GUÍA  TÉCNICA: Métodos cualitativos para el análisis de riesgos 

4 MÉTODOS PARA LA EVALUACIÓN CUALITATIVA DE ALCANCES DE CONSECUENCIAS ACCIDENTALES                                                                                           

MÉTODOS PARA LA EVALUACIÓN CUALITATIVA DE ALCANCES DE CONSECUENCIAS ACCIDENTALES

Introducción

Índices de gravedad

Método UCSIP

Otros métodos

Resumen

4.2 INDICES DE GRAVEDAD

4.2.1 Método UCSIP

4.2.1.1 Descripción

El método UCSIP, que ya se comentó en el apartado correspondiente a los índices de frecuencias, permite calcular también unos índices de gravedad.

De hecho, para definir los índices de frecuencias, también era necesario conocer estos índices de gravedad.

En el método UCSIP, del cual conviene remarcar de nuevo que se reseña más por motivos históricos que por su uso que ha sido poco extenso, la gravedad de un suceso viene determinada por dos elementos, las consecuencias que de él se derivan y daño potencial que puede causar.

Se utiliza una escala creciente de la gravedad, graduada en seis niveles:

Nivel 0: Consecuencias nulas. Caracteriza los sucesos que ocurren normalmente durante el funcionamiento del sistema.

Nivel 1: Consecuencias menores. No hay pérdida sensible en la capacidad de la instalación, ni interrupción de la operación, ni heridas a personas, ni daños notables a los bienes o a las instalaciones.

Nivel 2: Consecuencias significativas. Hay pérdida significativa de la capacidad de la instalación, pudiendo representar la detención de la operación normal. No hay heridas a las personas ni daños notables al sistema o a los bienes. Este nivel implica riesgos muy limitados en alcance e importancia.

Nivel 3: Consecuencias críticas. Pueden haber heridas a las personas y/o daños notables al sistema o a los bienes. Este nivel comporta daños limitados a la unidad que incluye el sistema accidentado.

Nivel 4: Consecuencias catastróficas con efectos limitados a la instalación industrial. Hay destrucción del sistema o de los sistemas vecinos, y/o varios heridos, y/o varios muertos.

Nivel 5: Consecuencias críticas o catastróficas en las que los efectos sobrepasan los límites de la instalación industrial. Además de los descritos anteriormente, hay daños a las personas, a los bienes o a los sistemas exteriores a la instalación industrial.

La asignación del nivel de gravedad se basa sobre el empleo de un esquema lógico dividido en seis diagramas. El seguimiento del esquema proporciona, según las características del sistema al cual se aplica, las ecuaciones a utilizar para calcular las distintas consecuencias y los criterios para asignar NG según el efecto considerado. El valor de NG resultante es el máximo obtenido. Las ecuaciones o de correlaciones altas que recurre el método son simplificadas en sentido conservador o tendentes a sobreestimar las magnitudes.

Esta fase de asignación del nivel de gravedad se articula en torno a cuatro puntos claves que se reseñan en la figura 4. 1.

1. CRITERIOS. La asignación del nivel de gravedad de un sistema depende básicamente de:

	la energía potencial del sistema
	el alcance de los efectos asociados a un accidente.

Desde el punto de vista de la energía de un sistema el método adopta como patrón de referencia al equivalente energético de un sistema disipado en ondas de sobrepresión positiva resultante de una explosión no confinada (UVCE) (Unconfined Vapour Cloud Explosion). De ahí que no se consideran los sistemas con menos de 100 kg de hidrocarburos porque no existe, en la bibliografía especializada, casos históricos de accidentes graves registrados en estas condiciones. Sin embargo, se consideran dos excepciones:

	El producto presenta cierta toxicidad.
	Para fragmentos, el nivel de energía letal adoptado es de 100 julios.

Desde el punto de vista del alcance de los efectos asociados a un accidente, el método considera tres tipos de daños:

	Riesgo letal.
	Posibilidad de rotura de componentes, equipos o sistemas como consecuencia del accidente calculado.
	Heridas y daños a los bienes.

Los umbrales que fija el método para cada uno de estos casos son los reseñados en el siguiente cuadro.

(1) CTL: Concentración Tóxico Letal (mg m-3 mm).

(2) VLE: Valor Limite de Explosión (mg m-3).

El método establece 58 correlaciones o fórmulas para determinar distintos valores intermedios/finales del cálculo de consecuencias.

2. DEFINICIÓN DE ACCIDENTES. La ocurrencia de fenómenos físicos no deseados (causas), conlleva efectos físicos (consecuencias) que pueden ocurrir solos o en combinación. El método considera como causas básicas de accidentes los cuatro siguientes casos:

1. Rotura de un sistema que transfiera un líquido a presión (en fase líquida, gas o bifásico).

Engloba componentes como: bombas, compresores, válvulas, tuberías, etc.

2. Estallido de un equipo a presión (por sobrepresión o a la presión de servicio)

Engloba componentes como columnas de fraccionamiento, reactores, etc.

3. Pérdida de confinamiento de un tanque/depósito.

Engloba los de techo fijo, flotante, esferas, cilindros de GLP, etc.

4. Rotura de un equipo en rotación.

Incluye acoplamientos, compresores alternativos, etc.

Estos sucesos y consecuencias son los representados en la figura 4.2.

En el caso de liberación de un fluido por pérdida de confinamiento (caso 3) los pasos sucesivos en el cálculo de consecuencias que conducen al accidente final a considerar son:

	Cálculo del caudal de derrame.
	Según el estado del fluido se consideran tres casos: fase gaseosa, bifásica o líquida.

1. En el caso de una fuga en fase gas se produce un chorro libre. Si el producto es inflamable se puede producir la ignición inmediata y el consiguiente dardo de fuego con la radiación térmica asociada que condicionará el nivel de gravedad.

Si no se produce una ignición inmediata se forma una nube de gas que según las características del producto liberado puede dar lugar a:

	Efectos tóxicos
	Desplazamiento y dispersión de la nube
	Ignición retardada y no confinada (UVCE) con los efectos de bola de fuego y onda de choque asociada que condicionarían el nivel de gravedad

2. En el caso de una fuga en fase bifásica el fenómeno a estudiar es la evaporación del charco y el estudio de la nube de gas generada sigue las mismas pautas que en el caso anterior.

3. En el caso de fuga en fase líquida el charco líquido puede incendiarse si el producto es inflamable con el consiguiente efecto de flujo térmico. El tratamiento del gas evaporado sería el citado anteriormente.

En el caso de un estallido de un recinto bajo presión (casos 1 y 2) el efecto de BLEVE puede conducir a: formación de una bola de fuego, ondas de choque y producción de fragmentos que condicionarán el factor de gravedad.

En el caso de rotura de componente en rotación (caso 4) el efecto considerado es el de producción de fragmentos. Las consecuencias finales que trata el método son:

1. Toxicidad,

2. Generación de proyectiles,

3. Sobrepresión por onda de choque,

4. Radiación térmica,

5. Derrame de líquido,

6. Dispersión de una nube de gas.

3. SELECCION DE HIPOTESIS que puedan conducir de forma conservadora a la cuantificación de las consecuencias; a reducir el número de variables en las ecuaciones o correlaciones utilizadas; a establecer un procedimiento de cálculo fácilmente ejecutable con o sin medios informáticos.

Son las relativas al:

	Entorno del sistema estudiado.
	Desarrollo de los fenómenos físicos que conllevan determinados efectos físicos.
	A la cuantificación de los efectos físicos.

4. NORMALIZACION DE LOS DATOS DE ENTRADA relativos al emplazamiento, a los equipos, al producto y al caudal de fuga de partida.

El método considera 9 tipos de equipos (tanque, depósito, bombas centrífugas....). Para cada uno de ellos el método tiene tipificado un procedimiento de cálculo del caudal de fuga.

4.2.1.2 Ambito de aplicación

Este método encuentra su aplicación cuando no es necesaria una cuantificación detallada del alcance de la consecuencia del accidente. No permite, por lo tanto, dimensionar las zonas de intervención y alerta, aunque puede permitir fijar la categoría de los accidentes.

4.2.1.3 Recursos necesarios

Es necesario disponer de la descripción completa del método y es preciso un cierto grado de experiencia en su aplicación.

4.2.1.4 Soportes informáticos

UCSIP publica el método descrito en un soporte informatizado.

4.2.1.5 Ventajas/Inconvenientes

Precisa una menor dedicación de tiempo que la cuantificación mediante modelos de cálculo internacionalmente reconocidos, aunque la diferencia de dedicación dificilmente justifica las simplificaciones que se realizan en el proceso de cálculo.

Proporciona resultados excesivamente conservadores y no permite calcular unas distancias de afectación.

4.2.1.6 Ejemplos

En la figura 4.3 se muestra, a modo de ejemplo, el diagrama lógico correspondiente al procedimiento de cálculo del método.

(1) Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion.

(2) Confined Vapour Explosion.

Este diagrama presenta seis módulos de cálculo:

	Módulo de cálculo del caudal de fuga. Este módulo recibe la información relativa al producto, sistema o equipo. Con esta información determina según el tipo y sección de la rotura el caudal de fuga.
	Módulo de cálculo del caudal después de la fuga. Este módulo según las características del producto determina: el caudal de gas que se evapora de forma instantánea por diferencia entre la temperatura de almacenamiento/proceso del producto y su punto de ebullición (flash); el arrastre de líquido que puede producirse en la evaporación instantánea (aerosol); el caudal de evaporación del charco formado y la cantidad de líquido residual en el charco.
	Módulo principal. Este módulo define el equipo o sistema, da prioridad al cálculo de la toxicidad, calcula la energía del sistema, determina la dispersión de la nube e introduce los puntos de ignición. Por último, este módulo gobierna la ejecución de los restantes módulos.
	Los módulos de cálculo propiamente dichos son los correspondientes a toxicidad, escape bifásico, fragmentos, ondas de choque y flujo térmico. Calculan los correspondientes efectos.

Por último, el módulo criterios compara los resultados obtenidos con la implantación (distancias del equipo al límite de la instalación u otro equipo). Se asigna el valor de NG y se procesa a continuación el equipo o sistema más crítico con respecto del estudiado (efecto dominó).