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Aluminio parte 2 - Monografía



 
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ANÁLISIS ‘’¿QUÉ SUCEDE SÍ…? ('’WHAT IF?'’)



El análisis ‘’¿Qué sucede sí…?'’ es básicamente un procedimiento o método no estructurado que considera los resultados de eventos no contemplados que pueden causar un resultado indeseable, este método usa preguntas que empiezan con ‘’¿Qué sucede sí?'’, por ejemplo: si se considera un tanque:

a)    ¿Qué sucede sí se para o falla la bomba de carga?
b)    ¿Qué sucede sí la válvula falla al cerrar?
c)    ¿Qué sucede sí la alarma de alto nivel falla?
d)    ¿Qué sucede sí el operador ignora la alarma de alto nivel?

Este método no profundiza en lo concerniente a cómo se desarrolla una situación dada; por ejemplo: se asume que la alarma de alto nivel puede fallar, pero el modo de falla no es importante para el análisis; sin embargo la gente involucrada en el análisis debe ser cuidadosa y no elucubrar sobre absurdos escenarios. Las preguntas deben estar basadas en la experiencia previa del grupo que analiza y variar dichas cuestiones para cada unidad de proceso. El análisis se considera bueno, sólo si lo realiza personal con experiencia.

El propósito principal es identificar los problemas en el diseño u operación que puedan causar accidentes, así como la determinación de los métodos para resolver dichos problemas.

Es aplicable a las fases de diseño, modificación u operación de los servicios en una planta de proceso; se usa frecuentemente para las modificaciones de la planta o en el mantenimiento de procedimientos no rutinarios.

Este método arroja como resultado, una lista de las áreas de mayor problemática, que pueden bajo ciertas circunstancias, provocar accidentes y métodos posibles sugeridos para prevenir o mitigar los accidentes.

Para aplicar dicho método es necesario contar con los DFP’s, DTI’s y procedimientos de operación; además se requiere de dos o tres expertos que puedan asignarse para cada área, tales como: seguridad eléctrica, protección contra fuego y seguridad personal.

El tiempo requerido es proporcional al tamaño de la planta y número de áreas que puedan investigarse, se requieren varios grupos de trabajo con suficiente experiencia.

Para aplicar esta técnica se sugiere la siguiente metodología.

En principio es necesario, decidir cual categoría de consecuencia será considerada, las posibles elecciones son: riesgo público, riesgo de trabajadores y riesgo económico; en algunos casos, la elección puede detallarse en alguna área en específico, así como el riesgo en la población debido a la liberación de materiales tóxicos.
El segundo paso es definir las fronteras físicas para su estudio, decidir cuales partes de los servicios pueden producir una consecuencia indeseable, que este interesado en considerar, por ejemplo: áreas de almacenamiento para materiales no tóxicos deben dejarse fuera del estudio si sólo se están analizando áreas de materiales tóxicos.

La tercera etapa es acumular y revisar toda la información pertinente, incluyendo PLG’s, DFP’s, DTI’s, etc. Gran parte de la revisión puede realizarse fuera del lugar donde se encuentra físicamente la planta, si se prefiere; pero los DTI’s son sólo esquemáticos y los PLG’s no son lo suficientemente detallados, es de benéfico para la actividad el observar físicamente los equipos y conocer detalladamente dónde se encuentran instalados los equipos actualmente.

Lo siguiente a realizar, es el determinar las preguntas ‘’¿Qué sucede sí…?'’ las cuales irán variando de acuerdo al progreso de la revisión.

El equipo revisor, entonces toma la información que se ha ido acumulando a lo largo de la lista de preguntas y empieza la revisión actual. El grupo encamina cada pregunta ‘’¿Qué sucede sí?'’ y su respuesta, de tal forma que se identifiquen las condiciones u operaciones inseguras en la planta y hacer las sugerencias para las posibles soluciones a los problemas encontrados. Es común para el grupo requerir más información o estudiar recomendaciones adicionales de ciertos escenarios.

El reporte de un análisis ‘’¿Qué sucede sí?'’; es una serie de formas que incluyen las preguntas, las posibles consecuencias de daños y las recomendaciones pertinentes.
La tabla muestra una hoja de resultado de análisis.

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FMEA. ANÁLISIS DE EFECTOS Y MODOS DE FALLAS.



UN ANÁLISIS DE EFECTOS Y MODOS DE FALLAS (FMEA. FAILURE MODES AND EFFECTS ANALYSIS) ES UNA TABULACIÓN DE LOS DIFERENTES CONJUNTOS DE EQUIPOS QUE SE ENCUENTRAN EN LA PLANTA, LOS MODOS DE FALLA PARA CADA ELEMENTO Y LOS EFECTOS DE LAS FALLAS SOBRE LOS EQUIPOS DE LA PLANTA; EL MODO DE FALLA ES SIMPLEMENTE UNA DESCRIPCIÓN DE LA CAUSA POR LA CUAL EL EQUIPO FALLA; EL EFECTO ES EL ACCIDENTE O RESPUESTA DEL SISTEMA A LA FALLA.

El FMEA identifica los modos de falla sencilla que pueden contribuir o ser la causa de un accidente; el FMEA no se usa para identificar las combinaciones de fallas que pueden dejar de provocar un accidente, y generalmente no examina la falla de un operador. Un FMECA es un Análisis de Criticidad y Modos de Falla y sus Efectos y es semejante a un análisis FMEA, la diferencia lo marca la escala de riesgo (crítico) de cada modo de falla incluido en el análisis.

El propósito del FMEA es identificar los modos de fallas y los efectos de cada falla sobre el sistema de proceso; las aplicaciones de esta técnica son principalmente en la fase de diseño, y puede usarse para identificar la necesidad de adicionar sistemas de protección redundantes. Durante la modificación de los servicios, el FMEA puede identificar los efectos de modificaciones en campo existentes en el equipo. El FMEA también se utiliza para identificar las fallas simples o sencillas que pueden traer consigo accidentes o incidentes.

Los resultados de dicho análisis es la tabulación de los modos de falla así como sus efectos, los datos que requieren un análisis de este tipo son, principalmente; los DTI’s necesarios de la planta y la lista de equipo. Este análisis requiere de dos analistas qué estén familiarizados con el proceso y equipo en su área, los analistas pueden cambiar de una sección de la planta a otra. El tiempo empleado es menor que muchas de las técnicas que se utilizan para identificación de daños.

Dado que el FMEA es cuantitativo y depende del equipo y sistema que se este estudiando, en este contexto, se pueden identificar tres tipos de FMEA:

a)    FMEA individual (normal)
b)    El FMEA como un auxiliar del análisis HAZOP
c)    El FMEA como un precursor del FTA o CPQRA (Análisis de Riesgo Cuantitativo para Procesos Químicos, Chemical Process Quantitative Risk Analysis)

Un típico formato para realizar un análisis FMEA ilustrado en la siguiente hoja de trabajo.
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Tabla FMEA.

Una lista de parámetros propuestos se considera en la siguiente tabla, la cual diferencia los tipos de FMEA mencionados anteriormente.

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Tipos de FMEA.



Para describir la hoja de trabajo se presenta la siguiente guía:

a)    Identificación de equipos, de conjuntos específicos (items) que serán    analizados. La identificación debe ser única para cada conjunto de equipos similares, por ejemplo: se puede usar un número de serie o número de equipo de un DTI.
b)    La descripción del equipo puede incluir tipos de equipo (bombas, válvulas, intercambiadores de calor), configuración de la operación (normalmente cerrado, normalmente abierto, corrida continua, etc.), y algún servicio con otras características que pueden influenciar en los modos de fallas (alta presión, servicio de agua salada, etc.)
c)    Se deben incluir todos los modos de fallas para cada grupo de equipos similares; por ejemplo; la ruptura del cuerpo de una válvula debido a diferentes causas, donde el modo de falla, es el mismo para todas las causas.
d)    Se deben identificar los efectos de cada modo de falla. Los efectos son los resultados inmediatos y resultados esperados que produce la falla en ese equipo o partes del sistema. Los efectos que tienen mayor interés son en los cuales el resultado último es la liberación de un material tóxico, flamable o eventos explosivos.

Una muestra de esta técnica se plantea con el siguiente ejemplo; se propone una válvula operada con motor requerida para aislar un servicio crítico, instalada en líneas que contienen materiales peligrosos. El sistema fue diseñado para aislar el equipo bajo condiciones de emergencia por la operación del motor de la válvula (desde operación normal a posición cerrada) en una secuencia predeterminada utilizando un botón controlado automáticamente o usando un botón manual para cada sección del motor de la válvula; debido a que el sistema fue instalado para mitigar el riesgo para eventos de baja probabilidad pero consecuencias severas, no se contempló el usarla en operación normal durante el tiempo de vida de la planta; más aún, no se puede examinar en el lugar donde quede instalada, por lo tanto la confiabilidad del diseño de la válvula es un aspecto crítico en los posibles sucesos del sistema.

Se realizó un FMEA de la válvula operada con el motor, los resultados serán usados en funciones de seguridad para la administración de proyectos, selección del vendedor, planeación, inventariado, material, examen, inspección y mantenimiento.

Se preparó una lista de los componentes de la válvula y se utilizaron claves para los modos de falla y para los efectos de las mismas; lo cual se muestra en la tabla. Para generar los formatos de FMEA para cada componente se consideraron todas las combinaciones de claves de modos y efectos, seleccionando sólo aquellas que fueran significativas y técnicamente factibles; tal modo minimiza errores de omisión.

El resultado de un análisis FMEA es la tabulación de los efectos de varias fallas de equipo dentro de los servicios; si se desea, el modo crítico de cada falla también puede incluirse en el análisis como un reporte FMECA. Las fallas con altos intervalos de criticidad pueden remarcarse para tomar las medidas de protección pertinentes.

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Tabla. Ejemplo de FMEA.

ANÁLISIS DE ÁRBOL DE FALLAS (FTA).


El análisis de Árbol de Fallas es una técnica deductiva que se enfoca sobre un evento de algún accidente particular y luego construye un diagrama lógico de todas las secuencias de eventos concebibles (humanos y mecánicos) los cuales pueden causar un accidente. El árbol de fallas es una ilustración gráfica de varias combinaciones de fallas de equipo y errores humanos que pueden ocasionar un accidente.

Como una herramienta cualitativa, el FTA se usa debido a que llega al origen del accidente a partir de las fallas básicas y errores que pueden causarlo, también permite el análisis para determinar los efectos de cambios o adición de componentes a un sistema, por ejemplo: suministro redundante, alarmas independientes de alto nivel o paros.

El FTA puede usarse durante las fases de diseño, modificación u operación de los servicios, especialmente en el análisis de nuevos procesos para los cuales no existen antecedentes de operación.

Los resultados arrojados por un análisis de este tipo es la realización de un diagrama lógico que permita ilustrar las fallas y/o errores de combinaciones humanas y mecánicas que pueden ocasionar incidentes o accidentes. Los resultados son cualitativos, pero pueden tomarse cuantitativos si las razones de datos de fallas se encuentran disponibles para los eventos posibles.

Los datos requeridos son los DTI’s de la planta necesarios, dibujos de equipos y especificaciones, procedimientos de operación, conocimiento de los modos de falla y datos de razones de fallas.

El grupo necesario para realizar esta actividad es normalmente de una persona que prepara un árbol de fallas sencillas para un accidente dado, esta persona debe conocer el proceso total y tener amplia experiencia. El tiempo necesario depende del tamaño de la planta, que en ocasiones puede considerarse si ésta es compleja.

Un análisis de árbol de fallas generalmente consta de los siguientes pasos:

a)    Identificar los sistemas de fallas que se analizarán y colocar este evento en la parte superior del árbol.
b)    Proceder al siguiente nivel del sistema, por ejemplo: nivel subsistema e identificar las fallas de los subsistemas que pueden traer como consecuencia el evento que se encuentra en la parte superior del árbol.
c)    Determinar la relación lógica entre los subsistemas de fallas que son requeridas para producir el evento de la parte superior.
d)    Use las palabras clave o compuestas ‘’Y'’ u ‘’O'’ en la estructura lógica que muestre la relación de los subsistemas de fallas que producen el nivel superior.
e)    Proceder con el siguiente subsistema más abajo y repetir (b) hasta (d) y realizarlo hasta que las fallas de los respectivos niveles han sido identificados.
f)    Empezar con el dato de falla de los componentes, computar la probabilidad de las fallas descritas en el Árbol de Fallas; seguir la estructura lógica indicada por las compuertas ‘’Y'’ u ‘’O'’, en el Árbol de Fallas hasta que la probabilidad de los eventos superiores hayan sido calculadas.

Los elementos básicos para construir un Análisis de Árbol de Fallas se muestra en la figura.
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ANÁLISIS DE ÁRBOL DE EVENTOS



Un Árbol de Eventos es una ilustración gráfica de los resultados potenciales que pueden surgir de la falla de un equipo específico o error humano. El Análisis de Árbol de Eventos considera la responsabilidad del personal y sistemas de seguridad relacionados con una falla. Los resultados de un análisis de este tipo son secuencias de accidentes, por ejemplo: un multi-brazo, ajuste cronológico de errores/fallas que definen un accidente. El Análisis de Árbol de Eventos se usa en el análisis de los efectos de los sistemas o procedimientos de emergencia o prevención y mitigación de accidentes.

Cómo se observa, este análisis tiene como objetivo principal identificar la secuencia de los eventos que siguen a una falla o error que provoca un accidente.

Generalmente se aplica durante la etapa de diseño, modificación u operación de servicios. Se usa particularmente como una herramienta para demostrar la eficiencia de la prevención de accidentes y técnicas de mitigación.

Los resultados que produce son una serie de árboles de eventos que son ilustrados en secuencias de eventos que resultan en accidentes, siguiendo la ocurrencia de iniciación de un evento; los resultados son cualitativos, pero pueden ser cuantitativos si las probabilidades de los eventos se conocen.

Se requiere conocer los eventos iniciales (Fallas de equipos y errores humanos) y los procedimientos de equipo y mitigación para desarrollar la técnica.

El grupo de personas necesario es pequeño, de dos a tres es suficiente para crear una lluvia de ‘’ideas'’ que permita el mejor aprovechamiento del trabajo; los miembros del grupo deben tener conocimiento de todo el proceso y equipo de la planta.

Un Análisis de Árbol de eventos comprende los siguientes pasos:



a)    Identificar el evento inicial. Esto puede ser la falla de algún sistema, falla de equipo, error humano o procesos que pueden tener consecuencias severas; los efectos que ocurren dependen de cómo el sistema o el operador responden al evento, por ejemplo: si se usa ‘’el nivel del líquido en el tanque es demasiado alto y se está incrementando'’.

b)    Identificar cual sistema de seguridad u operador responsable maneja el evento inicial. Estas funciones de seguridad pueden incluir sistemas (como un sistema de paro de emergencia automático), que responden automáticamente a este evento, alarmas que alertan al operador y las acciones de los operadores que se toman como respuesta a la alarma, diques, drenajes, etc. todo ello para limitar los efectos del evento inicial. El analista debe identificar estas funciones de seguridad en el orden cronológico que se espera sucederán; por ejemplo: las respuestas posibles a el evento: ‘’el nivel del líquido en el tanque es demasiado alto y se esta incrementando'’ serían:

-    El operador cierra la válvula de entrada.
-    Opera la alarma de alto nivel.
-    El sistema de control automático de alto nivel cierra la válvula.

Las funciones de seguridad son listadas en el orden en el cual se pretende que van a ocurrir; si se presentan otros sistemas de seguridad, también deben contemplarse.
c)    Construir el árbol de eventos. Primero se debe introducir el evento inicial en la parte izquierda de la página, entonces se listan las funciones de seguridad a través de la página en orden cronológico, después, se decide que suceso o falla de las funciones de seguridad afectará el curso del accidente, si el curso del accidente se ve afectado, el árbol de eventos aumenta su cantidad de divisiones o brazos para distinguir entre sucesos y fallas de las funciones de seguridad; colocando ‘’suceso'’ en la parte superior del brazo de las llaves y ‘’falla'’ en la inferior.
d)    Describir  las secuencias de accidentes. Las secuencias son la variedad de resultados que pueden ocurrir siguiendo al evento inicial; algunas de las secuencias pueden representar sucesos, por ejemplo: un retorno anormal o una orden de paro. Esto puede traer como consecuencia que la falla debe analizarse para determinar cómo manejar la respuesta al evento para minimizar la probabilidad de falla.


ANÁLISIS DE CAUSA-CONSECUENCIA.



El Análisis de Causa-Consecuencia es una combinación del Análisis de Árbol de Fallas y del Análisis de Eventos, éste análisis traza un accidente desde el evento inicial (causa) hasta su impacto final (consecuencia).

El diagrama de Causa-Consecuencia ilustra la relación directa de las causas y consecuencias, esto lo hace una buena herramienta de comunicación.


Un Análisis de Causa-Consecuencia se conduce por los siguientes pasos:



a)    Seleccionar el evento a evaluar.

Este evento puede ser el superior (como un Árbol de Fallas (FTA) o un evento inicial en un Árbol de Eventos). Algún evento que puede ser de interés en un Análisis de Árbol de Fallas o Análisis de Árbol de Eventos es también de importancia para un análisis de Causa-Consecuencia.

b)    Identificar las funciones de seguridad que pueden influenciar para provocar un accidente.

Estas funciones de seguridad son comúnmente mostradas en un Árbol de Eventos, por ejemplo: sistemas de seguridad, acciones del operador, procedimientos, etc.

c)    Desarrollar las partes del accidente resultados de otro evento.

Este paso es también común en un Análisis de Árbol de Eventos, la única diferencia real es la representación gráfica; el Análisis Causa-Consecuencia usa llaves para mostrar los eventos, mientras que el Árbol de Eventos no usa ningún símbolo. El punto central  de la llave contiene la descripción de la función de seguridad que es normalmente escrita en la parte superior de un Árbol de Eventos.

d)    Examinar los eventos (desde el inciso ‘’a'’) y las fallas de las funciones de seguridad (desde el inciso ‘’b'’).

Para determinar las causas del evento; éste paso es común en un Análisis de Árbol de Fallas, cada falla de las funciones de seguridad es tratada como un evento de un Árbol de Fallas.

e)    Determinar los cortes mínimos para la secuencia del accidente

. Este paso es análogo al corte en la determinación de árboles de Fallas, con la compuerta ‘’Y'’, con la secuencia de posible ocurrencia desde la parte superior del evento.

f)    Evaluar los resultados.

Las secuencias de accidentes pueden tener una escala de acuerdo a la severidad o importancia de la seguridad en la planta, para cada secuencia de accidente significativo, los cortes mínimos determinan las causas básicas más importantes.


ANÁLISIS DEL ERROR HUMANO.


El análisis del Error Humano es una evaluación sistemática de los factores que influyen en el comportamiento y ejecución de actividades de la planta de personal, mostrando los factores físicos y ambientales involucrados en el contrato y los problemas de transporte, conocimiento, etc. del personal. Este análisis debe localizar las áreas o situaciones en las cuales una persona toma una decisión impropia que pueda causar un accidente.

El propósito principal es la identificación de las áreas que pueden afectarse por un error humano, se usa durante la fase de diseño, modificación u operación.

Este procedimiento proporciona una lista de errores humanos que pueden ocurrir durante las operaciones normales o de emergencia, además de una lista de los factores que contribuyen a los errores y las propuestas para eliminar o reducirlos.

Una persona puede encargarse de verificar, los factores humanos de ingeniería, etc. en muchos casos es necesaria la presencia de consultantes externos para realizar este procedimiento.

El análisis de los errores humanos requiere de la pericia de un profesional con conocimiento de factores humanos de ingeniería y comportamiento humano; por lo tanto, este análisis debe realizarse por expertos externos.

Generalmente, un Análisis de Error Humano es una parte de un más completo Análisis de Daños.

ESTUDIO DE DAÑOS Y OPERABILIDAD (HAZOP).



Un método para mejorar la seguridad y confiabilidad de los servicios en plantas de procesos industriales es la identificación de eventos que pueden ser potencialmente peligrosos; como la liberación de materiales dañinos a la atmósfera, paros de proceso indeseado o contratiempos en el proceso que pueden provocar situaciones de peligro. En el pasado, esta tarea se realizaba frecuentemente por personas con gran experiencia que conocían perfectamente los antecedentes de su industria y su propia experiencia en situaciones similares; este trabajo razonablemente bueno, tenía alcances sencillos y pequeños, las plantas se fueron incrementando en tamaño y complejidad, aumentando en consecuencia la dificultad para desarrollarse individualmente, con la necesaria profundidad y amplitud necesaria para entender todas las facetas de una planta; por la evolución misma de las plantas, fue obvia la necesidad de una nueva metodología.

En los 60’s se desarrolló la técnica conocida como HAZOP ( Hazardous and Operability), HAZOP utiliza un grupo multidisciplinario, que colabora y estructura sus razonamientos reforzándolos con mayor facilidad que una sola persona, cada miembro del grupo colabora con su propia pericia y experiencia mostrándola a los demás elementos; si los miembros del grupo se eligen apropiadamente, el resultado se refleja en la correcta y satisfactoria resolución de los problemas que se les presenten en el desarrollo e implementación de la seguridad en la planta de proceso.

El grupo HAZOP examina cada parte de la planta seleccionada para el estudio, de tal forma que se encuentren las posibles anormalidades en el proceso y entonces determinar cómo estas anormalidades pueden ocurrir y que efectos pueden producir, los métodos para prevenir las anormalidades o reducirlas así como sus efectos adversos son entonces contemplados; se debe utilizar una forma estructurada de responder a las preguntas, en un esfuerzo por asegurarse de que el análisis realizado es completo y confiable.

Un estudio HAZOP puede elaborarse a través de una forma más completa de un análisis ‘’¿Qué sucede sí…?'’, diseñado para investigar las posibles desviaciones que pueden resultar de una situación peligrosa o prevención de un evento u operación deficiente y cómo resolver los posibles contratiempos que presenten estos problemas. La estructura es prescrita a juegos de palabras que se combinan para producir las preguntas, esta estructura ayuda a mejorar y asegurarse que el estudio del grupo no olvida realizar preguntas importantes.

Un estudio HAZOP tiene dos grandes objetivos:



1.    - Identificación de los daños o peligros; determinar las características de la planta, sistema de proceso, equipo o procedimientos que presenten accidentes potenciales.
2.    Identificación de los problemas de operación; determinar los problemas potenciales de operación, que pueden traer como consecuencia una falla que afecte la productividad del diseño.


Definición de los Objetivos de Estudio.



Un estudio HAZOP puede realizarse en varias ocasiones con diferentes motivos, aunque dicho estudio puede conducirse durante la etapa de diseño, modificación, operación de servicios, se usa frecuentemente durante la fase de Ingeniería de Detalle; en este punto, los DTI’s de la planta se encuentran con un grado avanzado de terminación y detalle ( si se hace un estudio HAZOP sobre un proceso sin un DTI detallado, no es muy efectivo), lo cual trae como resultado que las acciones recomendadas pueden implementarse al más bajo costo posible. ( Los cambios realizados en la fase de construcción u operación son siempre mayores).

En la realización de un estudio HAZOP es necesario definir algunos objetivos de estudio, tales como:

-    Verificar el diseño del proceso para problemas de seguridad y operación.
-    Verificar procedimientos de operación y seguridad.
-    Proporcionar mayor seguridad a los servicios en operación.
-    Mejorar la operación de la planta para minimizar problemas de este tipo.
-    Verificar si los sistemas de control e instrumentación planeados son necesarios y suficientes.
-    Verificar si los servicios diseñados contienen buenas prácticas de ingeniería.
-    Verificar los sistemas nuevos o modificados para cerciorarse si son compatibles con los sistemas existentes.
-
Se deben examinar los tipos específicos de daños que están considerados, de tal forma que se determinen los más representativos de cada caso; esto incluye:

-    Pérdidas de producción.
-    Daños al equipo de la planta.
-    Liberación de fluidos tóxicos o flamables a la atmósfera.
-    Impacto ambiental.
-    Seguridad pública.
-    Seguridad a trabajadores.

Los objetivos y alcances de un estudio HAZOP usualmente se fijan por la persona responsable de la planta o el proyecto específico que se estudiará, aunque los comentarios del grupo que lo integran sirven para mejorarlo.


Equipo HAZOP.



Un estudio HAZOP requiere de un grupo multidisciplinario y con experiencia para ser efectivo, un estudio de este tipo no debe depender de un sólo miembro, dado que éste no tiene todo el conocimiento y experiencia necesaria para desarrollar el estudio de toda la planta propiamente; se recomienda que un equipo ideal debe conformarse de cuatro a seis personas de las siguientes disciplinas:

-    Ingeniería. (Experto técnico)
-    Operación. (Experto práctico)
-    Mantenimiento. (Conocimiento especializado y experiencia)
-    Inspección. (Conocimiento especializado y experiencia)
-    Instrumentación. (Conocimiento especializado y experiencia)
-    Seguridad. (Conocimiento especializado y experiencia)
-    Ingeniero de Diseño. (Del grupo que diseña el proceso)

Las sesiones de un estudio HAZOP son altamente estructuradas y sistemáticas.

Preparación y Datos Requeridos.



Una vez que los objetivos y el alcance del trabajo han sido definidos y el grupo de trabajo se ha seleccionado, se comienza con el trabajo preparatorio, esto involucra la obtención de datos necesarios para el estudio, planeación de la secuencia de trabajo y arreglo de las sesiones HAZOP.
Los datos necesarios consisten de lo siguiente:

-    Diagramas de Flujos de Proceso.
-    Diagramas de Tubería e Instrumentación.
-    Diagramas lógicos de control / instrumentación.
-    Instrucciones de Operación.

Además de lo anterior se requiere la información necesaria para casos específicos, que puede proporcionarse por los datos del vendedor, dibujos de fabricante, hojas de datos de equipo, etc.

La secuencia de estudio más común es comenzar con las corrientes de entrada o succión, y posteriormente las de descarga o salida, la secuencia y aplicación de los nodos de estudio se utilizan frecuentemente para elegir las prioridades del grupo de trabajo. Después de recopilar los datos necesarios y definir la secuencia de nodos de estudio, se realiza una forma de reunión del equipo, que generalmente la elabora el responsable o jefe de grupo, el primer paso es estimar el número de horas-hombre necesarias para el estudio; la revista AIChE proporciona la siguiente guía para ello:

‘’Como una regla general, cada parte individual a estudiarse, ejemplo; la línea principal en un recipiente, será tomada en promedio como 15 min. del tiempo del grupo, por ejemplo: un recipiente con dos entradas, dos salidas, y un venteo debe tomar una  y media horas para estos elementos incluyendo el recipiente; así que, un estimado puede realizarse para considerar el número de tuberías y recipientes. Otra forma de estimar someramente es dar cerca de tres horas para cada recipiente mayor o pieza de equipo para revisión, quince minutos deben tomarse para cada comando verbal simple tal como ‘’interruptor de la bomba'’, ‘’arranque del motor'’ o ‘’arranque de la bomba'’.

Para los primeros días de estudio, el grupo HAZOP requiere significativamente más tiempo que el estimado por este método.

Se sugiere que cada sesión no dure más de tres horas, con una o dos sesiones por día, las reuniones llegan a ser menos efectivas; si duran más tiempo, para proyectos muy largos, es necesario tener más de un grupo HAZOP para lograr los objetivos planteados en un tiempo razonable, en tal caso uno de los lideres de los grupos también tendrá funciones de coordinador para todos los grupos de estudio, o se puede elegir un coordinador separado.

METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO HAZOP.



La metodología utilizada para desarrollar un estudio HAZOP se discute a continuación, los pasos a seguir en dicha metodología se muestran a continuación:

METODOLOGÍA HAZOP



1.- Nodos de Estudio
2.- Intento de Diseño
3.- Palabras guía, parámetros y desviaciones.
4.- Causas de desviaciones.
5.- Consecuencias de desviaciones.
6.- Respuesta anticipada
7.- Acciones sugeridas.
8.- Procesos iterativos

A.- Nodos de Estudio.


Uno de los primeros pasos en la conducción de un estudio HAZOP es el decidir los puntos específicos o localización en el proceso de las desviaciones posibles que deben estudiarse, estos puntos son llamados ‘’nodos de estudio'’. Un nodo de estudio puede ser un recipiente, bomba, compresor, o la localización particular de una tubería, como un ejemplo: se considera un calentador de agua. El calentador se compone de una coraza a fuego directo y un intercambiador de calor de tubos, con agua del lado de la coraza; siendo éste último lado el que se seleccionó como nodo de estudio.

Es mejor seleccionar y marcar los nodos de estudio sobre un DTI, un método conveniente para seleccionar los nodos de estudio es, primero marcar los recipientes mayores del proceso (o tanques de almacenamiento) sobre el DTI como un nodo de estudio, entonces cada línea mayor (tubería) conectada a cada uno de estos recipientes se designa como nodo de estudio (ejemplo: un sistema de rehervidor de una torre fraccionadora), muchos sistemas auxiliares complejos (ejemplo: sistema de regeneración de sello molecular) requiere de dividirse en varios nodos de estudio.

Se pueden elegir bombas y compresores como nodos de estudio, generalmente, se recomienda que esto se lleve a cabo cuando la bomba o compresor es la mayor parte del sistema de proceso, una bomba o compresor de importancia menor generalmente se incluye como parte de la verificación de nodos de tubería de descarga y succión de bombas y compresores; para grandes compresores multietapa, puede ser ventajoso designar a cada etapa como un caso de estudio, es particularmente importante si la entrada de gas no llega totalmente desde la etapa previa o si la salida del gas no llega en su totalidad a la siguiente etapa.

Cuando se examinan intercambiadores de calor, es de gran ayuda tratar a cada sistema sin el intercambiador como nodo de estudio; por ejemplo: si se usa agua de mar como enfriador en un ciclo de refrigeración de propano, el intercambiador de calor (condensador) debe tener un nodo de estudio para el lado del agua y otro para el lado del propano; éste mismo criterio no aplica para recipientes en los cuales dos o más substancias se mezclan, tal como  glicol o contactores de amina, así como algunos recipientes deben tratarse como nodos de unidades sencillas de estudio; las torres de fraccionamiento pueden tratarse como unidades sencillas de nodos de estudio.

B.- Intento de Diseño.



El siguiente paso es determinar el ‘’ intento de diseño'’ de la parte del proceso que incluye los nodos de estudio, esto es simplemente una propuesta del proceso, suponiendo su función si todos los componentes operarán propiamente, como un ejemplo de ello, se considera el calentador de agua; se supone, que el calentador de agua conserva la temperatura del agua en el tanque entre un límite superior y un límite inferior prefijados, si la temperatura del agua disminuye de tal forma que llegue al limite inferior, el controlador de temperatura debe abrir la válvula selenoide, permitiendo la entrada de gas al quemador, de tal forma que se proporcionará una flama que calentará el agua y está incrementará su temperatura; cuando la temperatura del agua sea igual al límite superior inicialmente fijado, el consolador de temperatura cerrará la válvula selenoide, lo anterior impedirá el flujo de gas al quemador y detendrá la transferencia de calor al mismo; este ciclo de encendido-apagado del quemador debe ocurrir siempre que exista un flujo de agua a través del tanque.

Cuando se define el intento de diseño, no es necesario realizarlo con gran detalle, el propósito es asegurarse que todos los miembros del grupo HAZOP comprendan el objetivo del equipo que se examinará, sin embargo, puede ser instructivo listar el intervalo de operación permisible para cada parámetro importante, esto puede ayudar cuando se determinen las desviaciones más preponderantes, cuando dichas desviaciones se encuentran fuera de los parámetros de rangos permisibles; lo anterior es loable si se considera que un parámetro puede estar fuera del intervalo de operación deseado sin llegar más allá del valor máximo permisible para este parámetro; por ejemplo: se considera el nivel del líquido en una columna de fraccionamiento; el proceso puede trabajar mejor cuando el nivel del líquido es controlado entre márgenes estrechos (el rango de operación deseado), sin embargo, aquí no hay una desviación para el nivel del líquido, a menos que tal nivel esté arriba del mayor valor o debajo del menor valor establecido por el equipo de diseño (intervalo de operación permisible).

Para el parámetro ‘’presión'’, el valor superior de rango de operación permisible puede ser el mismo que la presión de diseño del recipiente, tubería, carcaza de una bomba, etc.;por ejemplo: si se considera la transferencia de líquido desde una bomba a un recipiente, la desviación ‘’alta presión'’ es generalmente interpretada como la ‘’presión en la tubería está arriba de la presión de diseño de la misma'’ sin embargo, para un recipiente, la interpretación puede ser diferente; se considerará un recipiente de proceso con una presión de diseño de 300 psig, si el diseño del proceso dicta que la máxima presión permisible en el recipiente durante operación normal debe ser de 150 psig, una presión de 200 psig se encuentra fuera del intervalo de presión permisible; por consiguiente, existe una desviación; esto es igualmente verdadero aún cuando la presión en el recipiente se encuentra debajo de la presión de diseño del mismo.

C.- Palabras guía, Parámetros y desviaciones.



El tercer paso es la determinación de las posibles ‘’desviaciones'’ que surgieron en la etapa de intento de diseño. Esto se realiza con la combinación de una serie de ‘’palabras guía'’ y ‘’parámetros'’, dichos parámetros incluyen condiciones de proceso, actividades y substancias.

Algunos ejemplos de los parámetros antes mencionados se muestran en la tabla
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Tabla. Parámetros.



Las condiciones de operación y actividades deben normalmente combinarse con una sustancia para producir parámetros con un significado completo; por ejemplo: temperatura (del agua), composición (del condensado), transferencia (del propano).

En resumen, cuando se usen substancias como parámetros, la fase de las substancias a examinarse debe ser especificada, por ejemplo: propano (líquido) o propano (vapor).

Existen siete palabras básicas llamadas ‘’palabras guía'’, (aunque formas alternativas y casos especiales se pueden presentar, tales como ‘’más pronto que'’ y ‘’más tarde que'’), en la tabla se muestran dichas palabras

PALABRAS GUÍA BÁSICAS



1.- No
2.- Mas (Mas alto…)
3.- Menos (Más bajo…)
4.- A parte de
5.- Parte de
6.- En vez de
El significado de estas palabras guía se puede explicar con la descripción de algunas combinaciones de dichas palabras y parámetros tomando como ejemplo: el calentador de agua.

Para ejemplificar lo anterior se muestra la tabla.
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Tabla. Desviaciones del Intento de Diseño.

Algunas combinaciones de las palabras guía y parámetros no producen significados completos, ejemplo de ello es: ‘’no temperatura'’, y ‘’nivel de inversa'’; obviamente, este tipo de combinaciones deben evitarse; es también

posible producir combinaciones idénticas a través de dos diferentes combinaciones de palabras guía y parámetros, por ejemplo:'’A parte del flujo (de agua)'’ puede indicar que el agua ha sido contaminada por alguna otra sustancia, quizás un hidrocarburo. La desviación ‘’A parte del agua'’ puede indicar lo mismo; tales duplicaciones deben evitarse, dado que es tiempo desperdiciado y que no proporciona ninguna información.
Algunas combinaciones de palabras guía y parámetros pueden crear más de una desviación, por ejemplo: ‘’A parte del flujo de agua'’ puede significar que alguna otra sustancia está fluyendo junto con el agua; esto puede también significar que alguna otra actividad está ocurriendo simultáneamente con el flujo; quizá el agua está en ebullición o congelándose durante su flujo.

Cuando se aplica a la presión o temperatura, ‘’A parte de'’ puede interpretarse que el parámetro en cuestión y algunos otros parámetros están fuera del intervalo de operación permisible; por ejemplo: la temperatura dentro de un recipiente está demasiado baja y la presión demasiado alta, esta interpretación de ‘’A parte de'’ debe aplicarse cautelosamente dado que puede surgir una innecesaria investigación de desviaciones que pueden ocurrir simultáneamente o no tienen significado; se puede perder gran cantidad de tiempo tratando de encontrar las causas para tales combinaciones o desviaciones.

El la tabla se muestra una matriz de palabras guía y parámetros, dicha tabla indica las combinaciones que normalmente se usan para producir un significado completo de las desviaciones que se quieren dar a entender en una planta de proceso; la tabla no es exhaustiva y puede no contener todas las combinaciones de interés para un modo de estudio específico; también la palabra guía ‘’reacción'’ puede no aplicar a procesos sencillos donde las reacciones químicas no ocurren.

Puede ser que en algunas ocasiones en un estudio HAZOP se conozcan las desviaciones que pueden ocurrir, pero las combinaciones normales de palabras guía y parámetros no produzcan esta desviación, cuando esto ocurre, se puede crear una propia combinación de palabra / parámetro que produzca el efecto deseado.
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T   Tubería
R    Recipiente
TQ  Tanque
Tabla. Matriz de Palabras guía y parámetros.

 







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