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Tema 4
Metodologías de Análisis y
Evaluación de Riesgos de
Proceso
Docente:
Ing. Gustavo Calderón
jgustavo.calderon2014@gmail.com
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PeligroEs una fuente o situación con potencial de daño en términos de lesión o enfermedad, daño a la propiedad, al ambiente de trabajo o una combinación de éstos. (NTC 5254 Gestión del Riesgo )
Riesgo:
Combinación de la probabilidad (posibilidad) de un evento y su consecuencia (Risk Management: Vocabulary Guide 73 ISO)
Posibilidad de que suceda algo que tendrá impacto en los objetivos. Se mide en términos de consecuencias y posibilidad de ocurrencia. (NTC 5254 Gestión del Riesgo )
DEFINICIONES
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CONCEPTO DE ACCIDENTE DE SEGURIDAD
DE PROCESO (ASP)
Evento inesperado y no deseado que implica la pérdida de
contención de hidrocarburos u otras sustancias químicas peligrosas,
y/o que resulte en lesiones personales, daños a la propiedad,
pérdida de producción o de impacto ambiental.
Los daños típicos suelen
considerarse como
• Efectos de explosiones (misiles,
sobrepresión, impulso)
• Efectos de exposición térmica
• Efectos de exposición a Tóxicos
Agudos.
DEFINICIONES
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EXPLOSIÓN DE NITRATO DE AMONIO
OPPAU, ALEMANIA – SEPT. 21, 1921
Cráter ocasionado por la explosión. A las 7:30 a.m. de 21 de septiembre de 1921, dos
explosiones ocurrieron en la Planta de BASF en Oppau, Alemania.
Sustancia peligrosa: nitrato de amoinio y sulfato de amonio (50/50)
Instalación planta productora de fertilizantes
Muertes: 430-530
www.inegas.edu.bowww.inegas.edu.boSource: Fire Prevention And Engineering Bureau Of Texas
Foto aérea de la planta de Monsanto Chemical Co., 30 minutos después de la explosión
del barco S. S. GRANDCAMP durante la carga de nitrato de amonio. El accidente causó
daños en más del 90% de la ciudad y mató cerca de 600 personas.
EXPLOSIÓN DE NITRATO DE AMONIO
TEXAS CITY, TEXAS – ABRIL 16, 1947
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El accidente de Seveso ocurrió en 1976 en una planta química que producía herbicidas y
pesticidas. Un vapor denso conteniendo (TCDD – dioxina) se liberó del reactor.
Más de 6000 personas tuvieron que ser evacuadas y más de 2000 fueron tratadas por
intoxicación con dioxina.
FUGA DE DIOXINA
SEVESO, ITALIA - 1976
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FuenteUnited Nations
Environment Programme
En la noche del 2 a 3,de diciembre de 1984, una liberación súbita de alrededor de 30
toneladas métricas de isocianato de metilo ocurrió en la planta de Union Carbide en
Bhopal, India. El accidente fue resultado de malas prácticas de seguridad, pobres
sistemas de alerta y falta de preparación de la comunidad. Murieron más de 2,800
personas ( otras fuentes indican hasta 8000) y causó daño respiratorio y ocular a otras
20,000.
FuenteIndian state government of
Madhya Pradesh
FUGA DE ISOCIOANATO DE METILO
BHOPAL, INDIA – DIC. 2-3, 1984
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INCENDIO Y EXPLOSIÓN REFINERÍA
BP TEXAS CITY, MARZO 23, 2005
El accidente ocurrió mientras se ponía
en marcha la unidad de isomerización.
15 trabajadores perecieron y 170
sufrieron heridas.
La pérdida fue de más de 2.000
millones de dólares.
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Acciones legislativas y normas emitidas
producto de los accidentes de proceso
Directiva 82/501/EC Ley europea “Directriz SEVESO” dirigida a la
mejora de la seguridad de sitios que almacenan o tienen grandes
cantidades de sustancias peligrosas.
Directiva 96/82/EC 9/12/1996 para el control de accidentes graves
con sustancias peligrosas, conocida como Seveso II
Directiva 2003/105/CE emitida como complemento en base al
accidente en la fábrica de fertilizantes de Toulouse en Francia, en el
año 2001.
Directiva 2012/18/UE 04/07/2012 relativa al control de riesgos
inherentes a los accidentes graves en los que intervenga sustancias
peligrosas y que por la que se modifica y deroga la anterior.
Llamada también Seveso III.
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ANSI/ISA S84.01-1996 “Aplicación de sistemas de seguridad de
instrumentación en procesos industriales
IEC 61508 “Aplicación de la seguridad eléctrica/electrónica/sistemas
de seguridad para programación electrónica”
BS IEC 61882: Guía de aplicación para estudios de seguridad de
operación (HAZOP)
CFR 1910.119 Process Safety Management of Highly Hazardous
Chemicals (Gestion de la Seguridad de Procesos de Químicos
Altamente Peligrosos)
Acciones legislativas y normas emitidas
producto de los accidentes de proceso
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GESTIÓN DE SEGURIDAD DE PROCESOS
La Gestión de Seguridad de Procesos (PSM) es una norma
desarrollada por OSHA luego de los accidentes de Bhopal- Union
Carbide (1984) y otros accidentes en Estados Unidos: Pasadena-
Phillips Petroleum Company (1989), Cincinnati-BASF (1990),
Sterlington- IMC (1991)
Código de la Norma:
CFR 1910.119 Process Safety Management of Highly Hazardous
Chemicals (Gestion de la Seguridad de Procesos de Quimicos
Altamente Peligrosos)
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1) Participación de los trabajadores
2) Información de Seguridad de Proceso (PSI)
3) Análisis de Riesgo de Proceso (PHA)
4) Procedimientos operacionales
5) Entrenamiento
6) Seguridad de contratistas
7) Revisión de Seguridad Pre-Partida (PSSR)
8) Integridad Mecánica
9) Programa de Trabajo en Caliente
10) Gestión de Cambios (MOC)
11) Investigación de Incidentes
12) Planes de Emergencia y Respuesta
13) Auditorías de Cumplimiento
14) Secretos Comerciales
Elementos del PSM
GESTIÓN DE SEGURIDAD DE PROCESOS
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Análisis de Riesgos del Proceso OSHA 1910.119 (e)
El equipo a cargo del Análisis de Riesgos del Proceso hace una
revisión sobre qué sucedería en caso de que el funcionamiento
del proceso fallara según ha sido diseñado, cuales serian las
consecuencias y la identificación de que las guardas o
protecciones se encuentren en su lugar para proteger los
procesos que han fallado
GESTIÓN DE SEGURIDAD DE PROCESOS
www.inegas.edu.bowww.inegas.edu.boPrincipios de Análisis de Riesgos para la industria de Procesos / rpm-2004
Etapas del análisis de Riesgo Preguntas a resolver
1) Identificación de los peligros y de los eventos que pueden llevar a la materialización de tales peligros
¿qué accidentes pueden ocurrir?
2) Análisis de los mecanismos que dan lugar a estos eventos
¿Porqué y cómo pueden suceder?
3) Estimación de los efectos (severidad) debido a la materialización de dichos eventos
¿Cuáles son las consecuencias?
4) Estimación de la probabilidad de ocurrencia de tales eventos
¿Con qué frecuencia podría ocurrir un accidente?
5) Estimar el riesgo y determinar su aceptabilidad o tolerancia
¿Es aceptable o tolerable el riesgo?
ETAPAS DEL ANÁLISIS DE RIESGO
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APLICACIÓN DE METODOLOGÍAS DE ANÁLISIS DE RIESGO
FASE DEL PROYECTO O INSTANCIA DE ANALISIS
CHECK LIST
ANALISIS PRELIMINAR DE RIESGOS
WHAT-IF
HAZOP FMEA ARBOL DE FALLAS
ARBOL EVENTOS
DEFINICIÓN DEL PROCESO
X X
PLANTA PILOTO X X X
PROYECTO BÁSICO X X X X X X X
PROYECTO DE DETALLE X X X X X X X
EJECUCIÓN DE OBRA E INICIO
X X
OPERACIÓN NORMAL X X X X X X
MODIFICACIONES X X X X X X X
ESTUDIO DE INCIDENTES X X X X X
DESMANTELAMIENTO O ABANDONO DEL PROCESO
X X
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DINÁMICA DE ACCIDENTES DE PROCESO
Fuente: Gutiérrez E. Ingeniería de Riesgos en la Prevención de AccidentesFuente: Gutiérrez E. Ingeniería de Riesgos en la Prevención de Accidentes
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DINÁMICA DE ACCIDENTES DE PROCESO
Fuente: Gutiérrez E. Ingeniería de Riesgos en la Prevención de Accidentes
www.inegas.edu.bowww.inegas.edu.bo Fuente: Gutiérrez E. Ingeniería de Riesgos en la Prevención de Accidentes
DINÁMICA DE ACCIDENTES DE PROCESO
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Es una técnica de tormenta de ideas estructurada libremente que
identifica los peligros contestando las preguntas derivadas de la
imaginación de un equipo (grupo) de revisión y las listas de verificación
relevantes.
Un equipo de revisión formula una serie de preguntas que deben ser
contestadas por los miembros del equipo o por otros expertos en la
materia del asunto. El equipo luego sugiere acciones correctivas cuando
las preguntas/respuestas revelan riesgos no aceptables
DESCRIPCIÓN
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a) Definir alcance del estudio
– Seguridad del proceso
– Seguridad eléctrica
– Global
b) Explicar el funcionamiento del proceso
c) Empezar por el principio del proceso: Normalmente almacenamiento y admisión de
materias primas hasta el final: Salida y almacenamiento de productos y
subproductos
d) Anotar todas las preguntas Que pasa sí…?, pero no contestarlas aún!!
e) Revisar estudios What if…? anteriores para verificar si hay preguntas adicionales.
f) Contestar las preguntas Que pasa sí…? Una a una, participando todo el equipo,
incluyendo participación de especialistas en control, materiales, mantenimiento.
g) Para cada pregunta contestar qué medidas de control existen y cuales se deben
tomar para disminuir el riesgo en su origen.
h) Redactar el informe
PROCEDIMIENTO WHAT IF…?
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Las materias primas son de mala calidad?
Las concentraciones de cada una de ellas son incorrectas?
Fallan o se interrumpen las corrientes de cada una de ellas, de materias primas,
productos o servicios en el proceso?
Se detienen los equipos impulsores (bombas, compresores, eyectores y agitadores) ?
Fallan los elementos de seccionamiento y regulación (válvulas) intercalados en el
proceso?
Fallan los sistemas de instrumentación y control?
Fallan las actuaciones previstas para los operadores humanos?
Ocurre un evento natural externo: inundación, temblor, descarga eléctrica?
Ocurre un evento externo no natural: colisiones, fugas de gas de red pública, fuego
en áreas externas, incendio forestal?
EJEMPLOS DE PREGUNTAS WHAT IF…?
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EJEMPLO- EMBOTELLADO DE ALCOHOL ETÍLICO
Descripción de la instalación
La línea de embotellado funciona del siguiente modo: la botella se desplaza
automáticamente hasta la zona de llenado, donde la detecta un sensor, se detiene y es
llenada por un sistema que mide el caudal. Cuando finaliza el llenado, la botella se
desplaza hacia la siguiente etapa y una nueva botella vacía llega a la posición de llenado.
Esquema de la línea de embotellado
Dado que el alcohol es un líquido inflamable, la máquina de llenado va provista de un
sistema de ventilación que impide que se concentre el vapor de alcohol en caso de que
este se derrame por fallo del sistema. Una vez instalado el sistema, se comprueba si
funciona correctamente.
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No Que pasa si? Consecuencias Causas Protecciones Recomendaciones
1 Se rompe un
frasco?
Vertido del alcohol
Incendio
Falla del material
Falla en la inspección
Fuente de ignición.
Procedimientos de control de
calidad de insumos
Prohibir generación de chispas o
fuego.
Revisar instalaciones eléctricas..
2 Falla el sensor de
posición?
Vertido del alcohol
Incendio
Falla de mantenimiento
Inexistencia de
procedimiento de
mantenimiento.
Fuente de ignición.
Procedimientos de compra.
Inspección pre instalación.
Plan de mantenimiento e inspección.
Revisar instalaciones eléctricas..
3 Falla el actuador? Vertido del alcohol
Incendio
Falla de mantenimiento
Inexistencia de
procedimiento de
mantenimiento
Fuente de ignición.
Procedimientos de compra.
Inspección pre instalación
Plan de mantenimiento e inspección.
Revisar instalaciones eléctricas..
4 Falla el medidor
de caudal?
Vertido del alcohol
Incendio
Falla de mantenimiento
Inexistencia de
procedimiento de
mantenimiento
Fuente de ignición.
Procedimientos de compra.
Inspección pre instalación
Plan de mantenimiento e inspección.
Revisar instalaciones eléctricas..
5 Falla en la
ventilación?
Generación de
atmósfera inflamable
Incendio.
Falla de mantenimiento
Inexistencia de
procedimiento de
mantenimiento.
Fuente de ignición.
Procedimientos de compra.
Inspección pre instalación
Plan de mantenimiento e inspección.
Revisar instalaciones eléctricas..
6 Hay generación
de chispa-
Incendio. Electricidad estática.
Fallas en instalación
eléctrica.
Señalización. Humidificación de ambientes.
Dotación de ropa de algodón.
Revisar instalaciones eléctricas..
EJEMPLO WHAT IF - SOLUCIÓN
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Probabilidad: posibilidad de que ocurra un evento o resultado específico, medida por
la relación entre los eventos o resultados específicos y el número total de eventos o
resultados posibles (NTC 5254: Gestión del Riesgo)
Consecuencia/severidad: Resultado de un evento expresado cualitativa o
cuantitativamente, como por ejemplo una pérdida, lesión, desventaja o ganancia.
Puede haber una serie de resultados posibles asociados con un evento. ( NTC 5254:
Gestión del Riesgo)
ELEMENTOS DEL RIESGO
Probabilidad Severidad/Consecuencia
Riesgo es la combinación de probabilidad (P) y severidad (S), comúnmente expresado
como P x S
R = P x S
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Probabilidad
La probabilidad de que ocurra el hecho accidental se gradúa, con el siguiente
criterio:
o Extremadamente improbable. (O1)
o Una vez durante el período de vida de la planta. (O2)
o Una vez durante un período de 1 a 5 años. (O3)
o Una vez al año. (O4)
EJEMPLO DE CRITERIOS
DE PROBABILIDAD Y SEVERIDAD
Severidad
La severidad del evento se gradúa, con el siguiente criterio:
o Sin daños. (S1)
o Daños al equipo (S2)
o Lesiones, pérdidas financieras significativas, impacto ambiental serio (S3)
o Fatalidades, pérdidas financieras graves, impacto ambiental grave (S4)
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La realización del análisis propiamente dicho se realiza
completando la siguiente planilla:
ELABORACIÓN DEL APR
Fuente: DNV
Peligro Causas Posibles consecuencias Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
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1ª Columna: PELIGROS
Esta columna contiene las situaciones generadoras de riesgo, que son eventos
accidentales que tienen potencial para causar daño a las instalaciones, a los
operarios, al público o al medio ambiente. Se refieren a eventos tales como:
Pequeña liberación de gas inflamable
Gran liberación de gas inflamable
Pequeña liberación de liquido inflamable
Gran liberación de liquido inflamable
Liberación de Materiales corrosivos
Presurización excesiva
Descarga atmosférica
Peligro Causas Posibles
consecuencias
Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
ELABORACIÓN DEL APR
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2ª Columna: CAUSAS. Ejemplo:
- Pequeña o gran liberación
Fugas o rupturas en líneas y sus accesorios, tanques, bombas, filtros, u otros equipamientos.
Fallas humanas (operacionales o de mantenimiento)
Fallas de gestión.
Eventos externos.
Por lo general, las causas de pequeñas liberaciones están asociadas con las fugasy las de grandes liberaciones están asociadas con rupturas. Es importante incluirtodos los tipos de falla que pueden dar lugar a pequeñas o grandes liberaciones.Algunos ejemplos:
Fallas humanas – Válvula de drenaje abierta después del retorno del tanque de mantenimiento;
Falla de gestión – Sobrellenado del tanque sin acompañamiento del operador y sin alarma de alto nivel;
Eventos externos – Vandalismo.
Peligro Causas Posibles
consecuencias
Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
ELABORACIÓN DEL APR
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3ª Columna: CONSECUENCIAS
Ejemplos:
Incendio en Nube (para líquidos volátiles o gases licuados)
Incendio en charco
Explosión en Nube
Chorro de fuego
Bleve -Explosión de Vapores en Expansión de Líquido en Ebullición
Lo importante es que el escenario de accidente esté compuesto por el peligro, la causa y elefecto, ejemplos:
“Incendio en nube (efecto) generado por una liberación de gas inflamable (peligro) debido a(causas): ruptura de línea, ruptura de válvula o fuga a través de la bomba”
Peligro Causas Posibles consecuencias Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
ELABORACIÓN DEL APR
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4ª Columna: PROTECCIONES
Modos de detección (ejemplos):
Visual (operador de campo u operador en sala de control)
Alarma de nivel alto local o en sala de control
Alarma de nivel bajo local o en sala de control
Alarma de presión alta local o en sala de control
Alarma de presión baja local o en sala de control
Modos de Respuesta:
Enfriamiento por duchas
Muros cortafuego
Plan de emergencia
Peligro Causas Posibles consecuencias Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
ELABORACIÓN DEL APR
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5ª Columna: CATEGORÍAS DE FRECUENCIA
Los escenarios de accidente deben clasificarse en categorías de frecuencia.
6ª Columna: CATEGORÍAS DE SEVERIDAD
Los escenarios de accidente deben clasificarse en categorías de gravedad.
7ª Columna: CATEGORÍAS DE RIESGO
Con la combinación de las categorías de frecuencia con las de severidad se obtiene una
indicación cualitativa del nivel de riesgo de cada uno de los escenarios identificados en el
análisis.
8ª Columna: RECOMENDACIONES/OBSERVACIONES
Esta columna debe contener las recomendaciones de medidas mitigadoras de riesgo.
Peligro Causas Posibles
consecuencias
Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
ELABORACIÓN DEL APR
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Peligro Causas Posibles consecuencias Protecciones existentes P S R Recomenda-
ciones
1. Pequeña
liberación
de gas
inflamable
1.Error humano-válvula de
drenaje abierta
2.Corrosión del tanque y
tuberías.
3. Pequeña rotura o
mal ajuste de accesorios
empaques, o ring , válvulas
1.1.Incendio y/o explosión
1.2. Quemaduras a trabajadores
2.1. Incendio y/o explosión
2.2. Quemaduras a
Trabajadores.
3.1. Incendio y/o explosión
3.2. Quemaduras a trabajadores
•Plan de inspecciones(medición de
espesores)
•Cupones de corrosión
•Plan de emergencias.
•Procedimientos de mantenimiento y
calibración de instrumentos
•Procedimiento operativo
O2
O2
O3
S3
S3
S3
B
B
B
Verificar
funcionamiento
sistema control de
corrosión por
cupones y sondas
2. Gran
liberación
de gas
inflamable
4. Falla de válvulas.
5. Impacto mecánico
de vehículos
4.1. Incendio y/o explosión
4.2. Quemaduras a trabajadores
5.1. Incendio y/o explosión
5.2. Quemaduras a trabajadores
•Plan de inspecciones.
•Plan de emergencias.
•Cerramiento(cerca)
•Procedimiento operativo
•Permiso de trabajo
•Control de vehículos en planta
O3
O2
S4
S4
C
C
Implementar
sistema de
mantenimiento
basado en Riesgo.
Sustituir la cerca
de los tanques.
3. Presurización
Excesiva
6. Falla en PSV (no abre a
presión seteada)
7. Incendio externo
6.1. Rotura de equipos
con liberación de liquido y gas
Inflamable (BLEVE)
7.1. Incendio y/o explosión
•Plan de mantenimiento de PSV
•Manual operativo
•Plan de emergencias
•Red contra incendios
O2
O2
S4
S4
C
C
Colocar sistema de
doble válvula de
seguridad
Instalación de red
contra incendios.
4. Pequeña
liberación de
líquido
inflamable
8. Sobrellenado por falla de
instrumentos- ind. de nivel.
9. Sobrellenado por error
humano.
8.1. Derrame. Incendio y
explosión
9.1. Derrame. Incendio y/o
explosión
•Plan de mantenimiento
•Plan de emergencias
•Manual operativo
O2
O2
S3
S3
B
B
Implementar
sistema de
mantenimiento
Capacitación
5. Gran
liberación de
líquido
inflamable
10. Falla catastrófica del
recipiente por impactos
mecánico de vehículos
10.1. Incendio y/o explosión
10.2. Quemaduras a
trabajadores
•Cerramiento(cerca)
•Procedimiento operativo
•Permiso de trabajo
•Control de vehículos en planta
•Plan de emergencias
O1 S4 C Sustituir la cerca
de los tanques.
EJEMPLO
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Elabore el APR del siguiente sistema:
EJERCICIO – TRANSFERENCIA DE PROPANO
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HAZOP Hazard and Operability
Study Análisis de Peligros y
Operabilidad
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El HAZOP es una técnica de identificación de riesgos, basada en la
premisa de que los riesgos, los accidentes o los problemas de
operabilidad, se producen como consecuencia de una desviación de
las variables de proceso con respecto a los parámetros normales de
operación en un sistema dado y en una etapa determinada.
La técnica consiste en analizar sistemáticamente las causas y las
consecuencias de unas desviaciones de las variables de proceso,
planteadas a través de unas “palabras guía”
DESCRIPCIÓN
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1. DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
Consiste en delimitar las áreas a las cuales se aplica la técnica.
Línea de descarga a un depósito
Separación de disolventes
Reactores
2. DEFINICIÓN DE LOS NUDOS
En cada uno de estos subsistemas o líneas se deberán identificar una serie de
nudos, o puntos claramente localizados en el proceso. Por ejemplo:
Tubería de alimentación de una materia prima a un reactor
Impulsión de una bomba
Depósito de almacenamiento
ETAPAS DEL HAZOP
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3. APLICACIÓN DE LAS PALABRAS GUÍA
Las “Palabras guía”, se utilizan para indicar el concepto que representan a
cada uno de los nudos definidos anteriormente que entran o salen de un
elemento determinado.
Se aplican tanto a acciones:
Reacciones
Transferencias, etc.
Como a parámetros específicos:
Presión
Caudal
Temperatura
Etc.
ETAPAS DEL HAZOP
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EJEMPLO
Palabra
Guía
Desviación de la
variable
Posibles Causas Consecuencias Respuesta del
Sistema
Acciones a Tomar
Presión 1. Alta presión 1.1. Incremento de la
temperatura
ambiental externa.
1.2. Fuego externo.
1.3. Sobrellenado del
recipiente por mala
operación.
Rotura del recipiente.
Incendio y explosión.
• Indicador de presión.
•Válvula de alivio (PSV)
•Colocar sistema de doble
válvula de seguridad.
• Instalar sistema de agua
de enfriamiento (ducha).
•Procedimiento operativo.
2. Baja presión 2.1. Fuga de gas Incendio y explosión • Indicador de presión • Instalar detectores de gas
y llama.
Temperatura 3. Alta temperatura 3.1. Incremento de la
temperatura
ambiental externa.
3.2. Fuego externo.
Rotura del recipiente.
Incendio y explosión.
• Indicador de presión.
• Válvula de alivio(PSV)
•Colocar sistema de doble
válvula de seguridad.
• Instalar sistema de agua
de enfriamiento (ducha).
4. Baja temperatura 4.1. Descenso de
temperatura externa.
Ninguna. •Ninguna •Ninguna.
Nivel 5. Alto nivel 5.1. Sobrellenado del
recipiente por mala
operación.
Fugas.
Derrames.
• Medidor de nivel. •Colocar sistema de
alarma por alto nivel.
•Procedimiento operativo..
6. Bajo nivel. 6.1. Fuga de gas Incendio y explosión. • Ninguna • Instalar detectores de gas
y llama.
Composición 7. Contaminantes. 7.1. Falla de control
de calidad.
Producto fuera de
especificación.
• Ninguna •Procedimiento de control
previo de calidad.
• Proveedor confiable.
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