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ÍNDICE
I. I N T R O D U C C I Ó N
Actualmente en la industria química existen riesgos latentes al manipular sustancias químicas
c...
II. O B J E T I V O
1. OBJETIVO GENERAL DEL MANUAL
Tener un mayor conocimiento en términos cuantitativos mediante el estud...
III. M A R C O J U R Í D I C O – A D M I N I S T R A T I V O
La base legal y administrativa que fundamenta éste manual, se...
IV. P O L Í T I C A S D E O P E R A C I Ó N
• Implementar y promover las medidas de seguridad apropiadas al área de trabaj...
V. P R O C E D I M I E N T O
El Índice de Incendio y Explosión también conocido como F&EI (Fire & Explosion Index en
inglé...
Para desarrollar una correcta interpretación del método IIE se debe al menos contar con los
siguientes documentos de plant...
DATOS DE PROCESO
a) Presión manométrica de los sistemas de alivio.
b) Temperatura y presión de operación.
c) Estado del pr...
Para la aplicación correcta del método, se deben seguir los pasos que se detallan a
continuación.
1 . S E L E C C I Ó N D ...
Básicamente, cuanto mayor sea la magnitud de cualquiera de los factores ya mencionados,
mayor será la probabilidad de que ...
N r = 0 sustancia totalmente estable, incluso en condiciones de incendio.
N r = 1 leve reacción a la presión con calentami...
Existen algunas excepciones:
1. Si el pico exotérmico tiene de resultado N r = 4, pero la sustancia, mezcla o compuesto
no...
St-1 (K st <, 200 bar m/sec.) 16 16 24 29 40
St-2(K St = 201-300 bar m/sec.) 21 21 24 29 40
St-3 (K st > 300 bar m/sec.) 2...
Primeramente, como ya sabemos, en la determinación del factor de material influyen dos
factores la reactividad y la inflam...
Nota: dado que no existe reactividad, una estimación aproximada de la mezcla de punto de
inflamación, (inicial) punto de e...
Punto de inflamabilidad de la mezcla =
Punto inflamación de
la mezcla (20.3 °C)
+
Punto inflamación del
etilbenceno (15 °C...
Nota: sólo se muestra la parte superior izquierda de la tabla 2.1 para su ilustración.
3. Pico exotérmico de la mezcla (DT...
Pico exotérmico de la mezcla (DTA) = 44° C+ 220° C
Pico exotérmico de la mezcla (DTA) = 264 ° C
Con este valor de 264° C s...
III. AJUSTE DE TEMPERATURA PARA EL FACTOR DE MATERIAL
Generalmente los valores están dados para cuando la sustancia o comp...
Tabla 2.4 Determinación del grado de deflagración o reactividad de polvos combustibles.
Polvos de carbón
Productos agrícol...
Material
Diámetro
de media
masa
Concentración
mínima de
inflamabilidad
Pmax
KSt
(bar-
m/sec)
Clase de
peligro de
polvo
Car...
Bronce 18 750 4.1 31 1 NA
Hierro carbonilo <10 125 6.1 111 1
Magnesio 28 30 17.5 508 3
Zinc 10 250 6.7 125 1 NA
Zinc <10 1...
(poli) Cloruro de vinilo / etileno /
copolímero de vinilo
60 60 8.3 98 1
Ya obtenidos los valores de N
3 . C Á L C U L O D...
b) Hidrólisis: Reacción de un compuesto con el agua, como en la fabricación de
ácido fosfórico o sulfúrico, de los óxidos....
4. Reacciones exotérmicas especialmente sensibles, requieren una sanción de 1,25.
a) Nitración: La sustitución de un átomo...
a) Toda operación de carga o descarga de la de materiales inflamables
(FP <= 37.8° C) donde las líneas de transferencia so...
si un sistema está diseñado de tal manera que se recogen todos los productos
inflamables y dispersos, la penalización pued...
Los equipos de emergencia deben tener fácil acceso a la zona de vivienda de la
Unidad de Proceso pertinentes, también debe...
a) Para cubetos sin drenaje, recibe una sanción de 0,50.
2. Pena de Selección:
a) Drenaje, que está diseñado para prevenir...
4 . C Á L C U L O D E L F A C T O R E S P E C I A L D E
R I E S G O ( F 2 )
Son aquellos factores que contribuyen fundamen...
Donde el número uno representa el grado de peligrosidad de cualquier material peligroso y la
penalización esta dada por lo...
Nota: Estos factores están destinados a representar la respuesta de emergencia
limitaciones adicionales que pueden causar ...
3. Procesos u operaciones que son, por naturaleza, siempre existen condiciones
de inflamabilidad, reciben una sanción de 0...
SANCIÒNES PARA POLVOS EXPLOSIVOS
Tamaño de las partículas
(micras)
Tyler Mesh (tamaño) Sanción
175 + 60 a 80 0,25
150 a 17...
Y = 0.16109 + [1.61503 (X / 1000)] – [1.42879*(X / 1000)2
] + 0.5172*(X / 1000)3
Donde
X = Presión de operación
Y
Tabla 4....
Gráfico 4.1 Sanción para líquidos inflamables y combustibles a presión.
La curva del gráfico 4.1 se puede utilizar directa...
Para determinar la sanción definitiva, ésta se debe calcular para la presión de operación y
para los conjuntos de operació...
0,22 x (0.31/0.34) = 0,20 = (sanción final)
F. Baja Temperatura
Ésta sección hace las asignaciones correspondientes para l...
impacto, a fin de determinar que el diseño y la temperatura de funcionamiento están
por encima de la temperatura de transi...
CATEGORÍAS
1. Líquidos o gases en el proceso
Se aplica una sanción a la cantidad de material que puede ser derramada y pue...
b) La cantidad de material en la unidad mayor conectada.
El cálculo para el material combustible en proceso es el siguient...
Esta penalización se determina mediante la gráfica 4.3 con el total de BTU (libras
de material) del líquido o gas bajo aná...
Donde:
Y : Ponderación para cantidad de material en almacén
℮ : Calor de combustión en KJ/Kg
Ф : Cantidad de material infl...
El peso total en kilogramos de sólidos o polvo almacenados es necesario para
determinar la sanción en el gráfico 4.4. Si l...
Se deben aplicar las siguientes sanciones:
1. Para las tasas de corrosión inferiores a 0,5 mm/año, la pena es de 0,10.
2. ...
a) Se aplica una sanción de 0,10, cuando se localizan pérdidas menores en
equipos rotativos como bombas, motores, juntas, ...
Se utiliza la gráfica 4.5 Anexo A
O bien, utilizar las siguientes ecuaciones para cada uno de los casos descritos
anterior...
Notas: Si el material bajo análisis se maneja bajo sus puntos de ebullición y de
inflamación, no aplica ninguna ponderació...
Sugerencia: se recomienda obtener un IIE para el aceite intercambiador combustible
y calcular su peligrosidad, tomar el co...
a) Unidades de proceso con bomba >= 75 HP (56 kW).
b) Utilización de compresores con fuerza >= 600 HP (447 kW).
c) Agitado...
daño, cuando las sanciones se aplican correctamente a los distintos procesos de Riesgos, F3
normalmente no superiores a 8....
combustible o la liberación de energía resultante de los fallos de control de procesos, fallos de
los equipos o de las vib...
IIE Grado de riesgo
Entre 1 y 60 Ligero
entre 61 y 96 Moderado
entre 97 y 127 Intermedio
entre 128 y 158 Intenso
> 158 Gra...
El factor de daño se incrementará de 0,01 a 1,00 dependiendo de los valores asignados para
F3 y MF.
Ejemplo: Para las unid...
Es claramente observable que la intensidad de la explosión no es igual en todos los puntos de
éste volumen, varía deacuerd...
El cálculo es el siguiente:
RE = IIE x 0.84*
Donde:
RE : Radio de exposición
IIE : Índice de Incendio y Explosión
O bien u...
3. Para el riesgo de explosión, cualquier diseño de instalación o material de
construcción representa un peligro potencial...
Hasta este punto, se ha calculado un radio de exposición para el riesgo que pudiera existir en
algún momento no previsto. ...
El valor de sustitución estima, en términos de costos, los daños ocasionados dentro del área
de exposición, dicho valor se...
a) La información contenida en los registros contables del área en análisis son
útiles siempre y cuando se encuentren actu...
En términos monetarios, el cálculo estima el máximo daño probable a la instalación en función
del factor de daño, si se pr...
Existen diversos factores de diseño que disminuyen el impacto hacia las instalaciones cuando
ocurre un incidente de éste t...
a) Potencia de emergencia P:0,98
Establece la provisión de energía eléctrica de emergencia para los servidores
esenciales ...
d) Parada de emergencia P: 0,96 a 0,99
Para un sistema redundante que se activa cuando identifica una condición
anormal y ...
g) Manual de instrucciones y/o procedimiento para el equipo P: 0,91 a 0,99
Indicaciones por escrito del funcionamiento, ma...
Si se cuenta con una inspección sobre el estado de maquinaria, equipo y/o
unidades que manipulen materiales o sustancias i...
c) Sistemas de drenaje P: 0,91 a 0,98
Para evacuar un cualquier derrame de la unidad de proceso, se considera
necesario pr...
Si se han instalado alarmas en la unidad de análisis que sólo emitan una señal y
localicen el incidente, se utiliza un fac...
d) Agua contra incendio P: 0,94 a 0,97
Una planta de suministro de agua para la extinción de fuegos, debe ser capaz de
ofr...
El área de la instalación determina la efectividad de los sistemas de riego, por ello, el
factor seleccionado anteriorment...
h) Espuma P: 0,92 a 0,97
Si el área de riesgo incluye un sistema de protección a base de inyección de
espuma operado manua...
j) Protección de cables P: 0,94 a 0,98
Las instalaciones eléctricas representan un gran riesgo para la fuerza laboral y la...
1 3 . C Á L C U L O D E L M Á X I M O D A Ñ O E F E C T I V O
P R O B A B L E A L A P R O P I E D A D ( M P P D )
Una vez ...
Entonces se tiene el cálculo siguiente:
MPPDEFECTIVO* = MPPD x FBE
Donde:
MPPDEFECTIVO: Máximo daño efectivo probable a la...
1 4 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L O S M Á X I M O S D Í A S
P R O B A B L E S D E I N D I S P O N I B I L I D A D ( M ...
De haber contemplado corregir el MPPDEFECTIVO, se debe multiplicar éste por el factor
correctivo como a continuación se se...
1 5 . C Á L C U L O D E C O S T O P O R P A R A L I Z A C I Ó N D E L A
A C T I V I D A D ( B I )
El cálculo del daño econ...
VI. RECOMENDACIONES GENERALES
PROTECCIÓN CONTRA LA EXPLOSIÓN POR COMBUSTIÓN DE GASES INFLAMABLES
Las medidas de prevención...
El control de las fuentes de ignición es fundamental para prevenir este tipo de explosiones.
Sin embargo, esta actuación t...
CONTROL DE GASES EN CASOS DE EMERGENCIA
Las situaciones controlables de emergencia que presenta la fuga de gases desde rec...
El vapor de agua se ha empleado, mediante sistemas fijos de boquillas o difusores, en
instalaciones exteriores de procesam...
Algunas de las técnicas y sistemas especiales utilizadas para la extinción de incendios son:
Sólidos y polvos
• Uso de grá...
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE PREVENCIÓN Y PROTECCIÓN
Esta sección es una guía básica para tomar las medidas necesarias de pr...
1. Ubicación
a. Diseño de la planta deacuerdo a una evaluación de riesgo potencial de la zona.
b. Accesibilidad a las área...
4. Sistemas eléctricos
a. Clasificar el sistema eléctrico deacuerdo a su alimentación.
b. Accesibilidad a instalaciones el...
II. Líquido inflamable; gases, polvos, humos y nieblas.
a. Sistemas cerrados.
b. Atmósfera segura en todo el sistema.
c. Á...
IV. Productos terminados
a. Identificación y etiquetado para proteger al cliente.
b. Conformidad con los reglamentos de tr...
MANUAL PARA LA DETERMINACIÓN DEL INDICE DE INCENDIO Y EXPLOSIÓN DE DOW CHEMICAL
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MANUAL PARA LA DETERMINACIÓN DEL INDICE DE INCENDIO Y EXPLOSIÓN DE DOW CHEMICAL

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1. OBJETIVO GENERAL DEL MANUAL



Tener un mayor conocimiento en términos cuantitativos mediante el estudio de la zona de proceso, y así poder establecer las medidas de seguridad necesarias tanto para la fuerza laboral como para instalaciones y lograr un mayor control sobre la zona a estudiar.





2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS



a) Cuantificar, en términos realistas, el daño que se puede esperar de los potenciales incidentes de fuego, explosión y reactividad.

b) Identificar el equipo con probabilidad de contribuir riesgo potencial.

c) Comunicar inmediatamente el riesgo potencial que existe a la dirección.

d) Disponer de un método que permita ordenar las unidades de proceso individuales según su riesgo, centrándose en los equipos importantes.

e) Proporcionar datos a los ingenieros de las pérdidas potenciales en cada área de proceso, para ayudarles a identificar maneras de disminuir, de una manera eficaz y rentable, la severidad y las pérdidas resultantes (en términos monetarios) de incidentes potenciales.

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MANUAL PARA LA DETERMINACIÓN DEL INDICE DE INCENDIO Y EXPLOSIÓN DE DOW CHEMICAL

  1. 1. ÍNDICE
  2. 2. I. I N T R O D U C C I Ó N Actualmente en la industria química existen riesgos latentes al manipular sustancias químicas con cierto grado de explosividad y/o inflamabilidad, poniendo en riesgo al trabajador, la calidad del producto en proceso, instalaciones, etc. Por lo tanto, la identificación de “que es lo que puede estar saliendo mal” es una etapa importante de un proceso de evaluación o análisis de riesgos. Los accidentes se pueden prevenir anticipándose a la forma en que estos puedan ocurrir. Sin embargo, los tipos de riesgos que más preocupan a los profesionales involucrados en un análisis o evaluación de los mismos, son los llamados “Riesgos Mayores”, tales como accidentes que pueden afectar a una parte considerable de la fuerza laboral, e incluso a terceros fuera de los límites de la planta o instalación. Los métodos para la identificación de riesgos suelen estar basados en los principios de diseño, listados de verificación, buenas prácticas, inspecciones, experiencia y sentido común. Sin embargo, no siempre brindan un grado de exploración suficientemente certero y comprehensivo de los escenarios donde existe mayor potencialidad para la ocurrencia de fallas. Debido a lo anterior, el interés por la aplicación de medidas preventivas, correctivas y enfoques sistemáticos para la seguridad ha ido en aumento, por lo que se ha desarrollado un procedimiento paso a paso llamado “Índice de Incendio y Explosión Dow”, para la cuantificación del daño que pudiese presentarse ante alguna falla en el proceso, desarrollado por la empresa “DOW CHEMICAL” en 1964, y respaldado por AICHE (American Institute of Chemical Engineers) constituye un índice exclusivo para riesgos y explosiones, con un enfoque especial para empresas químicas con riesgo significativo. A continuación, se detallan los cálculos necesarios para el “Índice Dow Chemical”. 1
  3. 3. II. O B J E T I V O 1. OBJETIVO GENERAL DEL MANUAL Tener un mayor conocimiento en términos cuantitativos mediante el estudio de la zona de proceso, y así poder establecer las medidas de seguridad necesarias tanto para la fuerza laboral como para instalaciones y lograr un mayor control sobre la zona a estudiar. 2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS a) Cuantificar, en términos realistas, el daño que se puede esperar de los potenciales incidentes de fuego, explosión y reactividad. b) Identificar el equipo con probabilidad de contribuir riesgo potencial. c) Comunicar inmediatamente el riesgo potencial que existe a la dirección. d) Disponer de un método que permita ordenar las unidades de proceso individuales según su riesgo, centrándose en los equipos importantes. e) Proporcionar datos a los ingenieros de las pérdidas potenciales en cada área de proceso, para ayudarles a identificar maneras de disminuir, de una manera eficaz y rentable, la severidad y las pérdidas resultantes (en términos monetarios) de incidentes potenciales. 2
  4. 4. III. M A R C O J U R Í D I C O – A D M I N I S T R A T I V O La base legal y administrativa que fundamenta éste manual, se dirige a lo siguiente: NORMAS NOM-002-STPS-2000 Prevención, protección y combate de incendios en centros de trabajo. NOM-004-STPS-1999 Sistemas de protección y dispositivos de seguridad en la maquinaria y equipo. NOM-005-STPS-1998 Manejo, transporte y almacenamiento de materiales peligrosos. NOM-018-STPS-2000 Sistema para la identificación y comunicación de peligros y riesgos por sustancias químicas peligrosas. NOM-028-STPS-2004 Organización del trabajo – seguridad en los procesos de sustancias químicas. CÓDIGOS NFPA 704 Nacional Fire Protection Association CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN de Asme, de NFPA, de ASTM, de ANSI y los requisitos legislativos locales. 3
  5. 5. IV. P O L Í T I C A S D E O P E R A C I Ó N • Implementar y promover las medidas de seguridad apropiadas al área de trabajo según la categoría de riesgo que el Índice Dow especifique. • Verificar que el equipo de seguridad utilizado en cada área laboral sea el adecuado para realizar las actividades asignadas. • Contemplar todas las zonas de riesgo identificadas en la planta para obtener una seguridad confiable. • Promover el riesgo que existe en la zona de trabajo a todos los integrantes. • Apegarse estrictamente al procedimiento del manual siguiendo cada uno de sus pasos para la obtención de un óptimo resultado. 4
  6. 6. V. P R O C E D I M I E N T O El Índice de Incendio y Explosión también conocido como F&EI (Fire & Explosion Index en inglés), fue desarrollado por “The Dow Chemical Company” para que sirviera de guía en la selección de métodos de protección contra incendios. El IIE se implementa mediante la aplicación de factores de riesgo empíricos, los cuales reflejan las propiedades del material en proceso, la naturaleza del proceso, el espacio libre entre los equipos de la planta y el buen juicio o sentido común del analista acerca de todos ellos. Este Índice se utiliza como criterio de selección de medidas preventivas y características de diseño de un rango de sistemas estandarizados; básicamente es una herramienta para la evaluación objetiva, paso a paso, de la posibilidad real de un incendio, explosión y reactividad de equipos de proceso y su contenido en la industria química principalmente. El sistema utilizado por IIE, está diseñado principalmente para cualquier operación en la que se manipulen materiales o sustancias combustibles, inflamables o reactivas en cualquier condición, ya sea en un medio de almacenamiento, transporte o sistemas de distribución, durante el proceso, instalaciones de tratamiento de aguas residuales, tuberías, rectificadores, transformadores y ciertos elementos de las centrales eléctricas, entre otros. Es necesario emplear un buen criterio de evaluación al momento de realizar los cálculos pertinentes a la unidad de proceso para así poder establecer una correcta interpretación de resultados. El IIE contempla diferentes factores de riesgo que intervienen y propician la intensidad de daño potencial a la unidad se denominan “Penalizaciones o sanciones” para así ofrecer elementos específicos para el cálculo; la ponderación asignada puede variar dependiendo de las condiciones de la unidad y del entorno, por lo tanto algunos de ellos tendrán que ser modificados, según sea el caso. En resumen, en índice IIE es un método especializado para valorar la posible gravedad para los trabajadores en las proximidades de una instalación o planta debida a la manipulación de agentes peligrosos en cualquier situación. No pretende establecer medidas correctivas ni de sugerencia respecto a la seguridad necesaria. 5
  7. 7. Para desarrollar una correcta interpretación del método IIE se debe al menos contar con los siguientes documentos de planta: DOCUMENTACIÓN BÁSICA a) Diagramas de flujo (flow-sheets). b) Especificaciones y costo real de equipos e instalaciones. c) Planos de la planta. d) Dependiendo del nivel de información de los diagramas de flujo, podrían ser necesarios planos de tuberías e instrumentación. DATOS DE CADA UNIDAD a) Identificación de las sustancias en proceso y sus principales características: • Propiedades físicas Entalpía de combustión, temperatura de destello (flash point), temperatura de ebullición, etc. • Hoja de seguridad del material o sustancia de la unidad de proceso. 6
  8. 8. DATOS DE PROCESO a) Presión manométrica de los sistemas de alivio. b) Temperatura y presión de operación. c) Estado del producto: • Gas • Gas licuado • Líquido • Líquido viscoso • Sólido pulverulento (es necesario establecer diámetro de partículas). • Sólido compacto • Sólido granulado d) Cantidades generadas durante el proceso del material de análisis. 7
  9. 9. Para la aplicación correcta del método, se deben seguir los pasos que se detallan a continuación. 1 . S E L E C C I Ó N D E L A U N I D A D D E P R O C E S O Para emplear el cálculo del Índice Dow de manera eficaz, primero se debe seguir estrictamente un procedimiento lógico para determinar qué unidad de la planta debe ser evaluada. La unidad de proceso puede ser identificada en alguna determinada sección de la planta (un horno, un precalentador, un evaporador, una columna de enfriamiento, tanques de reacción, etc.). Evidentemente la mayoría de las plantas tienen muchas unidades de proceso, sin embargo, se deben de seleccionar sólo las que desde el punto de vista de la prevención, podrán tener un impacto real en el proceso. Estas unidades son conocidas como “Unidades de Proceso pertinentes”. Entre los factores importantes para la correcta selección de la unidad de proceso se incluyen los siguientes: a) Energía química potencial (Factor de Material) b) Cantidad de material peligroso en la Unidad de Proceso c) Densidad de capital (en dólares por pie cuadrado) d) Proceso de presión y temperatura de proceso e) Antecedentes de problemas que podría conducir a un incidente de incendio y explosión f) Pérdida de equipos 8
  10. 10. Básicamente, cuanto mayor sea la magnitud de cualquiera de los factores ya mencionados, mayor será la probabilidad de que la Unidad de Proceso necesitará ser evaluada, actualmente no hay reglas estrictas que rigen la elección de éstas Unidades de Proceso para su evaluación. 2 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L F A C T O R D E M A T E R I A L ( M F ) El factor de material (MF) es el primer cálculo del Índice de Incendio y Explosión (IIE). Lo cual consiste en determinar la peligrosidad intrínseca de los materiales presentes en la planta, derivada de la energía que pueden liberar en caso de incendio o explosión. El factor de material se obtiene a partir de la inflamabilidad (N f), y reactividad (N r) del la sustancia o elemento, pero en cada proceso hay diferentes variables que pueden hacer el estudio más complicado, en seguida se muestra como resolver cada una de las posibles dificultades al momento de determinar el factor de material. I. MATERIALES NO INCLUIDOS EN LA LISTA DE SUSTANCIAS Si la NFPA no contiene el factor de material de la mezcla o compuesto del cual se trate, se obtendrá de la siguiente manera. Se deben verificar los parámetros que figuran en la columna de la izquierda de la tabla 2.1, primeramente se muestran los valores de inflamabilidad (N f) para líquidos y gases, que se obtiene a partir de datos de punto de inflamación, después se demuestra la de polvos o nieblas, que está determinada por la prueba de explosión de polvo. Dvalor de la reactividad (N r) en la parte superior de la tabla y puede ser obtenida a partir de una descripción cualitativa de la inestabilidad (o de reacción con el agua) de la sustancia, mezcla, o compuesto a temperatura ambiente, de la siguiente manera: 9
  11. 11. N r = 0 sustancia totalmente estable, incluso en condiciones de incendio. N r = 1 leve reacción a la presión con calentamiento. N r = 2 reactividad importantes, incluso sin calentamiento o presión. N r = 3 detonación posible con el confinamiento. N r = 4 detonación posible sin confinamiento. Nota: Tomar en cuenta que incluye la auto-reactividad (inestabilidad) y la reactividad con el agua. Para obtener un valor objetivo de la reactividad del material puede utilizarse el pico de temperatura más baja, éste se obtiene por medio de un DSC (Escáner calorimétrico diferencial); aparato que se utiliza para diferenciar la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una muestra de referencia, y se mide en función de la temperatura, el valor que calculado se compara con la tabla 2.2 y así obtener un valor más exacto de la reactividad. TablaExotérmico (DSC) ºC, N r 10
  12. 12. Existen algunas excepciones: 1. Si el pico exotérmico tiene de resultado N r = 4, pero la sustancia, mezcla o compuesto no es sensible al choque, entonces N r = 3. 2. Si la sustancia o compuesto es un oxidante, hay que aumentar a N r una unidad (pero no más de N r = 4). 3. Cualquier choque sensible material debe ser N r = 3 o N r = 4 dependiendo de la temperatura exotérmica. 4. Si la reactividad N r obtenida parece incompatible con propiedades conocidas de la sustancia, mezcla, o compuestos, reactivos químicos se debe de realizar una prueba adicional. Finalmente, ya obtenidos los valores de la inflamabilidad (N f), reactividad (N r), y reactividad de polvos (St), éstos se identifican en la tabla 2.1 del factor de material para así sacar su valor real. Tabla 2.1 Factor de material FACTOR DE MATERIAL Inflamabilidad o combustibilidad de líquidos y gases. NFPA 325M o 49 N r = 0 N r = 1 N r = 2 N r = 3 N r = 4 No combustible N f = 0 1 14 24 29 40 FP > 200°F N f = 1 4 14 24 29 40 FP ≥ 100 ° F <200 ° F N f = 2 10 14 24 29 40 FP < 100°F BP ≥ 100 N f = 3 16 16 24 29 40 FP < 73°F BP < 100°F N f = 4 21 21 24 29 40 Polvo o niebla combustible. > 400 0 305 a 400 1 215 a 305 2 125 a 215 3 <125 4 11
  13. 13. St-1 (K st <, 200 bar m/sec.) 16 16 24 29 40 St-2(K St = 201-300 bar m/sec.) 21 21 24 29 40 St-3 (K st > 300 bar m/sec.) 24 24 24 29 40 SÓLIDOS COMBUSTIBLES. densidad > 40mm de espesor N f = 0 4 14 24 29 40 extendido < 40mm de espesor N f = 1 10 14 24 29 40 Espuma, fibra, polvo, etc N f = 2 16 16 24 29 40 II. CUANDO EL OBJETO A ESTUDIAR ES UNA MEZCLA Cuando se trata de una mezcla como objeto de estudio, el análisis debe ser más amplio y específico. Normalmente, los materiales que reaccionan violentamente (combustible y aire, hidrógeno y cloro, etc.) se mezclan bajo condiciones controladas. La combustión de combustible y aire en un horno es un buen ejemplo de este tipo de reacción controlada. Sin embargo, dadas diversas condiciones pueden ocurrir diversos incidentes, en éste caso el factor de material debe basarse en la mezcla inicial de reacción, donde se verifica el material peligroso que se encuentra en el proceso. Otro tipo de mezclas pueden ser la de disolventes o de un disolvente con un material reactivo, o la una mezcla híbrida, la primera puede crear situaciones problemáticas y generalmente, el factor de material de las mezclas debe ser obtenido a partir del análisis químico de datos. La segunda es una mezcla especialmente problemática “mezcla híbrida". Ésta es una mezcla de polvo combustible y gas inflamable, que puede formar una mezcla explosiva en el aire. En este caso el factor de material debe reflejar adecuadamente el material de riesgo presente en esta situación excepcional, y se tiene que utilizar el método de “determinación del factor de material por cálculo/ensayo”; debe ser empleado para determinar correctamente el factor de material tal como se muestra a continuación: a) Método de Determinación del Factor de Material por cálculo/ensayo. 12
  14. 14. Primeramente, como ya sabemos, en la determinación del factor de material influyen dos factores la reactividad y la inflamabilidad, ambos representan el peligro de la sustancia o componente. Una vez que estos dos están establecidos, el material puede ser determinado factor, como se describe en el texto. Pero la selección de los materiales importantes para la determinación del factor de material puede ser un problema. La determinación del material con sustancias puras es sencilla. Los problemas surgen cuando el proceso tiene una mezcla de materiales. La mejor manera de determinar el factor de material de la mezcla es obtener el punto de inflamación, punto de ebullición (inicial) y el pico exotérmico de temperatura de la mezcla (DTA / DSC), a continuación se presenta un ejemplo y el procedimiento necesario para obtener ésta información. EJEMPLO: “Método de Determinación del Factor de Material por cálculo/ensayo” DATOS MATERIAL % de Agua Peso molécular Moles Fracción Punto de inflamación Punto de ebullición DTA (pico exotérmico) Factor de material Estireno 20 104 0.22 90 295 220 24 Etilbenceno 40 106 0.34 59 277 400 16 Dietilbenceno 40 134 0.44 133 358 400 10 CÁLCULOS MATERIAL Presión de vapor relativa. (PVR) PVR * Moles fracción Estireno 0.55 0.121 Etilbenceno 1.00 0.34 Dietilbenceno 0.077 0.034 TOTAL 0.495 13
  15. 15. Nota: dado que no existe reactividad, una estimación aproximada de la mezcla de punto de inflamación, (inicial) punto de ebullición, y DSC / DTA se podrá realizar en el principio de que la presión de vapor y velocidad de reacción de doble cada 20 °C para la mayoría de los materiales a temperaturas de interés. PROCEDIMIENTO A SEGUIR 1. Punto de inflamación de la mezcla: Se selecciona el elemento que tiene mayor presión de vapor relativa (PVR) en este caso es etilbenceno, en base a éste componente se hacen los cálculos. Al momento de sumar el valor PVR por Moles Fracción para los tres componentes, el valor de PVR de la mezcla es .495, por lo que el punto de inflamación de la mezcla se obtiene de la siguiente forma: Cálculo: =20 log (Σ PVR * Moles fracción) / log .5 20 * log .495 / log .5 = 20.3 °C 14
  16. 16. Punto de inflamabilidad de la mezcla = Punto inflamación de la mezcla (20.3 °C) + Punto inflamación del etilbenceno (15 °C) 35.3 2. Punto de ebullición (inicial): Como todos los elementos tienen un punto de ebullición de más de 100° F, entonces la mezcla ebulle a mas de 100° F, y el punto de inflamabilidad es de 96° F, con estos datos se obtiene la inflamabilidad de la mezcla mediante el valor izquierdo de la tabla 2.1 del factor de material. N f = 3 Punto de inflamabilidad de la mezcla = =35.3 °C ó 96 °F 15
  17. 17. Nota: sólo se muestra la parte superior izquierda de la tabla 2.1 para su ilustración. 3. Pico exotérmico de la mezcla (DTA): Se obtiene usando el valor más pequeño de los picos exotérmicos de los elementos, en el caso del ejemplo el valor más pequeño es 220 ° C y tomando en cuenta sus moles - fracción (0,22), la reacción a proceder será la siguiente: 20 (valor constante) * log .22 / log .5 = 44 ° C Inflamabilidad o combustibilidad de líquidos y gases. NFPA 325M o 49 No combustible N f = 0 FP > 200°F N f = 1 FP ≥ 100 ° F <200 ° F N f = 2 FP < 100°F BP ≥ 100 N f = 3 FP < 73°F BP < 100°F N f = 4 16 Inflamabilidad de la muestra.
  18. 18. Pico exotérmico de la mezcla (DTA) = 44° C+ 220° C Pico exotérmico de la mezcla (DTA) = 264 ° C Con este valor de 264° C se obtiene la reactividad de la mezcla mediante la tabla 2.2 N r = 2 Tabla 2.2 Reactividad del material 4. Obtención del factor de material de la mezcla: Ya obtenidos N f (inflamabilidad) y N r (reactividad) se puede obtener el factor de material real de la mezcla mediante la tabla 2.1 MF = 24 Este Factor de Material refleja el riesgo real de la mezcla. > 400 0 305 a 400 1 215 a 305 2 125 a 215 3 <125 4 17
  19. 19. III. AJUSTE DE TEMPERATURA PARA EL FACTOR DE MATERIAL Generalmente los valores están dados para cuando la sustancia o componente se encuentran a una temperatura ambiente, no tomando en cuenta que los riesgos de incendios y la reacción de un material se incrementan notablemente con la temperatura. Por ejemplo, el riesgo de incendio de un combustible líquido a una temperatura por encima de su punto de inflamación es equivalente a la de un líquido inflamable a temperatura ambiente, también aumentan las tasas de reacción muy notablemente con la temperatura; por lo tanto, para procesos de fabricación con una temperatura mayor a los 140° F (60° C), se requiere realizar un arreglo, que es lo que llamamos “Ajuste de temperatura para factor de material” dado a continuación por la tabla 2.3: Tabla 2.3 “Ajuste de temperatura para el factor material”, utilizada para temperaturas de proceso mayores a 60° C. FACTOR DE MATERIAL N f St N r a. Ingrese N f (St -- for dusts) and N r b. Si la temperatura esta entre 140° F (60° C), ir al inciso "e". c. Si la temperatura se encuentra por encima de punto de inflamación, introduzca "1" en virtud del N f d. Si la temperatura por encima del inicio exotérmico o auto ignición, introduzca "1" en virtud del N r e. Sume cada columna, pero ingrese 4 cuando el total de ésta sea 5 f. Use los datos del inciso "e" y la tabla del FACTOR DE MATERIAL para determinar el valor real de éste. * St : Reactividad de polvo (bar-m/sec) dada en la tabla 2.4 de acuerdo al tipo de material a analizar. 18
  20. 20. Tabla 2.4 Determinación del grado de deflagración o reactividad de polvos combustibles. Polvos de carbón Productos agrícolas Material Diámetro de media masa Concentración mínima de inflamabilidad Pmax KSt (bar- m/sec) Clase de peligro de polvo Celulosa 60 9.7 229 2 NA Pulpa de celulosa 42 30 9.9 62 1 Corcho 42 30 9.6 202 2 Maíz 28 60 9.4 75 1 Clara de huevo 17 125 8.3 38 1 Leche fortificada 83 60 5.8 28 1 Leche en polvo, sin grasa NA 8.8 125 1 NA Harina de soya 200 9.2 110 1 Almidón de maíz 7 NA 10.3 202 2 Almidón de arroz 18 60 9.2 101 1 Almidón de trigo 22 30 9.9 115 1 Azúcar 30 200 8.5 138 1 Azúcar de leche 27 60 8.3 82 1 Azúcar de remolacha 29 60 8.2 59 1 Tapioca 125 9.4 62 1 Suero de leche 41 125 9.8 140 1 Harina de maíz 29 NA 10.5 205 2 19
  21. 21. Material Diámetro de media masa Concentración mínima de inflamabilidad Pmax KSt (bar- m/sec) Clase de peligro de polvo Carbón activado 28 60 7.7 14 1 Carbón de leña, madera 14 60 9 10 1 El carbón, el alquitrán 24 60 9.2 129 1 Coque, petróleo 15 125 7.6 47 1 Negro de humo <10 60 8.4 121 1 Lignito 32 60 10 151 1 NA Turba, 22% H 2O NA 125 84 67 1 El hollín, el pino <10 NA 7.9 26 1 Polvo Químico Material Diámetro de media masa Concentración mínima de inflamabilidad Pmax KSt (bar- m/sec) Clase de peligro de polvo Ácido adípico <10 60 8 97 1 Antraquinónico <10 NA 10.6 364 3 Ácido ascórbico 39 60 9 111 1 Acetato de calcio 92 500 5.2 9 1 Acetato de calcio 85 250 6.5 21 1 Estearato de calcio 12 30 9.1 132 1 Carboxi-metil - 24 125 9.2 136 1 Dextrina 41 60 8.8 106 1 NA Lactosa 23 60 7.7 81 1 NA Estearato de plomo 12 30 9.2 152 1 Metil-celulosa 75 60 9.5 134 1 Paraformaldehído 23 60 9.9 178 1 Ascorbato de sodio 23 60 8.4 119 1 Estearato de sodio 22 30 8.8 123 1 Azufre 20 30 6.8 151 1 NA Polvos metálicos Material Diámetro de media masa Concentración mínima de inflamabilidad Pmax KSt (bar- m/sec) Clase de peligro de polvo Aluminio 29 30 12.4 415 3 20
  22. 22. Bronce 18 750 4.1 31 1 NA Hierro carbonilo <10 125 6.1 111 1 Magnesio 28 30 17.5 508 3 Zinc 10 250 6.7 125 1 NA Zinc <10 125 7.3 176 1 NA Polvos de plástico Material Diámetro de media masa Concentración mínima de inflamabilidad Pmax KSt (bar- m/sec) Clase de peligro de polvo (poli) Acrilamida 10 250 5.9 12 1 NA (poli) Acrylonitrile25 NA 8.5 121 1 NA (poli) etileno (proceso de baja presión) <10 30 8 156 1 NA Resina epoxi 26 30 7.9 129 1 Resina de melamina 18 125 10.2 110 1 Melamina, moldeado (harina de madera y minerales lleno de fenol-formaldehído) 15 60 7.5 41 1 Melamina moldeada (fenol- celulosa) 12 60 10 127 1 NA (poli) acrilato de metilo 21 30 9.4 269 2 (poli) acrilato de metilo, emulsión de polímero 18 30 10.1 202 2 Resina fenólica <10 15 9.3 129 1 (poli) Propilenglicol 25 30 8.4 101 1 Terpeno de resina de fenol - 10 15 8.7 143 1 Urea-formaldehído / celulosa moldeada 13 60 10.2 136 1 NA (poli) de acetato de vinilo / copolímero de etileno 32 30 8.6 119 1 (poli) de alcohol de vinilo 26 60 8.9 128 1 (poli) butiral de vinilo 65 30 8.9 147 1 (poli) Cloruro de vinilo 107 200 7.6 46 1 (poli) Cloruro de vinilo / acetileno emulsión de copolímero 35 60 8.2 95 1 21
  23. 23. (poli) Cloruro de vinilo / etileno / copolímero de vinilo 60 60 8.3 98 1 Ya obtenidos los valores de N 3 . C Á L C U L O D E L F A C T O R G E N E R A L D E R I E S G O ( F 1 ) El factor general de riesgo evalúa la peligrosidad potencial de las operaciones generales del proceso (reacciones, transporte, accesos, etc.), los riesgos generales del proceso son factores que desempeñan un papel primordial en la determinación de la magnitud de la pérdida de un incidente. El cálculo para el factor general de riesgo es el siguiente: F1= 1 + Σ penalización Donde el número uno representa el grado de peligrosidad de cualquier material peligroso y la penalización esta dada por los siguientes factores: A. Reacciones químicas exotérmicas Se aplica ésta penalización sólo si el proceso de unidad que se esta analizando es un reactor donde una reacción química se lleva a cabo. 1. Reacciones exotérmicas ligeras tienen una sanción de 0,30. a) Hidrogenación: Adición de átomos de hidrógeno a ambos lados de una doble o triple de cadena. 22
  24. 24. b) Hidrólisis: Reacción de un compuesto con el agua, como en la fabricación de ácido fosfórico o sulfúrico, de los óxidos. c) Isomerización. Reordenamiento de los átomos de una molécula orgánica. d) Sulfonación: Introducción de un radical SO3 una molécula orgánica a través de la reacción con H 2 SO4. e) Neutralización: Reacción entre un ácido y una base para producir una sal y agua, o de una base y un alcohol para producir el correspondiente alcoholato y agua. 2. Reacciones exotérmicas moderadas tienen una sanción de 0,50. a) Alquilación: Adición de un grupo alquil de un compuesto para formar varios compuestos orgánicos. b) Esterificación: Reacción entre un ácido orgánico y un alcohol. c) Además de las reacciones: Las reacciones se producen entre ácidos inorgánicos e hidrocarburos no saturados. Pero cuando el ácido es un material muy reactivo, aumentar la pena a 0,75. d) Oxidación: La combinación de sustancias con el oxígeno por la combustión, liberación de CO2 y H2O, o una reacción controlada de algunas sustancias con el oxígeno que no se resulten en CO2 y H2O. Para los procesos de combustión y en los que los agentes oxidantes enérgicos, tales como cloratos, ácido nítrico, ácidos hipoclorosos y sales son utilizados, aumentar la pena a 1,00. e) Polimerización: Participar en conjunto de las moléculas para formar cadenas u otros vínculos. f) Condensación: Participar en conjunto de dos o más moléculas orgánicas con la división de H2O, HCI, o de otros compuestos. 3. Reacciones exotérmicas críticas exigen una sanción de 1,00. Se trata de una clase de reacciones en el que existiría un importante potencial de incendio y explosión si el control se perdiera. a) Halogenación: Introducción de un halógeno o halógenos en una molécula orgánica. 23
  25. 25. 4. Reacciones exotérmicas especialmente sensibles, requieren una sanción de 1,25. a) Nitración: La sustitución de un átomo de hidrógeno en un compuesto con un grupo de nitro. B. Procesos endotérmicos Le corresponde una sanción de 0,20, éste es tomado por cualquier proceso endotérmico que tiene lugar en un reactor. Nota: Éste es aplicable solamente a reactores. 1. Calcinación: Calentamiento de un material químicamente para eliminar el agua u otros materiales volátiles. Por lo general, esto requiere una sanción de 0,40. 2. Electrólisis: La separación de los iones por medio de una corriente eléctrica. Por lo general, esto requiere una sanción de 0,20. 3. Pirólisis o Craqueo: la descomposición térmica de moléculas grandes por el uso de altas temperaturas, altas presiones, y un catalizador. La pena es de 0,20 para eléctrico o gas caliente o 0,40 para el directo disparo de calor. C. Manejo de materiales y Transferencia Este punto es evaluado en relación con el potencial de incendio que afecte a la respectiva Unidad de Proceso durante la manipulación, transferencia y almacenamiento de los materiales. 24
  26. 26. a) Toda operación de carga o descarga de la de materiales inflamables (FP <= 37.8° C) donde las líneas de transferencia son conectadas y desconectadas recibe una sanción de 0,50. b) En caso de que la introducción de aire durante la adición manual de algunos ingredientes en centrifugadoras, lotes reactores, mezcladores que puedan crear un peligro de inflamabilidad o reactividad, se aplica una sanción de 0,50. Nota: Estas sanciones se aplican o no el equipo de vapor de espacio inertes. c) Rangos de sanciones sobre material con un grado de riesgo de incendio situados en un depósito de almacenamiento o un almacén con diversos componentes. a) Una sanción de 0,25 para líquidos con un b) Una sanción de 0,85 se aplica para N f = 3 o 4 líquidos inflamables o gases. En esta categoría se incluyen tambores, botellas, y latas de aerosol. c) Una sanción de 0,65 se aplica para combustibles sólido, con gránulos <= 40mm, Nf = 3. d) Una sanción de 0,40 se aplica para combustibles sólidos como espumas, fibras y polvo, N = 2. e) Una sanción de 0,20 se aplica como factor adicional por ausencia de rociadores. D. Unidades de proceso en zonas cerradas El mantener abierta y libre la ventilación de la construcción donde existen líquidos y gases inflamables, que son procesados, permite la rápida disipación de cualquier de los vapores liberados, lo que reduce el potencial de explosión de la unidad. Colectores de polvo y los filtros deben ser ubicados en un área abierta lejos de otros equipos. Un área cerrada es toda aquella estructura, que su área cubierta con tres o más partes, o una zona delimitada por una estructura de techo con paredes en todas las partes. Incluso teniendo una ventilación mecánica correctamente diseñada, ésta no es tan efectiva como la construcción abierta, pero con asistencia respiratoria mecánica, pero 25
  27. 27. si un sistema está diseñado de tal manera que se recogen todos los productos inflamables y dispersos, la penalización puede reducirse. Las penalizaciones de las categorías son las siguientes: 1. Cuando los filtros y colectores de polvo que se encuentren dentro de un área cerrada, se aplica una sanción de 0,50. 2. Cualquier proceso en el que se manejan líquidos inflamables a temperaturas por encima de su punto de inflamación en un área cerrada recibe una sanción de 0,30. Para cantidades de líquido de más de 1.000 galones, se usa una sanción de 0,45. 3. Cualquier proceso en el que el gas licuado de petróleo (GLP) o cualquier se manejan líquidos inflamables, que trabaje a temperaturas por encima de su punto de ebullición en un área cerrada requiere una sanción de 0,60. Para cantidades de líquido de más de 1.000 galones, se usa una sanción de 0,90. 4. Factor de reducción, se aplica en el caso de que la ventilación mecánica esté correctamente diseñada, las sanciones que figuran en el punto 1. y 3. podrán reducirse en un 50%. E. Acceso 26
  28. 28. Los equipos de emergencia deben tener fácil acceso a la zona de vivienda de la Unidad de Proceso pertinentes, también deben de tener disponibilidad de al menos dos partes de la instalación esto se considera el requisito mínimo. Una importante consideración es dar una penalización para donde la unidad de proceso este en áreas cerradas. Todas las áreas de proceso de más de 925 m² que tienen un solo acceso adecuado reciben una sanción de 0,35. Todos los almacenes de más de 2312 m² que no tienen acceso adecuado reciben una sanción de 0,35. F. Saneamiento y Control de Derrames En esta sección se enumeran las sanciones por las condiciones de diseño que podrían causar grandes derrames de líquidos combustibles o inflamables, que se mantenga alrededor o cerca de equipos de proceso. Un inadecuado diseño de drenaje ha sido un factor que contribuye en un gran número de pérdidas relativas a los derrames de líquidos. Estas sanciones se aplicarán sólo si el material en el Proceso de Unidad tiene un punto de inflamación inferior a 140 ° F, o si el material está siendo procesado por encima de su punto de inflamación. El cálculo para la capacidad de drenaje se basará en los siguientes factores: 27
  29. 29. a) Para cubetos sin drenaje, recibe una sanción de 0,50. 2. Pena de Selección: a) Drenaje, que está diseñado para prevenir un derrame de ir a otras zonas, pero afecta a otros equipos, recibe una sanción de 0,50. b) En general, un área plana en todo el proceso de unidad que permitirá extender los derrames, la exposición de grandes áreas de fuego en caso de ignición. Recibe una sanción de 0,50. c) Drenaje parcialmente adecuado recibe una sanción de 0,25. d) Cuando un diseño de drenaje es plenamente adecuado no recibe ninguna sanción y sus características son: I.Pendiente de la cuenca o la trinchera de un mínimo de 2% para las superficies de tierra, o el 1% para superficies duras. II.La distancia más cercana del borde de los equipos o cuenca es por lo menos 8 metros o, en el caso el uso de un gran tanque vertical. III.La capacidad de la cuenca debe ser > 75% (de la capacidad de la unidad + agua contra incendios durante 30 minutos). Los seis temas que figuran en ésta sección como “Agentes peligrosos” son aplicables a la mayoría de las situaciones del proceso, aunque puede que no sea necesario tener sanciones para cada parte de estas secciones, éstos elementos han jugado históricamente factores que influyen en la ocurrencia de incidentes de incendio y explosión, es por eso su particular estudio, también es necesario para evaluar todas las condiciones ya expuestas el estudio se debe de realizar cuando la unidad o sustancia se esta procesado en condiciones normales. 28
  30. 30. 4 . C Á L C U L O D E L F A C T O R E S P E C I A L D E R I E S G O ( F 2 ) Son aquellos factores que contribuyen fundamentalmente a la probabilidad de que un incidente de pérdida suceda. Se trata de las condiciones del proceso que han demostrado ser las principales causas de los incidentes de incendio y explosión. El cálculo para el factor especial de riesgo es el siguiente: F2 = 1 + Σ penalización 29
  31. 31. Donde el número uno representa el grado de peligrosidad de cualquier material peligroso y la penalización esta dada por los siguientes factores: A. Materiales Tóxicos La mayoría de las veces los materiales tóxicos pueden complicar la respuesta del personal de emergencia, reduciendo así su capacidad para investigar o mitigar los daños durante un incidente. En este caso se tiene que realizar el siguiente procedimiento para poder determinar una sanción: Utilizar N h x 0,20 (penalización). Nota: Para las mezclas, utilizar el componente con el mayor Nh. Nh es el factor de la salud de un material tal como se define en la NFPA 704, o en 325M o 49. . A continuación se muestra el significado de la numeración para el grado de riesgo para la salud N h según la NFPA 704: N h = 0 No hay peligro N h = 1 Solo menor lesión residual es probable N h = 2 pronta atención médica necesaria para evitar la incapacitación temporal N h = 3 Materiales que causan grave daño temporal o residual N h = 4 Breve exposición cause la muerte o lesión grave 30
  32. 32. Nota: Estos factores están destinados a representar la respuesta de emergencia limitaciones adicionales que pueden causar pérdida. No están destinadas a ser aplicadas a Higiene Industrial o el medio ambiente. B. Operación a vacío Ésta sección se aplica cuando en una condición del proceso provoque fugas de aire y pueda crear un peligro en la zona de trabajo. Un peligro puede ser el resultado del contacto con el aire o de materiales sensibles al oxígeno, o la formación de mezclas inflamables con motivo de la introducción de aire. Esta pena se aplica sólo si la presión absoluta es inferior a 500 mm Hg (equivalente a 10" Hg al vacío). La sanción es de 0,50. Si se aplica la sanción ya no se puede utilizar ninguna sanción del inciso C y D. La mayoría de las operaciones de extracción, de destilación, y algunas de compresión, son las principales unidades de proceso que se penalizan en esta categoría. C. Operación en condiciones de inflamabilidad o próximas Hay ciertas condiciones de funcionamiento puede causar entrada de aire y ser arrastrado en el sistema. La introducción o entrada de éste aire puede dar lugar a la formación de una mezcla inflamable y crear un peligro. Ésta sección se destina a cubrir las siguientes condiciones: 1. Tanque de almacenamiento con pulmonación al aire que contienen líquidos inflamables con riesgo de inflamabilidad entre N f = 3 o 4, donde el aire se respira en el La sanción es de 0,50. 2. Cuando existen fallas con instrumentos o al momento de purgar, se aplica una sanción de 0,30. 31
  33. 33. 3. Procesos u operaciones que son, por naturaleza, siempre existen condiciones de inflamabilidad, reciben una sanción de 0,80. 4. Al momento de realizar descargas de cisternas con líquidos inflamables a la temperatura de operación en un circuito cerrado o inertizado se le aplica una sanción de 0,30. d. Explosión de polvo El porcentaje máximo de aumento de presión y la máxima presión generada por un polvo se ven en proporción del tamaño de las partículas. En general, entre más fino sea el polvo, mayor es el peligro que existirá en la zona, ya que es más difícil de contener un polvo fino. Las sanciones que figuran en este apartado aplican a cualquier unidad del proceso, en donde haya manipulación de polvo ya sea, en la transferencia, mezcla, molienda, embolsado, etc. Todos los polvos tienen un rango de tamaño de partículas. Para la determinación de la sanción, utiliza el 10% de tamaño, es decir, el tamaño de las partículas en la que el 90% del polvo es más grueso y el 10% es más fino Al menos que en la prueba de explosión haya demostrado que no existe riesgo de explosión de polvo, el polvo debe de ser analizado y se deben aplicar las siguientes sanciones. En la tabla 4.1 se muestran las sanciones apropiadas: Tabla 4.1 Sanciones para polvos explosivos 32
  34. 34. SANCIÒNES PARA POLVOS EXPLOSIVOS Tamaño de las partículas (micras) Tyler Mesh (tamaño) Sanción 175 + 60 a 80 0,25 150 a 175 80 a 100 0,5 100 a 150 100 a 150 0,75 75 a 100 150 a 200 1,25 <75 >200 2,00 Nota: Use la mitad de la pena de la lista si se maneja en un gas inerte. e. Presión de Alivio Cuando las presiones de operación están por encima de la presión atmosférica, se aplica una sanción para compensar el efecto de alta presión. Existe un enfoque especial en este punto debido a que puede ocurrir una falla en la unidad de proceso causando la liberación de materiales inflamables. Para determinar la sanción inicial se utiliza la presión de operación y se obtiene por la siguiente fórmula o el gráfico 4.1. Para presiones de operación de más de 1000 psig y menores a 10000 psig, se utiliza la tabla 4.2. 33
  35. 35. Y = 0.16109 + [1.61503 (X / 1000)] – [1.42879*(X / 1000)2 ] + 0.5172*(X / 1000)3 Donde X = Presión de operación Y Tabla 4.2. Sanción para líquidos combustibles y inflamables SANCIÓN PARA LIQUIDOS COMBUSTIBLES Y INFLAMABLES Presión (psig) Presión manométrica (kPa) Sanción 1000 6895 0.86 1500 10343 0.92 2000 13790 0.96 2500 17238 0.98 3000 a 10000 20685 a 68950 1.00 >10000 > 68950 1.50 34
  36. 36. Gráfico 4.1 Sanción para líquidos inflamables y combustibles a presión. La curva del gráfico 4.1 se puede utilizar directamente para determinar la sancione en caso de líquidos inflamables y combustibles con un punto de inflamación inferior a 140 ° F (60 ° C). Para otros materiales que no tengan esa característica, la pena prevista por la curva deberá ajustarse de la siguiente forma: 1. Para materiales muy viscosos como los alquitranes, aceites lubricantes pesados y asfaltos, se multiplicara la sanción por 0,70. 2. Para los gases comprimidos o líquidos inflamables usados con cualquier gas a presión por encima de 15 psig, multiplicar por una sanción de 1,2. 3. Para los gases licuados inflamables (incluidos todos los otros materiales inflamables almacenados por encima de su punto de ebullición), multiplicar por 1,3 la sanción. Nota: No hay pena de ajuste para las operaciones de extrusión y moldeo. 35
  37. 37. Para determinar la sanción definitiva, ésta se debe calcular para la presión de operación y para los conjuntos de operación de acuerdo al grafico 4.1. Posteriormente, se busca la sanción asociada para el ajuste del gráfico y se multiplica por la sanción de la presión de operación, ésta será la sanción ajustada. La última sanción se determina multiplicando la sanción obtenida anteriormente por la división de las sanciones de operación y la de los conjuntos de dispositivos. Ejemplo: Datos requeridos: Presión de diseño de la unidad: 150 psig (1.034 kPa) Presión de operación normal: 100 psig (690 kPa) Presión de alivio: 125 psig (862 kPa) Cálculo: Deacuerdo gráfico 4.1, la presión de operación normal de100 psig (690 kPa) tiene una sanción de 0,31 y para la presión de alivio 125 psig (862 kPa) se establece una sanción de 0,34. Para materiales viscosos se realiza un ajuste de 0,7, por lo que la pena es calculada de la siguiente manera: 0,31 X 0,7 = 0,22 (sanción ajustada) La última sanción se determina multiplicando ésta sanción por el factor de ajuste de presión: 36
  38. 38. 0,22 x (0.31/0.34) = 0,20 = (sanción final) F. Baja Temperatura Ésta sección hace las asignaciones correspondientes para la posible fragilidad del acero al carbono o de otros metales que pueden estar expuestos a temperaturas por debajo de su temperatura de transición. Sin embargo, si existe una cuidadosa evaluación, y no existe ninguna posibilidad de alcanzar temperaturas por debajo de la temperatura de transición, no se aplica la sanción. El método habitual para determinar la temperatura de transición es poner a prueba las muestras del material utilizado en el proceso, utilizando un estándar de prueba de 37
  39. 39. impacto, a fin de determinar que el diseño y la temperatura de funcionamiento están por encima de la temperatura de transición. Para eso se aplican las siguientes sanciones: a) Para la utilización de los procesos de construcción de acero al carbono y operada en o por debajo de su temperatura de transición, se aplica una sanción de 0,30. b) Para materiales que no sean de acero al carbono, donde la temperatura de operación es igual o inferior a la temperatura de transición, la sanción es de 0,20. G. Cantidad de material combustible En este apartado se considera la exposición de un área, cuando las cantidades de material inflamable e inestable de la unidad de proceso incrementan. Existen tres categorías en esta sección, cada uno de ellas evaluadas por una curva de sanción. Sólo se puede aplicar una sanción para toda la sección, en base al material que fue seleccionado como el factor material. 38
  40. 40. CATEGORÍAS 1. Líquidos o gases en el proceso Se aplica una sanción a la cantidad de material que puede ser derramada y pueda crear un peligro de incendio, o pueda crear una reacción química al momento de estar en contacto con fuego. La sanción se aplica a cualquier proceso de operación, incluyendo el bombeo en tanques, y es válida para los siguientes materiales cuando son seleccionados como el factor de material: a) Líquidos inflamables y los combustibles con un punto de inflamación inferior a 140 ° F (60 ° C). b) Gases inflamables. c) Licuado de gases inflamables. d) Combustibles líquidos con puntos de inflamación en vaso cerrado por encima de 140° F (60 ° C) cuando el proceso de la temperatura está por encima del punto de inflamación de los materiales. e) Reactivas, independientemente de su inflamabilidad (N r = 2, 3 o 4). Para esta penalización, determinar las unidades de peso del material en proceso. La sanción se basa en la cantidad de combustible para un incendio que puede ser liberado dentro de los primeros 10 minutos del proceso de la unidad de una línea conectada, y el sentido común debe ser utilizado para juzgar cuánto material pueda ser liberado. La experiencia ha demostrado que esta cantidad puede estimarse razonablemente: a) La cantidad de material utilizado en la Unidad de Proceso. 39
  41. 41. b) La cantidad de material en la unidad mayor conectada. El cálculo para el material combustible en proceso es el siguiente: Y = 0,305 [log (℮ Ф ) – 2,965] Donde: Y : Ponderación para cantidad de material en proceso ℮ : Calor de combustión en KJ/Kg Ф : Cantidad de material inflamable en kg El cálculo de éste factor se obtiene mediante la gráfica 4.2. Líquidos o gases en proceso. 2. Líquidos o gases en almacenamiento Los materiales Inflamables y combustibles líquidos, gases, gases licuados o en almacenamiento fuera del área en proceso, reciben una pena menor que los que se encuentran en proceso, ya que la energía liberada es menor en caso de un percance químico. Aquí se incluye materia prima en almacenes o tanques, material en los parques de depósitos, portátiles y material en los contenedores y/o tambores. 40
  42. 42. Esta penalización se determina mediante la gráfica 4.3 con el total de BTU (libras de material) del líquido o gas bajo análisis. Para la obtención de la cantidad de material combustible en almacenamiento se sugiere la siguiente ecuación: • Para gas licuado presurizado: Donde: Y : Ponderación para cantidad de material en almacén ℮ : Calor de combustión en KJ/Kg Ф : Cantidad de material inflamable en kg • Para líquidos inflamables: 41
  43. 43. Donde: Y : Ponderación para cantidad de material en almacén ℮ : Calor de combustión en KJ/Kg Ф : Cantidad de material inflamable en kg 3. Sólidos combustibles en Almacenamiento Esta categoría cubre los requisitos para la sanción de diferentes cantidades de sólidos almacenados, y de polvos encontrados en un proceso, cuando éste material es la del análisis. Las mediciones utilizadas en esta evaluación son las sanciones dadas por la facilidad de ignición, y su capacidad para mantener la llama. 42
  44. 44. El peso total en kilogramos de sólidos o polvo almacenados es necesario para determinar la sanción en el gráfico 4.4. Si la densidad del material es inferior a 10 lbs / pie3 , se utiliza la curva A, si es mayor de 10 lbs. / ft3, se utiliza la curva de B. Ecuación para la curva A. log Y = 0.280423 + 0.464559(log X) - 0.2829 I(log X)2 + 0.066218(log X)3 ó log Y = 0.280423 + 0.464559*log X - 0.28291 *log X"2 + 0.066218*log X"3 Ecuación para la curva B. log Y = - 0.358311 + 0.459926(log X) - 0.141022(log X)2 + 0.02276(log X)3 ó log Y = - 0.358311 + 0.459926*log X - O.141022*10g X"2 + O.02276*log X"3 h. De corrosión y erosión El diseño de los contenedores, tuberías y/o bandejas de proceso, es un factor esencial para la resistencia y durabilidad del mismo. Aún así, los agentes corrosivos juegan un papel importante en el desgaste de las unidades, y es por ello que la velocidad de corrosión puede ser un peligro potencial de 43
  45. 45. Se deben aplicar las siguientes sanciones: 1. Para las tasas de corrosión inferiores a 0,5 mm/año, la pena es de 0,10. 2. Para una velocidad de corrosión de más de 0,5 mm e inferior a 1,00 mm/año, la penalización será de 0,20. 3. Para la tasas de corrosión superior a 1 mm / año, la pena será de 0,50. 4. Si existe el riesgo de que aparezcan fisuras debido a corrosiones agresivas, aplicar una penalización de 0,75. Éste proceso es común en las zonas expuestas a la contaminación por vapores de agentes corrosivos durante períodos prolongados. 5. Cuando se aplica un revestimiento para evitar la corrosión, se aplica una sanción de 0,20. I. Pérdida de fluido por cierres y/o juntas Cuando el material es manejado bajo presión, existe una probabilidad de que se presente una fuga, muy independientemente del revestimiento o composición de la tubería o contenedor. Las siguientes sanciones deben ser aplicadas: 44
  46. 46. a) Se aplica una sanción de 0,10, cuando se localizan pérdidas menores en equipos rotativos como bombas, motores, juntas, etc., b) Cuando la operación es regulada con ciclos de presión y/o temperatura se aplica una sanción de 0,30. c) La pérdida de fluidos que ponen en riesgo el revestimiento de la unidad como agentes corrosivos penetrantes, se utiliza un factor de 0,40. d) Presencia de mirillas o juntas de expansión, 1,50. J. Uso de equipo riesgoso La presencia de actividades de soldadura, hornos, vapores y/o polvos combustibles cerca de la unidad de análisis, representan un riesgo potencial severo. a) Cuando el equipo de fuego se encuentra dentro del radio de exposición y el La meto Se utiliza la I. Para cualquier unidad de proceso en la que se manejen materiales arriba de su punto de inflamación. 45
  47. 47. Se utiliza la gráfica 4.5 Anexo A O bien, utilizar las siguientes ecuaciones para cada uno de los casos descritos anteriormente: Para A-1 Donde X = Distancia en ft, del punto de actividad riesgosa hasta la unidad de análisis o cualquier fuente de material combustible. Y = Para A-2 Donde X = Distancia en ft, del punto de actividad riesgosa hasta la unidad de análisis o cualquier fuente de material combustible. Y = 46
  48. 48. Notas: Si el material bajo análisis se maneja bajo sus puntos de ebullición y de inflamación, no aplica ninguna ponderación. Si el equipo de fuego en sí la unidad de análisis, la ponderación utilizada es 1,00, ya que la medida de longitud utilizada es cero. Si una pequeña parte del equipo de fuego se encuentra dentro del área de exposición y existe la posibilidad de manejar el material por encima de sus puntos de inflamación o ebullición, se asigna la penalización mínima de 0,10, muy independientemente de la distancia involucrada. Si el equipo de fuego cuenta con liberadores de presión, la sanción utilizada se reduce al 50%, excepto éste es la unidad bajo análisis. K. Uso de equipos de intercambio con aceite térmico La mayoría de los aceites intercambiadores se manejan por encima de sus puntos de inflamación y de ebullición, otorgando un riesgo extra a la unidad de proceso. Las penalizaciones utilizadas se basan el la cantidad de aceite requerido para el funcionamiento del proceso y en la temperatura en la que éstos se manejan. Si el aceite intercambiador es no combustible Se utiliza la tabla 4.3 47
  49. 49. Sugerencia: se recomienda obtener un IIE para el aceite intercambiador combustible y calcular su peligrosidad, tomar el contenedor del aceite como unidad riesgosa si excede las cantidades según manual. Tabla 4.3 Intervalos de las cantidades de aceite térmico utilizado las unidades bajo análisis. SANCIÓN PARA USO DE EQUIPOS DE INTERCAMBIO CON ACEITE TÉRMICO Cantidad Galones (m3 ) Mayor a su punto de inflamación Mayor o igual a su punto de ebullición < 5,000 (18.9 m3 ) 0.15 0.25 5,000 a 10,000 (18.9 a 37.9 m3 ) 0.3 0.45 10,000 a 25,000 (37.9 a 94.6 m3 ) 0.5 0.75 > 25,000 (94.6 m3 ) 0.75 1.15 L. Equipos La sección enfatiza el riesgo generado por los equipos de rotación, ya que es grande el factor de daño que pudieran ocasionar debido a los agentes que manejan. El simple hecho de paro de la maquinaria en sí, ya representa un riesgo evidente por la reacción exotérmica desencadenada. Las medidas del equipo son pieza fundamental para ésta ponderación; las ecuaciones correspondientes para el cálculo en función al tamaño del equipo no han sido desarrolladas, ya que se cuenta con registros estadísticos que arrojan una similitud en resultados bajo éste inciso. Asimismo, se tiene una medida certera para la sanción, utilizando 0,50 para: 48
  50. 50. a) Unidades de proceso con bomba >= 75 HP (56 kW). b) Utilización de compresores con fuerza >= 600 HP (447 kW). c) Agitadores y bombas de circulación cuyo fallo desencadene un proceso exotérmico. d) Equipos con gran velocidad de giro como centrífugas. Una vez identificados todos y cada uno de los factores especiales de riesgo, el cálculo se determina en base a la sumatoria de cada uno de ellos, más el factor de riesgo base. 5 . C Á L C U L O D E L F A C T O R D E R I E S G O ( F 3 ) El factor de riesgo es el producto del Factor general del proceso (F1) y el Factor especial del Proceso (F2), ya que deben sufrir un considerable aumento en la ecuación de IIE en cuanto a riesgo se refiere además de que F1 tiene un efecto en la composición de los demás factores específicos (una sanción por un drenaje deficiente en F1 se ve agravada por la magnitud de la cantidad de H2 que es dada por F2). El factor de riesgo de la unidad (F3), que tiene un rango normal de 1,00 a 8,00, se utiliza para determinar el Índice de Incendio y Explosividad (IIE) y asimismo para calcular el factor de 49
  51. 51. daño, cuando las sanciones se aplican correctamente a los distintos procesos de Riesgos, F3 normalmente no superiores a 8.0. Si se obtiene un valor más alto, se utiliza un máximo de 8.0. El cálculo para el factor especial de riesgo es el siguiente: F3 = F1 * F2 6 . C Á L C U L O D E L Í N D I C E D E I N C E N D I O Y E X P L O S I Ó N ( I I E ) El cálculo del Índice de Incendio y Explosión se utiliza para estimar el daño que probablemente sucederá como resultado de un incidente en una planta durante un proceso. Los diversos factores, como el tipo de reacción, temperaturas de proceso, las presiones, las cantidades de combustible, etc., indican la probabilidad y la magnitud potencial de un 50
  52. 52. combustible o la liberación de energía resultante de los fallos de control de procesos, fallos de los equipos o de las vibraciones u otras fuentes de estrés y fatiga. Los efectos de un incendio y/o explosión de combustible y aire tras la liberación de un material inflamable y su encendido se clasifican* en función de su causa inmediata: a) La onda explosiva o deflagración. b) Exposición al fuego a partir de su liberación. c) Impacto de misiles en las tuberías y equipos de la explosión. d) Otras emisiones como combustible, y eventos secundarios. Los eventos secundarios se vuelven más significativos cuando el factor de riesgo y el factor de material aumentan El valor del Índice de incendio y explosión es dado por el siguiente cálculo: IIE = FM * F3 Donde FM = Factor de material F3 = Factor de riesgo * La Tabla 6.1muestra la categoría de riesgo en una instalación con materiales potencialmente peligrosos. Una vez calculado el IIE, se determina la magnitud del riesgo usando la tabla 6.1 para verificar la peligrosidad que existe en la zona de análisis. Tabla 6.1 Clasificación de riesgos según Dow’s Chemical 51
  53. 53. IIE Grado de riesgo Entre 1 y 60 Ligero entre 61 y 96 Moderado entre 97 y 127 Intermedio entre 128 y 158 Intenso > 158 Grave 7 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L F A C T O R D E D A Ñ O D E L A U N I D A D ( F D ) El factor de daño representa un efecto global de los daños resultantes por la liberación de combustible, explosión de gases o energía reactiva de la Unidad de Proceso. Éste factor está determinado por el factor de riesgo de la unidad (F3*) y el factor de material (MF) y se calcula mediante la gráfica 7.1. Anexo A. 52
  54. 54. El factor de daño se incrementará de 0,01 a 1,00 dependiendo de los valores asignados para F3 y MF. Ejemplo: Para las unidades A y B se tiene un factor de riesgo de 2,00 y un factor de material de 21 y 29 respectivamente. Para el cálculo en la gráfica se tiene A = 0,49 y B = 0,65. Figura 7.1. Ejemplo para el cálculo del Factor de Daño * Para cualquier cálculo de F3 que exceda 8.00 (F3 > 8.00), no debe ubicarse en la gráfica 7.1. Anexo A, si no tomar dicho valor como el factor de daño (FD = 8.00 sólo si F3 > 8.00), ya que representa un incidente extremadamente grave. 8 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L R A D I O D E E X P O S I C I Ó N ( R E ) Con el IIE calculado, se puede obtener un área de exposición de daño potencial; ésta zona representa un volumen cilíndrico alrededor del foco, contemplando el equipo que podría estar expuesto al incendio o explosión dentro de su radio. 53
  55. 55. Es claramente observable que la intensidad de la explosión no es igual en todos los puntos de éste volumen, varía deacuerdo a las condiciones y forma de la instalación, dirección del viento, concentraciones, condiciones ambientales, diseño del drenaje, medidas de control de riesgos, entre otras, factores que deben de tomarse en cuenta para un óptimo criterio de evaluación del riesgo. Cuando el análisis involucre piezas pequeñas (rejillas, accesos de ventilación, tuberías, porrones, cubetas, juntas de dilatación, de carga y descarga, etc.), se tomará como centro de exposición de daño el centro de la misma, por lo que para las instalaciones grandes se extenderá una distancia igual a la de su radio a partir del punto final de la superficie, calculando un volumen cilíndrico para esas dimensiones. Si existen paredes contra incendios dentro del área en riesgo, éstas deberán ser excluidas ya que no representan ninguna pérdida potencial grave (sólo para edificaciones en constante inspección), sólo para incendios. Respecto a las explosiones potenciales, sólo las construcciones con los requisitos estrictamente instalados pueden ser excluidas del cálculo. Los fundamentos aplicables a éstas características de construcción de paredes contra explosiones se encuentran en los códigos del edificio o códigos de Asme, de NFPA, de ASTM, del Ansi y los requisitos legislativos locales. En el caso de materiales almacenados en bodegas o algún otro tipo de instalación, el razonamiento anterior indica que sólo se tomará en cuenta el volumen de dicha edificación, ya que sólo esta parte se encuentra en un conato potencial de incendio. 54
  56. 56. El cálculo es el siguiente: RE = IIE x 0.84* Donde: RE : Radio de exposición IIE : Índice de Incendio y Explosión O bien utilizando el gráfico 8.1 Anexo A. Para el cálculo del área de exposición es importante tener en cuenta las siguientes consideraciones: 1. La totalidad de la superficie de una instalación que contiene la unidad a analizar se considera como área de exposición, a menos que dichas unidades tengan un perímetro de paredes contra incendio. 2. Se dividen en diferentes zonas de exposición los niveles y/o pisos de una instalación, dependiendo del material de construcción diseñado para la misma. * La constante 0.84 representa un factor de conversión a unidades de longitud ft (pies); para conversión a metros, utilizar 0,3048. 55
  57. 57. 3. Para el riesgo de explosión, cualquier diseño de instalación o material de construcción representa un peligro potencial, por lo tanto no se considera como barrera adecuada cualquier construcción a prueba de explosiones. El área de exposición representa Ejemplo: Tabla 8.1 Ejemplo para el cálculo del Factor de Daño UNIDAD A UNIDAD B Factor de Material (FM) Factor de riesgo de la unidad (F3 24 2.22 53.28 0.58 46 ft 14.02 m 16 1.65 26.4 0.319 23 ft 7.0104 m En la figura anterior, se observa el factor de daño con un valor de 0.58; las condiciones de riesgo representan el 58% de daño severo para 617.58 m2 * de la instalación, mientras que en la unidad B se considera un 31.90% de daño para 154.39 m2 . El área restante se considera aún un área de riesgo latente, pero en menor magnitud a la del factor de daño. * El radio calculado para el radio de exposición se utiliza para obtener un área de exposición, asimismo un volumen de forma cilíndrica. 9 . C Á L C U L O D E L F A C T O R E S C A L A D O ( F E ) 56
  58. 58. Hasta este punto, se ha calculado un radio de exposición para el riesgo que pudiera existir en algún momento no previsto. Para realizar una estimación real en términos de coste del equipo dentro del volumen expuesto, se necesita una relación entre la exposición del daño potencial y el área real de la instalación. Es por esto que se expresa dicha relación de la siguiente manera: Donde: FE : Factor Escalado RE : Radio de exposición r : Radio de la instalación 1 0 . C Á L C U L O D E L V A L O R D E S U S T I T U C I Ó N ( V S ) 57
  59. 59. El valor de sustitución estima, en términos de costos, los daños ocasionados dentro del área de exposición, dicho valor se ve reducido por un factor constante (0.82). La constante integra la inmunidad al riesgo potencial de ciertas instalaciones y/o construcciones, equipos y material dentro del área de exposición (accesos, pavimentación, drenajes, ductos, cimentaciones, etc.), y asimismo, no contemplar el costo de reubicación de los mismos. El cálculo del valor de sustitución se estima deacuerdo con la siguiente fórmula: VS = CI * 0.82 * FE Donde: VS : Valor de sustitución CI : Costo neto de la instalación dentro del área expuesta FE : Factor escalado Algunas consideraciones se sugieren a continuación para el cálculo del costo de instalación (CI) del equipo y/o instalación. 58
  60. 60. a) La información contenida en los registros contables del área en análisis son útiles siempre y cuando se encuentren actualizados e inspeccionados continuamente. Nótese que dichos registros contienen generalmente un valor asegurable; para una mejor estimación se sugiere tomar en cuenta el valor de reposición de equipo. b) Es necesario estimar el costo total tanto como para el equipo que se pudiera dañar dentro del área de exposición, como para el producto en proceso en la zona y/o inventario de productos. Se deberá estimar el costo de fabricación para éstos productos y no el precio neto. 1 1 . C Á L C U L O D E L M Á X I M O D A Ñ O P R O B A B L E A L A P R O P I E D A D ( M P P D ) 59
  61. 61. En términos monetarios, el cálculo estima el máximo daño probable a la instalación en función del factor de daño, si se presenta algún incendio o explosión. El MPPD arroja un resultado pesimista; no contempla el buen funcionamiento de equipos de protección y/o prevención para contrarrestar el accidente, en pocas palabras, cuando dicho equipo fallase. La representación del cálculo es la siguiente: MPPD = VS * FD Donde: MPPD : Máximo daño probable a la propiedad IIE : Valor de sustitución FD : Factor de daño Lo anterior ayuda a estimar pérdidas que podrían ocurrir realmente en las condiciones de funcionamiento más adversas. El MPPD por sí solo no es un factor muy útil cuando se tiene un sistema de seguridad para el área en análisis, es por ello que requiere una corrección para estimar datos reales. Necesita un factor de reducción o “bonificación (FB)” que contemple medidas de seguridad. 1 2 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L F A C T O R D E B O N I F I C A C I Ó N ( F B ) 60
  62. 62. Existen diversos factores de diseño que disminuyen el impacto hacia las instalaciones cuando ocurre un incidente de éste tipo; toman en cuenta una serie de características de diseño básico para cualquier construcción y/o proceso que involucre sustancias químicas peligrosas o de alto riesgo de incendio o explosión. Dichos factores de reducción de impacto se encuentran detallados en los códigos de construcción ya antes mencionados ( Además de estos requisitos básicos de diseño, ciertas herramientas de control de pérdidas poseen una óptima eficacia en la prevención de incidentes severos y ayudan a reducir la probabilidad y magnitud de riesgos potenciales en particular. En otras palabras, son aquellos factores que protegen a la instalación mediante medidas de protección, sistemas de emergencia, sistemas de prevención de riesgos, etc., lo que hace disminuir el máximo daño probable a la propiedad. Se calcula el factor de bonificación o factor de crédito a partir de tres factores fundamentales: • CONTROL DE PROCESO (C1) Sistemas de refrigeración, control de explosiones, paros de emergencia, energía de emergencia, programas de mantenimiento, etc. • AISLAMIENTO MATERIAL (C2) Válvulas de control remoto, drenajes, enclavamientos, depósitos para vertidos de emergencia, cubetos, etc. • PROTECCIÓN CONTRA EL FUEGO (C3) Detectores, protección de estructuras, rociadores, cortinas, tanques de doble pared, sistemas especiales de extinción, etc. Descripción de los factores de bonificación (donde P = Ponderación asignada): I. CONTROL DE PROCESO (C1) 61
  63. 63. a) Potencia de emergencia P:0,98 Establece la provisión de energía eléctrica de emergencia para los servidores esenciales del proceso (control de instrumentación, bombas, motores, cuartos de control, etc.). Debe tomarse en cuenta sólo si el factor es relevante para el funcionamiento del proceso. Por ejemplo, el mantenimiento de agitación en ciertos reactores de proceso químico riesgoso, es un factor decisivo para evitar una reacción galopante y consigo un incidente severo. Es por ello que se requiere de un sistema de suministro de electricidad particular. Éste suministro justifica la elección de potencia de emergencia. b) Refrigeración P: 0,97 a 0,99 Para el caso de contar con sistemas de refrigeración diseñados con una capacidad de enfriamiento para materiales con puntos de inflamación respectivamente altos de al menos 10 minutos durante una anomalía en el proceso y capaz de evacuar la totalidad del calor previsto, se utiliza un factor de 0,99. Para sistemas con capacidad de al menos 150% de la exigencia de enfriamiento, utilizar un factor de 0,97. c) Sistemas de alivio P: 0,84 a 0,98 Para sistemas instalados para la supresión de incidentes por manipulación de polvos o vapores. Equipos para la disminución de la magnitud de deflagración. Se utiliza un factor de 0,84. Utilizar el factor 0,98 para sobre presiones en equipos que utilicen membranas de ruptura de gases o líquidos y/o con disminución de deflagración por ventilación. Éste apartado no justifica válvulas de seguridad normales o rejillas de ventilación de emergencias. 62
  64. 64. d) Parada de emergencia P: 0,96 a 0,99 Para un sistema redundante que se activa cuando identifica una condición anormal y de riesgo potencial del proceso e inicia una secuencia de apagado utilizar 0,98. Para equipos rotativos tales como compresores, turbinas, ventiladores, motores, rotores, etc., y que cuentan con detección de vibraciones anómalas de activación manual, asignar e) Control por computador P: 0,93 a 0,99 Cuando un ordenador en línea funciona como una ayuda a los operadores y no directamente en el control de las principales operaciones del proceso, use un factor de 0,99. Para un equipo a prueba de fallas lógicas se usa el factor 0,97. Las siguientes sugerencias exigen un factor de 0,93: • Identificación de insumos críticos. • Sistema de copia de seguridad para el área de control. • Sistemas con posibilidad de mando directo por el operador. f) Gas inerte P: 0,94 a 0,96 Para instalaciones que manejan vapores inflamables y administren un sistema de inyección de gases inertes, utilizar un factor de 0,96. Si el sistema de inyección del gas inerte tiene una capacidad suficiente para purgar el volumen total de la unidad en forma automática se utiliza un factor de 0,94. Si se controla manualmente considere una ponderación menos efectiva. 63
  65. 65. g) Manual de instrucciones y/o procedimiento para el equipo P: 0,91 a 0,99 Indicaciones por escrito del funcionamiento, mantenimiento, operabilidad y control de emergencia de la unidad en análisis que detallen un control óptimo y satisfactorio. Para obtener un factor de bonificación efectivo, debe integrarse como la sumatoria de los aspectos seleccionados. Para obtener un factor de bonificación efectivo, se debe integrar todos los puntos de las condiciones que tienen instrucciones de funcionamiento. El total de puntos son representados por la variable x descrita en la siguiente fórmula: Éste valor calculado es la ponderación a utilizar en el inciso g). Como alternativa, se puede determinar qué valor en el rango de 0,91 a 0,99 es el apropiado para las medidas establecidas. h) Revisión bibliográfica sobre procesos y reactividad P: 0,91 a 0,98 64
  66. 66. Si se cuenta con una inspección sobre el estado de maquinaria, equipo y/o unidades que manipulen materiales o sustancias inflamables o explosivas, se utiliza: • Para una revisión ocasional de la unidad, 0,98. • Una revisión periódica y actualizada constantemente. En intervalos menores a 24 horas, 0,91. II. AISLAMIENTO DEL MATERIAL (C2) a) Válvulas a control remoto P: 0,96 a 0,98 Si la unidad o instalación está provista por válvulas de aislamiento operadas remotamente para que puedan ser aisladas en un momento de emergencia, debe utilizarse un factor de 0,98. Si dichas válvulas carecen de revisión o inspección, debe utilizarse una ponderación de 0.98. b) Depósito trasvase para emergencia o venteos conducidos P: 0,96 a 0,98 Si el tanque es un vertedero situado fuera de la unidad de proceso, utilice un factor de 0,96. Ponderación aplicable también para tuberías, sistemas de ventilación, etc., que conduzcan a unidades cerradas. 65
  67. 67. c) Sistemas de drenaje P: 0,91 a 0,98 Para evacuar un cualquier derrame de la unidad de proceso, se considera necesario prever una pendiente de al menos 2% de inclinación, en supuesto de que el 75% del derrame podría ser evacuado sin ningún problema. Cuando ésta condición se cumple, se debe utilizar un factor de bonificación de 0,91. Si la evacuación del derrame es aproximadamente el 30% del contenido de la unidad en un intervalo de tiempo rápido, utilice un factor de 0,95. La mayoría de las zonas de proceso manejan un sistema de saneamiento generalmente con un factor de 0,97. Las áreas diseñadas para contener un cierto volumen del derrame, no son consideradas como medida de bonificación. d) Sistemas de bloqueo que impiden la continuidad de flujo P: 0,98 III. PROTECCIÓN CONTRA FUEGOS (C3) a) Detección de fugas P: 0,94 a 0,98 66
  68. 68. Si se han instalado alarmas en la unidad de análisis que sólo emitan una señal y localicen el incidente, se utiliza un factor de 0,98. b) Acero estructural P: 0,95 a 0,98 Tanto el diseño de la unidad como del sistema de drenaje existente en la zona de riesgo, están estrechamente relacionados con la cantidad de material combustible que se maneja en el proceso, asimismo con el revestimiento ignífugo de material resistente como el acero. • Altura revestimiento <= 5 m = 0,98 • Altura entre 5 - 10 m = 0,97 • Altura > 10 m = 0,95 Aplica sólo si es necesaria la protección contra incendio y explosión. Un caso especial es la instalación de un diluvio de agua pulverizada para enfriar la estructura solamente. Esto debería recibir un factor de bonificación de 0,98 en ésta categoría (aunque un atomizador de agua no se mencione específicamente), en lugar de un crédito de 0,97 en "sistemas de riego". c) Tanques y/o contenedores P: 0,84 a 0,91 Aunque los tanques enterrados se consideran una gran amenaza para el medio ambiente, aseguran gran protección y disminuyen considerablemente el factor de daño. Adquieren un factor de 0,91. Si el tanque además posee una pared de retención, el factor de seguridad aumenta considerablemente a 0,84. En caso de que el tanque tenga una segunda pared, ésta debe soportar la presión que ejerce el contenido sobre ella si fallase la primera. 67
  69. 69. d) Agua contra incendio P: 0,94 a 0,97 Una planta de suministro de agua para la extinción de fuegos, debe ser capaz de ofrecer el máximo calculado por la demanda en un conato de incendio de un período de cuatro horas como mínimo. Si este requisito se cumple, se debe considerar un factor de 0,97. e) Sistemas especiales P: 0,91 Los sistemas que ayudan a reducir la intensidad de incendio como halón, CO2, detectores y/o de humo y fuego, alarmas vibrantes, etc. Se recomienda una amplia capacitación al personal involucrado en el área para la utilización correcta y efectiva de dichos sistemas. f) Rociadores o sistemas de riego P: 0,74 a 0,97 Los sistemas de diluvio en la zona de riesgo reciben un factor de bonificación de 0,97. Cabe aclarar que se bonifica mientras que la activación del sistema no represente ningún riesgo. Para sistemas de riego con tubería, se aplica la tabla 12.1: Tabla 12.1 Clasificación del sistema de riego Categoría Diseño Factor de Bonificación G/m* Pipa mojada Pipa seca Ligero 0,15 <= x** <= 0,20 0,87 0,87 Ordinario 0,20 < x <= 0,34 0,81 0,84 Severo 0,34 < x 0,74 0,81 68
  70. 70. El área de la instalación determina la efectividad de los sistemas de riego, por ello, el factor seleccionado anteriormente se multiplicará por un valor que incrementa el riesgo potencial. A mayor área destinada, mayor es el riesgo, por lo tanto las variables que aumentan el factor de bonificación y a su vez el MPPD están determinadas de la siguiente manera: • Área > 10,000 ft2 ( 930 m2 ) = 1.06 • Área >20,000 ft2 (1860m2 ) = 1.09 • Área > 30,000 ft2 (2800m2 ) = 1.12 g) Cortinas de agua P: 0,97 a 0,98 El uso de cortinas automáticas de agua pulverizada para moderar la intensidad de alguna fuente de ignición de materiales combustibles y/o liberación de vapores, ayuda a la reducción de la nube de vapor. La eficacia para el combate, depende de la distancia entre la fuente y la cortina. Generalmente se considera una distancia óptima de más de 75 ft (23 m), esto permite disponer del tiempo necesario para la detección de algún conato de incendio. Una cortina de una hilera de hasta 15 ft (5 m) recibe un factor de 0,98. Un segundo nivel de las hileras, que no exceda los 6 ft (2 m) por encima del primer nivel, recibirá un crédito de 0,97. * Unidad de flujo g/m = gallons per minute (galones por minuto). ** Para abarcar la totalidad de valores que pudiera tomar el flujo, se ha sugerido un sistema en intervalos en donde x representa la cantidad en galones por minuto. 69
  71. 71. h) Espuma P: 0,92 a 0,97 Si el área de riesgo incluye un sistema de protección a base de inyección de espuma operado manualmente recibe una ponderación de 0,94, mientras que un sistema totalmente automático recibe un crédito de 0,92. Este crédito es en adición al crédito tomado por el propio sistema de diluvio o de cortinas de agua. Para los dispositivos que utilizan sistemas de detección de incendios para accionar e sistema de espuma, recibe una ponderación de 0,94. Para sistemas instalados bajo tierra, se considera una efectividad de 0,95. Para la aplicación de espuma directo al tanque en análisis, se sugiere un crédito de 0,97 si se aplica manualmente, 0,94 si es automática. i) Extintores portátiles P: 0,95 a 0,98 Si se dispone de un suministro adecuado de extintores para incendio, se utiliza el factor de 0,98, siempre y cuando dicho equipo cuente con las revisiones correspondientes, mantenimiento y buen estado. Nótese que si existen conatos de incendio y no puede ser controlado por el sistema de extintores, no aplica éste factor. Debe proporcionarse la capacitación necesaria para el correcto uso del extintor, así como para poder combatir el fuego. 70
  72. 72. j) Protección de cables P: 0,94 a 0,98 Las instalaciones eléctricas representan un gran riesgo para la fuerza laboral y la unidad de análisis. Poseen una vulnerabilidad muy alta a los daños causados por fuego y aún más si se instalan cerca de contenedores líquidos. Se sugiere el uso de una cubierta protectora y/o un recubrimiento para cables. El uso de bandejas con agua pulverizada para éste tipo de instalaciones recibe una ponderación de 0,98, mientras que los sistemas eléctricos con bandejas enterradas se calcula en 0,94. Para cada inciso se tiene la multiplicación correspondiente, excepto para el Manual de instrucciones y/o procedimiento para el equipo del factor de bonificación para el control de proceso. Ejemplo: C1 se obtiene en función de la multiplicación de cada uno de los putos aplicables a la unidad de análisis. Entonces el factor de bonificación FB se calcula de la siguiente manera: FB* = (C1**) * C2 * C3 Donde: FB : Factor de bonificación C1: Factor del control de proceso C2: Factor por aislamiento de material C3: Factor por protección contra fuego * El FB ocupa obligatoriamente valores menores que 1.00. * * Nótese que se realiza la multiplicación para todos los incisos que aplican, junto con la suma del cálculo de la ecuación para los manuales de operatividad, emergencia y/o mantenimiento. 71
  73. 73. 1 3 . C Á L C U L O D E L M Á X I M O D A Ñ O E F E C T I V O P R O B A B L E A L A P R O P I E D A D ( M P P D ) Una vez calculado el factor de bonificación para cada una de las unidades con riesgo potencial, se puede estimar un MPPD menos agresivo en términos de costo. El Factor de bonificación FB puede acercarse a un valor real, aumentando la efectividad de las medidas correctivas y de seguridad para cada una de las unidades, esto debido a que la ponderación asignada para cada uno de los factores de FB, representa el menor funcionamiento posible de los sistemas de seguridad instalados en el área; es aquí cuando el criterio del analista interviene, según sea el estado de sus instalaciones y medidas preventivas. El factor de bonificación entonces podrá ser más eficiente y/o efectivo obedeciendo un factor de corrección en la Tabla 13.1: Tabla 13.1 Factor de bonificación efectivo FB FBE % Factor correctivo 0.1 0.1 0% 0.2 0.38 90% 0.3 0.45 50% 0.4 0.55 37% 0.5 0.65 30% 0.6 0.73 21% 0.7 0.82 17% 0.8 0.88 10% 0.9 0.95 6% 1 1 0% El valor se calcula en base al gráfico 13.1 Anexo A. Entre más pequeño sea FB, mayor valor de corrección tendrá. Éste valor se encuentra bajo la descripción de factor de bonificación efectivo (FBE). 72
  74. 74. Entonces se tiene el cálculo siguiente: MPPDEFECTIVO* = MPPD x FBE Donde: MPPDEFECTIVO: Máximo daño efectivo probable a la propiedad MPPD: Máximo daño probable a la propiedad FBE: Factor de bonificación efectivo * Si llegase a considerar un funcionamiento menor o inadecuado de los sistemas contra incendio instalados, multiplicar FB * MPPD. 73
  75. 75. 1 4 . D E T E R M I N A C I Ó N D E L O S M Á X I M O S D Í A S P R O B A B L E S D E I N D I S P O N I B I L I D A D ( M P D O ) Es necesario haber obtenido una cifra lo más exacta posible del MPPDEFECTIVO para poder obtener una cifra acertada de los días de paralización del equipo. Al MPPDEFECTIVO se le puede integrar los problemas de logística de la materia en la cadena de abasto o distribución, problemas por el daño causado indirectamente a productos en inventario, de mantenimiento y/o proceso, pérdidas de producto en instalaciones a distancia, etc.; todos éstos factores no se incluyen en el factor MPPD ya que la variabilidad de operación en las diferentes plantas en muy alta, es por ello que se manejan por separado y se pone a criterio del analista. La tabla 14.1 muestra los factores utilizados para el análisis de diversos índices en Norte América desde 1986 a 1995, los que incluyen una corrección al valor de MPPDEFECTIVO si el analista lo contempla: Tabla 14.1. Corrección del MPPDEFECTIVO Año Valor sugerido para corrección del MPPDEFECTIVO 1986 318.4 1987 323.8 1988 342.5 1989 355.4 1990 357.6 1991 361.3 1992 358.2 1993 359.9* 1994 368.4** 1995 378.3** * Ponderación basada según empresas químicas que utilizaron Índice Dow y respaldado por AIChE en Agosto de ése año. * * Mejor estimación hecha por empresas que utilizan Índices de incendios y explosiones. Para años posteriores se utiliza el pronóstico de 1995. 74
  76. 76. De haber contemplado corregir el MPPDEFECTIVO, se debe multiplicar éste por el factor correctivo como a continuación se señala para un factor actual (1995 – 2009): Ésta corrección es expresada en unidades monetarias y es ubicado en el gráfico 14.1 Anexo A para obtener los días probables de indisponibilidad; al instante en que el daño ocurre y los días posteriores a éste, hasta reanudar actividades de proceso normales. El pronóstico de los días de indisponibilidad adquiere una probabilidad de 70% de ocurrencia, tomando un límite superior e inferior para una estimación apropiada. El límite normal de probabilidad adquiere una mejor estimación a los días, no obstante, varía deacuerdo a las condiciones de costo. Siendo X el valor en costo de MPPDEFECTIVO y Y los días probables calculados, las ecuaciones necesarias para el cálculo son las siguientes (, para: • Límite superior de probabilidad Y = 1.550233 + [0.598416 (log X)] • Límite normal de probabilidad Y = 1.325132 + [0.592471 (Iog X)] • Límite normal de probabilidad Y = 1.045515 + [0.610426 (log X)] Nota: Aplicar directamente la ecuación del límite de normal de probabilidad, si el valor tiende a cierto límite, recalcular para dicho límite. 75
  77. 77. 1 5 . C Á L C U L O D E C O S T O P O R P A R A L I Z A C I Ó N D E L A A C T I V I D A D ( B I ) El cálculo del daño económico (BI) por la pérdida de producción durante los días de indisponibilidad se determina considerando el MPDO y el valor de la producción mensual (VPM) expresado en unidades monetarias. La constante 0.70 representa activos fijos en los que el gasto sería innecesario. Donde: BI : Daño económico por la pérdida de producción VPM : Valor de la producción mensual MPDO : Máximos días probables de indisponibilidad 76
  78. 78. VI. RECOMENDACIONES GENERALES PROTECCIÓN CONTRA LA EXPLOSIÓN POR COMBUSTIÓN DE GASES INFLAMABLES Las medidas de prevención básicas contra la explosiones por combustión se dirigen a limitar la acumulación de mezclas de aire y gas inflamable en el interior de los edificios. Es fundamental reducir al mínimo las posibilidades de escapes, empleando maquinaria de sólida y robusta construcción y limitar al máximo la emisión de cantidades de gas mediante la utilización de dispositivos de emergencia de control de flujos, reduciendo, al mismo tiempo, el número y dimensiones de orificios y/o fugas. Muchos tipos de quemadores están provistos de dispositivos que cierran el paso del gas en el momento en que la llama se extingue por cualquier razón. La mayoría de los gases son incoloros e inodoros por lo que es corriente conferirles un olor fuerte para facilitar la detección de fugas. Lo anterior se refiere principalmente al gas natural y a los gases licuados del petróleo. Los códigos, normas y reglamentos acostumbran a exigir que estos gases tengan olor, de modo que puedan ser detectados por una persona normal en una concentración gaseosa en el aire que no exceda de una quinta parte de su límite inferior de inflamabilidad. Los odorantes son generalmente líquidos orgánicos, que son los que produce el característico olor a gas. Aunque la odorización sea una medida efectiva tiene sus limitaciones el mecanismo detector (el olfato) no siempre esta presente, por ejemplo, cuando el local esta vacío o sus componentes dormidos. Ciertos terrenos filtran los odorantes del gas cuando el escape se produce en una tubería subterránea. La acumulación de la mezcla en edificios puede limitarse también por los sistemas de ventilación. Estos sistemas se reducen casi exclusivamente a las actividades industriales e, incluso en estas circunstancias, solamente pueden alcanzarse nivele de eliminación bastante teóricos, ante la necesidad de acondicionar la composición del aire de ventilación por razones de comodidad. 77
  79. 79. El control de las fuentes de ignición es fundamental para prevenir este tipo de explosiones. Sin embargo, esta actuación también se limita principalmente a las operaciones químico- industriales, puesto que muchos gases inflamables destinados a ser quemados en equipos productores de calor proporcionan un foco inherente de calor. Como complemento a los métodos de prevención de las explosiones por combustión de gases inflamables, también puede reducirse la gravedad una vez que estas explosiones han sucedido, con un diseño especial de las estructuras, que permita que alguno de sus elementos se deforme a presiones menores, mientras que los demás permanecen en su lugar. Esto es lo que se llama “desahogo o liberación de la explosión” (que no debe confundirse con “ventilación”). Este tipo de diseño en las instalaciones no es práctico para la mayor parte de las unidades ordinarias, por lo que esta restringido casi exclusivamente a ciertas estructuras de tipo químico-industrial. PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE GASES INFLAMABLES Los incendios de gases inflamables pueden considerarse como una explosión abortada, en la que no se acumula suficiente cantidad de la mezcla de aire y gas inflamable por que entra en ignición prematuramente o por que no se encuentra en un espacio confinado. Como es lógico esperar, el resultado habitual de un escape de gas inflamable es un incendio. Sin embargo, si se produjera un escape masivo es posible que las instalaciones circundantes, o el mismo aire, proporcionaran suficiente efecto de confinamiento como para que tuviera lugar lo que se llama frecuentemente “explosión al aire libre”. Los gases licuados no criogénicos son capaces de producir este fenómeno así como también el hidrogeno, el etileno y algunos gases reactivos, debido a su altísima velocidad de propagación de las llamas. Un ejemplo de la provisión intencionada de una rápida ignición para conseguir que se produzca un fuego en vez de una explosión es el empleo de pilotos en el equipo de quema de gases, tales como cocinas, hornos, calentadores de agua, calderas y demás. La misma protección que sirve para la prevención de explosiones es aplicable a la prevención de incendios. Sin embargo, contrariamente con lo que sucede con las explosiones por combustión, los efectos destructivos de los incendios de gases pueden reducirse al mínimo por medio de las medidas de control aplicadas posteriormente. 78
  80. 80. CONTROL DE GASES EN CASOS DE EMERGENCIA Las situaciones controlables de emergencia que presenta la fuga de gases desde recipientes o depósitos ofrecen dos tipos de peligro: • Los escapes de gases tóxicos, inertes u oxidantes pueden amenazar la integridad de las personas o de los bienes, o las fugas de gases inflamables que no hayan entrado en ignición presentan el riesgo de que alguna circunstancia la provoque, posiblemente en forma explosiva. Estas se llaman emergencias “sin incendio”. • Los incendios de gas pueden presentar riesgos térmicos para las personas o propiedades: se llaman emergencias “con incendio”. Si además, tales fuegos amenazan a los contenedores del gas, introducen la posibilidad de ruptura de los mismos y de que se produzca una explosión bajo presión. El riesgo de rupturas de los recipientes por su exposición al fuego también esta presente cuando se incendia cualquier otro material combustible. CONTROL DE EMERGENCIAS CON INCENDIO Las emergencias “con incendio” se reducen generalmente disminuyendo la cantidad de calor producido por el fuego por medio de la aplicación de agua, mientras de ser posible, se evita el escape de gas. Muchos incendios de gas pueden extinguirse por medio de agentes extintores convencionales entre los que se encuentran el dióxido de carbono (CO2), los polvos químicos secos y los agentes halogenados. Sin embargo, se debe de tener en cuenta el peligro de la conversión de un incendio de gas en una explosión por combustión si el gas continúa escapándose después de su extinción. La práctica mas generalizada consiste en limitar la extinción mediante agentes a pequeñas fugas que no presentan riesgo aunque vuelvan a arder. A demás, el uso de agentes halogenados esta quedando desfasado debido a su efecto perjudicial sobre la capa de ozono. 79
  81. 81. El vapor de agua se ha empleado, mediante sistemas fijos de boquillas o difusores, en instalaciones exteriores de procesamiento de etileno, donde se dispone de grandes cantidades de vapor. El agua de forma pulverizada aplicada mediante mangueras, lanzas monitoras u otros sistemas fijos, es el fluido portador mas común. El empleo de chorros de agua esté cerca de la unidad de proceso de riesgo potencial. Los sistemas de agua pulverizada que se instalan con este fin se proyectan de forma diferente a los sistemas convencionales de agua pulverizada, empleados como medida de lucha contra el fuego. Hasta las fechas algunas instalaciones al aire libre de etileno o de gas natural licuado están provistas de estos sistemas. Cuando se usa agua sobre recipientes con líquidos criogénicos hay que procurar que el agua no reaccione violentamente con el residuo que se maneja. La elección de un método determinado o de una combinación de método exige un análisis profundo de las condiciones existentes. Esto tiene una importancia particular cuando se intenta emplear el agua para impedir que se produzca una explosión bajo presión, debido al poco tiempo disponible para impedirlo si se trata de recipientes no provistos de aislamiento térmico. Todo ello unido a exigencias sumamente precisas para proteger al personal de emergencias, afecta gravemente, en muchos casos a la capacidad de aplicación de los chorros de agua con manguera. La activación manual de los sistemas fijos de rociadores o de agua pulverizada, con boquillas o tuberías secas situadas en la zona incendiada, es de eficacia muy dudosa, por que la intensidad inmediata de un incendio de gas puede dañar rápidamente el sistema de tuberías antes de que pueda dar paso al agua. La protección por medio de rociadores automáticos (splinklers) de tipo convencional se limita a zonas interiores o bajo techo. Sin embargo, estos sistemas han sido también eficaces para recipientes de gas, reduciendo en gran medida el número de dispositivos de alivio de presiones que actúan durante un fuego. A su vez, reduce el número de recipientes que pueden romperse por contacto con la emisión inflamada de otros recipientes. Sin embargo, el espaciamiento de los rociadores y su densidad debe adecuarse exactamente a este tipo de riesgo. La espuma puede controlar el incendio de un depósito o contenedor de gas criogénico pero no extinguirlo. El grado de control del fuego depende de la extensión del líquido que pueda mantener la aplicación de espuma. Los materiales sólidos en forma de gránulos o polvo han sido utilizados durante muchos años para extinguir incendios. La utilización de sólidos para cubrir y extinguir incendios, eliminando el oxigeno es una técnica común. Las filas de cubos llenos de arena para luchar contra incendios constituyeron, en ocasiones, una escena familiar. Los sólidos en forma de sistemas de polvo seco constituyen una técnica de extinción ampliamente utilizada. Los polvos con patentes especiales y una gama de materiales comunes como talco, grafito y cenizas acidas son capaces de extinguir también diversos tipos de incendio. Han tenido lugar un buen número de desarrollos más recientes en la utilización de polvos y otros materiales sólidos para eliminar peligros especiales de incendio. 80
  82. 82. Algunas de las técnicas y sistemas especiales utilizadas para la extinción de incendios son: Sólidos y polvos • Uso de gránulos para incendios en contenedores de líquidos inflamables. • Uso de gránulos de carbono para incendios de metales. • Utilización de cubrición de tierra. • Utilización de sistemas de proyectil de polvo seco. • Empleo de vermiculita para líquidos inflamables. Sistemas con agua o soluciones acuosas • Uso de sistemas de agua pulverizada ultrarrápidos. • Uso de sistemas de agente humectante. • Utilización de agentes emulsionantes. • Uso de sistemas de agua viscosa. Sistemas de gas inerte • Uso de gas nitrógeno. • Uso de sistemas inertes de vapor. • Empleo de gases de combustión para la extinción de incendios. • Uso de técnicas de agitación de aire para la lucha contra incendios en depósitos de petróleo. Sistemas de agentes combinados 81
  83. 83. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE PREVENCIÓN Y PROTECCIÓN Esta sección es una guía básica para tomar las medidas necesarias de prevención y de protección en el área con riesgo potencial. Algunas de las siguientes recomendaciones se proporcionan de forma independiente al tipo de operación de proceso que se maneje. a. Adecuar la cantidad de agua para la instalación en caso de un incendio para el peor escenario posible. b. Diseño de la estructura del tanque apta para soportar riesgos potenciales del material. c. Instalación de liberadores de presión. d. Separación de materiales reactivos en el proceso de líneas y equipos. e. Establecer el equipo eléctrico a tierra. f. Contar con un lugar seguro de equipo eléctrico auxiliar (transformadores, interruptores, etc.). g. Protecciones contra la pérdida de corrientes de tranformadores, compresores de aire, etc.). h. Seguir estrictamente los diversos códigos de construcción establecidos (ASME, ASIM, Ansi, códigos de incendio). i. Sistemas de corrección de fallas. j. Contar con un acceso a las áreas con riesgos potenciales para vehículos de emergencia y salidas de evacuación para el personal. k. Buen diseño para sistemas de drenaje capaces de manejar cualquier derrame. l. Aislamiento en superficies a temperaturas altas y que manejen por lo menos el 80% de la temperatura de ignición del material. m. Cumplimiento del código NFPA 70. n. Limitar el uso de vidrio, reemplazándolo por plástico autorizado, y sólo utilizarlo para procesos que lo requieran estrictamente. o. La separación de tanques que manejan materiales y/ sustancias con riesgo potencial debe aplicarse según el código de NFPA 30. p. Instalación de equipos de refrigeración contra incendios y para unidades a altas temperaturas. q. Barreras de protección para posibles explosiones o incendios alrededor de las unidades de proceso. r. Las instalaciones eléctricas deben estar aisladas de cualquier sustancia inflamable. Se sugiere usar un revestimiento doble para cables eléctricos. s. Los cuartos de control, salas de juntas u oficinas cercanas a la unidad de proceso, deben estar aisladas por paredes contra incendios y explosiones. t. El proceso debe ser revisado estrictamente para identificar reacciones que puedan ser evaluadas como potencialmente riesgosas. 82
  84. 84. 1. Ubicación a. Diseño de la planta deacuerdo a una evaluación de riesgo potencial de la zona. b. Accesibilidad a las áreas. c. Tránsito tanto vehicular como peatonal. d. Áreas de estacionamiento en entradas, salidas, recintos, etc. e. Sistema de saneamiento, drenaje. f. Sistemas de ventilación apropiados. g. Sistemas de control y protección contra inundaciones. h. Evitar congestionamiento en áreas de carga y descarga. 2. Diseño de unidades a. Construcción a prueba de materiales combustibles. b. Rejillas de ventilación en techos y desagües. c. Sistemas de dispersión de humo. d. Instalación de rampas, elevadores, escaleras o accesos para las unidades de proceso. e. Paredes y puertas contra incendios y explosiones. f. Escapes de fuego. g. Equipo a tierra para descargas eléctricas. h. Revestimiento de acero en la estructura de la unidad. i. Accesos a techos. j. Capacidad de carga del subsuelo. k. Detectores de humo y fuego. l. Unidades de proceso con cierta elevación para prevenir inundaciones. 3. Protección contra fuego a. Contar con sistemas de abastecimiento de agua cercanos a las unidades de proceso. b. Contar con tomas de agua e hidrantes. c. Sistemas fijos de extinción automática como CO2, espuma, polvo seco, etc. d. Sistemas especiales de protección contra incendios como alarmas de detección por temperatura, sistemas de rociadores, alarmas fotoeléctricas para detección de humo y llamas, rapé de vapores, etc. e. Recubrimiento de fundición de hierro para el sistema de tuberías en caso de explosiones. 83
  85. 85. 4. Sistemas eléctricos a. Clasificar el sistema eléctrico deacuerdo a su alimentación. b. Accesibilidad a instalaciones eléctricas. c. Se sugiere un conducto especial para cableado eléctrico. d. Uso de transformadores para unidades que requieren gran potencia y buena funcionalidad. e. Dispositivos a prueba de fallas contra reinicio de sistema. f. Sistema de auto recuperación de información para estados críticos. g. Duplicar alimentadores de energía para unidades de gran potencia. h. Utilizar sistemas de pararrayos y de protección contra los mismos. i. Evitar la exposición de cableados al momento de que se presente un incendio o explosión, y si esto ocurriera, aislar el material expuesto. j. Uso de algún sistema de alimentación ininterrumpida (UPS por sus siglas en inglés) y de emergencia del sistema eléctrico. 5. Sistema de drenaje a. Uso de sistemas de congelación que evitan el paso de sustancias químicas y/o vapores. b. Alcantarillado adecuado como para evacuar el 75% del derrame. c. Contar con alcantarillado para evacuación de lluvias. d. Alcantarillado conectado con el sistema de drenado de la unidad. 6. Almacenamiento I. Aspectos generales a. Accesibilididad; tamaños de entradas y salidas. b. Rociadores. c. Piso de carga. d. Bastidores y espaciamiento. e. Altura de pilas. f. Techo de ventilación. g. Contención de derrames. h. Tanque de aireación adecuada para la presión y vacío. 84
  86. 86. II. Líquido inflamable; gases, polvos, humos y nieblas. a. Sistemas cerrados. b. Atmósfera segura en todo el sistema. c. Áreas con rociadores o con agua pulverizada. d. Ventilación de emergencia, apaga llamas, válvulas de escape, ventilación segura de la unidad de proceso. e. Drenajes para productos químicos. f. Ventilación. g. Cisternas, contenedores, silos etc. Deberán de tener una separación segura, protección contra incendios y/o inundaciones, diques y drenaje, atmósferas inertes, etc. h. Sistema especial de extinción, supresión de la explosión, productos químicos secos, dióxido de carbono. i. Fiables sistemas de refrigeración para los productos químicos críticos. j. Ubicación de las bombas, compresores, etc. Lejos de los posibles derrames. k. Cruz de ventilación de la fuente de almacenamiento de tanques y cisternas. III. Materias primas a. Peligro de la clasificación del riesgo de un material incluyendo sensibilidad de choque. b. Facilidades para recibir y almacenar c. Prueba de identificación y pureza. d. Disposiciones para evitar que los materiales sean colocados en tanques equivocados, en tanques con desborde etc. e. Cruz de ventilación de la fuente de almacenamiento de tanques y cisternas. 85
  87. 87. IV. Productos terminados a. Identificación y etiquetado para proteger al cliente. b. Conformidad con los reglamentos de transporte. c. Segregación de materiales peligrosos. d. Protección contra la contaminación, especialmente en el llenado del depósito de coches y tanques de camiones. e. Etiquetado de los vehículos de transporte marítimo. f. Rutas para equipos peligrosos. g. Hojas de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS) para información de seguridad para los clientes h. Valoración de Riesgos NFPA i. Detección de calor j. Transportadores y su ubicación en zonas de producción k. Almacenamiento de líquidos inflamables - pinturas, aceites, disolventes l. Reactivos o explosivos de almacenamiento - las cantidades, la distancia de separación, el acceso limitado m. La eliminación de desechos - incineradores, contaminación atmosférica y del agua de salvaguardias. n. Control de derrames o. Seguridad en el transporte marítimo para contenedores. 7. Cambio de calor por gas inerte de todos los productos inflamable a. Consideración de la materia prima. Intermedios y productos. b. Considere la posibilidad de almacenamiento, manipulación de materiales y procesos. 86

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