestas
Las mejoras introducidas en el árbol son:
1. Control de calidad de
la cisterna para analizar su contenido antes de la descarga, con el fin
de:
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Verificar que contiene NH3
para evitar la introducción en el depósito de un material incompatible o
corrosivo. |
|
Comprobar si presenta un exceso de
O2/agua. |
2. Realizar purga en la
fase vapor del depósito.
3. Inertizar el depósito
antes del primer llenado.
4. Colocar un medidor de
nivel en el depósito que detenga la operación de carga por alto nivel.
Estas mejoras conducen a la introducción de
nuevos componentes (E45, E27, E42, E29, E43 y E44), que se señalan en el
árbol de fallos de la figura 3.4 mediante trazos discontinuos.
Con estas mejoras la distribución en
conjuntos mínimos de fallos se modifica de la siguiente forma:
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Orden
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Minimal cut set (MCS)
|
Composición
|
|
1
|
E15
E14
E13
E1
E12
Número de MCS = 5
|
Fallo del asentamiento del terreno.
Defecto mecánico del soporte.
Terremoto.
Inadecuado diseño del depósito.
Impacto de vehículo.
|
|
2
|
E23 E21
E23 E22
E20 E23
E25 E22
E24 E21
E25 E21
E24 E22
E20 E25
E20 E24
E16 E17
E18 E19
E40 E41
E2
E3
Número de MCS = 13
|
Combinaciones de dos sucesos que
conducen a rotura por stress corrosion cracking.
Incendio externo y fallo mecánico
del depósito.
Incendio externo y fallo mecánico
del soporte.
Incendio externo y fallo del alivio
de
presión.
Inadecuada construcción del depósito
y vibración fuerte.
|
|
3
|
E7
E8 E9
E7
E10 E11
Número de MCS = 2
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Deposito vacío, error operativo
con introducción de NH3 y carga externa.
Disparo intempestivo de válvulas
de seguridad con bajada de temperatura en el depósito y carga externa.
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4
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E37 E38 E39 E44
E4
E5 E6
E45
Número de MCS = 2
|
Introducción de material
incompatible al tanque con detección, ni intervención del operador y
fallo del análisis previo del material corrosivo/incompatible de la
cisterna (E44,E45).
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5
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E23 E30 E26 E27 E42
E25 E30 E26 E27 E42
E24 E30 E26 E27 E42
E23 E30 E28 E29 E42
E25 E30 E28 E29 E42
E24 E30 E28 E29 E42
Número de MCS = 6
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Combinaciones de tres sucesos que
conducen a rotura por stress corrosion cracking
junto con un fallo en la operación de purga en fase vapor del depósito
(E42) y error en el análisis O2 en la cisterna (E27)
Idem pero con un error en no
inertizar el depósito antes del primer llenado (E29)
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6
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E35 E36 E31 E32 E33 E43
E35 E36 E31 E32 E33 E43
Número de MCS = 2
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Rotura por sobrepresión debida a
un sobrellenado con fallo del corte por exceso de nivel (E43)
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El número total de conjuntos mínimos (minimal
cut sets) es de 30.
Los sucesos debidos a fenómenos externos se
mantienen (conjuntos mínimos de orden 1 y 2), mientras que se reduce el número
de los conjuntos mínimos de fallos de orden 3 (de 10 a 2), apareciendo
conjuntos mínimos de orden 4 y 6.
En la tabla se subrayan los componentes que
corresponden a mejoras y que aumentan el orden de los conjuntos mínimos
de fallos.
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