Metodología Para La Instalación De Válvulas De Aislamiento De Emergencia

Evaluar los Peligros y Riesgos asociados a una instalación engloba una serie de técnicas que permiten la adecuada identificación de los peligros del proceso, la posterior valoración de los riesgos (sea una modificación de instalaciones existentes o en nuevos proyectos), y la determinación de los medios necesarios para evitar dichos peligros, controlar el riesgo y/o minimizar su impacto potencial sobre las personas, el medio ambiente y los activos, mediante la implementación de recomendaciones y acciones preventivas y/o correctivas.

El evento que representa el mayor riesgo en una planta de Fraccionamiento de LGN es el escape masivo de gases o líquidos volátiles inflamables, con formación de una nube de gas, que al encontrar una fuente de ignición finalmente termina en un posible incendio o explosión. Muchos accidentes se han convertido en importantes pérdidas por la adición de más combustible al evento no deseado debido a la imposibilidad de hacer un seccionamiento adecuado. El uso de válvulas de aislamiento de emergencia operadas remotamente permitiría, en caso de presentarse alguna emergencia, confinar los líquidos y minimizar el impacto de la consecuencia al controlar la cantidad de material liberado.

En el diseño de instalaciones existe la posibilidad que no se contemplen todos los eventos que pudiesen generar accidentes, por lo tanto, la aplicación, únicamente, de una normativa(s) o estándar(es), no garantiza la integridad y seguridad de una instalación. De igual forma es innecesario e indeseable instalar válvulas de aislamiento de emergencia en todos los posibles puntos de fuga, ya que cada dispositivo en sí introduce nuevas posibilidades y puntos de fuga. Por estas razones surgió la necesidad de desarrollar una metodología en la que se combinaran normas de diseño propias de la compañía, la Guía para la Protección Contra Fuego en la Industria Química, Petroquímica y Facilidades de Procesamiento de Hidrocarburos de la CCPS (2003), la Práctica Recomendada de API 553 para Válvulas de Control en Refinerías (2010), las normas NFPA, SFPE, HSE, la experiencia del personal y las recomendaciones de la empresa aseguradora.

El objetivo principal del estudio fue el desarrollo de una metodología que permite identificar los inventarios que deben ser aislados en una instalación, al determinar si las consecuencias derivadas de la formación de la mezcla explosiva y posterior incendio o explosión se ve influenciada en forma determinante por la colocación de una válvula de aislamiento de emergencia, al disminuir la cantidad de producto que alimenta la contingencia en relación con el tiempo estimado de cierre de la válvula, y la posterior evaluación económica de la instalación de esta medida de control de riesgo.

El trabajo realizado abarca la determinación del nivel de riesgo asociado a los escenarios de riesgo de una Planta de Fraccionamiento LGN donde el aislamiento existente en los recipientes y equipos de procesos es manual, por lo que, en caso de una emergencia se dificulta el bloqueo las líneas asociadas a los equipos en un tiempo de respuesta adecuado. Dentro de la evaluación realizada se incluyó:

• Identificación de los escenarios con potencial de fuga y posterior incendio o explosión.
• Creación y aplicación de un Flujograma de Decisión que permitió evaluar los escenarios peligrosos.
• Realización del Análisis Cuantitativo de Riesgo.
• Realización del Análisis Costo Beneficio Riesgo usando el indicador ICAF (‘Implied Cost of Averting Fatality’ de la HSE).

En los escenarios potenciales de fuga y posterior incendio y explosión (con consecuencias de interés) se realizó la estimación y evaluación de riesgo y sus efectos sobre las personas e instalaciones. Posteriormente fue aplicado el Flujograma de Decisión para la Instalación de Válvulas de Aislamiento de Emergencia. La estimación Cuantitativa del Riesgo comprendió, en primera instancia, la estimación de la frecuencia usando Árboles de Eventos y la estimación de la consecuencia usando un software especializado para el cálculo de los niveles de dispersión y radiación de las consecuencias de interés, generados por pérdidas de contención a través de orificios de diversos tamaños, simulados en distintos tiempos de actuación del sistema de bloqueo, considerando las fuentes de ignición en cada caso. Luego se realizó un estudio de las condiciones de fuga por pérdidas de contención a través de orificios de 2” (por ser el evento más creíble y de mayor impacto al verificar los efectos de la radiación), con variaciones de las condiciones de fuga ante un tiempo de bloqueo de 5 minutos por parte de la válvula de bloqueo a instalar y así verificar el efecto de la radiación bajo estas condiciones.

La cuantificación y determinación del Nivel de Riesgo en cada escenario fue evaluada haciendo énfasis en los efectos generados sobre el personal y los equipos e instalaciones por incendios y/o explosiones generadas por pérdidas de contención en orificios pequeños típicos de eventos como fallas en empacaduras, uniones, estoperas de equipos rotativos, corrosión, pinchazos, entre otros, que generarán escenarios creíbles de incendio.

Por ser un proyecto de seguridad, el costo material por sí solo no justifica la aplicación de la medida de control de riesgo, por esta razón los Niveles de Riesgos estimados en cada escenario fueron comparados con los Criterios de Tolerancia de Riesgo de la compañía y cada escenario fue analizado a través de la técnica de Costo Beneficio Riesgo con la finalidad de verificar que el nivel de riesgo tolerable sea alcanzado a un costo razonable. El Análisis Costo Beneficio Riesgo fue realizado considerando la afectación al personal, haciendo uso del indicador ICAF (‘Implied Cost of Averting Fatality’ de la HSE), la afectación Material y la relación entre ambos indicadores.

Adicionalmente se realizó, para cada escenario, un análisis de sensibilidad que permitiera evaluar si la relación Costo / Beneficio se mantendría dentro de los límites establecidos en los criterios aún si existiesen variaciones en los costos del proyecto y en las perdidas máximas estimadas.

La metodología presentada en este estudio sirve de complemento a la aplicación de mejores prácticas en el diseño de instalaciones en la industria de los procesos y permite un diseño basado en desempeño, al solo colocar la cantidad de válvulas mínimas requeridas en la instalación. Al utilizar esta herramienta es posible disminuir los Niveles de Riesgo y lograr la seguridad en la instalación, al proponer medidas de control de riesgo que disminuyen el inventario de producto que sería liberado al ambiente en caso de la rotura de las líneas asociadas a los equipos, reduciendo las consecuencias y la posterior propagación de la emergencia