Análisis del riesgo en instalaciones industriales

362 Pages·2009·4.57 MB·Spanish

by  Joaquim Casal Fàbrega

POLITEXT
Joaquim Casal - Helena Montiel
Eulàlia Planas - Juan A. Vílchez
Análisis del riesgo en
instalaciones industriales
EDICIONS UPC
52 Aleaciones ligeras
POLITEXT
Joaquim Casal - Helena Montiel
Eulàlia Planas - Juan A. Vílchez
Análisis del riesgo en
instalaciones industriales
EDICIONS UPC
Traducción del catalán: Irene Pérez Camp de Padrós
Primera edición: septiembre de 1999
Diseño de la cubierta: Manuel Andreu
© los autores, 1999
© Edicions UPC, 1999
Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SL
Jordi Girona Salgado 31, 08034 Barcelona
Tel. [phone] Fax. [phone]
Edicions Virtuals: www.edicionsupc.es
e-mail: [email protected]
Producción: CBS - Impressió digital
Pintor Fortuny 151, 08224 Terrassa (Barcelona)
Depósito legal: B-36.970-99
ISBN: 84-8301-227-8
Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-
ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-
cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático y la distribución de ejemplares de
ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de ejemplares para su
distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea.
POLITEXT
Joaquim Casal - Helena Montiel
Eulàlia Planas - Juan A. Vílchez
Análisis del riesgo en
instalaciones industriales
EDICIONS UPC
Traducción del catalán: Irene Pérez Camp de Padrós
Primera edición: septiembre de 1999
Diseño de la cubierta: Manuel Andreu
© los autores, 1999
© Edicions UPC, 1999
Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SL
Jordi Girona Salgado 31, 08034 Barcelona
Tel. [phone] Fax. [phone]
Edicions Virtuals: www.edicionsupc.es
e-mail: [email protected]
Producción: CBS - Impressió digital
Pintor Fortuny 151, 08224 Terrassa (Barcelona)
Depósito legal: B-36.970-99
ISBN: 84-8301-227-8
Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-
ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-
cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático y la distribución de ejemplares de
ella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de ejemplares para su
distribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea.
Prólogo 7
Prólogo
El desarrollo tecnológico experimentado por los países industrializados ha llevado consigo una notable
mejora en el nivel de vida. Sin embargo, la proliferación de instalaciones industriales y el transporte de
determinados materiales han implicado asimismo la aparición de nuevos riesgos, que pueden originar
accidentes graves con un fuerte impacto sobre la población y sobre el entorno. Esta situación hace
patente la necesidad de dedicar mayores esfuerzos a la reducción de estos riesgos a un nivel tolerable,
compatible con los objetivos de desarrollo sostenible actualmente perseguidos.
Sólo aquello que es conocido puede ser controlado. Hemos de ser capaces, por tanto, de identificar las
situaciones de peligro y analizar y evaluar el riesgo asociado. Éste es el objetivo del presente libro: el
conocimiento de los riesgos asociados a instalaciones industriales y al transporte de sustancias
peligrosas; es decir, la evaluación de la frecuencia con la que probablemente tendrá lugar un accidente
que posiblemente nunca llegue a ocurrir y de sus efectos y consecuencias. Un aspecto
especialmente importante en este proceso ha sido la descripción de los modelos matemáticos que
permiten estimar las consecuencias de los distintos accidentes (incendios, explosiones, escapes
tóxicos) posibles. El tratamiento adoptado ha sido una solución de compromiso entre la complejidad
de los modelos, su fiabilidad y la aplicación práctica de los mismos.
El análisis de riesgos se ha introducido recientemente en determinados estudios universitarios
(ingeniería industrial, ingeniería química); al mismo tiempo, esta temática ha pasado a formar parte del
conjunto de conocimientos que se supone que un profesional de los sectores relacionados ha de tener.
Hacen falta por tanto obras que den una visión de conjunto y, simultáneamente, permitan abordar y
resolver problemas específicos. Este libro lo hemos escrito basándonos en nuestra experiencia y en el
contacto con situaciones reales existentes en la industria; no es, pues, una simple recopilación
bibliográfica, si bien hemos utilizado numerosas aportaciones de otros autores. Está basado en una
obra publicada en 1995, en la que hemos introducido considerables modificaciones. Creemos que el
resultado es una contribución que puede ser útil tanto a estudiantes de carreras técnicas como a
profesionales de la industria.
Los autores
Barcelona, primavera de 1999
52 Aleaciones ligeras
1 Índice 9
Índice
1 Introducción
1.1 La industria y los accidentes mayores......................................................................................15
1.2 Riesgo: definición y tipos.........................................................................................................19
1.3 Parámetros de medición del riesgo...........................................................................................22
1.4 Tolerabilidad del riesgo............................................................................................................24
1.5 Criterios de tolerabilidad..........................................................................................................26
1.6 Riesgos mayores y catástrofes..................................................................................................31
1.7 El análisis de riesgo..................................................................................................................33
1.7.1 Un método simplificado para la estimación del riesgo.................................................35
1.7.2 Dos casos significativos: el informe Rasmussen y el estudio de la Isla de Canvey......36
1.8 Riesgo, fiabilidad y coste.........................................................................................................38
1.9 Bibliografía...............................................................................................................................39
2 Identificación de peligros
2.1 Conceptos previos....................................................................................................................41
2.2 Descripción de las técnicas de análisis.....................................................................................45
2.2.1 Identificación del riesgo asociado a las sustancias........................................................45
2.2.2 Análisis histórico de accidentes....................................................................................47
2.2.3 Análisis de peligros y operabilidad (HAZOP)..............................................................53
2.2.4 Árboles de fallos...........................................................................................................64
2.2.5 Métodos semicualitativos: índices de riesgo................................................................74
2.3 Bibliografía...............................................................................................................................76
2.4 Nomenclatura...........................................................................................................................78
3 Accidentes mayores
3.1 Introducción.............................................................................................................................79
10 Análisis del riesgo en instalaciones industriales
3.2 Definiciones previas.................................................................................................................79
3.3 Fenómenos peligrosos y límites de aceptabilidad de las variables físicas asociadas................81
3.4 Escenarios accidentales............................................................................................................84
3.5 Factores que determinan la escala del riesgo............................................................................90
3.6 Bibliografía...............................................................................................................................91
4 Incendios
4.1 Introducción.............................................................................................................................93
4.2 Conceptos básicos de termoquímica.........................................................................................94
4.2.1 Calor de formación........................................................................................................94
4.2.2 Calor de combustión.....................................................................................................95
4.2.3 Temperatura adiabática de llama...................................................................................95
4.2.4 Velocidad de combustión..............................................................................................98
4.3 Conceptos básicos de transferencia de calor..........................................................................100
4.3.1 Poder emisivo..............................................................................................................100
4.3.2 Transmisividad atmosférica........................................................................................101
4.3.3 Factor de vista.............................................................................................................103
4.3.4 Coeficiente de transferencia de calor por convección.................................................108
4.3.5 Temperatura y velocidad del gas en el eje de la llama................................................108
4.4 Características de inflamabilidad...........................................................................................110
4.4.1 Límites de inflamabilidad...........................................................................................111
4.4.2 Métodos para estimar los límites de inflamabilidad....................................................112
4.4.3 Diagramas de inflamabilidad......................................................................................114
4.4.4 Temperatura de inflamación........................................................................................116
4.4.5 Temperatura de autoignición.......................................................................................117
4.5 La ignición..............................................................................................................................118
4.5.1 Energía de ignición.....................................................................................................118
4.5.2 Retraso en la ignición..................................................................................................118
4.5.3 Fuentes de ignición.....................................................................................................119
4.6 Incendio de un líquido............................................................................................................120
4.6.1 Charcos de fuego al aire libre......................................................................................120
4.6.2 Charcos de fuego sobre el mar....................................................................................125
4.6.3 Incendios en movimiento............................................................................................127
4.7 Incendio de un gas..................................................................................................................128
4.7.1 Incendio de un chorro de gas......................................................................................128
4.7.2 Incendio de una nube de gas.......................................................................................134
4.8 Ejemplo de cálculo: incendio de un charco............................................................................137
4.9 Boilover o borbollón...............................................................................................................139
4.9.1 Condiciones necesarias para la existencia de boilover................................................141
4.9.2 Hidrocarburos susceptibles de experimentar un boilover............................................142