Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales Elena Mulet Escrig Mar Carlos Alberola Vicente Chulvi Ramos Juan E. Ramos Barceló M.a Dolores Bovea Edo DEPARTAMENT d’ENGINYERIA MECÀNICA I dE CONSTRUCCIÓ Codi d’assignatura 369 E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Edita: Publicacions de la Universitat Jaume I. Servei de Comunicació i Publicacions Campus del Riu Sec. Edifici Rectorat i Serveis Centrals. 12071 Castelló de la Plana http://www.tenda.uji.es e-mail:
[email protected] Col·lecció Sapientia, 45 Primera edició, 2011 www.sapientia.uji.es ISBN: 978-84-693-7379-8 Aquest text està subjecte a una llicència Reconeixement-NoComercial-CompartirIgual de Creative Commons, que permet copiar, distribuir i comunicar públicament l’obra sempre que especifique l’autor i el nom de la publicació i sense objectius comercials, i també permet crear obres derivades, sempre que siguen distribuïdes amb aquesta mateixa llicència. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/es/deed.ca E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI PRÓLOGO Esta publicación recopila diversos casos prácticos de análisis de riesgo en instalaciones industriales. publicado por el Reliability Information Analysis Center. los valores de probabilidad de fallo aplicados no se corresponden con valores reales de alguna instalación concreta. Chulvi / J. contiene los casos resueltos con el análisis del árbol de fallos (AF) y el quinto bloque los casos resueltos mediante el árbol de sucesos (AS). o a partir de los datos disponibles en la bibliografía. Bovea . transportes e incluso de algún producto industrial. Mulet / M. toxicidad o peligrosidad. Finalmente se muestra una comparativa de los métodos de análisis de riesgos aplicados en los casos prácticos.a D. el segundo bloque contiene los casos prácticos resueltos mediante el método de análisis de peligros y operatividad (HAZOP).UJI . El libro se estructura en seis bloques. un primer bloque introductorio seguido de otros cuatro estructurados de forma que cada uno contiene una breve descripción teórica seguida de los casos que han sido resueltos con una misma metodología de análisis de riesgos.ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Dado que el objeto de esta publicación es facilitar el aprendizaje de los métodos de análisis de riesgos a través de ejercicios resueltos. o bien por estimación de la autoría. La mayoría de los casos prácticos se refieren a sistemas en los que se manejan sustancias con algún grado de inflamabilidad. La aplicación de métodos de análisis de riesgos está orientada tanto a la disminución de la probabilidad de ocurrencia de accidentes peligrosos. E. como a la mejora del funcionamiento. Carlos / V. tales como incendios y explosiones. el cuarto bloque. E. con el objeto de ofrecer una colección de ejercicios resueltos aplicando de forma completa y exhaustiva algunas de las metodologías de análisis de riesgos más importantes. el tercer bloque contiene los casos resueltos mediante el análisis modal de fallos y efectos con criticidad (AMFEC). sino que se han estimado a partir de bases de datos de fallos como el RiAC Automated Data Book. Ramos / M. E. A la Unitat de Suport Educatiu de la Universitat Jaume I.Esperamos que esta colección sea una ayuda directa para todos los estudiantes de materias relacionadas con el análisis de riesgos. con quien hemos compartido la mayoría de los casos que aquí se presentan. Los autores y las autoras E. quien se ha encargado de los diagramas y esquemas que ilustran los casos. También agradecemos las ayudas directas recibidas de Belinda López Mesa y de Sara Romero. También. del Área de Proyectos de Ingeniería de la Universitat Jaume I y a Joaquín Navarro.UJI . cómo no. quien ha apoyado la iniciativa de realizar esta publicación. así como del maquetado del libro. A nuestros compañeros Antonio y Paco. a nuestro alumnado. Chulvi / J. y cuyos comentarios. Bovea . Mulet / M. Carlos / V. AGRADECIMIENTOS Agradecimientos Los autores queremos expresar nuestro agradecimiento a Cristina Cantero.ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . críticas y sugerencias nos enriquecen día a día. siempre utilizado como material complementario a una monografía teórica sobre análisis de riesgos. así como para otros profesores que imparten asignaturas sobre análisis de riesgos en instalaciones industriales. Ramos / M.a D. ................................................... 89 89 90 Descripción teórica................. INTRODUCCIÓN TEÓRICA ................ 163 154 156 5......................... Caso Caso 2: 1: AF AF depósito embotelladora............................................................................................................................................................... 7 2............................ MÉTODO HAZOP ............... Caso Descripción teórica................................... 4..................................................................................................3.2......2......................................................3............... 7 2....... 5..........................................2...................1. Chulvi / J.. 22 10 2........................................................................................................................................................................................... 171 6...............1............................................................................................Índice general PRÓLOGO ............ 51 3............... Caso Caso 2: 1: AMFE AMFE embotelladora gasolinera............................... 8 2........... Ramos / M. MÉTODO AMFE................................................................... 133 5................. con placas solares ............................2................ 137 5....................................................................... 96 89 96 4. Caso 4: AMFE calefacción con placas solares .................. 22 32 3..................................................................................... 61 3........... 5 8 2........................................................ 2............... 1: AMFE gasolinera................................................................................ AF cafetera depósito.................................................................................................................................................................................................. 6 1..................2.3.......................4............................ azúcar sólidos ...................................... Caso Descripción teórica....................3........... 117 108 4........................................... Carlos / V. 61 75 3.... Caso Caso 5: 4: AF AF refinería planta dede residuos urbanos................................................................. MÉTODO DEL ÁRBOL DE FALLOS ................................................................................... E......... 74 90 4.................................................................. INTRODUCCIÓN TEÓRICA ........................................................................................ 5 1........................1................... 31 32 Descripción teórica............................................... Caso Caso 2: 1: HAZOP HAZOP radiadores....................... 108 4................... 31 39 3.................................................................................................................................. 38 3.........3..............................................................4.................................................................................................. 7 7 Descripción teórica............................................................................................. ...... Caso Caso 3: 2: AS AS gasolinera fuga de butadieno ..... Caso Descripción teórica..... PRÓLOGO ................... COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS .5.......................3.................. 128 4......................... Caso 3: AS gasolinera ............... Caso Descripción teórica........ Caso Caso 3: 2: AF 114 4.............. Caso Caso 4: 3: AF AF planta cafetera .................................................... BIBLIOGRAFÍA.........3.5..... 4...................................... 142 142 Descripción teórica...........................................................................ISBN: 978-84-693-7379-8 5 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales ....................... de butadieno .......................................... 117 4.............. ..............5............ 5. 1: HAZOP gasolinera............ gasolinera...................................................4........................... 51 62 3................UJI ................................................ 142 137 5................................ MÉTODO AMFE........................................ 96 106 disolvente................ 146 148 5.................. 89 4................................ 10 11 2... Caso 2: HAZOP radiadores................................................................................. 31 3........................................................................1...........6............. MÉTODO DEL ÁRBOL DE FALLOS .................................................. 3.. 122 119 4.................. Caso Caso 4: 3: AMFE AMFE calefacción panel de calefacción ... 154 5....................................................................................................... 1: AS depósito disolvente....2........ 165 BIBLIOGRAFÍA 7.............. Mulet / M................ 4.......................................................... 133 122 4........ de residuos sólidos urbanos.......................... 142 141 5........................1............................................................................................... 4 AGRADECIMIENTOS ............. 1: AF embotelladora..........................................................................................................a D....................................... Caso Caso 3: 2: AMFE AMFE panel embotelladora ............................................................................1....................4.....................5...................................................................................... 4...... Caso 5: AF refinería de azúcar ..............2..................... 38 52 3... disolvente...... MÉTODO HAZOP ... 31 3.......... 175171 E.....................1...................... MÉTODO DEL ÁRBOL DE SUCESOS............................ 74 3.......................................1...................... 23 2................................................... de calefacción .4............... Bovea ...............................................................................................2.....................................................................................................................4... 163 164 6.....6....................................... COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS .......... 146 5.... Caso Caso 2: 1: AS AS fuga depósito disolvente................................... MÉTODO DEL ÁRBOL DE SUCESOS........................3.............................. 3 AGRADECIMIENTOS .................................................................................. Para cada fase existen diversos métodos Listas de comprobación y técnicas a aplicar. las – El Laanálisis identificación del riesgo. Método Probit Cuantificación de consecuencias Análisis histórico AMFEC (AMFE con criticidad) Índices semicualitativos del riesgo: DOW. INTRODUCCIÓN TEÓRICA 1. que se mencionan en la siguiente figura. – La cuantificación del riesgo como producto de la frecuencia del riesgo y los daños Los problemas resueltos contenidos en este libro se centran en la fase de identificación y producidos. Bovea . MOND Árboles de fallos (AF) Árboles de sucesos (AS) Estimación de probabilidades o frecuencias Figura 1.1. de forma general. de forma general. INTRODUCCIÓN TEÓRICA 1. Esquema del análisis de riesgos Figura 1. que se mencionan en la siguiente figura. Esquema del análisis de riesgos E. Mulet / M. si bien. Existen o varios grados de a cualquier y a su construcción reparación. miento de un sistema. disminuyendo laaumentar frecuencia de los aumentando así la dismiento de un sistema. La cuantificación delriesgo. si bien. lasde El análisis de riesgos se aplica tanto al diseño de una nueva instalación o producto como a análisis riesgos de según la complejidad y resumen alcance del mismo. bien. Ramos / M. cuantificación la frecuencia de los cada fase métodos y Los problemasde resueltos contenidos en riesgos.1.1. Existen varios grados análisis demodificación riesgos segúnde la estos complejidad y alcance del o mismo. y consisten en: cualquier modificación de estos y a su construcción o reparación.1. producidos. – de las consecuencias fases de un análisis de riesgos son las que se resumen en la figura 1. La cuantificación del riesgo como producto de la frecuencia del riesgo y los daños El análisis de las consecuencias y daños. análisis de riesgos según la complejidad y alcance del mismo.ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . las fases de de un análisis riesgos son las que se en la figura si 1. ponibilidad del sistema. – – – – – Descripción del sistema Análisis histórico Identificación de riesgos What if? Análisis preliminar de riesgos (APR) HAZOP AMFF Cambios en el diseño o proyecto Estimación de consecuencias Identificación de la secuencia de sucesos Estimación de probabilidades o frecuencias Modelización de accidentes – cuantificación de efecto Modelos de vulnerabilidad. Existen varios grados de fases un análisis de riesgos son las que se resumen en la figura 1. disminuyendo la frecuencia de los accidentes y aumentando así la disEl análisis de riesgos se aplica tanto al diseño de una nueva instalación o producto como a ponibilidad del sistema.1.1. este librPara o se centran en existen la fase diversos de identificación y técnicas a aplicar. El análisis de riesgos se alconstrucción diseño de una nueva instalación producto como cualquier modificación deaplica estos tanto y a su o reparación. y consisten en: El análisis de las consecuencias y daños. de forma general. que se mencionan en la siguiente figura. cuantificación de la frecuencia de los riesgos.a D. cuantificación de la frecuencia de los riesgos. Esquema del análisis de riesgos Nivel de riesgo calculado Figura 1. Para cada fase existen diversos métodos Los problemas resueltos contenidos en este libro se centran en la fase de identificación y y técnicas a aplicar. Chulvi / J.objetivo INTRODUCCIÓN El del análisis de riesgos TEÓRICA es aumentar tanto la seguridad como el servicio y rendiEl objetivo del análisis de riesgos es tanto la accidentes seguridad y como el servicio y rendimiento de un sistema.UJI .disminuyendo la frecuencia de los accidentes y aumentando así la disEl objetivo del análisis de riesgos es aumentar tanto la seguridad como el servicio y rendiponibilidad del sistema. y consisten en: – de La identificación del riesgo. Carlos / V. riesgo como producto de la frecuencia del riesgo y los daños La identificación del producidos.1. E. y daños. Este libro presenta diversos casos prácticos. visión general. mayor alcance tendrá el análisis y menor será el margen de error. Sobre este asunto pueden consultarse la monografía Análisis del riesgo en instalaciones industriales o la Guía técnica: metodología para el análisis de riesgos. Mulet / M.ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .En función de las necesidades de cada caso. Por ejemplo. por la magnitud de las consecuencias de este. Cuanta mayor necesidad haya de reducir la probabilidad de fallo. AMFEC. – Análisis de riesgos completos o cuantitativos. pero para los que ya se requiere alguna estimación de consecuencias y frecuencias. poco precisos. E. análisis del árbol de fallos (AF) y árbol de sucesos (AS). en los que se aplican los métodos HAZOP.UJI . Ramos / M. – Aplicación de índices de riesgos muy elementales. Existen varios grados de análisis de riesgos según la complejidad y alcance del mismo: – Identificación cualitativa simple. el análisis de riesgos que se deberá aplicar podrá ser más o menos completo. – Análisis de riesgos semicuantitativos en los que se estiman con amplio margen de error consecuencias y frecuencias de ocurrencia. Carlos / V. E. Chulvi / J. Bovea .a D. donde se aplica algún método de análisis cualitativo seguido por un estudio cuantitativo de cada riesgo. aplicando los métodos de árboles de fallos y árboles de sucesos. 2. 2. MÉTODO MÉTODO HAZOP HAZOP 2.1. Descripción teórica 2.1. Descripción teórica El análisis de peligros y operabilidad (HAZard and OPerability analysis, HAZOP) conocido El análisis de peligros y operabilidad (HAZard and OPerability analysis, HAZOP) conocido también como análisis funcional de operabilidad (AFO), fue diseñado inicialmente en Inglatetambién como análisis funcional de operabilidad (AFO), fue diseñado inicialmente en Inglaterra en la década de los setenta por la compañía Imperial Chemical Industries (ICI) para aplicarrra en la década de los setenta por la compañía Imperial Chemical Industries (ICI) para aplicarlo al diseño de plantas de fabricación de pesticidas. lo al diseño de plantas de fabricación de pesticidas. El HAZOP es una técnica de identificación de riesgos inductiva basada en la premisa de que los El HAZOP es una técnica de identificación de riesgos inductiva basada en la premisa de que los accidentes se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con accidentes se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con respecto de los parámetros normales de operación. La técnica se fundamenta en el hecho de respecto de los parámetros normales de operación. La técnica se fundamenta en el hecho de que las desviaciones en el funcionamiento de las condiciones normales de operación y diseño que las desviaciones en el funcionamiento de las condiciones normales de operación y diseño suelen conducir a un fallo del sistema, y consiste en analizar sistemáticamente las causas y las suelen conducir a un fallo del sistema, y consiste en analizar sistemáticamente las causas y las consecuencias de unas desviaciones de las variables de proceso, planteadas a través de unas consecuencias de unas desviaciones de las variables de proceso, planteadas a través de unas palabras guía. palabras guía. La metodología del análisis comprende las siguientes etapas: La metodología del análisis comprende las siguientes etapas: 1) Descripción de la instalación. Se describen los elementos de la instalación 1) y Descripción de la instalación. Se describen los elementos de la instalación su funcionamiento y su funcionamiento 2) Definición del objetivo y alcance. Consiste en delimitar las áreas del sistema 2) a Definición objetivo alcance. Consiste en delimitar las áreas del sistema las cualesdel se aplica la y técnica a las cuales se aplica la técnica 3) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio 3) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio En cada área seleccionada se identificarán una serie de nodos o puntos claramente localizados En el cada área seleccionada identificarán unala serie de nodos o puntos claramente localizados en proceso. Ejemplos de se nodos pueden ser: tubería de alimentación de una materia priHAZOP ma, laproceso. altura deEjemplos impulsión de una bomba, laser: superficie de un etc. La en el de nodos pueden la tubería de depósito, alimentación de técnica una materia pri- se aplica a cada de estos Cada nodo vendrá caracterizado poretc. unos valores deterHAZOP ma, la altura de uno impulsión depuntos. una bomba, la superficie de un depósito, La técnica se aplica a cada uno de estos puntos. Cada nodo vendrá caracterizado por unos valores deterE. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI minados de las variables de proceso: presión, temperatura, caudal, nivel, composición, viscosidad, etc. Los criterios para seleccionar los nodos tomarán, básicamente, en consideración, los puntos del proceso en los cuales se produzca una variación significativa de alguna de las variables del proceso. 4) Definición de las desviaciones para cada una de las variables de proceso, a partir de las palabras guía El HAZOP consiste en una aplicación exhaustiva de todas las combinaciones posibles entre palabra guía y variable de proceso, descartándose durante la sesión aquellas combinaciones que no tengan sentido para un nodo determinado. La siguiente tabla muestra un ejemplo de palabras guía, aunque no son únicas. Palabra guía NO Significado No se consiguen las intenciones previstas en el sistema Parámetro de proceso Temperatura Presión Nivel Reacción Composición Caudal Velocidad Tiempo Viscosidad Mezcla Voltaje Adición Separación PH Ejemplo de desviación No hay flujo en una línea Ejemplo de causa Fallo de bomba, válvula cerrada, fuga, conducto de aspiración en vacío, obstrucción por sedimentos, etc. Válvula atascada abierta, lectura de flujómetro incorrecta Suciedad en intercambiador, fallo regulador de temperatura, etc. MÁS / MENOS Aumentos/disminuciones cuantitativas sobre la intención del sistema Aumento cualitativo. Se consiguen las intenciones del sistema y ocurre algo más Más flujo ADEMÁS DE El vapor consigue calentar el reactor, pero además, provoca aumento de temperatura en otros elementos La composición del fluido de entrada es diferente de la prevista El flujo transcurre en sentido inverso; tiene lugar la reacción inversa Cambio de catalizador, fallo en el modo de operación prevista, parada imprevista, etc. PARTE DE Disminución cualitativa. Sólo parte de los hechos transcurren según lo previsto Se obtiene el efecto contrario al deseado Composición Mezcla Concentración Caudal Presión Composición Frecuencia Material Reacción Tiempo Entrada de contaminantes, productos de corrosión, fallos de aislamientos Bomba invertida, comunicación con sobrepresión, fallo de válvula antiretroceso, etc. INVERSIÓN EN VEZ DE No se obtiene el efecto deseado. En su lugar ocurre algo completamente distinto Tabla 2.1. Ejemplo de palabras guía E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI 5) Identificar posibles causas de cada desviación Para cada desviación, se enumeran las posibles causas. 6) Establecer las consecuencias posibles de la desviación y analizar cuál de las alternativas siguientes es aplicable al caso – Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar esta desviación – Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta desviación en el siguiente paso. – Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración en el siguiente paso y envío para su análisis mediante un método más detallado y/o cuantitativo. 7) Determinar medidas correctoras que eviten o palíen las causas de las desviaciones Por último, se indicarán posibles medidas correctoras para cada una de las desviaciones. El resultado de un análisis guiente tabla. Sistema: Localización del nodo: Variable Palabra guía Desviación Causas posibles HAZOP se presenta en un formato de tabla según se muestra en la si- Fecha: Realizado por: Consecuencias posibles Medidas correctoras Tabla 2.2. Formato del HAZOP E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 10 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Debe estar fabricada para aguantar presiones interiores y evitar fugas. una por compartimento. El camión cisterna se compone de: – Cisterna. Caso 1: HAZOP gasolinera 1) Descripción de la instalación En el presente caso se analiza una gasolinera. Carlos / V. Cada boca de descarga está dotada de su correspondiente válvula de descarga (llave de corte) y manguera.2. Una toma de tierra. la estanqueidad frente a los vapores. Chulvi / J. además.2. tal y como muestran los esquemas de las figuras 2. Bovea . Una bomba se encarga de la carga y descarga. su cierre debe asegurar una conexión segura y.UJI . – – Válvula del depósito: permite el paso de combustible al depósito e impide el retroceso del mismo. dividida en cuatro compartimentos (uno para cada tipo de combustible). Ramos / M. E. donde se combinan los sucesos de descarga de combustible líquido desde un camión cisterna y el suministro de combustible a través de los surtidores. Válvula de seguridad: su función es la de evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión. Su función es la de contener el producto. Boca de carga de la gasolinera: punto en el que el camión se conecta al depósito de la gasolinera. – Bocas de carga y descarga.1 y 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 11 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . – – – Identificador de nivel: sonda para medir el nivel del líquido contenido en cada compartimento. Mulet / M. En el proceso de descarga intervienen los siguientes elementos: – – Tubería flexible (manguera): comunica la boca de descarga de la cisterna con el punto de carga del depósito de la gasolinera. Dispone de un sistema de ventilación de emergencia mediante una válvula de accionamiento por sobrepresión.2. Un recuperador de gases.a D. E. Mulet / M. Ramos / M. Bovea . Esquema del camión E. a la llave de corte correspondiente del surtidor Figura 2. una por depósito.La zona de descarga contiene: – – – – – Pararrayos Compresor Cuadro eléctrico Depósitos para cada tipo de combustible Red de venteo La zona de repostaje está formada por: – – Surtidor multiproducto Tuberías.UJI . E. Carlos / V.ISBN: 978-84-693-7379-8 12 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D.1. Chulvi / J. Chulvi / J. Esquema del proceso de llenado del depósito El proceso de descarga sigue los siguientes pasos: el operario conecta la toma de tierra del camión a la línea de la gasolinera para evitar chispas por cargas electrostáticas.Figura 2. que ayuda al trasiego del mismo.UJI . La boca de aspiración del recuperador de gases se conecta a la red de venteo del depósito para evitar que los vapores generados en el depósito durante la descarga salgan a la atmósfera. y el otro extremo a la boca de carga del depósito de la gasolinera correspondiente. La línea de la gasolinera.2. está a su vez conectada a un pararrayos. A continuación. Bovea .ISBN: 978-84-693-7379-8 13 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Ahora el operario puede activar la válvula (llave de corte) correspondiente del camión para permitir la salida del combustible y la bomba (compresor). E. E.a D. que suministra corriente al cuadro eléctrico. Del depósito salen las tuberías (una por producto) hacia el surtidor de gasolina. Ramos / M. Carlos / V. Mulet / M. el operario conecta la manguera a la boca de carga y descarga del camión correspondiente al tipo de combustible a trasegar. 3. 3. 6. Carlos / V.a D. Ramos / M. 6. 8 9 Variable Estanqueidad Paso libre Conexión Producto Cierre Actuación Cierra Estanqueidad Palabra guía NO Desviación Cae combustible fuera Sobrepresión en la manguera Derrame Mezcla de productos No se puede parar el paso de caudal Pasa caudal cuando no debe o no pasa cuando debe Válvula fuera de funcionamiento Rotura de válvula Grietas en la conducción o juntas en mal estado OTRO NO MÁS NO E. 2. Chulvi / J. 3.UJI . E.º 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Denominación Boca de carga y descarga del compartimento de gasolina 95 Boca de carga y descarga del compartimento de gasolina 98 Boca de carga y descarga del compartimento de gasóleo A Boca de carga y descarga del compartimento de gasóleo B Llave de corte de la toma del compartimento de gasolina 95 Llave de corte de la toma del compartimento de gasolina 98 Llave de corte de la toma del compartimento de gasóleo A Llave de corte de la toma del compartimento de gasóleo B Recuperador de gases Depósito de gasolina 95 Depósito de gasolina 98 Depósito de gasóleo A N. 7. 4 1. 2. 4 5. 8 5. 3) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio N. a partir de las palabras guía Nodo(s) 1. Identificación de nodos 4) Definición de las desviaciones para cada una de las variables de proceso.ISBN: 978-84-693-7379-8 14 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M.º 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Denominación Depósito de gasóleo B Red de venteo Tubería del depósito a la llave de corte del surtidor de gasolina 95 Tubería del depósito a la llave de corte del surtidor de gasolina 98 Tubería del depósito a la llave de corte del surtidor de gasóleo A Tubería del depósito a la llave de corte de la toma de gasóleo B Surtidor multiproducto con los respectivos boquereles Cuadro eléctrico Compresor Pararrayos Toma de tierra Tabla 2. Bovea . 7.2) Definición del objetivo y alcance Se pide identificar los peligros utilizando la metodología HAZOP para los posibles accidentes derivados de una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros normales de operación en la instalación anteriormente citada. 13 Estanqueidad Nivel Presión Temperatura 14 15. 4 5. mantenimiento ineficiente 5. 12. 3. 6. variación de presión Aberturas en la conducción Derrame Abertura Sigue suministrando producto después del llenado Fallo de aislamiento Bloqueo o fallo del rodete Parada del motor Obturación del compresor Rotura de la toma de tierra del pararrayos. 11. 7. 8 Mezcla de productos No se puede parar el paso de caudal Pasa caudal cuando no debe o no pasa cuando debe Válvula fuera de funcionamiento Rotura de válvula Causas posibles Golpe o desgaste de la junta de la boca de carga y descarga Falta de limpieza de los elementos asociados al trasvase de combustible Ineficiencia del operario al conectar.a D. Mulet / M. 13 10. 12. 3. aumenta la presión Falta de control de presión.Nodo(s) Variable Presión Palabra guía Desviación No llegan los gases. no revisión por el operario. el recipiente no resiste 9 Temperatura 10. 2. 17. Definición de desviaciones 5) Identificar posibles causas de cada desviación Nodo(s) Desviación Cae combustible fuera 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 15 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . rotura MÁS NO NO NO MÁS 21 22 23 MÁS NO NO Tabla 2. Carlos / V.UJI . 2. 8 E. 18 19 20 Libre paso Ausencia de grietas Conservación Estanco Parada Intensidad Tensión Temperatura Velocidad Presión Conductividad eléctrica Conductividad eléctrica MÁS Se alcanza el FP del gas y por ello se genera un punto de ignición NO El depósito tiene fugas Rebose El depósito no resiste Aumenta la temperatura del producto y. 11. 16. 7. 4 Sobrepresión en la manguera Derrame 1. desgaste/oxidación de la conexión sin percibir por el operario al conectar Error humano Golpe. Ramos / M. fallo de estanqueidad Error humano Error humano Desgaste de elementos. Bovea . E. por tanto. 6.4. corrosión Corrosión. Chulvi / J. envejecimiento de la conducción. Bovea . Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta desviación en el siguiente paso. E. Carlos / V. por tanto. mantenimiento ineficiente Golpe.UJI . 18 19 20 21 22 23 Tabla 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 16 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . fallo del sistema automático de parada por depósito lleno Sobrecarga eléctrica Exceso de temperatura por un foco de calor Mal mantenimiento Envejecimiento y mal mantenimiento Mal mantenimiento o rotura por acción de roedores 9 10. el recipiente no resiste Se alcanza el FP del gas y por ello se genera un punto de ignición El depósito tiene fugas Rebose El depósito no resiste Aumenta la temperatura del producto y. E. 17. 13 10. rotura Causas posibles Golpe. desgaste. variación de presión Aberturas en la conducción Derrame Abertura Sigue suministrando producto después del llenado Fallo de aislamiento Bloqueo o fallo del rodete Parada del motor Obturación de compresor Rotura de la toma de tierra del pararrayos. Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración en el siguiente paso y envío para su análisis mediante un método más detallado y/o cuantitativo. aumenta la presión Falta de control de presión. Mulet / M.a D. Definición de causas 6) Establecer las consecuencias posibles de la desviación y analizar cuál de las siguientes alternativas es aplicable al caso – – – Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar esta desviación.Nodo(s) 9 Desviación Grietas en la conducción o juntas en mal estado No llegan los gases. Ramos / M. corrosión y grietas. mantenimiento ineficiente Ineficiente control del nivel Error humano: se supera la capacidad máxima Existencia de un foco de calor Obstrucciones en conducto Material desgastado o corrosión Desgaste de elementos. mantenimiento ineficiente Obstrucción de la conducción Existencia de un foco de calor Impacto. Chulvi / J. 11. 12. deterioro de la manguera por envejecimiento Fallo humano. 11. 13 14 15. corrosión Corrosión. 12.5. 16. corrosión. 13 Impacto. Error humano: se supera la capacidad máxima 1 Reventón.13 13 Impacto. corrosión.fallo deterioro de la manguera por depósito lleno por envejecimiento Sobrecarga eléctrica Fallo humano. Desgaste de elementos. Falta de suministro o derrame Derrame No sale todo el producto Node se suministro puede accionar Falta o derrame Fuga de gases No sale todo el producto No se puede accionar Reventón Fuga de gases 9 8. Definición de consecuencias 1 1 BLEVE: BLEVE: boiling liquid expanding vapor explosion. 2. 16. 6. desgaste. mantenimiento ineficiente Obstrucción de la conducción Golpe. 3. del sistema automático de parada Golpe. 6. mantenimiento ineficiente 10. corrosión y grietas. 8 5. 4 5. no revisión por el operario. no revisión por el operario. Más puntos de ignición posibles 22 21 23 22 23 Mal mantenimiento o rotura por acción de roedores Envejecimiento y mal mantenimiento Tabla por 2. envejecimiento de la conducción. 7. 3. 7. 11. 2. instalación de Más aire puntos de ignición potenciales.ISBN: 978-84-693-7379-8 17 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 3. 4 1. Chulvi / J. esgaste/oxidación Derrame del combustible Error humanosin percibir por el operario al conectar No hay pureza del combustible de la conexión Golpe. Bovea . 5. desgaste. 11.6. 3.UJI . 2. mantenimiento ineficiente Error humano Golpe. 12. 11.a D. pérdida de volumen útil Derrame Derrame Derrame Derrame Cortocircuito y creación de un punto Derrame de ignición Queda fuera servicio instalación Cortocircuito y de creación dela un punto aire de de ignición Más fuera puntos ignición Queda dede servicio la posibles. Ramos / M. Derrames o fugas enterradas 9 12. BLEVE1 Obstrucción de la conducción Reventón 10. 6. corrosión y grietas. 18 19 19 20 20 21 Golpe. 7. 17. 4 1. Causas posibles Consecuencias posibles Golpe o desgaste de la junta de la boca de carga Derrame de combustible y descarga Golpe o desgaste de la junta de la boca de carga Derrame de combustible de limpieza de los elementos asociados al trasvase Reventón yFalta descarga de combustible Falta de limpieza de los elementos asociados al trasvase Reventón Ineficiencia del operario al conectar.12. E. corrosión. 12. fallo de estanqueidad No Derrame Error humano hay pureza del combustible Error humano Golpe. 2.acción Definición de consecuencias Mal mantenimiento o rotura de roedores Más puntos de ignición potenciales Tabla 2. 8 5.1. mantenimiento ineficiente por envejecimiento Fallo humano. Error humano mantenimiento ineficiente Desgaste de elementos. boiling liquid expanding vapor explosion. 4 1. 18 Material 15. fallo del sistema automático de parada por depósito lleno Exceso de temperatura por un foco de calor Mal mantenimiento Sobrecarga eléctrica Exceso de temperatura por un foco de calor Envejecimiento y mal mantenimiento Mal mantenimiento de tierra en el depósito. BLEVE Derrames o fugas enterradas Derrames o fugas enterradas Reventón Existenciacontrol de un foco de calor Ineficiente del nivel 10. E.Nodo(s) Nodo(s) Causas posibles Consecuencias posibles 1. pérdida de útil Dificultad de volumen aspiración en el surtidor Derrame Entrada de tierra en el depósito. Mulet / M. fallo de Error humano estanqueidad Desgaste de elementos.11. mantenimiento ineficiente desgastado o corrosión 15. Carlos / V. 7. 99 mantenimiento ineficiente Existencia de un foco de calor Reventón. envejecimiento de la conducción. esgaste/oxidación Derrame del combustible de combustible de la conexión sin percibir por el operario al conectar Ineficiencia del operario al conectar. 8. deterioro de la manguera Desgaste de elementos. 6. mantenimiento ineficiente Existencia de un foco de calor Ineficiente control del nivel 10. 13 14 Error humano: se supera la capacidad máxima Obstrucciones en conducto Existencia de un foco o de calor Material desgastado corrosión BLEVE o fugas enterradas Derrames Reventón Dificultad de aspiración en el surtidor BLEVE Entrada Obstrucciones en conducto 14 17. 16. 4 1.11. 12. 13 13 Derrames o fugas enterradas Reventón 10. 1. 8. 2. 11. Mulet / M. E. 7. 17. 4 8 5. 3. 6. Poka-yoke : técnica de de diseño para una fabricación a prueba de de errores. 8 5. 16.7.7) Determinar medidas correctoras que eviten o palíen las causas medidas correctoras que eviten o palíen las causas 7)7) Determinar medidas correctoras que eviten o palíen las causas deDeterminar las desviaciones Nodo(s) las desviaciones dede las desviaciones Consecuencias posibles Comentarios y medidas correctoras Limitar acceso a la zona de descarga Comentarios y medidas correctoras Comentarios y medidas correctoras Mejorar mantenimiento Limitar acceso a zona la zona descarga Limitar acceso a la de de descarga Mejorar mantenimiento. Bovea . Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento plan de prevención Eliminar posibles focos calor la zona. 2. Eliminar loslos posibles focos de de calor de de la zona. 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 18 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . topes proximidad Mejorar mantenimiento. 3. avisador acústico Mejorar mantenimiento. 11. 11.11. BLEVE 10. avisador acústico nivel Formación. E. avisador acústico de nivel Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Avisador acústico de nivel Formación. pérdida 15. Medidas correctoras 2 2 Poka-yoke: técnica de diseño para una fabricación a prueba de errores. 12. Eliminar loslos posibles Mejorar mantenimiento focos calor la zona. 13 Derrames o fugas enterradas o fugas enterradas Derrames 10.17.7. 16. Mejorar mantenimiento plan prevención plan de de prevención Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento. Avisador acústico nivel Avisador acústico de de nivel plan de prevención Eliminar posibles focos calor la zona.12. 6. formación 2 2 Limitar acceso a la zona de descarga Conexiones manguera poka-yoke Conexiones de de manguera poka-yoke Formación Limitar acceso a zona la zona descarga Limitar acceso a la de de descarga Formación Formación Formación Mejorar mantenimiento Formación Formación Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Eliminar los posibles focos de calor de la zona. 2 Poka-yoke : técnica diseño para una fabricación a prueba errores. 7. formación Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Conexiones de manguera poka-yoke2 Mejorar mantenimiento. avisador acústico de de nivel Eliminar los posibles focos de calor de la zona. 6. 7. plan de de prevención Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Nodo(s) Nodo(s) 1. plan de prevención Mejorar mantenimiento. 4 7. 6. Medidas correctoras Tabla 2. 2. Chulvi / J. Ramos / M. Mejorar mantenimiento plan prevención plan de de prevención Formación. 3.a D. 12. 11.10. Carlos / V. Eliminar posibles Mejorar mantenimiento. plan prevención focos de de calor de de la zona. 9 9 9 9 Derrame del combustible posibles Consecuencias posibles Consecuencias Reventón Derrame combustible Derrame deldel combustible Derrame del combustible Reventón Reventón No hay pureza del combustible Derrame combustible Derrame deldel combustible Derrame hay pureza combustible NoNo hay pureza deldel combustible Falta de suministro o derrame Derrame Derrame No sale todo el producto Falta suministro o derrame Falta de de suministro o derrame No se puede accionar sale todo el producto NoNo sale todo el producto gases No sede puede accionar NoFuga se puede accionar Reventón Fuga gases Fuga de de gases Reventón. 7. 13 13 Reventón Dificultad de aspiración en el surtidor Entrada de tierra en el depósito. 4 1. 3. BLEVE Reventón.7. avisador acústico Mejorar mantenimiento. topes de proximidad mantenimiento Mejorar mantenimiento para vehículos Mejorar mantenimiento.15. 6.16. 3. BLEVE Reventón Reventón 9 9 Reventón. 2. 5. 18 Derrame volumen de de volumen útilútil Derrame 15. pérdida Entrada de tierra en el depósito. 12. 8 7. 5.12. topes de de proximidad Mejorar mantenimiento.10.UJI . avisador acústico para vehículos para vehículos de llenado Mejorar mantenimiento. 4 1. 5. formación Mejorar mantenimiento. 5. 8. Eliminar los posibles llenado de de llenado focos de calor de la zona. 2. 4 3. 13 Derrames Derrames o fugas enterradas o fugas enterradas Reventón 10. Medidas correctoras Tabla 2. 17. 18 18 Derrame 14 19 19 19 20 20 20 21 21 21 22 22 22 23 23 23 Derrame Derrame Derrame Derrame Derrame Cortocircuito y creación de un punto de ignición Cortocircuito y creación punto Cortocircuito y creación de de un un punto Queda fuera de servicio la instalación de aire ignición de de ignición Más puntos ignición posibles Queda fuera de servicio la instalación aire Queda fuera dede servicio la instalación de de aire Más puntos ignición potenciales posibles Más puntos de de ignición posibles BLEVE BLEVE BLEVE Más puntos ignición potenciales Mejorar mantenimiento Más puntos de de ignición potenciales Mejorar mantenimiento Tabla 2. 8. pérdida Dificultad aspiración el surtidor Dificultad de de aspiración en en el surtidor de volumen útil 14 14 Entrada de tierra en el depósito. 1. 6. Eliminar loslos posibles focos de de calor de de la zona. MÁS Cierra 9 NO Estanqueidad Presión Fuga de gases Obstrucción de la conducción Se alcanza el FP del gas y por ello se genera un punto de ignición Existencia de un foco de calor El depósito tiene fugas Impacto.UJI . BLEVE Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento 9 Temperatura 10. envejecimiento de la conducción. 3. formación Producto Cierre No hay pureza del combustible Derrame Conexiones de manguera poka-yoke Limitar acceso a la zona de descarga 5. 12. corrosión. mantenimiento ineficiente No llegan los gases.ISBN: 978-84-693-7379-8 Mejorar mantenimiento 19 Formación Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 7.a D. mantenimiento ineficiente Golpe. Ramos / M. mantenimiento ineficiente Reventón Reventón. E. Chulvi / J. 6. corrosión y grietas. 4 NO Variable Cae combustible fuera Sobrepresión en la manguera Derrame Mezcla de productos No se puede parar el paso de caudal NO Palabra guía Desviación Golpe o desgaste de la junta de la boca de carga y descarga Falta de limpieza de los elementos asociados al trasvase de combustible Ineficiencia del operario al conectar. fallo de estanqueidad Error humano Error humano Desgaste de elementos. 8. recipiente no resiste MÁS Causas posibles Consecuencias posibles Derrame de combustible Reventón Comentarios y medidas correctoras Limitar acceso a la zona de descarga Paso libre Mejorar mantenimiento Conexión 1. 4 OTRO Derrame del combustible Mejorar mantenimiento. 13 Estanqueidad Eliminar los posibles focos de calor de la zona. no revisión por el operario. 2. Mulet / M. desgaste/oxidación de la conexión sin percibir por el operario al conectar Error humano Golpe. 2. 8 Actuación Válvula fuera de funcionamiento Rotura de válvula Grietas en la conducción o juntas en mal estado Pasa caudal cuando no debe o no pasa cuando debe Falta de suministro o derrame No sale todo el producto No se puede accionar Formación 5. Carlos / V. Bovea . 7. 3. plan de prevención NO Derrames o fugas enterradas Mejorar mantenimiento E. 6.Nodo(s) Estanqueidad 1. 11. pérdida de volumen útil Limitar acceso a la zona Mejorar mantenimiento de descarga Derrame Falta de suministro o derrame Derrame No sale todo el producto Derrame No se puede accionar Cortocircuito y creación Fuga de gases de un punto de ignición Cortocircuito y creación de un punto de ignición Reventón Cortocircuito y creación de un punto de ignición Reventón. E.UJI . desgaste/oxidación de la conexión sin percibir por el operario al conectar Obstrucciones en conducto Error humano Golpe. de prevención 10. Error humano mantenimiento ineficiente Golpe. Chulvi / J. avisador Mejorar acústico mantenimiento de llenado 20 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 3. 4 OTRO NO Producto Libre paso Cierre Ausencia de grietas NO Dificultad de aspiración No hay pureza del combustible en el surtidor 14 5.ineficiente control nivel Golpe o desgaste de del la junta de la boca de carga y descarga . Bovea . 18 Estanco 5. 8. 17.Nodo(s) Nivel Estanqueidad 10. 8 15. corrosión. 13 Derrames o fugas enterradas Mejorar mantenimiento E. mantenimiento ineficiente Sobrecarga eléctrica Obstrucción de la conducción Exceso de temperatura por un foco de calor Existencia de un foco de calor El depósito tiene fugas Impacto. 6. 12. mantenimiento ineficiente Causas posibles Consecuencias posibles Comentarios y medidas Comentarios y medidas correccorrectoras toras Derrames o fugas enterradas Derrame de combustible Reventón Reventón BLEVE Formación. 413 MÁS NO Variable Rebose Cae combustible fuera El depósito no resiste Sobrepresión en la manguera Aumenta la temperatura del producto y. 7.a D. desgaste.ISBN: 978-84-693-7379-8 Mejorar mantenimiento. plan formación de prevención 1. deterioro Error humano de la manguera por envejecimiento Fallo humano. 3. 11. 19 Parada 9 20 9 Temperatura Temperatura Estanqueidad Tensión Presión Estanqueidad Intensidad Cierra Actuación Conservación Mejorar mantenimiento Conexiones de manguera poka-yoke Derrame Entrada de tierra en el depósito. Carlos / V. topes Formación de proximidad para vehículos Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Eliminar los posibles focos Eliminar los posibles focos de calor de la zona. Derrame aumenta la presión Falta de control Mezcla de productos de presión. por tanto. plan de prevención. 1. envejecimiento de la Sobrecarga eléctrica conducción. 12. avisador acústico Limitar acceso a la zona nivel de descarga Presión Paso libre Temperatura Conexión Avisador acústico de nivel Mejorar mantenimiento Derrame del combustible Eliminar los posibles focos Mejorar mantenimiento. Material desgastado o corrosión fallo de estanqueidad Desgaste de elementos. corrosión y grietas. mantenimiento automático de parada por depósito ineficiente lleno Golpe. 6. recipiente no resiste Fallo de aislamiento Se alcanza el FP del gas y por ello se genera un punto de ignición NO MÁS NO NO MÁS MÁS NO Palabra Palabra guía guía Desviación . 11. BLEVE Mejorar mantenimiento Formación Mejorar mantenimiento. no revisión por el operario. de calor de la zona. 16. Mulet / M. plan de calor de la zona. Ramos / M. 2. variación de presión No se puede parar Oberturas en la conducción el paso de caudal Pasa caudal cuando Derrame no debe o no pasa cuando debe Obertura Válvula fuera de funcionamiento Sigue suministrando Rotura dedespués válvula producto del llenado Grietas en la Fallo de aislamiento conducción o juntas en mal estado Fallo de aislamiento No llegan los gases. 2.error humano: se supera la capacidad Falta de limpieza de los elementos máxima al trasvase de combustible asociados Existencia de unoperario foco de al calor Ineficiencia del conectar. 7. fallo del sistema Desgaste de elementos. Mulet / M. poka-yoke: diseño a prueba de errores) no debe o no pasa Error humano Falta de suministro o derrame cuando debe Error humano Desgaste de elementos. formación Más puntos de ignición posibles No hay pureza del combustible Más puntos de ignición Derrame potenciales Mejorar mantenimiento Conexiones de manguera poka-yoke Limitar a la zona Mejoraracceso mantenimiento de descarga 5. 7. 13 Estanqueidad Eliminar los posibles focos de calor de la zona. 11.corrosión. mantenimiento ineficiente Reventón. BLEVE Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento 9 Temperatura 10. 6. 4 Paso libre MÁS NO Variable Bloqueo o fallo Cae combustible fuera del rodete Sobrepresión en la manguera Parada del motor Obturación de compresor Derrame NO OTRO Palabra guía Desviación Golpe o desgaste de la junta Mal mantenimiento de la boca de carga y descarga Falta de limpieza de los elementos asociados al trasvase de combustible Mal mantenimiento Ineficiencia del operario al conectar.UJI . Tabla final (BLEVE: boiling liquid expanding vapor explosion.Nodo(s) Estanqueidad Velocidad 21 1. MÁS Cierra 9 NO Estanqueidad Presión Fuga de gases Reventón Existencia de un foco de calor El depósito tiene fugas Impacto. 4 23 NO NO Conductividad eléctrica Producto Conductividad Cierre eléctrica Actuación Válvula fuera de funcionamiento Rotura de válvula Grietas en la conducción o juntas en mal estado No llegan los gases. 8 Pasainforme caudal cuando Tabla 2. Mezcla de productos corrosión . 12.rotura de la toma de tierra del pararrayos. Ramos / M. 6. corrosión y grietas.a D. Chulvi / J. envejecimiento de la conducción. Carlos / V. 2. 8.ISBN: 978-84-693-7379-8 Mejorar mantenimiento 21 Formación Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . desgaste/oxidación de la conexión sin percibir por el operario al conectar Envejecimiento y mal mantenimiento Error humano Mal mantenimiento o rotura Golpe. E. plan de prevención Derrames o fugas enterradas Mejorar mantenimiento E. mantenimiento ineficiente Obstrucción de la conducción Se alcanza el FP del gas y por ello se genera un punto de ignición NO Formación No sale todo el producto No se puede accionar 5. 2. mantenimiento ineficiente Golpe. Bovea . No se puederotura parar el paso de caudal Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento. por acción de roedores fallo de estanqueidad Causas posibles Consecuencias posibles Queda fuera de servicio Derrame de combustible la instalación de aire Reventón Queda fuera de servicio la instalación de aire Derrame del combustible Comentarios y medidas Comentarios y medidas correccorrectoras toras Limitar a la zona Mejoraracceso mantenimiento de descarga Mejorar mantenimiento Presión Conexión 22 1. 7. corrosión. no revisión por el operario.8. 3. recipiente no resiste MÁS . 3. E. Figura 2. impedirá que el operario conecte la manguera a la boca equivocada. Bovea . Carlos / V. por lo que no se producirá una mezcla de distintos combustibles en el llenado del depósito. Chulvi / J. Los avisadores acústicos impedirán que se produzcan derrames por exceso de combustible. donde se ve que se ha optado por añadir conexiones poka-yoke a las mangueras. E.3. Mulet / M. el esquema final de la instalación mejorada queda del modo representado en el siguiente esquema. Los topes de proximidad entre los vehículos impedirán que se produzcan golpes accidentales con los surtidores. un indicador acústico de llenado en el depósito y otro en el surtidor. Esquema del proceso de llenado mejorado El diseño de las conexiones de la manguera mediante técnicas de poka-yoke. y topes de proximidad para vehículos.a D.UJI .8) Esquema de la instalación mejorada Considerando las medidas correctoras propuestas. Ramos / M. que podrían saldarse con derrames.ISBN: 978-84-693-7379-8 22 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . tal y como muestra el esquema de la figura 2. E. fría y caliente. – Conducciones de agua fría.3. logrando así que las tareas se realicen en mayor medida conforme a los procedimientos. con origen y destino respectivamente de los radiadores. cada uno de ellos con una válvula de regulación a la entrada. – Dos conducciones de agua caliente. E. Esta última dispone de un manómetro para regular la presión y de una válvula de seguridad para evitar sobrepresiones. 2. La instalación se compone de: – – – Tubería de entrada de agua fría con válvula de cierre. una para alimentar la grifería y la caldera. ambas procedentes de la caldera.a D.UJI . Ramos / M. Caldera con conexión a red eléctrica y toma de tierra. con sendos grifos para salida de agua fría y caliente. existe una válvula de bypass para disminuir la cantidad de agua que va a los radiadores. – Dos radiadores. con una salida de agua caliente y dos entradas de agua fría (una de la alimentación y otra de la recirculación de los radiadores). Mulet / M. – Entre ambas conducciones.ISBN: 978-84-693-7379-8 23 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . y otra de retorno a la caldera. Carlos / V. habría que incluir la mejora del plan de mantenimiento y la formación específica del operario encargado de supervisar la operación.4. Esta última dispone de un manómetro para regular la presión.Además. Sistema de grifería. Todas estas medidas dotarán al sistema de un funcionamiento más fiable que el actual. Bovea . Chulvi / J. Caso 2: HAZOP radiadores 1) Descripción de la instalación El caso supone una instalación de calefacción con caldera eléctrica. una para alimentar la grifería y otra para alimentar a los radiadores. Carlos / V. La caldera. Esquema de la instalación de calefacción El circuito funciona del siguiente modo: la válvula de entrada permite el paso del agua desde la tubería de entrada al sistema.a D. de un manómetro para comprobar la presión del sistema. E. Esta red dispone de un manómetro para visualizar la presión del sistema y de una válvula de seguridad que expulsa el líquido sobrante en caso de sobrepresión del sistema. 2) Definición del objetivo y alcance 9) Se pide identificar los peligros utilizando la metodología HAZOP para los posibles accidentes derivados de una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros normales de operación en la instalación anteriormente citada. A la entrada de cada uno de los radiadores hay una válvula de entrada que permite regular o cortar el suministro de agua caliente a los mismos.UJI .4. La tubería se separa en dos tramos. La línea de retorno a la caldera dispone. a la red de radiadores. Ramos / M. mientras que el otro se dirige a la caldera. Entre la línea de agua caliente de entrada a los radiadores y la de agua fría de salida de los mismos existe un bypass destinado a la recuperación de flujo caliente hacia la caldera en el caso de que el sistema tenga poca demanda térmica.ISBN: 978-84-693-7379-8 24 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . E. asimismo. calienta el agua. que se dirige por una parte al grifo de agua caliente y por la otra. Mulet / M. uno con salida directa al grifo de agua fría. Bovea . Chulvi / J.Figura 2. conectada a la red eléctrica. Identificación de los nodos de la instalación de calefacción 4) 11) Definición de las desviaciones para cada una de las variables de proceso. 5. 18 19 20 Caudal Caudal Caudal Temperatura Temperatura Presión Temperatura Caudal Caudal Caudal Caudal Nivel Actúa Conserva Caudal Caudal Caudal Temperatura Energía Conductividad eléctrica Variable Palabra guía NO MENOS MÁS NO MÁS MENOS NO MENOS NO MENOS NO NO NO NO MÁS NO MÁS NO Desviación No llega agua a su destino Llega poco caudal No se puede parar el paso de caudal No calienta Aumento de la temperatura y.ISBN: 978-84-693-7379-8 25 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 16 17. 9 7. 4.UJI .a D. Ramos / M.º 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Denominación Manómetro frío Manómetro caliente Válvula seguridad Válvula bypass Válvula regulación radiador 1 Válvula regulación radiador 2 Radiador 1 Radiador 2 Alimentación de la red eléctrica Toma de tierra Tabla 2. 6 1. 4. a partir de las palabras guía Nodo(s) 1. E. Definición de desviaciones E. Mulet / M. 8.º 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Denominación Tubería de entrada Válvula de entrada Caldera Conducto agua fría entrada a grifo Conducto agua fría entrada a caldera Conducto agua caliente caldera a grifo Conducto agua caliente caldera a radiadores (tramo común) Conducto agua caliente a radiador 1 Conducto agua caliente a radiador 2 Conducto agua fría de radiadores a caldera N. 5. 12 13 14 15. de la presión interior La caldera calienta menos de lo que se indica en termostato No llega agua a uno o ambos radiadores Llega poco caudal a uno o ambos radiadores No retorna agua a la caldera Retorna poco caudal a la caldera No marca el nivel de presión No evacúa en caso de sobrepresión Actúa sin existir sobrepresión No desvía el exceso de caudal hacia los radiadores No permite la entrada de agua en el radiador No permite el cierre de paso de agua al radiador El radiador no calienta Subida de tensión La toma de tierra no aísla Tabla 2. a consecuencia de ello.3) 10) Definición de los elementos críticos o nodos de estudio N. Chulvi / J. 6 2 3 3 3 7. 8.9. 9 10 10 11.10. Carlos / V. Bovea . 16 15. Chulvi / J. 12 No evacúa en caso de sobrepresión 13 14 15. 8. Mulet / M. Defecto de montaje Incrustaciones de cal. óxido. Rotura total de tubería Fugas en tubería Oxidación. E. desgaste Bloqueo en abierto de la válvula Mal funcionamiento de las resistencias Mal funcionamiento del termostato de la caldera Mal funcionamiento del termostato de la caldera Obstrucción total de tubería por cal. 4.16 15. – Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración en el siguiente paso y envío para su análisis mediante un método más detallado y/o cuantitativo. Incrustaciones de cal.UJI . de la presión interior La caldera calienta menos de lo que se indica en termostato No llega agua a uno o ambos radiadores Llega poco caudal a uno o ambos radiadores No retorna agua a la caldera Retorna poco caudal a la caldera No marca el nivel de presión Causas posibles Obstrucción total de tubería por cal. etc. 18 19 20 Actúa sin existir sobrepresión No desvía el exceso de caudal hacia los radiadores No permite la entrada de agua en el radiador No permite el cierre de paso de agua al radiador El radiador no calienta Subida de tensión La toma de tierra no aísla Desviación No llega agua a su destino Llega poco caudal No se puede parar el paso de caudal No calienta Aumento de la temperatura y.11. – Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta desviación en el siguiente paso. etc. 16 17. Ramos / M.a D. Bovea . E. 5. óxido. Incrustaciones de cal. 8. óxido. etc. Defecto de montaje Rotura del muelle. 4.5) 12) Identificar posibles causas de cada desviación Nodo(s) 1. 9 7. Determinación de las posibles causas 6) 13) Establecer las consecuencias posibles de la desviación y analizar cuál de las alternativas siguientes es aplicable al caso – Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar esta desviación. etc. Carlos / V. etc.ISBN: 978-84-693-7379-8 26 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 5. Rotura total de tubería Fugas en tubería Obstrucción total de tubería por cal. óxido. etc. etc. a consecuencia de ello. óxido. Rotura total de tubería Fugas en tubería Obstrucción por incrustaciones Rotura muelle Defecto de fabricación Incrustaciones de cal. óxido. Obstrucciones internas Mal funcionamiento de la red Mal mantenimiento o rotura por acción de roedores Tabla 2. 6 1. 9 10 10 11. 6 2 3 3 3 7. óxido. Incrustaciones de cal. 4. fuga Fuga Pérdidas de agua Desconocimiento del estado de las presiones en el sistema. quema de la caldera.ISBN: 978-84-693-7379-8 27 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 18 19 20 Tabla 2. 9 7. etc. fuga Fuga Pérdidas de agua No se puede detener la entrada de agua en caso de malfuncionamiento del sistema El sistema no calienta Explosión. Defecto de montaje Rotura del muelle Incrustaciones de cal. fuga.a D. óxido. fugas o explosión Riesgo de sobrepresión.UJI . reventón. quema de la caldera. reventón y fuga Comentarios y medidas correctoras Mejorar mantenimiento. fugas o explosión Exceso de calor en el radiador.16 15. 6 1. 5. fugas o explosión Sobrecarga. 16 17. 6 1. óxido. óxido. Determinación de consecuencias 7) 14) Determinar medidas correctoras que eviten o palien las causas de las desviaciones Nodo(s) 1. óxido. Rotura total de tubería Fugas en tubería Obstrucción por incrustaciones Rotura muelle Defecto de fabricación Incrustaciones de cal. 4. etc. etc. peligro de rotura. fuga Fuga Pérdidas de agua No se puede detener la entrada de agua en caso de malfuncionamiento del sistema El sistema no calienta Explosión. reventón. uno o ambos radiadores no calientan Pérdidas de agua. reventón. Defecto de montaje Incrustaciones de cal. 5. Carlos / V. 6 2 3 3 3 7. Rotura total de tubería Fugas en tubería Obstrucción total de tubería por cal. uno o ambos radiadores no calientan Sobrepresión en todo el subsistema de radiadores. etc. Obstrucciones internas Mal funcionamiento de la red Mal mantenimiento o rotura por acción de roedores Consecuencias posibles Sobrepresión. 8. 12 Causas posibles Obstrucción total de tubería por cal. 5. 4. E. fugas o explosión Sobrepresión. Rotura total de tubería Fugas en tubería Oxidación. etc. 4. 5. reventón. etc. óxido. Bovea . peligro de rotura. 6 2 3 3 Consecuencias posibles Sobrepresión. explosión Fuga Peligro de rotura.12. óxido. punto de ignición 13 14 15. punto de ignición Sobrecarga. Mulet / M. 9 10 10 11. Chulvi / J. fugas o explosión Sobrepresión en las tuberías.Nodo(s) 1. reventón y fuga Los radiadores calientan poco o no calientan Sobrepresión. uno o ambos radiadores no calientan Fuga. desgaste Bloqueo en abierto de la válvula Mal funcionamiento de las resistencias Mal funcionamiento del termostato de la caldera Mal funcionamiento del termostato de la caldera Obstrucción total de tubería por cal. 8. óxido. etc. riesgo de sobrepresión. descalcificadora Material más resistente Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento Descalcificadora Mejorar mantenimiento E. Ramos / M. quema de la caldera. uno o ambos radiadores no calientan Pérdidas de agua.Nodo(s) 3 7. explosión Fuga Peligro de rotura. Mulet / M. fuga. 18 19 20 Consecuencias posibles Los radiadores calientan poco o no calientan Sobrepresión. 8. peligro de rotura. 12 13 14 15. fuga Fuga Pérdidas de agua Desconocimiento del estado de las presiones en el sistema. Ramos / M. quema de la caldera.ISBN: 978-84-693-7379-8 28 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D. reventón. fugas o explosión Exceso de calor en el radiador. 8. E. filtros Material más resistente Mejorar mantenimiento Descalcificadora. 9 7. descalcificadora Formación Mejorar mantenimiento.13.16 15.UJI . descalcificadora. fugas o explosión Sobrepresión en las tuberías. peligro de rotura. descalcificadora Mejorar mantenimiento. filtros Material más resistente Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento. Carlos / V. filtros Mejorar mantenimiento Plan de calidad en fábrica Mejorar mantenimiento. Medidas correctoras E. descalcificadora. reventón. fugas o explosión Riesgo de sobrepresión. Bovea . conmutador térmico Tabla 2. riesgo de sobrepresión. punto de ignición Comentarios y medidas correctoras Mejorar mantenimiento Mejorar mantenimiento. fugas o explosión Sobrepresión. uno o ambos radiadores no calientan Fuga. fugas o explosión Sobrecarga. conmutador térmico Mejorar mantenimiento. 16 17. filtros Mejorar mantenimiento. uno o ambos radiadores no calientan Sobrepresión en todo el subsistema de radiadores. punto de ignición Sobrecarga. Chulvi / J. descalcificadora Mejorar mantenimiento. descalcificadora. 9 10 10 11. descalcificadora Mejorar mantenimiento. óxido. filtros Material más resistente Retorna poco caudal a la caldera Fugas en tubería Pérdidas de agua 10 Caudal Mejorar mantenimiento E. fuga Fuga Pérdidas de agua Mejorar mantenimiento. 4. E. etc. óxido.ISBN: 978-84-693-7379-8 7. uno o ambos radiadores no calientan Fuga. etc. Carlos / V. descalcificadora. a consecuencia de ello. etc. de la presión interior La caldera calienta menos de lo que se indica en el termostato No llega agua a uno o ambos radiadores El sistema no calienta Descalcificadora Explosión. Rotura total de tubería Palabra guía Desviación Causas posibles Consecuencias posibles Comentarios y medidas correctoras Sobrepresión.a D. descalcificadora Material más resistente 1. reventón. 5.UJI . reventón. Bovea . 6 NO Variable No llega agua a su destino Obstrucción total de tubería por cal. uno o ambos radiadores no calientan Mejorar mantenimiento. 6 MENOS Caudal Caudal No se puede parar el paso de caudal MÁS Llega poco caudal Mejorar mantenimiento 2 3 NO No se puede detener la entrada de agua en caso de mal funcionamiento del sistema Mejorar mantenimiento Temperatura Temperatura Presión MÁS No calienta Aumento de la temperatura y. 9 MENOS Caudal Caudal Llega poco caudal a uno o ambos radiadores No retorna agua a la caldera Pérdidas de agua. 9 NO Sobrepresión. 4. óxido. filtros 29 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . uno o ambos radiadores no calientan Mejorar mantenimiento 10 NO Sobrepresión en todo el subsistema de radiadores. descalcificadora. 5. fuga. 8. fuga Fuga MENOS Mejorar mantenimiento. reventón. Ramos / M. reventón y fuga Mejorar mantenimiento 3 3 MENOS Temperatura Caudal Los radiadores calientan poco o no calientan Mejorar mantenimiento Material más resistente Fugas en tubería Obstrucción total de tubería por cal.Nodo(s) Caudal 1. Rotura total de tubería Fugas en tubería Oxidación. Chulvi / J. desgaste Bloqueo en abierto de la válvula Mal funcionamiento de las resistencias Mal funcionamiento del termostato de la caldera Mal funcionamiento del termostato de la caldera Obstrucción total de tubería por cal. 8. Rotura total de tubería 7. Mulet / M. Mulet / M. explosión Fuga 13 INVERSA Mejorar mantenimiento. filtros 30 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V. descalcificadora Caudal 14 NO Peligro de rotura. descalcificadora. quema de la caldera. fugas o explosión Incrustaciones de cal. etc. 16 MÁS Exceso de calor en el radiador. punto de ignición Mejorar mantenimiento. 12 NO Variable No marca el nivel de presión Obstrucción por incrustaciones Rotura muelle Defecto de fabricación Incrustaciones de cal. fugas o explosión Descalcificadora. punto de ignición Mejorar mantenimiento. descalcificadora Caudal 15. 16 NO Sobrepresión en las tuberías. fugas o explosión Obstrucciones internas Mal funcionamiento de la red Mal mantenimiento o rotura por acción de roedores Tabla 2.Nodo(s) Nivel 11. descalcificadora 19 MÁS Energía Conductividad eléctrica NO Sobrecarga. riesgo de sobrepresión. descalcificadora formación 15. Mejorar mantenimiento. óxido.14.UJI . fugas o explosión Mejorar mantenimiento. filtros Mejorar mantenimiento Plan de calidad en fábrica Actúa NO No evacúa en caso de sobrepresión Actúa sin existir sobrepresión No desvía el exceso de caudal hacia los radiadores No permite la entrada de agua en el radiador No permite el cierre de paso de agua al radiador El radiador no calienta Subida de tensión La toma de tierra no aísla Sobrepresión. peligro de rotura.a D. etc. E. óxido. óxido. Chulvi / J. etc. óxido. fugas o explosión Incrustaciones de cal. conmutador térmico E. Defecto de montaje Caudal Palabra guía Desviación Causas posibles Consecuencias posibles Comentarios y medidas correctoras Desconocimiento del estado de las presiones en el sistema. peligro de rotura. etc.ISBN: 978-84-693-7379-8 17. Defecto de montaje Rotura del muelle Incrustaciones de cal. Bovea . 18 NO Temperatura Riesgo de sobrepresión. Informe final Mejorar mantenimiento. Ramos / M. conmutador térmico 20 Sobrecarga. quema de la caldera. Mejorar mantenimiento. además de modificar plan de mantenimiento de misma. posibles causantes de un importante número de desviaciones. Bovea .UJI . Se ha optado también por instalar un conmutador térmico que proteja aa lala caldera de posibles sobretensiones en lala red.5.a D. Ramos / M. Chulvi / J. Esquema instalación calefacción mejorada E. se ha Para mejorar instalación. se ha incluido un filtro en realimentación de caldera proveniente de los radiadores. Se ha optado también por cal. Figura 2. Mulet / M. además de modificar elel plan de mantenimiento de lala misma. para eliminar otro tipo de impurezas acumuladas por elel sistema. E. Esquema dede la la instalación dede calefacción mejorada Figura 2.5. para eliminar otro tipo de impurezas acumuladas por sistema. instalar un conmutador térmico que proteja caldera de posibles sobretensiones en red. los óxidos similares. Por último. como pueden ser diadores.15) Esquema de lala instalación mejorada 8) 15) Esquema de instalación mejorada Para mejorar lala instalación. Carlos / V. posibles causantes de un importante número de desviaciones.ISBN: 978-84-693-7379-8 31 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . se ha optado por instalar una descalcificadora en lala entrada del sistema para quitar las impurezas de optado por instalar una descalcificadora en entrada del sistema para quitar las impurezas de cal. se ha incluido un filtro en lala realimentación de lala caldera proveniente de los raPor último. como pueden ser los óxidos oo similares. 1. Descripción teórica El análisis modal de fallos y efectos con criticidad (AMFEC) es una herramienta de análisis sistemático y de detalle de todos los modos de fallo de los componentes de un sistema.ISBN: 978-84-693-7379-8 32 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . hay diferentes modos potenciales de fallo y puede ser preferible relacionar las funciones separadamente. como el mostrado en la tabla 3.a D.UJI . 2) Definición del objetivo y alcance Se trata de definir qué elementos forman parte del análisis y cuál es el objetivo del mismo. Ramos / M. se analiza cada modo de fallo independientemente y se identifican sus efectos sobre otros componentes del sistema y sobre el sistema en su conjunto. Bovea . Chulvi / J. Cuando el conjunto tiene varias funciones. Mulet / M. MÉTODO AMFE 3. Para realizar un AMFE es conveniente utilizar un formulario o tabla especial.3. componente a componente. y de identificar qué riesgos son prioritarios de cara a un mejor funcionamiento del sistema. E. 3) Determinación de funciones Consiste en indicar lo más brevemente posible la función de la pieza o conjunto que se está analizando. E.7. Carlos / V. Los pasos para realizar un AMFEC son: 1) Descripción de la instalación Consiste en analizar los componentes de la instalación y su funcionamiento. que identifica su efecto sobre el mismo. 4) Determinación de modos de fallo de cada función El modo de fallo es la manera en que una determinada función no se realiza correctamente. Así. con el fin de estimar su probabilidad de aparición. para cada pieza en particular. Par de apriete incorrecto. Excentricidad Marcas de utillaje. Las causas relacionadas deben ser lo más concisas y completas posibles. Desequilibrio Formación de grietas Espesor incorrecto del material Pintura de recubrimiento de mala calidad. Mulet / M. Ejemplos de causas de fallo E. Soldadura de mala calidad Material incorrectamente especificado.a D. Demasiado frío Dañado en producción Tratamiento térmico incorrecto. Chulvi / J.2. Algunos ejemplos de causas típicas de fallos son las mostradas en la tabla 3. Porosidad Corrosión antes del montaje Dimensiones no de acuerdo a plano. Algunos ejemplos de modos de fallo se muestran en la tabla siguiente: Bloqueo Vibración No se queda en posición No se abre/cierra Posición abierta/cerrada Falsa actuación Pérdida de entrada/salida No se para No arranca No conmuta Funcionamiento prematuro Funcionamiento retardado Entrada errónea (aumento/disminución) Salida errónea (aumento/disminución) Fugas externas Excede tolerancia superior/inferior Tabla 3. E.En este paso hay que relacionar cada modo de fallo potencial. Alineación incorrecta Adelgazamiento. Carlos / V. Omitido Impurezas en el material. descubrir efectos secundarios y prever acciones correctoras recomendables. Sobretensión Lubricación insuficiente. con la función que realiza la misma. Estructura incorrecta del material. Ejemplos de modos de fallo Funcionamiento inadvertido Funcionamiento intermitente Funcionamiento irregular Indicación errónea Flujo restringido Cortocircuito (eléctrico) Circuito abierto (eléctrico) Otras 5) Determinación de causas para cada modo de fallo Consiste en relacionar todas las causas potenciales atribuibles a cada modo de fallo. Ramos / M. Bovea . Error de montaje Interpretación inadecuada del diseño. Sobrecarga Demasiado caliente Mantenimiento inadecuado.UJI .ISBN: 978-84-693-7379-8 33 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . de modo que las acciones correctoras puedan ser orientadas hacia las causas pertinentes.2: Uso de material incorrecto. Tabla 3. etc.1. entendiendo por ocurrencia la probabilidad de que una causa específica se produzca y dé lugar al modo de fallo (P2/1). Ejemplos de formas de detección 7) Determinación de los efectos sobre otros componentes y sobre el sistema Identificar. Por tanto.a D. el grado de gravedad del mismo y la probabilidad de que sea detectado. Chulvi / J.). Mulet / M. 8) Estimación de la frecuencia de fallo. Para esta probabilidad deben evaluarse todos los controles actuales utilizados para prevenir que se produzca la causa de fallo en el elemento designado. la gravedad y la probabilidad de que el fallo sea detectado Es la estimación cuantitativa de la importancia de los fallos. 2. Carlos / V.4. y consiste en calcular la probabilidad de ocurrencia en una escala del 1 al 10 (tabla 3. la probabilidad de ocurrencia de un modo de fallo debido a una causa es el producto de las dos probabilidades: P(1) x P(2/1). Cuando se asigna la clasificación por ocurrencia. El sistema en su conjunto. ya que puede resultar en un fallo múltiple. tal y como se indica en los ejemplos de la siguiente tabla: Función Ventilar Conducir un fluido Modo de fallo No ventila Flujo restringido Detección Aumento de temperatura No se oye ruido Sale muy poco fluido o muy lentamente Tabla 3. La probabilidad de ocurrencia. Bovea . según la probabilidad de que ocurra el fallo.6) Determinación de las formas de detección Se identifican qué señales podrían apreciarse en el caso de que ocurriera un modo de fallo.ISBN: 978-84-693-7379-8 34 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .3. deben ser consideradas dos probabilidades: 1. La probabilidad de que se produzca la causa potencial del fallo (P1). – Frecuencia (F): Este índice está íntimamente relacionado con la causa de fallo. evaluar y registrar las consecuencias de cada modo de fallo sobre: – – Otros componentes. Ramos / M.UJI . E. E. 005% – 0. con problemas de fabricación. con un número relativamente bajo de fallos. Generalmente las mencionadas fuentes ofrecen datos sobre la tasa de fallos del componente. para las mismas condiciones de utilización. con problemas de diseño y fabricación. con un número relativamente bajo de fallos. Promedio de fallo muy alto.4. Mulet / M. pero no siempre es accesible la información sobre la causa que provoca el fallo y el modo de fallo. Tabla 3. Promedio de fallo moderado. según muestra la tabla 3. Bases de datos de fallos. por lo que se calcula en base a una escala de 1 a 10. Esta clasificación está basada únicamente en los efectos del fallo. Probabilidad de ocurrencia / frecuencia Rangos de probabilidad de ocurrencia [0% – 0. Generalmente asociado a productos sin diseños parecidos previos y sin probabilidades de fallo medidas. Generalmente asociado con diseños parecidos a otros previos que han experimentado fallos más frecuentes.01% – 0. Datos del fabricante. Generalmente asociado con productos previos parecidos.UJI . Generalmente asociado con diseños parecidos a otros previos usados en entornos diferentes.005%] ]0. que necesitan atenciones particulares. Como la cla- E.ISBN: 978-84-693-7379-8 35 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Promedio de fallo moderado. Generalmente asociado con diseños parecidos a otros previos que han experimentado fallos esporádicos en condiciones de utilización ligeramente diferentes. Chulvi / J. en base a la experiencia y el entorno de funcionamiento del sistema analizado. Promedio de fallo bajo.1%] F 1 2 3 4 ]0. Carlos / V.Criterio Probabilidad remota de ocurrencia.5% – 1%] ]1% – 5%] ]5% – 10%] ]10% – 50%] > 50% 5 6 7 8 9 10 Los datos para estimar la probabilidad de ocurrencia pueden obtenerse a partir de distintas fuentes.5. E. Promedio de fallo bajo. Promedio de fallo sumamente alto. – Gravedad del fallo (G). Ramos / M. tales como el RiAC Automated Data Book y otras.1% – 0. Generalmente asociado con diseños parecidos. Bovea . Problema de fallo alto.a D. por lo que es habitual tener que estimar cómo se reparte la probabilidad de fallo de un componente entre los distintos modos y causas de fallo. Sería irrazonable esperar que se produjera el fallo. Este índice está íntimamente relacionado con los efectos del modo de fallo.05%] ]0. Asociado con diseños previos parecidos. Asociado con fallos de productos parecidos que han causado problemas de diseño en el pasado.05% – 0. Tablas de tasas de fallo típicas publicadas en libros de análisis de riesgos. entre otras: Registro de fallos según reclamaciones de clientes.01%] ]0. Los fallos ocurrirán casi con certeza. El índice de gravedad valora el nivel de las consecuencias sentidas por el cliente. Promedio de fallo moderado.5%] ]0. Problema de fallo alto. sificación de gravedad está basada únicamente en el efecto de fallo. potencial Bovea . sin previo aviso Tabla 3. . Para su determinación se utiliza una escala de 1 a 10. Se calcula como el producto de los tres indicadores: la frecuencia (F).ISBN: 978-84-693-7379-8 36 posibles Problemas resueltos de análisis de riesgos instalaciones industriales . recibirán la misma clasificación de gravedad. Criterio Probabilidad de que el defecto individual llegue al cliente 0-5% 6-15% 16-25% 26-35% 36-45% 46-55% 56-65% 66-75% 76-85% 86-100% D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Probabilidad remota de que el defecto llegue al cliente. Gravedad Gravedad (G) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 – No detección (D). Ramos / M. Carlos / V. Este índice marca la probabilidad de que la causa y/o modo de fallo.UJI IPR .fin priorizar causa del fallo para acciones correctivas. la E. prueba o montaje (dificultad de montaje) Probabilidad baja de que el defecto llegue al cliente Probabilidad moderada de que el defecto llegue al cliente Probabilidad alta de que el defecto llegue al cliente Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente Tabla 3. supuestamente aparecido. todas las causas potenciales del fallo para un efecto particular de este. Sería poco razonable que un defecto no fuese detectado durante la inspección.5. según muestra la tabla 3. D.6. Este índice está íntimamente relacionado con los controles de detección actuales y la causa de fallo. Criterio Imperceptible por el cliente Perceptible pero no molesto Perceptible y ligeramente molesto Predispone negativamente al cliente Degradación del sistema Degradación del sistema y exigencia de cambio/reparación Degradación del sistema y reparación costosa Degradación del sistema.6. mediante la siguiente expresión: IPR = F x G x D El IPR se calcula para todas las combinaciones de modo de fallo y causa. El IPR es usado con a Mulet de / M. Chulvi / J. con aviso previo Afecta a la seguridad. elE. llegue al cliente. Aenmayor mayor importancia tiene el fallo. que llega a afectar a otros sistemas de la instalación Afecta a la seguridad. Se utiliza con el fin de priorizar las causas potenciales de fallo que requieren acciones preventivas. No detección 9) Cálculo del índice de prioridad de riesgo (IPR) para cada modo de fallo y causa El índice de prioridad del riesgo (IPR) es un parámetro de estimación cuantitativa de la importancia de los fallos. la gravedad (G) y la probabilidad de detección (D). 11) 11) Esquema de la instalación mejorada Una vez decididas las medidas correctoras que hay que implantar. donde se recomienda. lo que por regla general. será necesario que la acción correctora que se debe implantar reduzca alguno de los parámetros que componen el IPR: – Reducción de F.UJI . uso de material incorrecto. etc. E. El IPR es usado con el fin de priorizar la causa potencial del fallo para posibles acciones correctivas. respectivamente. Cambiar el diseño. habría que introducir cambios en el diseño del sistema. Para ello. de forma general. se describirá cómo es la instalación mejorada. Mulet / M. 2.IPR = F x G x D El IPR se calcula para todas las combinaciones de modo de fallo y causa.ISBN: 978-84-693-7379-8 37 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . gravedad y no detención: F’. mayor importancia tiene el fallo. aplicar medidas para todos aquellos IPR cuyo valor sea mayor a 100. Chulvi / J. sobrecarga. – Reducción de D. se requiere introducir cambios o mejoras en el control de detección del sistema. A mayor IPR.).a D. produce un aumento de coste. 12) Cálculo de los nuevos coeficientes F’. – Reducción de G. Carlos / V. y se halla el nuevo IPR’ resultante de la expresión: IPR’ = F’ x G’ x D’ Este nuevo índice permite evaluar la efectividad de la acción correctora. E. se recalculan los nuevos índices de frecuencia. Con el fin de disminuir la probabilidad de que el defecto llegue al cliente. G’ y D’. para reducir la probabilidad de que la causa de fallo pueda producirse (porosidad. Ramos / M. Incrementar o mejorar los sistemas de control que impiden que se produzca la causa de fallo. Con el fin de disminuir la gravedad. Bovea . 10) Identificación de los modos de fallo más críticos y propuesta de medidas correctoras 10) Implantación de acciones correctoras para aquellas causas de fallo con mayor IPR.G’ y D’ y el IPR’ para cada medida correctora 12) Una vez propuestos los cambios. Con el fin de disminuir la probabilidad de ocurrencia pueden aplicarse las siguientes acciones: 1. Carlos / V.UJI .ISBN: 978-84-693-7379-8 38 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Formato del AMFEC E.7. E.a D. Chulvi / J. Bovea . Ramos / M. Mulet / M. Sistema: Componente Frecuencia F Función Modo de fallo Causas Efecto sobre Otros compoSistema nentes Sistema actual Gravedad No detecG ción D IPR Acción correctora Sistema con medida correctora Frecuencia Gravedad No detecF’ G’ ción D’ IPR’ Tabla 3. válvula del depósito.) hasta que este provoca el modo de fallo.ISBN: 978-84-693-7379-8 39 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Para poder completar todos los puntos se adjunta la siguiente tabla con diversas tasas de fallos extraídas de la base de datos del RIAC.1 y está compuesto de cisterna. cada dos meses se revisan los componentes.a D. etc. 2) Definición del objetivo y alcance En este ejercicio se debe reducir el riesgo de la operación de descarga. los cuales influyen considerablemente en el proceso de descarga: – – – – – Tubería flexible (manguera) Bomba (compresor) Identificador de nivel Válvula de seguridad Válvula del depósito IPR Además.3. en donde las tasas de fallos están expresadas en fallos cada 106 horas.2. bomba y válvula de seguridad. El esquema del camión cisterna se muestra en la figura 2. El tiempo medio que transcurre desde que se manifiesta el deterioro (desgaste. Ramos / M. oxidación. En cuanto al mantenimiento. Caso 1: AMFE gasolinera 1) Descripción de la instalación En este caso se va a analizar el proceso de descarga de un camión cisterna con combustible líquido a una gasolinera. boca de carga de la gasolinera. considerando cinco elementos de los descritos anteriormente.2. Chulvi / J. en la figura 2. E.2. Del mismo modo. además de los elementos listados anteriormente. Carlos / V. cuya descripción se indica en el caso 2. Cuando hay una M detrás del valor de la tasa de fallos significa que es el número de fallos por cada millón de millas: E.UJI . bomba de carga y descarga. tal y como se describe en el caso 2. En dicho proceso intervienen.2 se muestra el esquema del camión ya conectado al depósito subterráneo de una gasolinera para iniciar el proceso de descarga. se piden medidas correctoras para los más elevados (100). es de un mes y medio. Bovea . e identificador de nivel. los siguientes: elementos: tubería flexible (manguera). Mulet / M. Tasas de fallo de los componentes 3) Determinación de funciones Componente Tubería flexible Bomba Identificador de nivel Válvula de seguridad Válvula del depósito Facilitar el trasiego del combustible Indicar el nivel de fuel en el depósito Evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión Permitir el paso de combustible al depósito e impedir el retroceso del mismo Tabla 3.0434 27.UJI .0300 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 40 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .032 0. AT Cableado.5770 2.9.7170 1.6003 0.1111 1.2041 0.a D. eléctrico Cableado.3551 12.5993 1.4501 34. Identificación de las funciones de los componentes analizados Función Permitir el flujo de combustible procedente de la cisterna con destino a la bomba E.4981 16. Chulvi / J.8364 68.5616 26.Componente Accesorios de unión mecánicos Accesorios de unión hidráulicos Accesorios de unión soldados Accesorios de unión universales Actuador eléctrico Alarma audible Alarma visible Bomba de fuel By-pass en mangueras Cableado.9074 51.8.1128 0.4284 965.032 21.0303 Componente Panel de control (generador) Regulador neumático de presión Regulador neumático de rotura de válvula Rejilla apagallamas Sensor genérico Sensor nivel de líquidos Sensor de presión Sonda Sonda de fuel Tapa de cierre hermético Tapa de roscado Tubería Tubo de descarga Tubo de aspiración Unión válvula-bomba Unión tubo a tubería Unión entre tubos Válvula de fuel Válvula de depósito Válvula de compuerta Válvula de regulado de presión Válvula de corte Tasa de fallo 0.0040 0.032 0. Bovea .4849 2.032 4067.2727 0.4615 0.0096 38.8170 3.1562 0.5000 0. Ramos / M.4513 0.2240 Tabla 3.0801 0.1982 0.3293 3.9292 3.0176 3. conductor Canal de recogida Carcasa Compuerta (boca de hombre) Convertidor de frecuencia Deposito de fuel Filtro de fuel-oil Indicador de fuel Indicador de presión Monitor (display) Manguera de suministro Tasa de fallo 0.0253 M 6.3550 0.9500 3.0200 0. Carlos / V.0621 104.0190 0.1516 111. Mulet / M. E.6000 1. Oxidación de elementos interiores b41. Obstrucción parcial por cuerpos extraños b33. Bloqueado en cerrado e1.4) Determinación de modos de fallo de cada función Componente Tubería flexible Función a. b4. Bloqueado en cerrado E. Permitir el flujo de combustible procedente de la cisterna con destino a la bomba Modo de fallo a1. Fallo del sistema eléctrico b21.10. No varía la indicación. Indicar el nivel de fuel en el depósito d. Bloqueo en parado b2. Accesorios de unión mal acoplados a33. Deterioro por desgaste o rozamiento (falta de mantenimiento) a21. se queda estático d1. Pérdidas pequeñas de flujo de combustible a2. Fallo en el indicador d11. Bloqueo en cerrado e2. Funcionamiento parcial b4. Se pierde bastante flujo b1. Mulet / M. Parcialmente bloqueado Tabla 3. Accesorios de unión deteriorados b11. Fallo por oxidación d12. Evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión e. Fallo del sistema eléctrico b32. Fallo del sistema eléctrico b31. Fallo en el sensor c12. Oxidación de elementos interiores b12. El flujo pasa más lentamente de lo que debería a3.a D. Pérdidas pequeñas de flujo de combustible a2. Ramos / M. Facilitar el trasiego del combustible Identificador de nivel Válvula de seguridad Válvula del depósito c. Identificación de los modos de fallo 5) Determinación de causas para cada modo de fallo Modo de fallo a1. Bloqueo en funcionamiento b3. Se pierde bastante flujo Causas a11.ISBN: 978-84-693-7379-8 41 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Bloqueo en abierto e3. No varía la indicación.UJI . Fallo por impurezas b1. Taponada por suciedad interior a31. se queda estático d1. corte o punzonamiento a12. Bloqueo en parado Bloqueo en funcionamiento Funcionamiento parcial No es estanca Bomba b. Chulvi / J. Permitir el paso de combustible al depósito e impedir el retroceso del mismo c1. Aplastada por causas exteriores a22. b3. Deterioro por rotura. Rotura de la empaquetadura c11. No es estanca c1. Obstrucción por cuerpos extraños b13. El flujo pasa más lentamente de lo que debería a3. Conexión de manguera de tipo equivocado a32. E. Carlos / V. Bovea . b2. Bovea .12. Retroceso del combustible al finalizar la operación e3. Fallo por oxidación Causas Tabla 3. Posibles causas para cada modo de fallo 6) Determinación de las formas de detección Modo de fallo a1. Bloqueo en abierto e3. Pérdidas pequeñas de flujo de combustible a2. No evacúa en caso de sobrepresión e1. Funcionamiento parcial b4. Rotura de la bomba por funcionar en vacío Rotura de la bomba por funcionar en vacío Puede llegar a rotura de la bomba por funcionar en vacío La cisterna permanece llena Sistema Derrame. E. Determinación de la detección c1. Fallo por impurezas e21.a D. Fallo por impurezas e32.11. No se llena el depósito No se llena el depósito Sobrepresión en el sistema Ralentización del proceso de descarga Incendio y explosión E. Bloqueo en parado b2. Posible incendio.UJI . Ramos / M. Excesivo tiempo de descarga b4. Se pierde bastante flujo b1. Derrame del combustible b1. Pérdidas pequeñas de flujo de combustible a2. Fallo por impurezas e31. b4. b2. No es estanca Inundación del cuarto de bombas. se queda estático d1. No se llena el depósito Sobrepresión en el sistema. Bloqueo en cerrado e2. La bomba no se detiene b3. Bloqueo en parado Bloqueo en funcionamiento Funcionamiento parcial No es estanca Detección a1. No varía la indicación. Bloqueo en cerrado e2. Derrame c1. Chulvi / J. No se observa descenso en el nivel de la cisterna e2. Carlos / V. Rotura de la bomba por funcionar en vacío Efectos Otros componentes Inundación del cuarto de bombas. La manguera se observa chafada. b3. Parcialmente bloqueado 7) Determinación de los efectos sobre otros componentes y sobre el sistema Modo de fallo a1. Fallo por oxidación e22. no se observa descenso en el nivel de la cisterna a3. Parcialmente bloqueado e11. Bloqueo en abierto e3. No indica los incrementos de nivel d1. Posible incendio.ISBN: 978-84-693-7379-8 42 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M. Bloqueado en cerrado e1. No se observa descenso en el nivel de la cisterna b2. Bloqueo en funcionamiento b3. Fallo por oxidación e12. El flujo pasa más lentamente de lo que debería a3. El flujo pasa más lentamente de lo que debería a3.Modo de fallo e1. Se pierde bastante flujo b1. Excesivo tiempo de descarga Tabla 3. Derrame superficial a2. No se llena el depósito Derrame. el coeficiente de gravedad (G) se ha estimado a partir de los efectos identificados para cada modo de fallo. Tubería flexible: – Componente asimilable: tubería de descarga. Ramos / M. Bloqueo en abierto e3. la gravedad y la probabilidad de que el fallo sea detectado La probabilidad de fallo de cada componente se distribuye entre todas las combinaciones de modos de fallo y causas en las que está implicado el componente. el coeficiente de detección (D) se ha calculado pa-ra cada combinación de modo de fallo y causa a partir del intervalo de tiempo entre mantenimientos y el tiempo desde que se manifiestan los primeros síntomas del modo de fallo hasta que este genera la avería. Posible incendio Desborde del depósito. Bloqueo en cerrado e2. Por último. E. Efectos sobre otros componentes y sobre el sistema 8) Estimación de la frecuencia de fallo F. Por su parte. E. Carlos / V. con tasa de fallo de 0. No varía la indicación. Chulvi / J.ISBN: 978-84-693-7379-8 43 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Aunque dividamos la probabilidad entre los diferentes modos de fallo. Posible incendio. Vaciado del depósito Ralentización del proceso de descarga Tabla 3. se ha estimado cómo repartir la tasa de fallos de cada componente entre todas las combinaciones de modos de fallo y causas para el cálculo del coeficiente F. Bovea . Parcialmente bloqueado Efectos Otros componentes Sistema Desborde de combustible. Reparto a(ij) Probabilidad <0.Modo de fallo c1.032·10-6 F = 1.13.032 · 10 -6 Probabilidad (%) <0. Para ello. la F seguirá siendo 1. se queda estático d1. Derrame e incendio Posible explosión Sobrepresión en el sistema Derrame.a D.UJI .0000032 F 1 – Si existe posibilidad de incendio por fuga de combustible (a1 y a3) se considera que afecta a la seguridad (G = 9). Posible incendio Posible rotura de la bomba o de la manguera. Bloqueado en cerrado e1. mientras que si sólo hay obstrucción (a2) se supone perceptible y molesto (G = 3). Mulet / M. Se aplica la tasa de fallo del convertidor de frecuencia con un valor de 965.a D.0321854 0.889 · 10 -6 -6 -6 Probabilidad (%) 0.5·10-6.33 0.667 · 10-6 38. La probabilidad se divide equitativamente entre las tres causas de fallo de origen eléctrico (b13.0016667 0. Revisión a11 a12 a21 a22 a31 a32 a33 6 6 6 6 6 6 6 Aparición 0 5 0 5 0 0 5 Probabilidad (%) 100% 17% 100% 17% 100% 100% 17% D 10 3 10 3 10 10 3 Bomba: – Parte mecánica: regulador neumático de rotura de válvula con tasa de fallo de 111.) o por causas progresivas (desgaste.33 0.0321854 0. En cuanto a la carcasa. Carlos / V. aplastamiento por causas exteriores o mala unión. Chulvi / J.8539 · 10-6 -6 -6 -6 E.). deterioro o malas conexiones puedan suceder por causas inmediatas (punzonamiento.667 · 10 0.7 0...9292 · 10 321.0016667 0. Dentro de cada modo de fallo se considera más probable la obstrucción (70%) que la oxidación (30%). E.UJI .8539 · 10 38.889 · 10 16.0321854 0. presenta una tasa de fallo de 0. Se le asigna el 50% de la probabilidad de fallo a cada modo de fallo con origen mecánico (b1 y b3).7 0.0000929 F 1 1 3 3 3 1 1 1 321. deterioro.3 1 Probabilidad 16.3 0’5 x 0.5 x 0. – Parte eléctrica: se considera la parte del circuito eléctrico con mayor probabilidad de fallo..– Las probabilidades de que obstrucciones.33 0. Reparto b11 b12 b13 b21 b31 b32 b33 b41 0.5 x 0. b21 y b31).9292 · 10-6.11·10-6.0038889 0.0038889 0. Mulet / M.. responsable del modo de fallo b4. Ramos / M.8539 · 10 321.ISBN: 978-84-693-7379-8 44 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Bovea .5 x 0. Revisión c11 c12 6 6 Aparición 1 1 Probabilidad (%) 83% 83% D 9 9 Válvula de seguridad: – Se considera la válvula de regulación de presión.ISBN: 978-84-693-7379-8 45 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . con una tasa de fallos de 104. Reparto c11 c12 1 1 Probabilidad 2.3·10 – – Al existir posibilidad de incendio se considera que afecta a la seguridad (G = 9). la aparición del fallo se supone que aparece aproximadamente al mes de funcionar sin estos.00026 0. con una tasa de fallos de 2.UJI .a D. Mulet / M. Chulvi / J. Bovea . Tanto si falla el sensor como si falla el indicador. – Las probabilidades de que el fallo o no funcionamiento de la bomba se produzcan se consideran instantáneas si se trata de un fallo eléctrico de bajo tiempo de aparición si se trata de una obstrucción o de alto o muy alto tiempo de aparición si se trata de oxidación o debido a la rotura de la carcasa.01043 F 1 3 104. Dadas las condiciones de uso de del fluido circulante. E.– La posibilidad de incendio y/o explosión se considera que afecta la seguridad (G = 9).3·10-6. con una tasa de fallo de 68. la probabilidad E. Ramos / M.49·10-6.6. mientras que un fallo de bombeo se supone perceptible y molesto (G = 3) y el bloqueo en encendido puede degradar el equipo (G = 5). Carlos / V. o el indicador de fuel. Revisión b11 b12 b13 b21 b31 b32 b33 b41 6 6 6 6 6 6 6 6 Aparición 5 1 0 0 0 1 5 6 Probabilidad (%) 17% 83% 100% 100% 100% 83% 17% 0% D 3 9 10 10 10 9 3 1 Indicador de nivel: – Se diferencia si lo que falla es el sensor nivel de líquidos.6·10 -6 -6 Probabilidad (%) 0. Reparto d11 d12 0.9 · 10-6. la posibilidad de rotura de otros elementos de la instalación es G = 8.0013700 0. Mulet / M. Carlos / V.0054798 F 1 2 54.00039 F 1 – El riesgo de incendio se considera que afecta la seguridad (G = 9). Al igual que en el caso la tubería flexible. Revisión d11 d12 6 6 Aparición 2 2 Probabilidad (%) 67% 67% D 8 8 Válvula de depósito: – Con una tasa de fallo de 3.UJI .de bloqueo por impurezas es considerablemente mayor (80%) que la de bloqueo por oxidación (20%). tal y como se muestra en la siguiente tabla. Revisión e11 e12 e21 e22 e31 e32 6 6 6 6 6 6 Aparición 2 2 2 2 2 2 Probabilidad (%) 67% 67% 67% 67% 67% 67% D 8 8 8 8 8 8 Finalmente se calcula del índice de prioridad de riesgo (IPR) para cada modo de fallo y causa.2 0. – Del mismo modo que la válvula anterior.9 · 10 -6 Probabilidad (%) <0. aunque dividamos la probabilidad entre los diferentes modos de fallo. E. la ralentización del proceso es un suceso molesto (G = 3). La aparición del fallo surge a partir de los dos meses.a D.798·10-6 – – La explosión sin previo aviso genera una G = 10. Reparto e(ij) - Probabilidad <3. E. Chulvi / J. F seguirá siendo 1. la aparición del fallo surge a partir de los dos meses.8 Probabilidad 13.7·10 -6 Probabilidad (%) 0. Bovea . Ramos / M.ISBN: 978-84-693-7379-8 46 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Pérdidas pequeñas de flujo de combustible a11. Aplastada por causas exteriores a22. Conexión de manguera de tipo equivocado a32. Bloqueo en funcionamiento b3. Obstrucción por cuerpos extraños b13. Funcionamiento parcial b21. Facilitar el trasiego del combustible b1. Chulvi / J. No se llena el depósito 1 9 3 27 Rotura de la bomba por funcionar en vacío Sobrepresión en el sistema. No se llena el depósito 1 3 10 30 1 3 3 9 a3. Deterioro por rotura. Mulet / M. Fallo del sistema eléctrico b2. Rotura de la bomba por funcionar en vacío Sistema F G D IPR 1 9 10 90 Derrame. corte o punzonamiento Función Modo de fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Inundación del cuarto de bombas. Permitir el flujo de combustible procedente de la cisterna con destino a la bomba a2. Se pierde bastante flujo 1 Rotura de la bomba por funcionar en vacío 9 10 90 Derrame. El flujo pasa más lentamente de lo que debería a1.a D. Carlos / V. Accesorios de unión deteriorados Bomba b.UJI . Oxidación de elementos interiores b12. Obstrucción parcial por cuerpos extraños b33. Taponada por suciedad interior a31.Componente Tubería flexible a12. Posible incendio. Bovea . Oxidación de elementos interiores Excesivo tiempo de descarga La bomba no se detiene No se observa descenso en el nivel de la cisterna Derrame del combustible La manguera se observa chafada No se observa descenso en el nivel de la cisterna Derrame superficial a.ISBN: 978-84-693-7379-8 47 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . No se llena el depósito 1 9 10 90 1 9 3 27 1 La cisterna permanece llena 3 3 9 No se llena el depósito 1 3 9 27 3 3 10 90 Sobrepresión en el sistema 3 5 10 150 3 3 10 60 Ralentización del proceso de descarga 1 3 9 27 1 3 3 9 E. Bloqueo en parado b11. Accesorios de unión mal acoplados a33. Fallo del sistema eléctrico b32. Deterioro por desgaste o rozamiento (falta de mantenimiento) a21. Posible incendio. Fallo del sistema eléctrico b31. E. Ramos / M. Fallo por impurezas a31. Taponada Fallo por oxidación a22.Componente Tubería flexible a12. E. Obstrucción parcial por cuerpos extraños b33. Indicar el nivel bomba de fuel en el depósito c1. Chulvi / J. Sobrepresión Posible incendio en el sistema. Derrame e incendio Desborde de combustible. Posible incendio No se observa Derrame del comdescenso en el bustible nivel de la cisterna Retroceso del combustible al finalizar la operaNo se observa ción descenso en el nivel de la cisterna Excesivo tiempo de descarga La bomba no se La cisterna permanece llena Posible rotura Rotura de la bomba de la bomba o por funcionar en vacío de la manguera. No varía la indicación. Ramos / M. eléctrico e32. Bovea . Oxidación de elementos interiores Excesivo tiempo de descarga 3 3 5 10 8 10 90 24 150 3 3 10 60 Ralentización del proceso de descarga 1 3 9 27 1 3 3 9 E. Bloqueo en funcionamiento b3.ISBN: 978-84-693-7379-8 del se depósito No llena el depósito Ralentización del proceso de descarga Sobrepresión en el sistema 1 1 1 9 3 9 8 3 8 72 9 72 48 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Obstrucción por cuerpos e31. Posible Sobrepresión incendio. Pérdidas No es estanca de flujo de combustible a11. Mulet / M. Fallo del sistema eléctrico b32. de Bloqueado en cerrado a3. Oxidación de elementos e22. acoplados Fallo por impurezas a33. Permitir el paso de combustible al depósito e impedir el retroceso del mismo b. extraños Fallo por impurezas b13. Accesorios de unión mal e12. Rotura de la bomba de la bomba por funcionar en vacío por funcionar en vacío Sistema F G D IPR 1 9 10 1 90 9 Incendio Posible Derrame. Se pierde bastante flujo e1. pequeñas b4. No se en el el sistema llena depósito 1 1 1 8 9 8 8 10 8 64 90 64 1 9 3 27 Bomba Derrame.deteriorados Fallo por oxidación b11. Fallo Fallo del por sistema oxidación b21. por suciedad interior d12. Aplastada por causas c12. Evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión e. Bloqueo en abierto b1. y explosión incendio. Fallo por impurezas interiores b12.a D.UJI . Vaciado 1 1 3 3 9 8 27 24 3 1 3 detiene Tabla 3. Fallo del sistema eléctrico No indica los incrementos La manguerade se nivel chafada observa No se observa No evacúa en descenso en elcaso de sobrepresión nivel de la cisterna Derrame superficial a. Facilitar el trasiego del combustible e3. Bloqueo en cerrado d. Accesorios de unión e2. corte o punzonamiento de la empaquetadura Función Modo de fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Inundación del cuarto Inundación del cuarto de bombas. Bloqueo en parado e21. Deterioro Rotura por rotura. Funcionamiento parcial a1. Permitir el flujo de combustible procedente de la cisterna con destino a la c. Posible incendio. El flujo pasa más se queda estático lentamente lo que debería d1. Fallo por oxidación a32. Parcialmente bloqueado b2. de Fallo en el sensor a21. b41. Carlos / V. Conexión de manguera de tipo equivocado e11. a2. Deterioro por desgaste o rozamiento (falta mantenimiento) c11. No se llena el depósito 1 9 3 27 Identificador de nivel Válvula de seguridad Rotura de la bomba por funcionar en vacío Desborde del depósito. exteriores Fallo en el indicador d11.14. Tabla final del AMFEC b31. Rotura de bombas. No se llena el depósito Posible explosión 1 9 9 81 1 3 3 9 10 9 30 243 1 1 10 3 8 3 80 9 2 10 8 160 1 9 10 90 Válvula del depósito Derrame. la probabilidad de ocurrencia del modo de fallo es la probabilidad de que falle uno multiplicada por la probabilidad de que falle el otro. con lo que se consigue pasar de F = 5 a F’ = 1.000001 F 1 – Reducción de G: para reducir la gravedad se debe evitar el posible incendio y sus consecuencias. E. Por tanto. sobre todo.ISBN: 978-84-693-7379-8 49 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . consiste en revisar el correcto funcionamiento del sistema de indicador de E. será necesario que el segundo indicador tampoco funcione. a la gravedad de las consecuencias. con un de 160. cuando la válvula de seguridad se queda bloIPR queada en cerrado debido a las impurezas. De esta forma.a D.3 · 10-6)2 Probabilidad (%) 0. Aun así. Chulvi / J. – Reducción de D: la mejor medida para reducir el valor de D. G’ y D’ y el IPR’ para cada medida correctora Los modos de fallo más críticos suceden cuando existe un fallo en el indicador de nivel de fuel en el depósito con un IPR de 243. Carlos / V. G y D y así reducir el IPR. – Reducción de F: un modo de reducir la probabilidad de fallo F es colocar dos indicadores de fuel en paralelo. por lo que las medidas correctoras pasan por añadir una canalización para conducir el vertido a una zona segura (o el desagüe) y un sistema de extinción de incendios automático. sigue habiendo degradación del producto y exigencia de cambio/reparación (G = 9 a G’ = 6). y en el caso de que la bomba no se bloquee en funcionamiento por un fallo del sistema eléctrico con un IPR de 150.9) Identificación de los modos de fallo más críticos. aunque uno de los indicadores de nivel se quede estático (modo de fallo c1). Bovea . propuesta de medidas correctoras y cálculo de los nuevos coeficientes F’. y se ve reducida su gravedad. Reparto c12 1 Probabilidad (104. Ramos / M. pero también a la elevada tasa de fallos y detección de los mismos.UJI . A continuación se describen algunas opciones para mejorar los índices F. con lo que el incidente ya no afecta a otros sistemas. y dado el IPR del suceso. Propuesta de mejoras para mejorar el indicador de nivel de fuel: El índice elevado es debido. Mulet / M. Fallo en el indicador Medida correctora Dos Indicadores de nivel de fuel en paralelo. se queda estático Causa c12. Carlos / V. como a la gravedad de las consecuencias que podrían ocurrir en caso de accidente. Componente Identificador de nivel Modo de fallo c1. Ramos / M.a D. periodo suficiente para reparar o sustituir las válvulas antes de que se manifieste el modo de fallo en la operación de llenado del depósito. No varía la indicación.UJI . correspondiente al bloqueo de la bomba en pleno funcionamiento. Mulet / M. se propone la revisión periódica y limpieza de las válvulas como tarea de mantenimiento que se debe realizar cada mes. por tanto: Revisión d11 d12 2 2 Aparición 2 2 Probabilidad (%) 0% 0% D 1 1 Y el IPR resultante queda: Componente Válvula de seguridad Función d. Evacuar combustible del depósito en caso de sobrepresión Modo de fallo d1. E. Revisión c12 1 Aparición 1 Probabilidad (%) 0% D 1 Con ello se obtiene un IPR’ de 24.nivel de fuel en el depósito mensualmente. Bovea . ya que este periodo sería suficiente para resolver el problema antes de su detección. sistema de extinción de incendios F’ 1 G’ 6 D’ 1 IPR’ 6 Propuesta de mejoras para mejorar la válvula de seguridad: El índice elevado en el segundo caso se debe tanto a la difícil percepción del fallo en el componente durante el funcionamiento normal de la instalación. E. Chulvi / J. – Reducción de D: como solución.ISBN: 978-84-693-7379-8 50 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . canalización. Bloqueado en cerrado Medida correctora Revisión periódica y limpieza F’ 1 2 G’ 10 10 D’ 1 1 IPR’ 10 20 Propuesta de mejoras para mejorar la bomba: El tercer IPR elevado. medianamente elevado en G y muy elevado en D. presenta un nivel relativamente bajo en F. Esquema Esquema del del proceso proceso de de llenado llenado del del depósito depósito modificado modificado Figura 3.1. bomba. Facilitar el trasiego del combustible 90 10) Esquema de la instalación mejorada Figura Figura 3. Carlos / V.1. Facilitar Facilitar el el trasiego trasiego del del combustible combustible Función Función Función Modo Modo de de fallo fallo Medida Medida correctora correctora F’ F’ 3 3 F’ 3 G’ G’ 3 3 G’ 3 D’ D’ 10 10 D’ 10 IPR ’’ IPR Componente Bomba b2.a D. Esquema del proceso de llenado del depósito modificado E. miento directo de miento directo de la la bomba. Bloqueo en funcionamiento Paro Paro de de emergencia emergencia Medida correctora Paro de emergencia 90 90 IPR’ 10) 10) 10) Esquema Esquema de de la la instalación instalación mejorada mejorada b. – degrade Reducción G: la solución propuesta consiste colocar una desconexión de emergencia enun caso de instantáneo.1. sistema. b. 3. Bloqueo Bloqueo en en funcionamiento funcionamiento Modo de fallo b2. Mulet / M. Ramos / M. con con lo lo que que se se evita evita que que el el fallo fallo de de la la bomba bomba los componentes del y de = a degrade los de componentes del sistema. con lo que se evita que el fallo de la bomba – tratarse fallo D puede mejorarse mediante manteni– Al Al tratarse de de un fallo instantáneo. sobrepresión.ISBN: 978-84-693-7379-8 51 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .– – Reducción Reducción de de G G:: la la solución solución propuesta propuesta consiste consiste en en colocar colocar una una desconexión desconexión de de emergencia emergencia en en caso caso de de sobrepresión. b. Componente Componente Bomba Bomba – Al tratarse de un fallo instantáneo. la D no puede mejorarse mediante mantenimiento directo de la bomba. 3. sobrepresión.UJI . Chulvi / J. b2. y pasa de G = 5 a G’ = 3. la la D no no puede mejorarse mediante mantenidegrade los componentes del sistema. Bovea . y pasa pasa de G Gen =5 5 aG G’’ = = 3. E. Esquema de la línea de embotellado Dado que el alcohol es un líquido inflamable. Una vez instalado el sistema. es de cuatro meses. donde la detecta un sensor.ISBN: 978-84-693-7379-8 52 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M. se comprueba si funciona correctamente. Los fallos de fabricación o calibrado son un 20% de los casos de fallo.UJI .a D. de ocho meses desde que aparece la causa. E. E.3.3. la máquina de llenado va provista de un sistema de ventilación que impide que se concentre el vapor de alcohol en caso de que este se derrame por fallo del sistema. El tiempo que tarda el ventilador desde que se presenta la causa hasta que se provoca un modo de fallos por el uso. se detiene y es llenada por un sistema que mide el caudal que se vierte en la botella. La línea de embotellado funciona del siguiente modo: la botella se desplaza automáticamente hasta la zona de llenado. Ramos / M. Chulvi / J. El caudalímetro y el actuador presentan una periodicidad de deterioro por el uso.2. El programa de mantenimiento prevé su revisión todos los años. Bovea . Cuando finaliza el llenado. Caso 2: AMFE embotelladora 1) Descripción de la instalación Se quiere analizar la fiabilidad de los diversos sistemas en una línea de embotellado de frascos de alcohol. Ventilador 3 1: Sensor posición 2: Actuador 3: Medidor caudal 1 2 Figura 3. la botella se desplaza hacia la siguiente etapa y una nueva botella vacía llega a la posición de llenado. Carlos / V. 8431 en 106 horas 5. El programa de mantenimiento establece la comprobación del sensor anualmente. Chulvi / J.ISBN: 978-84-693-7379-8 53 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M.16. Identificación de funciones E. La siguiente tabla muestra las tasas de fallo: Tipo de fallo Fallo mecánico del ventilador de tipo axial Fallo suministro eléctrico del ventilador Fallo del medidor de caudal Fallo del sensor de posición Fallo del actuador que pone en marcha y detiene la botella Tasa de fallo 22. 3) Determinación de funciones Componente Ventilador Caudalímetro Sensor de posición Actuador de parada y marcha de la cinta b. El estudio se centrará en los siguientes componentes: – – – – Ventilador Caudalímetro Sensor de posición Actuador de marcha y parada de la cinta.El sensor de posición tiene una periodicidad media de estropearse con el uso. Dispersar concentración de vapores Tabla 3.402 en 106 horas Tabla 3.7078 en 106 horas 24. Bovea . de doce meses. Carlos / V. Medir el caudal c. Detener y poner en marcha la cinta transportadora Función a.UJI . Detectar posición de la botella d. Ramos / M.15.7850 en 106 horas 67. E.2592 en 106 horas 97. Tasas de fallo de los componentes de la línea de embotellado 2) Definición del objetivo y alcance El objeto de este análisis es reducir el índice de prioridad de riesgo de aquellas combinaciones de modo de fallo y causa cuya mejora sea prioritaria. en ambientes industriales.a D. No dispersa lo suficiente. Sensor se estropea con el uso c21.UJI . Fallo fabricación y montaje del sensor c22. Dispersar concentración de vapores Modo fallo a1. Bovea . Se estropea con el uso b21.a D. Fallo fabricación o calibrado b12. No detecta la botella c2. atasco total a21.4) Determinación de modos de fallo de cada función Componente Ventilador Función a. Rotura a12. Chulvi / J. Determinación de los modos de fallo 5) Determinación de causas para cada modo de fallo Modo fallo a. Medir el caudal Sensor de posición Actuador c. No mide el paso de caudal b2. Detecta la botella sin que haya llegado a la boquilla de llenado d1. No dispersa a2. Mulet / M.18. No dispersa Causa a11.17.ISBN: 978-84-693-7379-8 54 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Se estropea con el uso c11. Mide menos caudal del que pasa c1. Determinación de las posibles causas E. Sensor se estropea con el uso d11. E. Se estropea con el uso b31. No mide el paso de caudal b2. Ramos / M.1. Fallo fabricación o calibrado b22. No lo detiene ni lo pone en marcha cuando debe Caudalímetro b. Fallo fabricación o calibrado b32. No detecta la botella c2. Detecta la botella sin que haya llegado a la boquilla de llenado d1. Detectar posición de la botella d. Fallo de fabricación y/o montaje d12. No dispersa lo suficiente. Detener y poner en marcha la cinta transportadora Tabla 3. Fallo fabricación y montaje del sensor c12. Mide menos caudal del que pasa c1. falta de engrasado de las partes giratorias o móviles del ventilador b11. Poca ventilación b1. Carlos / V. Poca ventilación b1. Mide más caudal del que pasa b3. Mide más caudal del que pasa b3. fallo alimentación a13. Desgaste o atasco a2. No lo detiene ni lo pone en marcha cuando debe Tabla 3. Se derrama alcohol continuamente en el primer llenado b2. Ramos / M. Detecta la botella sin que haya llegado a la boquilla de llenado d1.UJI . Las botellas no paran para llenarse c2.6) Determinación de las formas de detección Modo fallo a1. Poca ventilación b1. causas. No dispersa lo suficiente.a D. Mide más caudal del que pasa b3. Se derrama alcohol en cada llenado c1. detección y efectos para cada una de las funciones. No detecta la botella c2.19. Mide menos caudal del que pasa b1. No dispersa Detección a1. Se detecta olor de la acumulación de vapores. Carlos / V. Chulvi / J. Las botellas no paran ni se mueven cuando deben Tabla 3. Mulet / M. Identificación de las formas de detección 7) Determinación de los efectos sobre otros componentes y sobre el sistema La siguiente tabla resume los modos de fallo. Bovea . No lo detiene ni lo pone en marcha cuando debe c1. No mide el paso de caudal b2. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 55 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Las botellas no paran en la posición que deben d1. Es posible que se detecte olor de la acumulación de vapores a2. E. No se percibe el ruido del ventilador o se percibe sobrecalentamiento del motor-ventilador a2. Las botellas no se llenan del todo b3. Se detecta olor de la acumulación de vapores. Rotura a1. Las botellas no se llenan c2. con el consiguiente peligro de posible incendio. Es posible que se detecte olor de la acumulación de vapores Función Modo fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Sistema a1. Si la concentración de vapores inflamables sube mucho. Fallo fabricación o calibrado b32. El actuador no pone en marcha la cinta. se queda en la primera botella b1. Atasco total a2. No mide el paso de caudal a21. Sensor se estropea con el uso c21. pero es más difícil. El mismo.Componente Ventilador a12. Fallo fabricación o calibrado b22. No detecta la botella b1. Mide más caudal del que pasa b3. Se estropea con el uso b21. El sistema no cumple su función. Las botellas no se llenan del todo b3. Fallo fabricación o calibrado b12. Se derrama alcohol continuamente en el primer llenado b2. El caudalímetro no entra en funcionamiento c2. Carlos / V. No dispersa a11. Se derrama alcohol en cada llenado b2. Las botellas no se llenan del todo c1. Fallo fabricación y montaje del sensor c2. Sensor se estropea con el uso a. puede haber un incendio en caso de que haya un punto de ignición a2. Se estropea con el uso b31. Peligro de incendio si aumenta la concentración de vapores y hay punto de ignición. Dispersar concentración de vapores a. Se estropea con el uso c11. Fallo alimentación a13. Se derrama alcohol en cada llenado. Medir el caudal b1. Detecta la botella sin que haya llegado a la boquilla de llenado c22. por ejemplo en caso de derrame. Las botellas no paran en la posición que deben c1. E. Pérdida económica 56 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D. Las botellas no paran para llenarse c1. Pérdida económica E.1. Bovea . Mide menos caudal del que pasa Sensor de posición c. Fallo fabricación y montaje del sensor c12.UJI . Poca ventilación Caudalímetro b. Peligro de incendio b2. Mulet / M. Ramos / M. Detectar posición de la botella c1. No se percibe el ruido del ventilador o se percibe sobrecalentamiento del motor-ventilador a2. Falta de engrasado de las partes giratorias o móviles del ventilador b11. No dispersa lo suficiente. El sistema no cumple su función. Chulvi / J. Tendría que ser un derrame importante b1.ISBN: 978-84-693-7379-8 b3. Se vierte alcohol sobre la línea de embotellado. detiene ni lo pone en marcha cuando debe a11. El actuador no pone en marcha la cinta. Sensor se estropea con el uso b2. pero es más difícil. Ramos / M. inflamables sube mucho. Se vierte alcohol sobre la línea de embotellado. Las botellas no paran para llenarse c1. con el consiguiente peligro de posible incendio. Se derrama alcohol o calibrado continuamente en el primer llenado b12. concentración de si vapores d1. Bovea . Mulet / M. Fallo fabricación y montaje del sensor c2. Peligro de incendio b2. No No lo dispersa d1. No detecta la botella b1. Pérdida económica 57 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V. Poca ventilación Caudalímetro b. Peligro de incendio si aumenta la concentración de vapores y hay punto de ignición. final del AMFEC de las partes giratorias deTabla la acumulación de vapores o móviles del ventilador b11. Falta de engrasado a2. Se estropea con el uso b31. Dispersar Detener concentración y poner de en vapores marcha la cinta transportadora a2. se queda en la primera botella b1.Componente Ventilador Actuador a. por en caso de derrame. Chulvi / J. Fallo fabricación y montaje del sensor c12. Las botellas no se llenan del todo c1. y/o montaje ni se mueven de cuando deben a12. Fallo alimentación No se percibe el ruido d12. No dispersa lo suficiente. Fallo fabricación o calibrado b22. Atasco total sobrecalentamiento del motor-ventilador a21. Las botellas no se llenan c2. Detecta la botella sin que haya llegado a la boquilla de llenado c22. Tendría que ser un derrame importante b2. El caudalímetro no entra en funcionamiento a1. No mide el paso de caudal a. Medir el caudal b1.ISBN: 978-84-693-7379-8 b3.1. El mismo. Se detecta olor de la d11. El sistema no cumple su función. Detectar posición de la botella c1. Se estropea con el uso b21. E. El caudalímetro no entra en funcionamiento c2. puede haber un incendio en caso derrames de que haya un punto de ignición y hasta incendio a2. Mide menos caudal del que pasa Sensor de posición c. Es posible que se detecte olor Tabla 3. Las botellas no se llenan del todo b3. Se derrama alcohol en cada llenado. Sensor se estropea con el uso c21. Fallo de fabricación d1. Las botellas no paran en la posición que deben c1. Rotura a1. El sensor de posición no detecta las botellas. Se derrama alcohol en cada llenado Función Modo fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Sistema d1.a D. El sistema no cumple su función. Se estropea con el uso c11. Pérdida económica E. Las botellas no paran acumulación vapores. Mide más caudal del que pasa b3. Desgaste o atasco del ventilador o se percibe a13. hay ejemplo fallo de otros componentes. d. Fallo fabricación o calibrado b32. Fallo fabricación b1.UJI . Si El la sistema no cumple función.20. Si además las botellas no se llenan. Para ello.0000079312 0.2 x 0.25 x 22.707810 -6 -6 Prob. Cálculo F para modos de fallo y causas relacionados con el ventilador.7107810-6 1. Criterio reparto a11 a12 a13 a21 0.a D.25 0.00057078 0. Cálculo del reparto b11 b12 b21 b22 b31 b32 (0. cuya tasa de fallos es de 24.4) Criterio reparto 0. (100%) 0.4) (0. para el a11.8431 · 10-6 = = 0. Bovea . cuya tasa de fallos es de 22. se ha estimado cómo repartir la tasa de fallos de cada componente entre todas las combinaciones de modo de fallo y causa para el cálculo del coeficiente F: – Para las causas de fallo del ventilador. 10-6.00019828 0.04 0.000571078. Por ejemplo. mientras que la probabilidad de que mida más o menos se reparte por igual en el resto de los casos.00079312 0. Como el 20% de las veces. mientras que la obturación y la rotura total ocurren por igual en el resto de casos.2) (0. basta con multiplicar los distintos coeficientes para calcular la probabilidad.71078 · 10 5. se estima que la obturación de parte de las hélices ocurre en un 50% de los casos.000571078 0.0000079312 Prob (100%) 0.2 x 0.4) (0.2 x 0.8 x 0.0000019828 0.10-6.7850.0000019828 0. Ramos / M. el fallo se debe a fabricación o calibrado.ISBN: 978-84-693-7379-8 58 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .8) Estimación de la frecuencia de fallo F.0000039656 0.04.4) (0.00039656 0.2 x 0. la probabilidad de ocurrencia es: 0. Mulet / M.1421610 -5 – La probabilidad de que el caudalímetro no mida el paso de caudal es del 20%.00019828 0.25 1 0.00009914 0.8 x 0.16 0.08 0.2) = 0. Chulvi / J.8431 . Cálculo F para modos de fallo y causas relacionados con el caudalímetro. Carlos / V. E. la gravedad y la probabilidad de que el fallo sea detectado Coeficiente F La probabilidad de fallo de cada componente se distribuye entre todas las combinaciones de modo de fallo y causa en las que está implicado el componente.08 0.00079312 F 1 1 1 1 1 1 (*) (0.UJI .04 (*) (0.32 0.0000009914 0.5 Probabilidad 5.32 Probabilidad 0.000571078 0.2) = 0.8 x 0. el 20% del modo de fallo multiplicado por el 20% correspondiente a la causa E.001142155 F 1 1 1 1 5. cuya tasa de fallos es 97.1 0.1 0.402 . Chulvi / J.8 Observaciones Probabilidad 1.2 x 0. 10-6. (100%) 0.000672592 0.000672592 0. afectando a otros sistemas 6.94804 · 10-5 7.79216 · 10-5 Prob.10-6. con degradación. Criterio reparto Observaciones (0.a D.5) Probabilidad 0.00000672592 0.00002690368 0. d11 d12 Criterio reparto 0.– La probabilidad de las distintas combinaciones de modo de fallo y causa del sensor de posición.8 x 0.8 x 0.4 Cálculo de F para modos de fallo y causas relacionados con el actuador. E. afectando a otros sistemas 6. Carlos / V. Modo de fallo a1 a2 b1 b2 b3 c1 c2 d1 Coeficiente G 6. Bovea .00002690368 Prob. Ramos / M. con degradación y exigencia de cambio 8. con degradación y exigencia de cambio Coeficiente de detección El coeficiente de detección (D) se ha calculado para cada combinación de modo de fallo y causa del siguiente modo: – Fallos de fabricación: no los detectará el cliente. con degradación.5) (0.UJI . con degradación y exigencia de cambio 5. puesto que se realiza una revisión antes (D = 1). con degradación.002690368 0. E.002690368 F 1 1 1 1 c11 c12 c21 c22 0.5) (0.2592. se obtiene suponiendo que es igual de probable que no detecte la presencia de botella como que la detecte cuando no está.ISBN: 978-84-693-7379-8 59 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .2 0. (100%) 0. degradación del sistema 8. Mulet / M. cuya tasa de fallos es de 67.4 0.00000672592 0. Cálculo de F para modos de fallo y causas relacionados con el sensor de posición. con degradación y exigencia de cambio 8.5) (0.00779216 F 1 2 Coeficiente de gravedad (G) El coeficiente de gravedad (G) se ha estimado a partir de los efectos identificados para cada modo de fallo. afectando a otros sistemas 6.2 x 0.00194804 0. – Los fallos del ventilador, una vez se manifiestan, tardan cuatro meses en provocar el modo de fallo. Como las revisiones de mantenimiento son cada año (doce meses), la probabilidad de que, si ocurre el fallo, se haga manifiesto para el cliente es: probabilidad de detección = (12 – 4)/12 = 8/12 = 0,66666, correspondiéndole un coeficiente de D = 8. – Los fallos del caudalímetro y del actuador, una vez se manifiestan provocan el modo de fallo en ocho meses. Por tanto, la probabilidad de detección del cliente es: probabilidad de detección = (12 – 8)/12 = 4/12 = 0,333, a la que le corresponde un coeficiente de D = 4. 9) Cálculo del índice de prioridad de riesgo (IPR) para cada modo de fallo y causa A partir de los coeficiente F, G y D, se calcula el índice IPR mediante el producto de los tres coeficientes. Función a) Dispersar concentración de vapores a11 a12 a13 a21 b) Medir el caudal b11 b12 b21 b22 b31 b32 c11 c12 c21 c22 d) Detener y poner en marcha la cinta transportadora d11 d12 F 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 G 6 6 6 5 8 8 6 6 8 8 6 6 8 8 6 6 D 8 10 8 8 1 4 1 4 1 4 1 1 1 1 1 4 IPR 48 60 48 40 8 32 6 24 8 32 6 6 8 8 6 48 c) Detectar posición de la botella Tabla 3.21. Cálculo de los IPR E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 60 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI 10) Identificación de los modos de fallo más críticos y propuesta de medidas 10) correctoras No hay ningún IPR > 100, pero revisando los resultados obtenidos, los más elevados son el a12, a11, a13 y d12, los tres primeros de los cuales se corresponden con los modos de fallo y causas de la función de «dispersar vapores», mientras que el último le corresponde al actuador. Las posibles medidas correctoras que hay que implantar son: – Sistema de ventilación basado en aspiración, que no dependa de un movimiento mecánico tan expuesto. Disminuirá el coeficiente F, ya que la rotura, atascos y obturaciones ocurrirían con menor probabilidad. En el caso de que este deterioro por el uso necesitara de más tiempo para producirse, podría disminuirse también el coeficiente D. – Doble sistema de ventilación: el actual más otro ventilador. Disminuirá el coeficiente F, ya que la rotura, atascos y obturaciones ocurrirían con menor probabilidad. En el caso de que este deterioro por el uso necesitara de más tiempo para producirse, podría disminuirse también el coeficiente D. – Sustituir el ventilador por uno de mejor calidad. Disminuirá el coeficiente F, ya que la rotura, atascos y obturaciones ocurrirían con menor probabilidad. En el caso de que este deterioro por el uso necesitara de más tiempo para producirse, podría disminuirse también el coeficiente D. – Revisar el estado del ventilador con mayor frecuencia, por ejemplo, cada seis meses, lo que disminuiría la probabilidad de detección. Dado que, aunque hubiera posibilidad de reducir la probabilidad de ocurrencia, los coeficientes de la F ya son muy pequeños en el diseño actual (1 y 2), se decide finalmente modificar el periodo de revisión del ventilador de manera que esta se realice cada seis meses. 11) 11) Cálculo de los nuevos coeficientes F, G y D y el IPR para cada medida correctora Con esta medida correctora, disminuye la probabilidad de detección de las combinaciones de modo de fallo y causa a11, a13 y a21. Dado que desde que el ventilador E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 61 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI manifiesta deterioro hasta que se produce el modo de fallo pasan cuatro meses, la probabilidad de detección es: probabilidad de detección = (6 – 4) / 6 = 33,3%, D = 4. Función Dispersar concentración de vapores a11 a12 a13 a21 Medida correctora Revisar ventilador cada seis meses a11 a12 a13 a21 F’ 1 1 1 1 G’ 6 6 6 5 D’ 4 10 4 4 IPR’ 24 60 24 20 3.4. Caso 3: AMFE panel de calefacción 1) Descripción de la instalación Se trata de un panel demostrativo de una instalación de calefacción, formado por dos partes. En un lado está la instalación de gas y en el otro, la instalación de calefacción y agua caliente. Ambos lados están conectados. Figura 3.3. Imagen de la instalación de calefacción por radiadores E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 62 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Ramos / M. Esquema de la instalación de calefacción por radiadores La instalación funciona de la siguiente manera: El agua de la red llega a una toma de agua fría a través de una manguera (1) y atraviesa una válvula de paso (2). 15) dispuestos en paralelo. Carlos / V.La instalación se representa de forma esquemática en la siguiente figura: Figura 3. uno en la línea que va hacia los radiadores (8). con las que se regula el paso de agua hacia estos. 13) situadas cada una a la entrada de un radiador. Mulet / M.a D. Bovea . Estos manómetros sirven para medir la presión en estos puntos y así cuantificar las pérdidas de carga en cada tramo.UJI .5. y por último. – Una válvula de seguridad (9) situada en la línea que va hacia los radiadores. E. otro en la línea que hay entre radiadores (11). a la caldera (3). Consiste en una válvula de alivio que se abrirá y evacuará agua cuando la presión E. uno en la línea de retorno hacia la caldera (17). – Tres manómetros en ubicaciones diferentes. y el otro es un circuito cerrado (7) que alimenta a dos radiadores (14. Parte de esta agua se dirige al grifo de agua fría (4) y el resto. Chulvi / J. El resto de componentes de este circuito cerrado son: – Dos válvulas de paso (12. Dentro de la caldera el agua se calienta por medio de un sistema de gas y el agua caliente sale de dicha caldera hacia dos lugares: uno es el grifo de agua caliente (circuito abierto) (6). formando así un circuito cerrado.ISBN: 978-84-693-7379-8 63 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . De la salida de los radiadores el agua es conducida de nuevo a la caldera (18). Los componentes que se van a considerar en el análisis son: – – – – – La válvula de seguridad (9) Las válvulas de entrada a los radiadores (12. Mulet / M. cuando sea necesario.15) Probabilidad de fallo 5.22. Probabilidades de fallo de los componentes 2) Definición del objetivo y alcance El objetivo de esta práctica es mejorar la fiabilidad de una instalación aplicando el método AMFEC. evitando de esta manera que siga entrando agua caliente en los radiadores. Válvula de entrada a radiadores (12. 15) E.UJI .44 · 10-4 3. – Una válvula bypass (10) que.suba por encima de un valor prefijado por efecto de altas temperaturas.05 · 10-4 1.13) c. E. Manómetro situado en la línea entre radiadores (11) d. Bovea . Chulvi / J. evitando que entre más agua caliente en los radiadores. Radiadores (13. 13) El manómetro situado entre los radiadores (11) La manguera (1) Los radiadores (13.ISBN: 978-84-693-7379-8 64 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . evacuará agua caliente desde la línea de ida hacia los radiadores hacia la línea de retorno a la caldera.a D.04 · 10-4 7.57 · 10-4 2. A partir de ahí se realizan revisiones con una periodicidad anual. que sirve para inutilizarlo de forma que la instalación funcione con un solo radiador. – Una válvula de paso (16) a la salida de uno de los radiadores.04 · 10-3 Tabla 3. Manguera de conexión en la entrada del agua (1) e. Está situada en la línea que va hacia los radiadores y a continuación de la válvula de seguridad. Una vez montada toda la instalación se verifica el funcionamiento de esta. Las tasas de fallo de los componentes principales son: Componente a. Para los fallos debidos a oxidación se estima que transcurren cinco meses desde que aparece la oxidación hasta que esta provoca el modo de fallo. Válvula de seguridad (9) b. Carlos / V. Ramos / M. Avería por el uso c21.13) c. Defecto de montaje a21. Bloqueada en cerrado b11. Bloqueada en abierto Causa a11. Defecto de fabricación b12. Fugas d22.15) Función a. Válvula de entrada a radiadores (12. Mide más presión de la que hay c2. No conduce el agua hasta la instalación d2.23. Rotura del muelle Modo de fallo c1. Bloqueada en abierto b2. Mide menos presión de la que hay c3. Suelta d12. Radiadores (13. Parcialmente bloqueada c1. Mulet / M. Bloqueada en cerrado b3. Obstruida b1.13) c. Defecto de fabricación c12. Mide más presión de la que hay c2. Bloqueada en abierto b2.UJI . Válvula de entrada a radiadores (12. Manguera de conexión en la entrada del agua (1) e. avería por el uso d11. E. No conduce el agua hasta la instalación d2.ISBN: 978-84-693-7379-8 65 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Radiadores (13. Conducir agua fría a la instalación e. Defecto de fabricación c32. Determinación de los modos de fallo 5) Determinación de causas para cada modo de fallo Modo de fallo a1. Bloqueada en cerrado a2.3) Determinación de funciones Componente a. Bovea . Incrustaciones de cal a12. Chulvi / J. Manómetro situado en la línea entre radiadores (11) d. Manómetro situado en la línea entre radiadores (11) d. Conduce menos agua de la especificada e1. No mide presión d1.15) Función Evitar sobrepresiones evacuando el agua Regular el paso de agua a los radiadores Medir la presión Conducir agua fría a la instalación Disipar el calor del agua al ambiente Tabla 3. Disipar el calor del agua al ambiente Tabla 3. Válvula de seguridad (9) b. Identificación de funciones 4) Determinación de modos de fallo de cada función Componente a.24.a D. Avería por el uso c31. Conduce menos agua de la especificada Causa c11. No se disipa calor e2. Evitar sobrepresiones evacuando el agua b. Defecto de fabricación b22. Defecto de fabricación c22. Regular el paso de agua a los radiadores c. Carlos / V. Oxidación E. Manguera de conexión en la entrada del agua (1) e. Oxidación b21. Bloqueada en abierto b1. Rota d21. No mide presión d1. Medir la presión Modo fallo a1. Ramos / M. No se disipa suficiente calor d. Mide menos presión de la que hay c3. Bloqueada en cerrado a2. Válvula de seguridad (9) b. La válvula de seguridad se podría poner en funcionamiento de forma inesperada c3. Fugas en circuito interno Tabla 3. No se disipa suficiente calor Causa e11. Bloqueada en abierto b1. Mulet / M. Conduce menos agua de la especificada e1. Gotas derramadas (si se debe a fugas) e1. Chulvi / J. funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola válvula. No sale agua del grifo. Obstrucción por impurezas Modo de fallo e1. Parcialmente bloqueada c1.a D. los manómetros indicarán altas presiones a2. Bloqueada en cerrado a2. Temperatura menor a las especificaciones.UJI . Circuito interno obstruido por impurezas o aire e21. Charcos de agua d2. No conduce el agua hasta la instalación d2. e2. No mide presión d1. Fugas de agua en puntos críticos de la instalación por rotura. Los manómetros indicarán valores de presión bajos b1. Carlos / V. Parcialmente bloqueada Causa b31. Determinación de las formas de detección 7) Determinación de los efectos sobre otros componentes y sobre el sistema La siguiente tabla resume los modos de fallo. Circuito interno parcialmente obstruido e22. causas. Mide menos presión de la que hay c3. Al comparar la medida de los diferentes manómetros. Temperatura superior a las especificaciones. Al comparar la medida de los diferentes manómetros.25. se detectarían incoherencias c2. El manómetro no indicaría presión alguna d1. E. Si fallan las dos válvulas y no circula caudal. E. Ramos / M. Determinación de las posibles causas 6) Determinación de las formas de detección Modo de fallo a1. No se disipa calor e2.26. detección y efectos para cada una de las funciones. Los radiadores permanecen fríos.Modo de fallo b3. La presión indicada por los manómetros es la misma. Mide más presión de la que hay c2. No se disipa calor e2. Consumos elevados de agua y gas. todos los manómetros medirán lo mismo b3. Temperatura menor a las especificaciones b3. Bovea . Tarda más tiempo del normal en alcanzarse la temperatura. funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola válvula b2. se detectarían incoherencias. Bloqueada en cerrado Detección a1. Bloqueada en abierto b2.ISBN: 978-84-693-7379-8 66 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Sale menos agua del grifo. Funcionamiento desigual de los radiadores c1. No se disipa suficiente calor Tabla 3. Ramos / M. se detectarían incoherencias c1. Temperaturas superiores a las especificadas b2. Bloqueada en abierto a21. Medir la presión c1. Avería por el uso c1. Oxidación b1. No se evacuaría agua aun habiendo necesidad de ello c1. funcionamiento desigual de los radiadores. E. Mediciones presión por debajo de lo normal en manómetro entre radiadores. Incrustaciones de cal a12. Defecto de montaje a1. no se alcanza la temperatura especificada o se hace lentamente b. Defecto de fabricación c12. Parcialmente bloqueada b31.Función a. Defecto de fabricación b22. Chulvi / J. Los manómetros indicarán valores de presión bajos Modo fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Sistema a1. La instalación podría funcionar a más presión de la normal E. Peligro de rotura de parte o todo el sistema a2. Mal funcionamiento de los radiadores b3. Defecto de fabricación b12. Los manómetros indicarán altas presiones a2. no trabaja ninguno de los radiadores y los manómetros miden la misma presión b2. Funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola válvula b1. Funcionamiento desigual de los radiadores b1. Reposición continua de agua a la caldera a1. Si falla una válvula. Temperatura superior a las especificaciones. Funcionamiento continuo de la válvula de seguridad. Temperatura menor a las especificaciones. Sobrepresión en toda la instalación. Regular el paso de agua a los radiadores b1. Al comparar la medida de los diferentes manómetros. Menor caudal circulando por los radiadores. Si fallan las dos válvulas y no circula caudal.ISBN: 978-84-693-7379-8 67 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Sobrepresión en caldera. No se alcanza la temperatura especificada b3. Fugas de agua en puntos críticos de la instalación por rotura. Bloqueada en cerrado a11. Oxidación b2. Funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola válvula b2. Se tarda más en alcanzar la temperatura especificada c.UJI . Mulet / M. Consumos elevados de agua y gas. Obstrucción por impurezas b3. todos los manómetros medirán lo mismo b3. Carlos / V. Funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola válvula. Tarda más tiempo del normal en alcanzarse la temperatura. Rotura del muelle a1. Si fallan las dos. altas presiones a2. Funcionamiento defectuosos. Bloqueada en abierto b11. Bovea . Mide más presión de la que hay c11. Bloqueada en cerrado b21. Evitar sobrepresiones evacuando el agua a2.a D. de montaje c22. Al comparar la medida c1. Los manómetros indicarán altas se detectarían incoherencias. No se disipa calor e11. No mide presión b. en Noabierto conduce el agua hasta la instalación b11. Peligro potencial de rotura. Poco agua al una abrir el grifofuncionamiento b2. Peligro el desistema rotura. Sale menos agua del grifo. Menor caudal circulando c3. Funcionamiento defectuosos. Funcionamiento desigual de los radiadores si falla una sola e1. Rotura del muelle a1. Incrustaciones Defecto de de cal fabricación a12. Mide más presión de la que hay e1. Disipar el calor del agua al ambiente b3. se repone Funcionamiento el agua de la caldera. no se alcanza temperatura especificada c3.UJI . válvula. de Conducir a losaradiadores fría la instalación d2. Chulvi / J. No sale agua del grifo. Sobrepresión La instalaciónen funciona la Peligro deinstalación. a El sistema no realiza su función d2.ISBN: 978-84-693-7379-8 e1.a D. de fabricación b22. a las especificaciones Funcionamiento desigual de los radiadores b1. b1. Temperatura obtenida la temperatura especificada menor a la especificada. Defecto de fabricación c12. No se disipa bloqueada suficiente calor c. Funcionamiento inesperado depresiones la válvula de seguridad y sobrepresión en la caldera a2. Oxidación b1. Si fallan las dos válvulas La presión indicada y no circula caudal. No se alcanza la temperatura especificada b3. b1. presiones La válvula de seguridad se podría a2. Bloqueada d1. modo distinto al de rotura de parte o todo especificado. Bovea . Avería por el uso presión bajos c3. Fugas en circuito interno c11. Defecto fabricación d11. Ramos / M. Gotas derramadas (si se debe a fugas) b2. necesidad de ello Tabla 3. Avería por el uso d21.27. la No se conoce cómo está o se hace lentamente funcionando el sistema. No sale de losdel radiadores agua grifo si falla una sola válvula fuga y explosión. Bloqueada de cerrado la en especificada e. Tarda mucho en reponerse el agua. La instalación podría funcionar a más presión de la normal E. Mulet / M. Regular el paso agua agua d. Sobrepresión en caldera. de Suelta b12. E. Oxidación Rota c31. El manómetro de la línea de retorno de la caldera mide muy poca presión b3. Se tarda más en alcanzar e2. Evitar sobrepresiones evacuando el agua a2. Medir la presión c1. altas c2. Defecto Obstruida b21. Obstrucción e21. Temperatura superior a las especificaciones. entre Posibilidad de sobrepresión en la caldera por los radiadores. Funcionamiento continuo de la válvula desigual d1. Funcionamiento Charcos de agua desigual de los radiadores si falla una sola válvula d2. Defecto de fabricación c32. poner en funcionamiento de y forma Los manómetros indicarán valores inesperada Modo fallo Causa Detección Efectos Otros componentes Sistema a1. Carlos / V. Parcialmente e2. Si fallan las dos. Tarda más tiempo del normal e2. Temperatura menor en alcanzarse la temperatura. Conduce menos agua b2. Defecto Avería por el uso a1. d1. Circuito interno obstruido por impurezas o aire b31. Bloqueada c2. Circuito interno por impurezas parcialmente obstruido e22. no trabaja ninguno de los radiadores y los manómetros miden la misma presión b2. Mal funcionamiento de los radiadores e2. d12.Función a. No se evacuaría agua aun habiendo de los diferentes manómetros. Mediciones presión por debajo de lo normal en manómetro radiadores. Reposición continua de agua a la caldera a1. toda c2. o alcanzada más lentamente c1. Consumos elevados de agua gas. es todos los por los manómetros la misma manómetros medirán lo mismo b3. Tabla final del AMFEC se detectarían incoherencias c1. Fugas d22. La instalación no realiza su función 68 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . de El manómetro no indicaría presión alguna a21. Mide menos en cerrado presión de la que hay a11. fuga y explosión a2. desigual de los radiadores. Si falla válvula. Temperaturas superiores las especificadas d1. de Noseguridad. Bloqueada en abierto c3. Los radiadores permanecen fríos. de la los diferentes por manómetros. c21. de agua puntos críticos c2. Fugas Al comparar laen medida de instalación rotura. Temperatura menor a las especificaciones. 00680375 0.25 0.44.25 0. cuya tasa es de 5.44. la gravedad (G) y la probabilidad de que el fallo sea detectado (D) Estimación del coeficiente F Como sólo se conoce la probabilidad de fallo de cada uno de los componentes.5 0.a D.72 · 10-4 Para la válvula de control del radiador.25 Causa 0. E.10-6. (100%) 0.8 0.57.2 0. (100%) 0.8) Estimación de la frecuencia de fallo (F).02041125 0. cuya tasa de fallos es de 2.15 · 10-5 1. Chulvi / J. Carlos / V. y que en el primer modo de fallo es mucho más habitual que haya incrustaciones de cal que defectos de montaje (75% frente a un 25%). Modo fallo b11 b12 b21 0.017865 F 1 0. para la combinación a11.5 Causa 0. Modo fallo a11 a12 a21 0. en base a estimación directa basada en el tipo de fallo. la mayoría de las veces E. Ramos / M.8 1 7.25 1 Probabilidad 0.79 · 10-5 7.04. se considera mucho más probable el fallo ocasionado por oxidación que el debido a defecto de fabricación.5 x 0. o en.0017865 0. se ha estimado que cada uno de los modos de fallo tiene la misma probabilidad de ocurrencia. cuya tasa es de 3.10-4. En cuanto a las causas.0017865 0. Mulet / M.007146 0. Bovea .5 0.UJI . mientras que los otros dos fallos tienen la misma probabilidad. Así. En cuanto a las causas.15 · 10 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 69 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . se ha estimado que la mitad de las ocasiones el fallo será parcialmente bloqueado.79 · 10 -5 -5 Prob.007146 0.000204113 6.10-4. Para los modos de fallo y causas de la válvula de seguridad. mientras que los otros dos modos de fallo se reparten la probabilidad por igual.10-4 = 0. Esta estimación se realiza consultando en registros de averías. la probabilidad de ocurrencia es: Pa11 = 0.75 0.80 · 10 -5 Prob.25 2 1 b22 b31 0. es necesario estimar un criterio de reparto de la probabilidad de fallo del componente entre la probabilidad de ocurrencia de cada uno de los modos de fallo y causas.75 x 5. en su defecto.027215 F 3 2 3 2.000204113. se ha considerado que en el 40% de los casos el fallo consiste en que no se mide presión.5 0.79 · 10-4 2 1 En el caso del manómetro.2 Probabilidad 1. E.7 Probabilidad 2.3 0. Bovea .02078 0. para este fallo se considera que es más probable que la causa sean las fugas que las obstrucciones de aire.1 0.15 Causa 0.99 · 10 2.4 Causa 0.95 Probabilidad 6.04 . cuya tasa de fallos es de 1.05 · 10-4.0006111 0.49 · 10 5. y sólo en muy pocos casos se trata de defectos de fabricación. Modo fallo d11 d12 d21 d22 0.08 · 10-4 2.8 0.8 Causa 1 0.51 · 10 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 70 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .00951075 0.82 · 10 -4 -4 Prob.02994125 F 2 0.UJI .85 1 3 3 El fallo más frecuente de los radiadores.4 0.15 0. es que calientan menos de lo que deberían.99 · 10 -5 -5 -4 -4 Prob.3 0. cuya tasa de fallos es de 7.058184 F 3 3 4 E. Modo fallo e11 e21 e22 0.0006111 0.se trata de alguna avería debida al desgaste por el uso. Ramos / M.05 0. Mulet / M.50 · 10 7.3 0.06 · 10 2. Chulvi / J.1 0. Modo fallo c11 c12 c21 c22 c31 c32 0.0054999 0.1 0.11 · 10 6.5 0.0077406 F 1 2 1 2 1 2 5.00105675 0.0004074 0.3 0.50 · 10-5 -6 -5 4. consiste en que conduce menos agua de la que debería (pérdidas).3 0. (100%) 0.74 · 10 -6 Prob. 10-3.11 · 10 5.9 0.a D. Carlos / V.85 0.02994125 0.2 0.07 · 10-6 -5 Se considera que la mayoría de las veces que se produce un fallo de la manguera.0054999 0. (100%) 0.5 Probabilidad 9. Además. (100%) 0.9 0.9 0.024936 0. ISBN: 978-84-693-7379-8 71 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . degradación del sistema 6. el valor del coeficiente es D = 7.58. F a11 a12 a21 b11 3 2 3 1 IPR es mayor de 100. la probabilidad de detección del cliente es nula. Carlos / V. imperceptible 6. un 58%. la probabilidad de detección del cliente es: Pdetección = (12 – 5)/12 = 0.Estimación del coeficiente G El coeficiente G de gravedad se ha asignado en función de los efectos. con degradación y exigencia de cambio 5. Bovea . predispone negativamente al cliente Estimación del coeficiente D Para las combinaciones de modo de fallo y causa debidas a defectos de fabricación. por lo que el valor del coeficiente es D = 10. con degradación y exigencia de cambio 1. Como puede observarse. Para los fallos debidos a oxidación (b11 y b22). por lo que el coeficiente es D = 1. La probabilidad de detección del resto de fallos es del 100%. sin previo aviso 6.a D. Chulvi / J. con degradación y exigencia de cambio 4. Ramos / M. b2 y b3 c11. con degradación y exigencia de cambio 6. c2 y c3 d11 d21 e11 e21 G 10.UJI . las mejoras de la instalación tendrían que estar encaminadas a la reducción de dichos G 10 10 6 6 D 10 1 10 1 IPR F c22 c31 c32 d11 2 1 2 2 G 1 1 1 6 D 10 1 10 10 IPR 300 20 180 6 20 1 20 120 E. hay varias combinaciones de modo de fallo y causa cuyo IPR. afecta a la seguridad. Por tan- to. Mulet / M. E. es decir. Por tanto. 9) Cálculo del índice de prioridad de riesgo (IPR) para cada modo de fallo y causa La siguiente tabla resume el valor de los coeficientes y del IPR. puesto que se comprueba el correcto funcionamiento del sistema una vez instalado. Modo de fallo a1 a2 b1. G’ y D’. Cálculo de los índices IPR 10) Identificación de los modos de fallo más críticos y propuesta de medidas correctoras Para aquellos modos de fallo cuyo IPR es mayor a 100.5 0. (100%) 1.48131 · 10-05 F’ 1 1 1 Valor de G’ y D’.a D. Medidas para los modos de fallo a1 y a2: Se propone añadir una segunda válvula de seguridad.75 0.48 · 10-07 Prob.F b12 b21 b22 b31 c11 c12 c21 2 1 2 1 1 2 1 G 6 6 6 6 1 1 1 D 7 1 7 10 1 10 1 IPR F d12 d21 d22 e11 e21 e22 1 3 3 3 3 4 G 6 5 5 6 4 4 D 10 10 10 10 10 10 IPR 84 6 84 60 1 20 1 60 150 150 180 120 160 Tabla 3. Valor de F’.10-7. la probabilidad de ocurrencia sería 5.75 x x 2.44·10-4 x 5.11 · 10-07 3. Mulet / M. Con esta medida. de forma que para que se produzca un fallo.5 Causa 0.70328 · 10-06 1. Ramos / M.44·10-4 = = 2. E. Bovea . sea necesario que fallen las dos simultáneamente.5 0.11098 · 10-05 3.70 · 10-08 1. idéntica a la existente y colocada en serie con esta. E. la probabilidad de a11 sería 0. se proponen medidas correctoras y se calculan los nuevos coeficientes F’.96 · 10-7. Modo fallo a11 a12 a21 0. A modo de ejemplo.96 ·10-7 = 1. Los coeficientes G y D no se modifican al implantar esta medida. son los que se indican en la siguiente tabla.UJI . por lo que los nuevos valores de la F’ para las combinaciones de modo de fallo y causa de la función realizada por la válvula de seguridad.25 1 Probabilidad 1. Carlos / V.ISBN: 978-84-693-7379-8 72 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Chulvi / J.11.5 x 0.28. Con cualquiera de ambas medidas se prevé reducir la probabilidad -6 . – – Sustituir Sustituir el material de la manguera por otro de mayor calidad. probablemente en más de la midad dad de detección se reduzca considerablemente.ISBN: 978-84-693-7379-8 73 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . El impacto de esta mejora dependerá decaraclas caracbabilidad de fugas se reduzca. e 21. probablemente en más de la mitadlas deocasiones las ocasiones en la situación actual. probabilidad 4 -6 · 10 .21 Fd =3 F’d ta reducir en un el valor de Fde . e 21. en el que la proel material de la manguera por otro de mayor calidad. o bien colocar sistema de sujeción de esta a la a toma de agua de la instalación. El impacto de esta mejora dependerá de las terísticas concretas del material seleccionado. E. en el que la probabilidad de fugas se reduzca. EsteEste mantenimiento se realizaría cadacada meses. 22 = 0. por lo que en este análisis se estima cualitativamente la probabilidad de ocurrencia disminuirá. 3 e 10 ’ = 5. has-hasta reducir enpunto un punto el valor F.Medidas para los modos de fallo 12: y d2: Medidas para los modos de fallo d1 ydd – – ParaPara reducir el en IPR en el caso de la manguera. e 22 = ses. ma cualitativamente que que la probabilidad de ocurrencia disminuirá. se propone modificar el diseño reducir el IPR el caso de la manguera. con con lo cual la probabilidad de detección D’ sería: 11. Carlos / V.UJI . ses. por lo que en este análisis se estiterísticas concretas del material seleccionado. considerando desde su funcionamiento empieza tres tres meses. de manera se controlen de mantenimiento periódico del radiador. al menos.a D. = 2. de manera que que se controlen las impurezas la formación de fugas. = 5. por lo que el coeficiente se retad de que que en la situación actual. considerando que que desde que que su funcionamiento empieza a a alterarse hasta se produce el modo de fallo pasan aproximadamente dos mealterarse hasta que que se produce el modo de fallo pasan aproximadamente dos me3 – 2 = De lo cual la probabilidad de detección D’ sería: De 11. Ramos / M. Fd =21 3 F ’d21 =21 2. E. mantenimiento se realizaría las impurezas y la yformación de fugas.11 Fd 11 3 de ocurrencia decombinación la combinación 11. se propone modificar el diseño del del sistema de sujeción de esta la toma de agua de la instalación. Bovea . ConCon esta esta medida se estima que que la probabilide detección se reduzca considerablemente. una una brida de seguridad.33 De 11. o bien colocar brida de seguridad. al menos. Con cualquiera de ambas medidas se prevé reducir la probabilidad Valor de Fde ’. Mulet / M. Fd = 3= de ocurrencia de la d11. = 1. ee 21. Dd 10 D’d duciría. =22 10= D ’ =D 5. Dd22 =22 10= D ’d22 =22 5. Valor F’.dprobabilidad = 4= · 10 F’d F’d11 =11 1. medida se estima la probabilipienpien las impurezas periódicamente. por lo que el coeficiente D seD reduciría. – – Implantar Implantar un programa de mantenimiento de la manguera de manera se limun programa de mantenimiento de la manguera de manera que que se limlas impurezas periódicamente. por lo que. Chulvi / J. por lo que. Medidas para los modos de fallo 1 y e2: Medidas para los modos de fallo e1 yee 2: – – Programa Programa de mantenimiento periódico del radiador. Esquema de la instalación mejorada 12) Cálculo de los nuevos coeficientes F’. G’ y D’ y el IPR’ para cada medida correctora La siguiente tabla resume cómo quedarían los nuevos rían por debajo de 100.UJI . con las mejoras indicadas todos los IPR’ se quedaG 10 10 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1 1 1 6 6 5 5 6 4 4 D 10 1 10 1 7 1 7 10 1 10 1 10 1 10 10 10 10 10 10 10 10 IPR Medidas correctoras Segunda válvula en serie F’ 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 G’ 10 10 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1 1 1 6 6 5 5 6 4 4 D’ 10 1 10 1 7 1 7 10 1 10 1 10 1 10 10 10 10 5 5 5 5 IPR’ 300 20 180 6 84 6 84 60 1 20 1 20 1 20 120 60 150 150 180 120 160 100 10 60 6 84 6 84 60 1 20 1 20 1 20 60 60 100 75 90 60 80 Sistema sujeción Material manguera Revisiones Revisiones Revisiones Revisiones 1 1 2 3 3 3 4 Tabla 3. Chulvi / J. Como puede observarse.ISBN: 978-84-693-7379-8 74 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . E.29. Carlos / V. F a11 a12 a21 b11 b12 b21 b22 b31 c11 c12 c21 c22 c31 c32 d11 d12 d21 d22 e11 e21 e22 3 2 3 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 2 1 3 3 3 3 4 IPR’ con las medidas correctoras implantadas. Mulet / M.5.a D. IPR de la instalación mejorada E. Bovea . Ramos / M.11) Esquema de la instalación mejorada Figura 3. el agua que ha sido calentada en el acumulador mediante un intercambio de calor circula hacia el radiador. La instalación cuenta. Chulvi / J.5. Los acumuladores son depósitos de acero vitrificado adecuadamente aislados para evitar pérdidas de calor.ISBN: 978-84-693-7379-8 75 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . con una red de distribución hidráulica que reparte la energía captada por los colectores hacia el acumulador de calefacción y el acumulador de calor para agua caliente sanitaria. esta dispone de un regulador térmico diferencial que controla y compara la temperatura en el interior de los captadores solares con la de los acumuladores. de manera que el calor es transportado desde el sistema captador hacia el acumulador solar. además. libre de sombras y orientada hacia el sur. Esquema de la instalación E.6. Finalmente.UJI . Figura 3. Para el funcionamiento automático de la instalación.3. Mulet / M. Ramos / M. La bomba va equipada con una válvula antirretorno que impide que en caso de parada de la bomba el fluido invierta la dirección de su circulación. E. Caso 4: AMFE calefacción con placas solares 1) Descripción de la instalación La instalación consta de unos captadores solares planos situados en una zona exterior totalmente adecuada para su uso. en caso de demanda de calefacción en el interior de la vivienda. que será el encargado de transmitir dicho calor al interior de la vivienda. La bomba de circulación B1 del circuito hace circular el fluido caloportador por el circuito. Carlos / V. Bovea .a D. Los elementos que hay que analizar son los siguientes: – – – – – – Placas solares Termostato Acumulador de calor Radiador Válvula antirretorno V1 Bomba B1 3) Determinación de funciones de cada uno de los componentes Componente Placas solares Termostato Acumulador Radiador Válvula antirretorno Bomba B1 Función a. No da señal de activación a la bomba cuando Tfluido < Tdeseada b2. desde las placas al acumulador y viceversa Tabla 3.30. Bovea . Determinación de las funciones 4) Determinación de modos de fallo de cada función Función a. Transmitir calor al ambiente e. Mulet / M. No calienta el agua d1. y cuáles serían las mejores medidas correctoras que deberían adoptar. Impulsar el fluido caloportador en el circuito primario. Transmitir calor del fluido al agua y almacenar calor d. No da señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada c1. Ramos / M. El radiador no transfiere calor al ambiente d2. Chulvi / J. E. No almacena suficiente agua c2.ISBN: 978-84-693-7379-8 76 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V. Controlar la diferencia de temperatura y enviar señal de accionamiento o parada de la bomba c.a D. Controlar la diferencia de temperatura y enviar señal de accionamiento o parada de la bomba c. El radiador transfiere menos calor del que debe al ambiente Componente Placas solares: Termostato Acumulador Radiador E. Captación de energía solar deficiente a2. Impedir el retorno de fluido cuando la bomba para f. Captar energía solar y transmitirla al fluido caloportador b. Captar energía solar y transmitirla al fluido caloportador b. No capta energía solar b1. Transmitir calor del fluido al agua y almacenar calor d. Transmitir calor al ambiente Modo de fallo a1.UJI .2) Definición del objetivo y alcance Elaborar un análisis modal de fallos y efectos que permita establecer cuáles son las principales limitaciones de la instalación atendiendo a una serie de elementos predeterminados de la instalación. Defecto de fabricación e21. Obstrucción en la aspiración de la bomba f12.Componente Válvula antirretorno Bomba B1 Función e. El radiador no transfiere calor al ambiente d2. Fallo en conexiones de la bomba con el termostato f14. Fugas en radiador e11. Posibles causas de cada modo de fallo E. No deja pasar fluido f1.31. No almacena suficiente agua c2. vandalismo) b11. Impulsar el fluido caloportador en el circuito primario. No impide el retorno de fluido e2. Bomba continua impulsando fluido cuando recibe señal de parada del termostato de parada Tabla 3. Bomba no impulsa fluido cuando recibe señal del termostato f2. Avería motor bomba f13. No da señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada c1. No capta energía solar b1. Fugas en calderón c21. Bomba continua impulsando fluido cuando recibe señal de parada del termostato de parada Tabla 3. Bomba no impulsa fluido cuando recibe señal del termostato f2. E.a D. Fallo en la conexión con el termostato a1.UJI . Obstrucción del serpentín interno por el que circula el fluido caloportador c22. No impide el retorno de fluido e2. Rotura de células de la placa por exposición a la intemperie (inclemencias del tiempo. Bovea . Ramos / M. Válvula bloqueada en cerrado e22. No calienta el agua d1. desde las placas al acumulador y viceversa Modo de fallo e1. Carlos / V. El radiador transfiere menos calor del que debe al ambiente e1. Desgaste de material debido a envejecimiento de la placa a21. Obstrucción debido a formación de bolsas de aire en el radiador o por incrustaciones de cal d21. Impedir el retorno de fluido cuando la bomba para f. Captación de energía solar deficiente a2. Defecto de fabricación f11. Mulet / M. Válvula bloqueada en abierto e12. Chulvi / J. Determinación de los modos de fallo 5) Determinación de causas para cada modo de fallo Modo de fallo Causas a11. Detector del termostato estropeado b12.32. Fugas en serpentín d12. No deja pasar fluido f1. No da señal de activación a la bomba cuando Tfluido < Tdeseada b2.ISBN: 978-84-693-7379-8 77 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Envío de señal errónea b21. Envío de señal errónea c11. Detector del termostato estropeado b22. Fallo en las conexiones de la bomba con el motor f21. Captación de energía solar deficiente a2. No calienta el agua d1. por tanto. E. Carlos / V. El sistema no realiza correctamente su función b1. Bovea .ISBN: 978-84-693-7379-8 78 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . No deja pasar fluido f1. El radiador no transfiere calor al ambiente d2. No da señal de parada a la bomba cuando Tfluido> Tdeseada c1. Bomba siempre en funcionamiento. Desgaste prematuro de la bomba por funcionamiento prolongado. No impide el retorno de fluido e1.a D. El sistema no realiza correctamente su función c2. Charco de agua junto al radiador e1. El ambiente no se caliente cuando es necesario d2. El radiador transfiere menos calor del que debe al ambiente e1. No da señal de activación a la bomba cuando Tfluido < Tdeseada b2. No llega calor al acumulador y. Chulvi / J. Ruido por impacto de fluido con la bomba e2. Ramos / M. No capta la energía solar b1.33. por tanto. El sistema no realiza correctamente su función d2. Aumento del consumo eléctrico c1. No da señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada c1. No se oye ruido de funcionamiento de la bomba f2.6) Determinación de las formas de detección Modo de fallo Detección a1. No almacena suficiente agua c2. El ambiente no se caldea cuando es necesario E. Calentamiento bomba c1. Rotura de la bomba por impacto de fluido b2. El sistema no realiza correctamente su función d1. al radiador b2. Captación de energía solar deficiente a2. al radiador b1. Sobrecalentamiento de la bomba y aumento del consumo eléctrico a1. Bomba no impulsa fluido cuando recibe señal del termostato f2. El sistema no realiza correctamente su función a2. Mulet / M. al radiador a2. No capta energía solar b1. No llega calor al acumulador y. El radiador no transfiere calor al ambiente d2. El sistema no realiza correctamente su función e1. No llegará calor al acumulador y. El sistema no realiza correctamente su función Efectos Otros componentes Sistema a1. No almacena suficiente agua c2. por tanto. Determinación de las formas de detección 7) Determinación de los efectos sobre otros componentes y sobre el sistema Modo de fallo a1. No da señal de activación a la bomba cuando Tfluido < Tdeseada b2. No calienta el agua d1. El radiador transfiere menos calor del que debe al ambiente e1. Excesivo calentamiento de la bomba f1. No impide el retorno de fluido e2.UJI . No llega calor al radiador cuando se necesita d1. Charco de agua en inmediaciones del calderín c2. Bomba continua impulsando fluido cuando recibe señal de parada del termostato de parada Tabla 3. Calentamiento bomba f1. Para ello. coeficiente F. debido a desgaste del material.76458 · 10-5 Conocida la tasa de fallos. Bomba no impulsa fluido cuando recibe señal del termostato f2.ISBN: 978-84-693-7379-8 79 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Termostato: los modos de fallo tienen la misma probabilidad (50%). la gravedad G y la probabilidad de que el fallo sea detectado D Estimación de F: Para la determinación del coeficiente de frecuencia de fallo. No deja pasar fluido Efectos Otros componentes e2.34. E. Bomba continua impulsando fluido cuando recibe señal de parada del termostato de parada Tabla 3.a D. a que el envío de señal es erróneo. Ramos / M.Modo de fallo e2. el 70% de las veces el fallo se debe a que no se detecta la señal y el 30% de las veces.32795 · 10-5 5. E. No se calienta el ambiente Sistema f1. habrá que repartir el peso de cada uno sobre las diferentes causas de fallo de un determinado elemento: Placas solares: se supondrá que el 40% de las veces el fallo es debido a rotura por explosión a la intemperie y el 60%. Además. Las probabilidades encontradas para cada uno de los componentes objeto de estudio son: Suceso Fallo de placa solar Fallo del termostato Fallo del acumulador de calor Fallo del radiador Fallo de la válvula antirretorno V1 Fallo de la bomba Probabilidad 1. se han tenido en cuenta las probabilidades aportadas por la base de datos RIAC.03926 · 10-5 6. El fluido caloportador no circula por el circuito.UJI . Determinación de los efectos 8) Estimación de la frecuencia de fallo F.07 · 10-8 1. Bovea .6439 · 10-6 2. Carlos / V. Chulvi / J. Mulet / M.93620 · 10-5 1. se necesita conocer la probabilidad de fallo de cada uno de los componentes. a una avería del motor. Válvula antirretorno: el 45% de las veces el fallo es debido a que la válvula se queda bloqueada en abierto.07 · 10-6% a11: 1. F = 1 b22: 1.5 = 0. Radiador: el 90% de las veces el fallo será debido a obstrucción debido a formación de bolsas de aire en el radiador y el 10%. F = 1 c21: 5.07 · 10-6 · 0.32795 · 10-3 · 0. F = 1 – Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para el acumulador Porcentaje de fallo del acumulador de calor = 5. debido a fugas en el radiador.ISBN: 978-84-693-7379-8 80 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .32795 · 10-3 · 0. F = 1 – Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para el termostato Porcentaje de fallo del termostato = 1. F = 1 c22: 5.7·0. Chulvi / J.1 = 0. – Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para la placa solar Porcentaje de fallo de la placa solar = 1.4 = 0.UJI . Mulet / M.000465. el 20% de las veces. Cuando no se conecta bien con el termostato. otro 45% de las veces. F = 1 b21: 1. un 5% de las veces el fallo es debido a un defecto de fabricación que no impide el retorno de fluido y el otro 5%.a D.000465. a que la válvula se queda bloqueada en cerrado. el 10%.93620 · 10-3 · 0.32795 · 10-3 · 0. F = 1 E. Bomba: el 10% de las veces el fallo se debe a una obstrucción en la as-piración de la bomba.000199.000199.32795 · 10-3 · 0. la mitad de las veces provoca que la bomba no impulse fluido y la mitad de las veces continúa impulsando fluido. a una mala conexión con el termostato y el 20% restante.93620 · 10-3 · 0. F = 1 a21: 1.32795 · 10-3% b11: 1.00059.93620 · 10-3 · 0. F = 1 b12: 1.93620 · 10-3% c11: 5. a una mala conexión con el motor.5 = 0.3·0. a obstrucción del serpentín y el otro 10%. a un defecto de fabricación que no deja pasar fluido.8 = 0. a fugas en el serpentín.00059. E.6 = 0. Bovea .1 = 0.Acumulador: el 80% de las veces el fallo se deberá a fugas en el calderín.07 · 10-6 · 0. Carlos / V.5 = 0.00475.000000642.5 = 0.7·0.000000428. Ramos / M. el 50% de las veces.3·0. 6439 · 10-3 · 0.00033. G = 7.76458 · 10-3 · 0.6439 · 10-3 · 0.03926 · 10-3 · 0.1·0. Mulet / M. F = 1 f21: 2.a D.1 = 0.00033. y afectan a otros productos.76458 · 10-3 · 0.76458 · 10-3 · 0. F = 1 f14: 2. Chulvi / J.00055.6439 · 10-3 · 0.76458 · 10-3 · 0. E. Puede haber degradación del producto. F = 2 e12: 6.ISBN: 978-84-693-7379-8 81 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . F = 1 f12: 2. Se considera que si el producto está degradado. – Cálculo del coeficiente de gravedad para el termostato b1: El termostato no da señal de activación a la bomba cuando Tfluido < Tdeseada. G = 6.0066. F = 1 d21: 1.– Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para el radiador Porcentaje de fallo del radiador = 1. el cliente exigirá un cambio o reparación. Bovea .000935. b2: El termostato no da señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada.6439 · 10-3% e11: 6. G = 8.000276.03926 · 10-3% d12: 1.45 = 0.5 = 0. que estará continuamente en funcionamiento. F = 1 Estimación de G: – Cálculo del coeficiente de gravedad para la placa solar a1: Captación de energía solar deficiente.2·0. luego. Carlos / V.6439 · 10-3 · 0. El producto se degrada y exige una reparación costosa. F = 2 e22: 6.03926 · 10-3 · 0.1 = 0.45 = 0. luego G = 4. E. F = 1 e21: 6.000276.00138.UJI .5 = 0. a2: No capta energía solar.2 = 0.0001.9 = 0. F = 1 – Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para la válvula antirretorno Porcentaje de fallo de la válvula antirretorno V1 = 6. Esta situación puede predisponer negativamente al cliente. F = 1 – Cálculo del coeficiente de frecuencia de fallo para la bomba Porcentaje de fallo de la bomba: 2.5 = 0. como la bomba.000276.76458 · 10-3% f11: 2.76458 · 10-3 · 0.5 = 0.5 = 0.2 · 0. Ramos / M. F = 1 f13: 2.1·0.0066. Chulvi / J. c2: El acumulador no calienta el agua. con degradación del producto y exigencia de cambio/reparación por el cliente. e2: La válvula no deja pasar fluido.– Cálculo del coeficiente de gravedad para el acumulador c1: El acumulador no almacena suficiente agua.a D. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. – Cálculo del coeficiente de gravedad para la bomba f1: La bomba no impulsa fluido cuando recibe señal del termostato. Afecta a la seguridad.ISBN: 978-84-693-7379-8 82 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. G = 7. con degradación del producto. – Cálculo del coeficiente de detección para el termostato E. Mulet / M. – Cálculo del coeficiente de gravedad para el radiador d1: El radiador no transfiere calor al ambiente. vandalismo). G = 6. afectando a otros productos por ejemplo la bomba. G = 8. D = 10. Estimación de D: – Cálculo del coeficiente de detección para la placa solar a11: Captación de energía deficiente por desgaste de material debido a envejecimiento de la placa. E. Degradación del producto y reparación costosa. a21: Exposición a la intemperie (inclemencias del tiempo. G = 7. Degradación del producto y exigencia de cambio/reparación por el cliente. – Cálculo del coeficiente de gravedad para la válvula antirretorno e1: La válvula no impide el retorno de fluido. Degradación del producto y queja del cliente. Predispone negativamente al cliente.UJI . Ramos / M. Bovea . G = 4. G = 6. d2: El radiador transfiere menos calor del que debe al ambiente. Degradación del producto y reparación costosa. G = 9. Carlos / V. ya que es posible que no disponga del agua caliente demandada. G = 5. f2: La bomba continua impulsando fluido cuando recibe seña de parada del termostato de parada. con aviso previo. ISBN: 978-84-693-7379-8 83 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Carlos / V. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. c22: Fugas en serpentín. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. e12: Defecto de fabricación. e21: Válvula bloqueada en cerrado.b11: Detector del termostato estropeado. Bovea . – Cálculo del coeficiente de detección para el acumulador c11: Fugas en calderín. b12: Envío de señal errónea. D = 10. D = 10.a D. b22: Envío de señal errónea. D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. E. – Cálculo del coeficiente de detección para el radiador d12: Obstrucción debido a formación de bolsas de aire en el radiador o por incrustaciones de cal. D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. – Cálculo del coeficiente de detección para la válvula antirretorno e11: Válvula bloqueada en abierto. E. D = 10. D = 10. D = 10. Ramos / M. prueba o montaje (dificultad de montaje). Probabilidad remota de que el defecto llegue al cliente. D = 10. Mulet / M. D = 10. Chulvi / J. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Sería poco razonable que un defecto no fuese detectado durante la inspección. D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente.UJI . Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. b21: Detector del termostato estropeado. D = 1. c21: Obstrucción del serpentín interno por el que circula el fluido caloportador. d22: Fugas en radiador. f12: Avería motor bomba. D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. D = 1. Chulvi / J. Mulet / M. E. D = 10.e22: Defecto de fabricación. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Sería poco razonable que un defecto no fuese detectado durante la inspección.ISBN: 978-84-693-7379-8 84 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D. Cálculo de los IPR E. D = 10. prueba o montaje (dificultad de montaje). Ramos / M. f13: Fallo en conexiones de la bomba con el termostato. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. – Cálculo del coeficiente de detección para la bomba f11: Obstrucción en la aspiración de la bomba. f21: Fallo en la conexión con el termostato. f14: Fallo en las conexiones de la bomba con el motor. Carlos / V. D = 10. Probabilidad remota de que el defecto llegue al cliente.UJI . Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. Bovea . D = 10. Probabilidad muy elevada de que el defecto llegue al cliente. 9) a11 a21 b11 b12 b21 b22 c11 c21 c22 d12 d21 Cálculo del índice de prioridad de riesgo (IPR) para cada modo de fallo y causa F G D IPR F G D IPR 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 7 4 4 8 8 4 6 6 7 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 60 70 40 40 80 80 40 60 60 70 50 e11 e12 e21 e22 f11 f12 f13 f14 f21 2 1 2 1 1 1 1 1 1 8 8 9 9 6 6 6 6 7 10 1 10 1 10 10 10 10 10 160 8 180 9 60 60 60 60 70 Tabla 3.35. El IPR final sería IPR’e11 = 1 x 8 x 10 = 80. por lo que F’e11 = 1. E.UJI . Para reducir el IPR de e11 habría que introducir una válvula adicional en serie. Chulvi / J. Bovea . Probabilidad e11 = 0. concretamente a las combinaciones de modo de fallo y causa siguientes: e11: IPR = 2 · 8 · 10 = 160 e21: IPR = 2 · 9 · 10 = 180 Para reducir el IPR de e21.0066 = 0. de manera que en el caso de que la válvula V1 no realizara su función.a D.00004356. permitiendo un flujo inverso que podría alcanzar la bomba.ISBN: 978-84-693-7379-8 85 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . habría una válvula más (V2) que impediría que un flujo inverso llegara a la bomba y la deteriorara. E. que el fluido pudiera retornar. la probabilidad de que se produjera el modo de fallo e11 sería la probabilidad de que las válvulas V1 y V2 se quedaran bloqueadas en abierto simultáneamente. que en caso de excesivo calentamiento detenga el funcionamiento hasta que se restablezca el estado de la válvula o se sustituya por otra. En este caso.10) Identificación de los modos de fallo más críticos y propuesta de medidas correctoras Los modos de fallo más críticos son los que han superado un valor de 100. Mulet / M. una solución podría ser instalar un detector de temperatura en la bomba. Con esta medida el coeficiente de gravedad se reduciría a G’= 4. El IPR final sería IPR’e21 = 2 x 4 x 10 = 80. esto es. Ramos / M. en este caso corresponden a fallos en la válvula antirretorno. Carlos / V.0066 x 0. El sistema no realiza correctamente su función 1 1 6 6 10 10 60 60 E. No da controlar la difeseñal de rencia de tempera. Charco de agua en inmediaciones del calderín a2. No calienta el agua 1 4 10 40 c21. Carlos / V. No llega calor al radiador cuando se necesita c2. Mulet / M. Bovea . Detector del termostato estropeado b22. Acumulador: transmitir calor del fluido al agua y almacenar calor c2.activación a tura y enviar señal la bomba de accionamiento o b2.ISBN: 978-84-693-7379-8 b. Detector del termostato estropeado b12. no da parada de la bomba señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada c1. al radiador Modo fallo Causa Detección Efectos Sistema a1. al radiador b2. Desgaste de material debido a envejecimiento de la placa a1. No llegará calor al acumulador y. Calentamiento bomba EQUIPO: FECHA: F G D IPR Medida correctora F’ G’ D’ IPR’ 1 6 10 60 1 7 10 70 1 c1. No capta energía solar a21. Obstrucción del serpentín interno por el que circula el fluido c22. Desgaste prematuro de la bomba por funcionamiento prolongado. Fugas en serpentín c2. El sistema no realiza correctamente su función a2. Rotura placa por exposición a la intemperie (inclemencias del tiempo.AMFE Producto: instalación de calefacción con placas solares Función Otros componentes a. Ramos / M. Termostato: b1. No llega calor al acumulador y. Bomba siempre en funcionamiento. Envío de señal errónea b21. El ambiente no se caldea cuando es necesario b2. No llega calor al acumulador y. Aumento del consumo eléctrico c1. por tanto. El sistema no realiza correctamente su función b1. Envío de señal errónea c11. Fugas en calderín b1.UJI . vandalismo) b11. Chulvi / J. El sistema no realiza correctamente su función 8 10 80 c. No almacena suficiente agua 1 1 1 4 4 8 10 10 10 40 40 80 86 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D. al radiador a1. por tanto. por tanto. Placas solares: captar energía solar y transmitirla al fluido caloportador a2. Captación de energía solar deficiente a11. E. e1. No deja bomba cuanpasar fluido do Tfluido > Tdeseada c1. Desgaste de material d12. E. No llega calor d1. El ambiente no al acumulador se caliente cuando y. El radiador transfiere menos calor b. El fluido caloporpor funcionamiento tador no circula por el prolongado.el Fugas en serpentín con termostato f14. Bovea .fiere solar calor defi. Captación d. bloqueada errónea en abierto b21. El d1. Calentacircuito. Charco de agua en inmediaciones f1. Calentamienmiento bomba to bomba cuando es necee1. Detector del termostato estropeado b12. El sistema sistema no realiza realiza cocono rrectamente su su rrectamente función función a2. Fallo en conexiones el que circula el fluido de la bomba c22. El sistema no realiza cof1. avería Obstrucción del serpentín interno por f13. No llega calor al acumulador d2. por tanto. El sistema no realiza cod2. por tanto. Fugas en calderín c. Defecto de fabricación c11. No capta energía solar d2. Bomba: impuldel fluido al agua sar el fluido caloy almacenar calor portador en el circuito primario.e1.al al ambiente la al fluido calociente ambiente portador a2. No llegará calor al acumulador Ruido y. Rotura de la bomba por imb2. Rotura placa por exposición a la intemped21. vandalismo) a1. Carlos / V. bloqueada errónea en cerrado e22.AMFE Producto: instalación de calefacción con placas solares Función Otros componentes a. No almacena suficienf1. que No da del debe controlar la difeseñal de al ambiente rencia de temperaactivación a e. junto al radiador al radiador b1. El radiacaptar energía de energía transmitir calor dor no transsolar y transmitir.ISBN: 978-84-693-7379-8 87 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Placas solares: a1. Defecto del termostato estropeado de fabricación b22. No impitura y enviar señal la bomba torno: impedir el de el retorno de accionamiento b2. Bomba no te agua impulsa fluido c2. Termostato: b1. se oye ruido del No calderín de funcionamiento de la bomba f11. Acumulador: transmitir calor f. No llega calor al radiador cuando se necesita b11. Válvula antirre.fluido no da retorno de fluido o de parada de la bomba señal de cuando la bomba parada a la para e2.a D. El sistema no realiza correctamente su función 1 1 1 1 1 1 1 1 7 5 4 4 8 8 8 9 8 9 4 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 10 10 1 10 10 1 10 10 10 10 10 10 10 70 50 40 40 160 1 8 10 80 80 8 180 80 2 4 10 80 9 40 60 60 60 60 60 60 E. Fallo en las conexiones de la bomba con el motor c2. El ambiente función no se caldea e1. Obstrucción en la aspiración de la bomba f12. Desgaste prematupacto de fluido ro de la bomba e2. Nocuando calienrecibe señal ta el agua del termostato a2. No se calienrrectamente su ta el ambiente función c2. Detector e12. por por tanto. Aumento e2. El sistema sario no realiza correctamente su función EQUIPO: FECHA: F G D IPR Medida correctora F’ G’ D’ IPR’ 1 1 6 7 10 10 60 70 1 1 1 1 2 1 1 2 1 c1. Obstrucción debido debido a envejecimiento a formación de bolsas de de laen placa aire el radiador o por incrustaciones de cal a21.UJI . Radiador: d1. Fugas en radiador rie (inclemencias del tiempo. desde las placas al acumulador y viceversa a11. Mulet / M. es necesario al radiador Modo fallo Causa Detección Efectos Sistema a1. Charco de agua y. motor bomba c21. Excesivo cadel consumo eléclentamiento de la trico bomba c1. Ramos / M. El sistema rrectamente su no realiza cofunción rrectamente su b1. Válvula Envío de señal e21. al radiador impacto de fluido b2. Bomba siemcon la bomba pre en funcionamiento. Válvula Envío de señal e11. Chulvi / J. Envío de señal errónea b21.activación a tura y enviar señal la bomba de accionamiento o b2. Calentamiento bomba EQUIPO: FECHA: F G D IPR Medida correctora F’ G’ D’ IPR’ 1 1 6 7 10 10 60 70 1 7 10 70 1 c1. vandalismo) b11.a D. Aumento del consumo eléctrico c1. Desgaste prematuro de la bomba por funcionamiento prolongado. a1. Ramos / M. al radiador b2. No almacena suficiente agua 1 1 1 4 4 8 10 10 10 40 40 80 88 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Tabla 3. Rotura placa por exposición a la intemperie (inclemencias del tiempo. Envío de señal errónea c11. por tanto. Fallo Desgaste de material con el termostato debido a envejecimiento de la placa f2. Tabla final del AMFEC al radiador Modo fallo Causa Detección Efectos Sistema a1. Noseñal capta energía solar a21. SobreNo llega calor calentamiento al acumulador de la bomba. Bovea . a1. Detector del termostato estropeado b22. Termostato: b1. Aumento consumo al radiador eléctrico a2. El sistema no realiza correctamente su función b1. El sistema no realiza correctamente su función a2. no da parada de la bomba señal de parada a la bomba cuando Tfluido > Tdeseada c1. No llega calor al radiador cuando se necesita c2. Carlos / V. Acumulador: transmitir calor del fluido al agua y almacenar calor c2. El sistema no realiza correctamente su función 1 1 6 6 10 10 60 60 E. y. Bomba Captación continúa de energía impulsando solar defifluido ciente cuando f21. Charco de agua en inmediaciones del calderín f2. Bomba siempre en funcionamiento. Fugas en calderín b1. en la conexión a11. por tanto. No calienta el agua 1 4 10 40 c21.ISBN: 978-84-693-7379-8 b. El ambiente no se caldea cuando es necesario b2. Chulvi / J.UJI . No da controlar la difeseñal de rencia de tempera. No llegará calor al acumulador y.AMFE Producto: instalación de calefacción con placas solares Función Otros componentes a. Detector del termostato estropeado b12. por tanto.36. El sistema no realiza correctamente su función 8 10 80 c. Fugas en serpentín c2. Placas solares: captar energía solar y transmitirla al fluido caloportador recibe a2. E. Obstrucción del serpentín interno por el que circula el fluido c22. No llega calor al acumulador y. Mulet / M. 11) Esquema de la instalación mejorada Figura 3. En este caso. Ramos / M.UJI . E. Mulet / M.6. Esquema de la instalación mejorada Cálculo de los nuevos coeficientes F’.a D. e1 – e11: IPR’ = 2 · 2 · 10 = 40 e2 – e21: IPR’ = 2 · 2 · 10 = 40 E. Chulvi / J. Bovea . la gravedad del fallo de la válvula 1 sería menor. el fluido circulará en este caso por la rama 2 en la que se encuentra ubicada la nueva válvula. se puede inhabilitar la rama 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 89 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V. G’ = 2. G’ y D’ y del correctora IPR’ para cada medida En caso de detectar el boqueo de la válvula V1 (bien sea bloqueo en abierto o bloqueo en cerrado) mediante inspecciones periódicas de la instalación. Descripción teórica La técnica del árbol de fallos fue creada en la década de los sesenta por técnicos de Bell Telephone Laboratories para mejorar la fiabilidad del sistema de control del lanzamiento de cohetes.1. – Sucesos intermedios. qué sucesos son menos probables porque requieren la ocurrencia simultánea de numerosas causas. MÉTODO DEL ÁRBOL DE FALLOS 4.4. Posteriormente su utilización se extendió a otros campos de la industria y. asimismo. Esta técnica permite. Esta técnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del álgebra de Boole y permite determinar la expresión de sucesos complejos estudiados en función de los fallos básicos de los elementos que intervienen en él. Carlos / V. Chulvi / J. a su vez. La utilización de árboles de fallo es una técnica deductiva que se aplica a un sistema para la identificación de los sucesos o cadena de sucesos que pueden conducir a un incidente no deseado. en especial a la industria nuclear. pueden ser de nuevo descompuestos.ISBN: 978-84-693-7379-8 90 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . donde: – Suceso top.UJI . Consiste en descomponer sistemáticamente un suceso complejo denominado suceso top en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos básicos. Bovea . permite el cálculo de la no fiabilidad o no disponibilidad del sistema. Ramos / M. El que ocupa la parte superior de la estructura lógica que representa el árbol de fallos. Se representan en el árbol de fallos en rectángulos. E.a D. Es el suceso complejo que se representa mediante un rectángulo. cuantificar la probabilidad o frecuencia con que se puede producir un suceso. en general a un accidente o fallo del sistema. Mulet / M. es decir. De esta manera se puede apreciar. Son los sucesos que se encuentran en el proceso de descomposición y que. de forma cualitativa. E. daño a la salud del personal de planta o al público en general. Se representan en círculos en la estructura del árbol. Existen sucesos en el proceso de descomposición del árbol de fallos cuyo proceso de descomposición no se prosigue. En el proceso de descomposición del árbol se recurre a una serie de puertas lógicas que representan los operadores del álgebra de sucesos. E. Condiciones iniciales: modo de operación de la planta y los sistemas. Ramos / M. Condicionantes externos: sucesos externos que contribuyen al suceso cumbre.a D.UJI . error humano o sucesos de «éxito»: ocurrencia de un evento determinado. Para la construcción del árbol de fallos es necesario conocer inicialmente la simbología. o pérdida de producción. bien por falta de información. Mulet / M. bien porque no se considera necesario. Bovea . Nivel de resolución: grado de detalle requerido para la representación del suceso top y las causas que lo originan. Pueden representar cualquier tipo de suceso: sucesos de «fallos». El suceso top puede ser cualquier suceso que pueda provocar daño a equipos. 2) Definición del objetivo y alcance 4. La primera etapa del árbol de fallos consiste en establecer claramente cuál va a ser el suceso cumbre o top y las condiciones límite del análisis. es necesario definir cuáles son las condiciones límite del análisis. Para la aplicación del método se aplican los siguientes pasos: 1) 3. Se representan mediante un rombo y se tratan como sucesos básicos. Del mismo modo. sistemas. Carlos / V. Son los sucesos terminales de la descomposición. – Sucesos no desarrollados. Chulvi / J. haciendo referencia a los siguientes aspectos del suceso: – – – Límites físicos: partes de la planta o sistema a analizar.ISBN: 978-84-693-7379-8 91 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 3) Definición del árbol de fallos para el suceso no deseado 5.– Sucesos básicos. a la planta o al entorno. Los dos tipos más elementales corresponden a las puertas And y Or: E. Descripción de la instalación Consiste en describir los elementos que componen la instalación y su funcionamiento. No puede ser considerado como básico. PUERTA “Y” PRIORITARIA. No requiere de posterior desarrollo al considerarse un suceso de fallo básico. Chulvi / J. Simbología de sucesos / puertas del árbol de fallos E. Figura 4. entradas ocurren en una secuencia que normalmente se especifica en una eclipse dibujada a la derecha de la puerta. SUCESO NO DESARROLLADO. se representa en un rectángulo el “suceso no deseado” del que parte todo el árbol. los fallos del siguiente nivel inferior determinan las causas inmediatas. Figura Simbología de sucesos / puertasdeterminada. El suceso de salida (S) ocurrirá si. cada causa no básica es considerada un nuevo suceso intermedio que se desarrolla en el si-guiente nivel inferior en función de las causas que lo pueden originar. los cuales no requieren un mayor desarrollo. Bovea .1. Carlos / V. lo hace su entrada y. y la salida. Ramos / M.1. estas causas no son bási-cas sino que son sucesos intermedios que requieren un desarrollo adicional. o suceso top. necesarias y sufi-cientes por las que se puede dar el suceso top. y se establece así una nueva relación.ISBN: 978-84-693-7379-8 92 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . sea por falta de información o por su poco interés. Por lo general. se satisface una condición dada (X). y sólo si. Resultante de la combinación de sucesos más elementales por medio de puertas lógicas. ocurren todos los sucesos de entrada (E1 B1) El suceso de salida (S) ocurrirá si ocurren uno o más de los sucesos de entrada (E1 B1) SÍIMBOLO DE TRANSFERENCIA. o causas. SUCESO INTERMEDIO. El suceso top y las causas se conectan mediante puertas lógicas adecuadas al tipo de relación establecida entre las entradas. De este modo se procede de nivel en nivel hasta alcanzar el grado de resolución establecido como límite. La salida ocurrirá si. La puerta And se utiliza para indicar un «y» lógico.a D. y sólo si. Asimismo. E. pero sus causas no se desarrollan. Indica que el árbol sigue en otro lugar. Así. además. pero no dos o más de ellas. PUERTA DE INHIBICIÓN.UJI .– – La puerta Or se utiliza para indicar un «o» lógico y significa que la salida lógica ocurrirá siempre y cuando ocurran por lo menos una de sus entradas lógicas. donde se situarán las causas básicas o sucesos básicos contribuyentes al suceso top. Mulet / M. SUCESO BÁSICO. del árbol de fallos todas las 4. PUERTA “O” EXCLUSIVA. El suceso de salida ocurrirá si lo hace una de las entradas. El suceso de salida ocurrirá. si y sólo si. El procedimiento de construcción de un árbol de fallos se basa en un método sistemático que parte del suceso top y lo desarrolla en sucesos más elementales. y para que ocurra la salida lógica es necesario que ocurran conjuntamente sus entradas lógicas. A continuación. Mulet / M. 2. triples. que conducen al suceso cumbre o top. Bovea . 8. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo 4) Desde el punto de vista del análisis cualitativo. Reglas básicas del álgebra de Boole 5) 7. y se propondrán las medidas correctoras que reduzcan su nivel de importancia. etc.2.1.. Análisis cuantitativo. Análisis cualitativo de la importancia Para realizar el estudio cualitativo de importancias se colocarán en una tabla los sucesos básicos pertenecientes a los CMC CMC y se estudiará el número de veces que se presentan en de órdenes 1. Propiedad conmutativa Propiedad asociativa Propiedad distributiva Propiedad de idempotencia Ley de absorción x·y=y·x x+y=y+x x · (y · z) = (x · y) · z x + (y + z) = (x + y) + z x·x=x x+x·y=x Tabla 4. La ecuación booleana. cálculo de la probabilidad del suceso top El análisis cuantitativo del árbol de fallos se basa en el cálculo probabilístico del suceso E. de forma ponderada. etc. Para la reducción de la ecuación booleana pueden aplicarse las leyes y reglas básicas del álgebra de Boole mostradas en la tabla 4. Posteriormente. E.UJI top a partir de la probabilidad de ocurrencia de los sucesosProblemas básicos. El conocimiento de a los valores de probabilidad de los sucesos primarios (básicos o no desarrollados) permite: . Carlos / V. y se puede identificar el tipo de suceso. Suceso básico 1 2 3 Tabla 4. El formato a utilizar es el mostrado en la Veces que aparece un CMC de orden (N) I II III IV Importancia total N x (1/orden) calculará dividiendo el número de veces que aparece un suceso básico por el orden del CMC tabla 4. Ramos / M.2.6. dobles. la importancia de cada suceso básico se en el que aparece. Por tanto. el número de veces que se repite en los CMC y su probabilidad de ocurrencia. Formato para el análisis cualitativo del árbol de fallos El suceso básico de más importancia será objeto de mayor atención. Los CMC permi- ten identificar las combinaciones simples. D.1. se utilizan métodos de reducción basados en los conjuntos mínimos de corte (CMC o MCS Minimal Cut Sets). 3. en una primera visión preliminar se pueden detectar los máximos responsables de la ocurrencia del suceso top. Chulvi / J.ISBN: 978-84-693-7379-8 93 resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Para la valoración de la probabilidad global de aparición del suceso top se realizan los siguientes pasos: – – Se asignan valores probabilísticos a los sucesos primarios. ya que la probabilidad del top resulta mayor que la obtenida con la ecuación anterior.a D. E. Mulet / M. . es decir. Bovea . cálculo de la probabilidad del suceso top El análisis cuantitativo del árbol de fallos se basa en el cálculo probabilístico del suceso top a partir de la probabilidad de ocurrencia de los sucesos básicos. resulta de interés analizar la importancia de los sucesos básicos desde un punto de vista cuantitativo. Se calcula para cada uno de los componentes. a partir de la siguiente ecuación: P(top) = 1 – (1 – P(CMC)i).UJI RAWi P(top. dividiendo la probabilidad del suceso top en el caso de que dicho componente tenga una E. En ocasiones. además. para lo que existen diversos índices. Determinar las vías de fallo más críticas. Cálculo de los índices RAW y RRW Además del estudio cualitativo de la importancia. Representa la degradación del sistema en caso de que ocurriera el fallo del componente. las más probables entre las combinaciones de sucesos susceptibles de ocasionar el suceso top. Se determinan las combinaciones mínimas de sucesos primarios cuya ocurrencia simultánea garantiza la aparición del suceso top. está del lado de la seguridad. en lugar de aplicar la ecuación anterior. como los índices RAW y el RRW. Pi = 1) . por la probabilidad total del suceso top. – El índice RAW (Risk Achievement Worth) muestra cómo aumenta la probabilidad de ocurrencia del accidente estudiado si se considera que un componente falla en todo momento. 7) 9. 6) 8. El conocimiento de los valores de probabilidad de los sucesos primarios (básicos o no desarrollados) permite: – – Determinar la probabilidad global de aparición del suceso top.ISBN: 978-84-693-7379-8 probabilidad de fallo de 1. Análisis cuantitativo. se calcula la probabilidad del suceso top de forma simplificada como la suma de las probabilidades de ocurrencia de los CMC. 94 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Chulvi / J. Ramos / M. Análisis cuantitativo de la importancia. donde: i = cada uno de los conjuntos mínimos de fallo y P(CMC) = probabilidad de cada uno de los CMC.medidas correctoras que reduzcan su nivel de importancia. ya que esta simplificación apenas modifica el resultado numérico y. Carlos / V. – 3. donde: i = cada uno de los componentes. Cuanto mayor es el índice RAW. P (top. Pi = 1). donde: i = cada uno de los componentes. P(top. Carlos / V. Bovea . E. Propuesta de medidas correctoras Consiste en buscar posibles cambios que mejoren el sistema de cara a una reducción de la probabilidad de ocurrencia del suceso no deseado. probabilidad del suceso top cuando la probabilidad del suceso i es 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 95 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . mayor es la mejora que se obtendría en el sistema. Mulet / M. Ramos / M.de ocurrencia del accidente estudiado si se considera que un componente falla en todo momento. 8) 10. mayor peso en la degradación del sistema representa el componente. . por lo que las medidas correctoras deberán dirigirse hacia la disminución de la importancia de dicho componente en el fallo del sistema. por la probabilidad total del suceso top. P(top. Representa la degradación del sistema en caso de que ocurriera el fallo del componente. Se calcula para cada uno de los componentes dividiendo la probabilidad total del suceso top por la probabilidad que tendría el suceso top en el caso de que el componente tenga una probabilidad de fallo nula: RRWi RRWi P(top) . es decir. Pi = 1). por lo que las medidas correctoras deberán dirigirse hacia la disminución de la importancia de dicho componente en el fallo del sistema. . E. P(top.a D. Se calcula para cada uno de los componentes. Chulvi / J. El índice RRW (Risk Reduction Worth) muestra cómo disminuiría la pro- babilidad de ocurrencia del accidente analizado si se considera que un componente es totalmente fiable y nunca falla. que su probabilidad de fallo es 0. RAWi RAWi P(top. Pi = 1) . y mejora la fiabilidad del componente. Cuanto mayor es el índice RRW. Pi = 0). probabilidad del suceso top cuando la probabilidad del suceso i es 0.UJI . Indica qué componentes se tienen que modificar para reducir al máximo la probabilidad del suceso top. dividiendo la probabilidad del suceso top en el caso de que dicho componente tenga una probabilidad de fallo de 1. P(top) donde: i = cada uno de los componentes. Pi = 0). Pi = 0) donde i = cada uno de los componentes. P (top. 9) 11. Esquema dede la la instalación mejorada 11. Esquema instalación mejorada En este paso se se describe la la instalación con las medidas correctoras aplicadas. En este paso describe instalación con las medidas correctoras aplicadas. 10) 12. Definición del nuevo árbol dede la la instalación y cálculo dede la la disminución 12. Definición del nuevo árbol instalación y cálculo disminución dede la la probabilidad del suceso nono deseado probabilidad del suceso deseado Finalmente se se construye el el árbol dede fallos dede la la nueva instalación y se calcula la la nueva Finalmente construye árbol fallos nueva instalación y se calcula nueva probabilidad dede ocurrencia del suceso nono deseado y la disminución conseguida. LaLa meprobabilidad ocurrencia del suceso deseado y la disminución conseguida. mejora del sistema se se obtiene dede la la división entre la la probabilidad del suceso top enen el el sisjora del sistema obtiene división entre probabilidad del suceso top sistema inicial por la la probabilidad del sistema top enen el el nuevo sistema. tema inicial por probabilidad del sistema top nuevo sistema. Ratio dede mejora top ) ) Ratio mejora P(P( top incial incial Ratio de mejora P(P( top ) ) top final final Cuanto mayor sea el el ratio dede mejora, más efectivas resultarán las medidas correctoras Cuanto mayor sea ratio mejora, más efectivas resultarán las medidas correctoras aplicadas. aplicadas. 4.2. Caso 1:1: AF embotelladora 4.2. Caso AF embotelladora 1) Descripción dede la la instalación Descripción instalación Este caso dede estudio se se corresponde con la la línea dede embotellado descrita enen el el apartaEste caso estudio corresponde con línea embotellado descrita apartadodo 3.3 y cuyo esquema se se muestra enen la la figura 3.2. Como información adicional, se se con3.3 y cuyo esquema muestra figura 3.2. Como información adicional, considerará que la la instalación eléctrica dede todo el el sistema es es antideflagrante, para evitar que siderará que instalación eléctrica todo sistema antideflagrante, para evitar que se se produzcan chispas. ElEl diseño dede la la máquina nono está provisto dede sistemas dede eliminaproduzcan chispas. diseño máquina está provisto sistemas eliminación dede electricidad estática. ción electricidad estática. Para que se se produzca unun incendio es es necesario que la la concentración dede vapores inflamaPara que produzca incendio necesario que concentración vapores inflamables del alcohol sea superior al al límite inferior dede inflamabilidad (LII )y que, además, bles del alcohol sea superior límite inferior inflamabilidad (LII )y que, además, haya, unun punto dede ignición. Algunas dede las tasas dede fallo dede los componentes han sido haya, punto ignición. Algunas las tasas fallo los componentes han sido obtenidas de la base de datos RIAC Automated DataBook, mientras que el resto se ha estimado a partir de los datos publicados en Storch de Gracia (1998). La siguiente tabla recoge los datos de las tasas de fallo de Problemas los sucesos básicos que cabe E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M. D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 96 resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI a considerar: Suceso básico Tasa de fallo estimado a partir de los datos publicados en Storch de Gracia (1998). La siguiente tabla recoge los datos de las tasas de fallo de los sucesos básicos que cabe considerar: Suceso básico Fallo mecánico del ventilador de tipo axial Fallo suministro eléctrico del ventilador Fallo del medidor de caudal Fallo del sensor de posición Fallo del actuador que pone en marcha y detiene la botella Chispa producida por electricidad estática Fallo instalación eléctrica antideflagrante Rotura accidental del frasco Tasa de fallo 22,8431 en 106 horas 5,7078 en 106 horas 24,7850 en 106 horas 67,2592 en 106 horas 97,402 en 106 horas 2 x 10-5 4 x 10-5 5 x 10-5 Tabla 4.3. Tasas de fallo para los componentes considerados 2) Definición del objetivo y alcance En una línea de embotellado de frascos de alcohol farmacéutico se quiere analizar el riesgo de que se produzca un incendio y se quiere mejorar la instalación hasta lograr una reducción significativa de la probabilidad de ocurrencia del incendio. El nivel de detalle del análisis será tal que llegue hasta los componentes identificados en la descripción de la instalación. 3) Definición del árbol de fallos para el suceso no deseado En primer lugar se desarrolla el árbol de fallos para el suceso top «incendio en sistema de embotellado de alcohol», que se muestra en la siguiente figura. E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 97 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Figura 4.2. Árbol de fallos de la línea de embotellado Para que se produzca un incendio es necesario que la concentración de vapor supere el límite inferior de inflamabilidad (LII) y que haya un punto de ignición. El punto de ignición puede producirse por fallo del sistema antideflagrante o por una chispa provocada por la electricidad estática. Para que la concentración de vapor supere el LII es necesario que se produzca un vertido de alcohol y que, al mismo tiempo, no haya ventilación. La falta de ventilación puede producirse por fallo de alimentación eléctrica al ventilador o por fallo mecánico del ventilador. El vertido de alcohol puede deberse a la rotura accidental del frasco, fallo del sensor de posición, fallo del actuador o porque el medidor de caudal mide menos del que realmente pasa, por lo que llega un momento en que el alcohol rebosa del recipiente. 4) Ecuación booleana, la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo Top = A = B C = (D E) C = [(1 2 3 4) (5 6)] (7 8), donde: indica «y», y indica «o». E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 98 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI 5.2592 · 10-6 97. 5. 6) Análisis cuantitativo.33 1. 5. 6.33 1.8834·10-6 6.33 1. Ramos / M. 5. 5.33 1.402 · 10-6 12. 8} {4. 6. 6. {4. {4.402 · 10-6 97. 6. utilizando los datos de partida: de los sucesos básicos del árbol. {3. 8} 8} {2. árbol.3925 · 10-6 * 12. 7} 7} {2. 7} {3. en primer lugar se calcula la probabilidad de los sucesos básicos del árbol. 8} {3.5. 7} {4. 6.33 1. 8} 8} {2. Análisis Análisis cualitativo cualitativo de de la la importancia importancia Suceso básico Suceso básico Aparece en CMC de orden (veces) Aparece en un un CMC de orden (veces) I I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 II II 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 III III 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Importancia Importancia vecesi Nº n ¼ Nº 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 i ordeni ! i n º vecesi ordeni 1. 6. 7} 7} {1. 6. 7} {4. 4. 7} 7} {1.8431 · 10-6 4 · 10-5 4 · 10-5 2 · 10-5 2 · 10-5 Tabla 4.8834·10-6 22. {3. 5. 6.a D. E.2592 · 10-6 67. Bovea . cálculo de la probabilidad del suceso top Para calcular la probabilidad del suceso top. 8} 8} {1.UJI . 8} {4. Chulvi / J.3925 · 10-6 * P5 P5 P6 P6 P7 P7 P8 P8 6. 7} {3.33 Tabla 4. 5. A nálisis cuali tativo de de la la imp ortan cia de o s sucesos sucesos b ásicos Tabla Análisis cualitativo importancia de l los básicos No se puede sacar ninguna conclusión de este análisis.7850 • 10-6/2) E. 8} 5) Análisis Análisis del del árbol. porque todos tienen la misma No se puede sacar ninguna conclusión de este análisis. porque todos tienen la misma importancia desde un punto de vista cualitativo. cálculo de la probabilidad del suceso top Análisis cuantitativo.33 1. 7} 7} {2.33 1.33 1. 5. 5. 5.4.8431 · 10-6 22.33 1. 6.33 1.33 1. importancia desde un punto de vista cualitativo. 5. en primer lugar se calcula la probabilidad Para calcular la probabilidad del suceso top. utilizando los datos de partida: P1 P1 P2 P2 P3 P3 P4 P4 5 · 10-5 5 · 10-5 67. 6.33 1. 5. 6. Mulet / M. Carlos / V. {4. 6. 8} {4. {3.33 1. Probabilidad de los sucesos b ásico s *(La mitad de los fallos del medidor de caudal es por medir menos del que pasa 24. {3.ISBN: 978-84-693-7379-8 99 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .33 1.33 1. 8} {3.4.La La ecuación ecuación reducida reducida aplicando aplicando las las leyes leyes del del álgebra álgebra de de Boole Boole sería: sería: Top = = (1 (1 ∧ 55∧ 7) 7)∨ (1 (1 ∧ 6 7) ∨ 7)(1 ∧ (16 7) 5 Top (1 ∧ 55 ∧ 8)8) ∨ (1 ∧6 ∧6 8)∨8) (2 ∧(2 5∧ ∨ 7) (2 ∧ (2∧ 8) 5 7) ∧ (26∧68) ∨ 8) (3 (3 ∧ 5 8)∨ (3 (3∧ 6 6∧ 7) 7) ∨ 5 ∨ 8) (2 ∧(2 6 ∧6 7)∨ (2 ∧5 7)7) ∨ (3(3 ∧ 55 ∧ 8) (1 6 5 5 6 6 (1 ∧ 6∧ 8)8) ∨ (4(4 ∧ 5∧ 7)7) ∨ (4(4 ∧ 5∧ 8)8) ∨ (4(4 ∧ 6∧ 7)7) ∨ (4(4 ∧ 6∧ 8)8) Los conjuntos conjuntos mínimos mínimos de de fallo fallo para para el el suceso suceso top top analizado analizado son: son: Los {1. 7} {4. 6. CMC {1. 7} {1. 8} {2. La probabilidad de los conjuntos mínimos de fallos se calcula como el producto de la probabilidad de cada uno de los sucesos básicos que componen el CMC. 6. 7} {1. 5. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 CMC 100 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 7} {1. 7} {2.90 · 10-14 4. 8} {4.66 · 10-15 5. 6.11 · 10-14 8. 7} {3. Chulvi / J.89022 · 10-13 El conjunto mínimo de fallos con mayor probabilidad es el formado por los sucesos 3.14156 · 10-10 . 8} {2.7850 • 10-6/2) Una vez calculada la probabilidad de los sucesos básicos.00004 0. si bien todos los CMC cuya probabilidad está en el mismo orden son susceptibles de mejorarse.14 · 10 -14 CMC {3. 6. que se desarrolla en el siguiente apartado.22 · 10-14 1. 6. Análisis cuantitativo de la importancia E.71 · 10-15 4. 5. Ramos / M. 5. donde i: conjunto mínimo de corte o de fallo P (top) = 3. 5. 8} Probabilidad P1XP5XP7 P1XP5XP8 P1XP6XP7 P1XP6XP8 P2XP5XP7 P2XP5XP8 P2XP6XP7 P2XP6XP8 1. 8} P3XP5XP7 P3XP5XP8 P3XP6XP7 P3XP6XP8 P4XP5XP7 P4XP5XP8 P4XP6XP7 P4XP6XP8 Probabilidad 2. calculadas anteriormente. 5. 8} {4.28 · 10-14 1. 8} {1.00002 2. 6. 5. 6.54 · 10-14 7.a D. Para obtener más indicios de cómo mejorar el sistema. 5.15 · 10-14 3. 7} {3. 8} 1 1 5. se realiza un análisis cuantitativo de importancia.07 · 10-14 Tabla 4. 5. Mulet / M. por lo que sería aquel hacia el cual deberían orientarse las medidas correctoras. 7} {4. 7} {2. Probabilidad de los conjuntos mínimos de corte La probabilidad del suceso top se calcula a partir de la probabilidad de los CMC aplicando la siguiente ecuación: P (top) = 1 – (1 – P(CMC)i).83 · 10-15 1. 6. Bovea . Carlos / V. lo que involucra a todos los sucesos. 6 y 7.28312 · 10-10 1. 8} {3.41 · 10-15 1.UJI Probabilidad {1.45 · 10-14 2.7078 · 10-6 5. 5. se obtiene la probabilidad de los CMC y seguidamente la del suceso top.*(La mitad de los fallos del medidor de caudal es por medir menos del que pasa 24.7078 · 10-6 0. Análisis del árbol.68 · 10-15 6. 5.57 · 10-14 2.6.13 · 10-14 5. 7078 · 10-6 2.1119 · 10-14 8. 6. 8} {3.28431 · 10-5 5. 6. 7} {3.23925 · 10-5 1. Ejemplo de cálculo de RAW 1 Los índices RAW se resumen en la siguiente tabla: Suceso con P = 1 1 2 3 4 5 6 7 8 P (top.502 · 104 3.07282 · 10-14 2.362 · 10-8 1.23925 · 10-5 1. 6.82936 · 10-15 1.72592 · 10-5 6.00002 0. 6.713 · 10-9 1.28431 · 10-5 2.666 · 104 Tabla 4.000097402 0.28431 · 10-5 2.00004 0.7078 · 10-6 2. D.UJI Como conclusión.483 · 10-9 6. 8} {3.7078 · 10-6 2.23925 · 10-5 1. 5.7078 · 10-6 2.67804 · 10-15 6.00004 0.000097402 1. 5.28312 · 10-10 1. 8} P(top) = RAW 1. 8} {1.7078 · 10-6 5.2238 · 10-14 1. 7} {2.713 · 10-9 1. 6. 6. Psuceso = 1) 1. Ejemplo de cálculo de RAW 1 E.00002 0.404 · 103 3.00004 0.28431 · 10-5 2. 5.404 · 103 4. 6.7078 · 10-6 5.7078 · 10-6 5.483 · 10-9 RAW 4.23925 · 10-5 5. 7} {2.502 · 104 1.7078 · 10-6 5.404 · 103 4. la degradación del sistema es más alta si se producen los sucesos . 5.00002 0.00004 0.8.362 · 10-8 6.41468 · 10-15 1.00004 0.00004 0.00002 0.72592 · 10-5 0. 7} {4.72592 · 10-5 6.89985 · 10-14 4. 7} {1. 5.13233 · 10-14 5.28431 · 10-5 2. 7} {3.ISBN: 978-84-693-7379-8 a 101 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Bovea .00004 0.66166 · 10-15 {1. 8} {2. Ramos / M.7. 8} {2. 7} {1.666 · 104 1. Carlos / V.13724 · 10-10 4.404 · 103 1 Tabla 4.28431 · 10-5 5.713 · 10-9 1.28431 · 10-5 0. E.28431 · 10-5 5. 7} {4. 8} {4.72592 · 10-5 6.000097402 0.000097402 0.53561 · 10-14 7.404 · 103 4.00002 0. Mulet / M. 5.14156 · 10-10 9. Chulvi / J.00002 2. 8} {4. 5. 5.00002 0.7) Análisis del árbol. 6.00002 0.56862 · 10-10 1.44993 · 10-14 2.14563 · 10-14 3.00004 0.713 · 10-09 4.713 · 10-9 1. Análisis cuantitativo de la importancia CMC Probabilidad 1 1 1 1 6. Propuesta de medidas correctoras E.28431 · 10-5 5. Ramos / M.666 · 10 Tabla 4.500 Tabla 4.41468 · 10-15 1. uno de los sucesos más relevantes en que se produzca un incendio es el fallo del ventilador.28431 · 10-5 5.00004 0.00002 0.00004 0.760 · 10-14 1. 7} {2.10.67804 · 10-15 6. Carlos / V. algunas de las posibles medidas correc- .593 · 10-13 RRW 1. 6. 8} {4. Mulet / M. la degradación del sistema es más alta si se producen los sucesos básicos 5 y 6.23925 · 10-5 1.66166 · 10-15 {1. 8} {2.249 5.23925 · 10-5 1. 7} {3.44993 · 10-14 2. 5. Psuceso = 0) 3. Ejemplo de cálculo de RAW 1 Como conclusión.00004 0.7078 · 10-6 2. 5.013 3.678 · 10-13 RRW Suceso con P = 0 5 6 7 8 P(top. y aun así es pequeño el descenso que se produciría. 6.7078 · 10-6 2.483 · 10 1. 6.7078 · 10-6 2. 8} {3.00002 0. seguidos del 7 y 8. 8} P(top) RRW 3.751 1. Valor de los RRW El mayor descenso del riesgo se produce con la reducción del fallo del suceso 6.283 1 Tabla 4.00002 0. 5.ISBN: 978-84-693-7379-8 102 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .000097402 1.297 · 10-13 2. Chulvi / J.00002 0.00004 0.28431 · 10-5 2.00002 0.28431 · 10-5 2.000097402 0.00004 0.00002 0.058 1. 7} {4.72592 · 10-5 0.738 · 10-13 2.7078 · 10-6 2.7078 · 10-6 5. 8} {4.00004 0. Ejemplo de cálculo de RRW 1 Los índices RRW se resumen en la siguiente tabla: Suceso con P = 0 1 2 3 4 P(top.7078 · 10-6 5. 6. 6. 5. 6.000 1. 8} {3.114 · 10-13 7.1119 · 10-14 8.23925 · 10-5 5. 7} {1.00002 0. Bovea .033 · 10-13 1. 5. 7} {4. 8} {1. CMC Probabilidad 0 0 0 0 6. E.00004 0.28431 · 10-5 0.283 1. 7} {3. 5.72592 · 10-5 6.28431 · 10-5 2.222 · 10-13 3.00002 0 0 0 0 1.23925 · 10-5 1.13233 · 10-14 5.421 1. 6.72592 · 10-5 6.7078 · 10-6 5. 7} {2.000097402 0.000097402 0.07282 · 10-14 2.8.00004 0.2238 · 10-14 1.7078 · 10-6 5. Psuceso = 0) 3.a D.14563 · 10-14 3.89985 · 10-14 4.72592 · 10-5 6. 6.UJI Según los análisis anteriores. Entre otras.82936 · 10-15 1.033 · 10-13 2.8 6. 5.28431 · 10-5 5. 7} {1.28431 · 10-5 2.9. 5. 8} {2.53561 · 10-14 7. 8) Propuesta de medidas correctoras Según los análisis anteriores. Mulet / M. Esquema de la instalación mejorada 1: Sensor posición 2: Actuador 3: Medidor caudal 4: Sensor de nivel 2 1 Figura 4.a D. y aun así es pequeño el descenso que se produciría.El mayor descenso del riesgo se produce con la reducción del fallo del suceso 6. algunas de las posibles medidas correctoras que se deben implantar son: a) Doble sistema de ventilación. por lo que la implantación final se justificará en función de cuánto se 9) Esquema de la instalación mejorada Dos ventiladores 3 4 Dos ventiladores 2 1: Sensor posición 2: Actuador 3: Medidor caudal 4: Sensor de nivel 1 3 4 Figura 4. uno de los sucesos más relevantes en que se produzca un incendio es el fallo del ventilador. Carlos / V. Bovea . Esquema de la instalación mejorada E. debería producirse fallo del suministro y del grupo electrógeno. b) Colocar un grupo electrógeno. por lo que para que se derrame el alcohol. será necesario que se produzca tanto el fallo del caudalímetro como el del sensor de nivel. la primera porque mejora directamente la ventilación del sistema. Ambas medidas aumentan la complejidad y el lasistema instalación mejorada reduzca la probabilidad de que haya un incendio.ISBN: 978-84-693-7379-8 103 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .3. Ramos / M. Chulvi / J. coste del sistema. Entre otras.UJI . Se decide implantar simultáneamente las medidas a y c. por lo que para que fallara el sistema de ventilación tendría que producirse el fallo de los dos ventiladores. c) Sensor de nivel de llenado de la botella. mientras que la medida c reduce la probabilidad de perder Esquema el controlde del de llenado. por lo que para que ocurra el fallo de alimentación del ventilador.3. E. E.10) Definición del nuevo árbol de la instalación y cálculo de la disminución de la probabilidad del suceso no deseado Incendio en sistema de embotellado de alcohol A Concentración de vapor > LII B Ignición C Vertido del alcohol D No se ventila Fallo sistema antideflagrante Chispa electricidad estática 7 8 E Rotura frasco Fallo control llenado F Fallo ventiladores Fallo actuador Medidor de caudal mide menos del que pasa G Fallo alimentación ventilación 1 Fallo sensor posición 3 Fallo sensor nivel 5 4 Fallo ventilador 1 Fallo ventilador 2 2 10 6 9 Figura 4.a D. Bovea .ISBN: 978-84-693-7379-8 104 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Árbol de fallos de la línea de embotellado mejorada E.UJI . Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J.4. Ramos / M. Para el análisis de la probabilidad del suceso top en el nuevo sistema se necesita conocer la tasa de fallos del sensor de nivel, que resulta ser de 2,6 en 106 horas. La ecuación booleana del nuevo sistema es: Top = B C = (D E) C = [(1 F 3 4) (G 5)] [7 8] = [(1 (2 10) 3 4) ((6 9) 5)] [7 8] La ecuación reducida es: Top = (1 6 9 7) (1 6 9 8) (1 5 7) (1 5 8) (2 10 6 9 7) ( 2 10 6 9 8) (2 10 5 7) (2 10 5 8) (3 6 9 7) (3 6 9 8) (3 5 7) (3 5 8) (4 6 9 7) (4 6 9 8) (4 5 7) (4 5 8) Como puede observarse, frente al sistema inicial, muchos de los conjuntos mínimos de fallos son de orden 4 y 5, aunque todavía quedan algunos de orden 3. La probabilidad de los CMC es: CMC probabilidad 1,04361 · 10 -18 CMC probabilidad 2,033 · 10-18 1,0165 · 10-18 2,2238 · 10-14 1,1119 · 10-14 2,5866 · 10-19 1,2933 · 10-19 2,82936 · 10-15 1,41468 · 10-15 1, 6, 9, 7 1, 6, 9, 8 1, 5, 7 1, 5, 8 2, 10, 6, 9, 7 2, 10, 6, 9, 8 2, 10, 5, 7 2, 10, 5, 8 3, 6, 9, 7 3, 6, 9, 8 3, 5, 7 3, 5, 8 4, 6, 9, 7 4, 6, 9, 8 4, 5, 7 4, 5, 8 5,21807 · 10-19 1,14156 · 10-14 5,7078 · 10-15 3,65002 · 10-24 1,82501 · 10-24 3,99258 · 10-20 1,99629 · 10-20 Tabla 4.11. Probabilidad de los CMC de la línea de embotellado mejorada La probabilidad del suceso top es: P(top) = 5,4623 · 10-14 Por tanto, la mejora de la probabilidad de riesgo de incendio es: P(top)inicial 3,8902 · 10-13 = P(top)mejorado 5,4623 · 10-14 E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 105 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Se ha disminuido por 7 la probabilidad de que haya un incendio en el sistema, lo que se considera suficiente mejora para llevar adelante las medidas correctoras seleccionadas. 4.3. Caso 2: AF depósito disolvente 1) Descripción de la instalación En una planta que almacena un disolvente muy inflamable, se quiere analizar la probabilidad de que haya un vertido al suelo durante el proceso de llenado del depósito (D1) situado en la nave. El depósito D1 se llena desde el depósito enterrado (D2), a través de una bomba P1. Cuando el nivel del disolvente en D1 alcanza un cierto límite, el control de nivel (LC) lo detecta y da señal a la bomba P1 de que pare automáticamente. En el caso de que no se pare automáticamente, un operario puede advertir un nivel alto en D1, mediante observación del nivel visual L1, y parar manualmente la bomba. En el caso de que la bomba no se pare, el nivel puede subir hasta llegar al rebosadero, a través del cual el disolvente llega hasta el depósito enterrado en el exterior (D3), conteniéndose de forma segura. En el caso de que el rebosadero no actúe, por estar obstruido o porque alguien cierre accidentalmente la válvula A, el nivel en el D1 seguiría subiendo hasta alcanzar el ven-teo, y se produciría el rebose y vertido indeseado al suelo de la nave. Figura 4.5. Esquema de la planta de almacenamiento de disolvente E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 106 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI Figura 4.5. Esquema de la planta de almacenamiento de disolvente 2) Definición del objetivo y alcance El objetivo del análisis es disminuir la probabilidad de que se produzca el derrame accidental del disolvente, considerando las combinaciones de simultaneidad de sucesos que pueden provocar este accidente, motivo por el cual se realizará un análisis del árbol de fallos. El nivel de detalle del estudio será el correspondiente a los siguientes sucesos básicos: 1. Falla el LC. 2. Falla el control que al detectar LC para la bomba P1. 3. Falla el indicador de nivel L1. 4. El operario se distrae y no vigila el nivel o no para P1 con nivel alto. 5. La válvula A se ha cerrado accidentalmente. 6. Hay suciedad que obstruye el rebosadero. Las probabilidades para los sucesos básicos son: Suceso 1. Fallo del LC 2. Fallo del paro de bomba P1 3. Falla indicador nivel L1 4. Fallo del operario 5. Fallo de la válvula (cierre accidental) 6. Fallo del rebosadero (se obstruye) Probabilidad 0,003 0,005 0,002 0,05 0,005 0,03 Tabla 4.12. Probabilidad de fallo de los sucesos básicos E. Mulet / M. Carlos / V. Chulvi / J. E. Ramos / M.a D. Bovea - ISBN: 978-84-693-7379-8 107 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales - UJI a D. Mulet / M. 5} {1.ISBN: 978-84-693-7379-8 108 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 3. Ramos / M. 6} {2. 5} {1. 4. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo Top = A = B C = (D E) (5 6) = [(1 2) (3 4)] (5 6) La ecuación reducida aplicando las leyes del álgebra de Boole sería: Top = (1 3 5) (1 3 6) (1 4 5) (1 4 6) (2 3 5) (2 3 6) (2 4 5) (2 4 6) Los conjuntos mínimos de fallo para el suceso top analizado son: {1. 5} {2. 3. 4. Árbol de fallos del sistema 4) Ecuación booleana. E. Chulvi / J. Carlos / V. Bovea .3) Definición del árbol de fallos para el suceso no deseado Vertido indeseado cuando llega a D1 más combustible del que puede alojar A No se detiene el bombeo de fluido a D1 B No se dirige el vertido al depósito seguro D3 C Fallo sistema automático de detención del bombeo D Fallo sistema manual de detención del bombeo E 5 6 1 2 3 4 Figura 4.UJI . 4. 3. 6} E. 3. 5} {2. 6} {2.6. 6} {1. 4. 6} 1. 4. Bovea . 4. 3. en primer lugar se calcula la probabilidad de los sucesos básicos del árbol.03 0. 6} {2.UJI .5 · 10-6 {1. Probabilidad de los sucesos básicos 0. 4.ISBN: 978-84-693-7379-8 109 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . cálculo de la probabilidad del suceso top Para calcular la probabilidad del suceso top.5) Análisis del árbol. 5} {1.33 1.8 · 10-7 7.25 · 10-6 7. Mulet / M. Es necesario realizar un análisis cuantitativo para analizar qué sucesos requieren de mejora en el árbol de fallos definido.33 1. Cálculo de la importancia cualitativa de los sucesos básicos Desde el punto de vista cualitativo todos los sucesos tienen la misma importancia. Análisis cualitativo de la importancia Suceso 1 2 3 4 5 6 Orden 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 4 4 4 4 4 4 Importancia 1. 5} {2.15.33 1. 3. Chulvi / J.33 1. 5} {2.13.03 La probabilidad de cada uno de los CMC es: CMC Probabilidad P1XP3XP5 P1XP3XP6 P1XP4XP5 P1XP4XP6 3 · 10 -8 CMC Probabilidad P2XP3XP5 P2XP3XP6 P2XP4XP5 P2XP4XP6 5 · 10-8 3 · 10-7 1. 6} {1. 4.002 P4 P5 P6 Tabla 4. 6} {2.005 0. 5} {1.33 1. 6) Análisis cuantitativo. Probabilidad de los CMC E. Ramos / M. E.14.5 · 10-7 4. 3. 3.a D. Carlos / V.005 0.33 Tabla 4. utilizando los datos de partida: P1 P2 P3 0.003 0.5 · 10-6 Tabla 4. 17.005 0.03 0.05 0.002 0. 6} {2.002 0. E. 4. 5} {2.005 0.05 0. 4.05 0.005 0.005 0. 4. 3.00006 0. 4.825 · 10-3 2.Como puede observarse del cálculo de la probabilidad de los conjuntos mínimos de fallo.284 · 10-4 4.00025 0.005 0.00000125 0. 6} 0.019 · 101 2. 3.03 0.0000075 1 Tabla 4. Cálculo de los índices RAW y RRW CMC Probabilidad 1 1 1 1 0.UJI . 5} {2.002 0. Mulet / M.005 P(top) RAW {1.16.002 0. La probabilidad del suceso top es: P(top) = 1.180 · 10-4 Tabla 4.253 · 102 2.829 · 10-3 1. 3.03 0. 5} {1. 3. Valor de los RAW RAW 1.256 · 102 0. el suceso 4 aparece en todos los CMC de mayor probabilidad.00000005 0. 5} {1.456 · 10-5 7) Análisis cuantitativo de la importancia.0015 0.005 0. Carlos / V.005 0.825 · 10-3 1.871 · 101 La degradación del sistema es más alta si se producen los fallos 1 y 2. si bien se realizará un análisis cuantitativo de importancia para detectar los sucesos más significativos.940 · 10-4 4.00001 0. Psuceso = 1) 1. 6} {1.284 · 10-4 4.943 · 101 2. Bovea .253 · 102 1. E.a D.943 · 101 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 110 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Ramos / M.03 1. 6} {2.05 0. Ejemplo de cálculo RAW 1 La siguiente tabla muestra el resumen de los índices RAW: Suceso con P = 1 1 2 3 4 5 6 P (top. Chulvi / J. que son los sucesos con mayor RAW.0000003 0. 460 · 10-6 1.03 0.00000005 0.005 0. 6} {2. 4.002 0.002 0.002 0. por si el primero falla.167 7 Del análisis del índice RRW se deduce que el mayor descenso del riesgo se produce con la reducción del fallo 4. 4.005 0.005 0.03 0.248 · 10-5 2.600 · 10-7 1.Cálculo del índice RRW CMC Probabilidad 0 0 0 0 0. Con el 3 y el 5 casi no se produce mejora. Carlos / V. b) Destinar dos operarios para vigilar el nivel L1.03 0. 5} {2. 3.6 1 Tabla 4.005 0. Ramos / M.ISBN: 978-84-693-7379-8 111 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 5} {1.080 · 10-6 Tabla 4.002 0.05 0. 6} P(top) RRW 9. Bovea . Mulet / M. 5} {1. E. Resumen de los RRW RRW 1.03 0 0 0 0 0.0000075 {1 .005 0. Psuceso = 0) 9. que le indique a la bomba que pare.005 0. 6} {1. Le sigue el 6.05 0. Chulvi / J.005 0.3. Ejemplo de cálculo RRW1 La siguiente tabla muestra el resumen de los índices RRW: Suceso con P = 0 1 2 3 4 5 6 P(top.18. 4. 5} {2. 3.667 1.005 0.0000003 0.05 0. 8) Propuesta de medidas correctoras Para reducir la probabilidad de derrame incontrolado.040 26 1. E. 6} {2.19.a D. se proponen las siguientes medidas correctoras: a) Añadir un segundo control de nivel. 3. 4.100 · 10-6 5.00000125 0.400 · 10-5 5.6 2.100 · 10-6 1.05 0.UJI . lossiguientes siguientessucesos: sucesos: ti vamente. L a medida medi da a a reduce tal la probabilidad de fallo del control automático automático de la bomba.7. será necesario que la la probabilidad del suceso suceso top top se se reduzca reduzca significaa decuadas. e) ) Enviar Enviar a un un operario operario a comprobar. Ramos / M. que . E. Para verificar que estas medidas son reduce l a probabilidad pr obabilidad de de f allo del del control hum ano. esta esta se se deje deje en en posición posici ón abierta a bierta de de nuevo. 1. necesario. válvula. tras realizar e e ) Envi ar a a un oper ario a a compro bar. La La medida a reduce reduce tal y como como se se ha ha deducido deducido de de los los análisis análisis realizados (RAW t al y y como se ha deducido de los aná lisis realizados re alizados ( ( RAW y RRW ). que. Esquema Esquema de la la planta de almacenamiento de disolvente disolvente mejorada Figura 4.05 0.a D. nuevo. vertido vertido seguro (D3). bomba. cuya cuya probabilidad probabilidad es de 0. 4. porttanto. que. mientras mientras que que la la medida medida b b la reduce la la probabilidad de fallo fallo del control control humano. . conducción. ya que son l as que que est án involucradas involucr adas De con los los sucesos sucesos 1. humano. Carlos / V. con con su su válvula. Chulvi / J. tivamente. y corregir si es es necesario. cuya cuya probabilidad probabilidad es es de de 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 112 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . mientras que la medida b l a probabilidad pr obabilidad de de fallo fallo del del control control automático de de la la bomba. Mulet / M. 3. 0. será ser á necesario neces ario que que l a probabilidad pr obabilidad del del suceso top se reduzc a significasignific aadecuadas. d d) ) Incluir un un segundo rebosadero rebosadero en el el depósito D D1.003. cuya probabilidad es de 0. tras tr as realizar re alizar cualquier operación de mantenimiento mantenimiento que conlleve conlleve accionar accionar la válvula de cococualquier c ualquier operación oper ación de de m antenimiento que que conlleve a ccionar la l a válvula vá lvula de de conexión al depósito D3. comprobar.05 • Suceso Suceso 8: 8: fallo f allo del del 2º 2º LC LC. 05 fallo del 2º 2º operario. del depósito D1 al depósito de vertido seguro seguro ( (D D3). tanto. Para P ara verificar verific ar que que estas est as medidas medi das son son reduce adecuadas.7. que que son los los que tienen u na mayor m ayor relevancia rele vancia en en el suceso top top con RAW y y RRW RRW).c) ) Añadir Añadir una una segunda segunda conducción. cuya probabilidad 0. operario.003. añadirán por anto. 1. 2 2y y 4. esta se deje en posición abierta de nuevo. Se añadirán. Figur a 4. 3).7. ). Bovea . y y corregir corregir si si es neces ario. d) Incluir Incluir un segundo segundo rebosadero en en el depósito depósito D1. nexión nexi ón al a l depósito depósito D D3. ya ya que que son son las las que están están involucradas De est as medidas medi das se se deciden impl antar la l aa a y l ab b . por los siguientes sucesos: • Suceso Suceso 7: 7: fallo f allo del operario. Se Se añadirán. 003. . De estas estas medidas se deciden deciden implantar implantar la ay y la la b. que son son los que que tienen tienen una una mayor relevancia en el el suceso suceso top con los sucesos 1. Esquem a de la planta planta de de almacenamiento alm acen amiento de disolvente mejorada mejorad a E. con su válvula. 2 y 4. del del depósito depósito D D1 1 al al depósito depósito de de c c) Añadir una segunda conducción. los tivamente. fallo 9) Esquema Esquema de de la la instalación instalación mejorada mejorada Esquema de la instalación mejorada Figura 4.UJI . E.ISBN: 978-84-693-7379-8 113 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D.UJI . Carlos / V.10) Definición del nuevo árbol de la instalación y cálculo de la disminución de la probabilidad del suceso no deseado Vertido indeseado cuando llega a D1 más combustible del que puede alojar A No se detiene el bombeo de fluido a D1 B No se dirige el vertido al depósito seguro D3 C Fallo sistema automático de detención del bombeo Fallo sistema manual de detención del bombeo 5 6 D E Fallo control automático F 2 3 Fallo control humano G 1 8 4 7 Figura 4. Chulvi / J.8. Ramos / M. Bovea . Mulet / M. Árbol de fallos del sistema mejorado La ecuación booleana del nuevo sistema es: Top = A = B C = (D E) (5 6) = [(F 2) (3 G)] (5 6) = [((1 8) 2) (3 (4 7))] (5 6) La ecuación reducida aplicando las leyes del álgebra de Boole sería: Top = [(1 8 3) (1 8 4 7) (2 3) (2 4 7)] (5 6) = = (1 8 3 5) (1 8 4 7 5) (2 3 5) (2 4 7 5) (1 8 3 6) (1 8 4 7 6) (2 3 6) (2 4 7 6) E. 4. 4. Bovea .456 · 10-5 7. 6 1. que se considera suficiente para llevar adelante las medidas correctoras propuestas. Ramos / M.889 · 10-7 Por tanto. 6 2. la mejora de la probabilidad de riesgo de incendio es: P(top)inicial P(top)mejorado 1. 5 1. 6 5. por tanto. 7. 6 2. 3. no abrir cuando se selecciona la bebida. 3. La probabilidad de los CMC es: CMC Prob. y en el tercero. L2 y L3.5 = 18. Chulvi / J.20. 8.25 · 10-8 3. chocolate. 7. 9 · 10 -11 CMCD Prob. E. respec- tivamente) que en principio está cerrada y que abre cuando se selecciona la bebida para dar paso a la bebida hacia el vaso.ISBN: 978-84-693-7379-8 114 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 4. 5 1. 5 2.a D. 3.4. 8. E. 8. las válvulas pueden quedar bloqueadas en cerrado y. Probabilidad de los CMC del sistema mejorado La probabilidad del suceso top es: P(top) = 7. frente al sistema inicial casi todos los conjuntos mínimos de fallos han subido a orden 4 y 5. De cada depósito sale un pequeño tubo (L1. Mulet / M. respectivamente) que conduce el fluido hacia el vaso de plástico.88910-7 18. 5 · 10-8 3 · 10-7 6.4 · 10-10 1. en el segundo.75 · 10-7 1. Caso 3: AF cafetera 1) Descripción de la instalación Una máquina expendedora de cafés consta básicamente de tres depósitos. 4. Carlos / V.5 Se ha disminuido por 18 la probabilidad de que haya un derrame de disolvente. 5 2.Como puede observarse. 7. Por su parte.UJI . V2 y V3. 8.75 · 10-10 Tabla 4. 3. leche. A veces los tubos se pueden bloquear debido a deposiciones sólidas de las bebidas. en el primero hay café.13 · 10-10 6. 7. 4. A la salida de cada depósito hay una pequeña válvula (V1. a D.ISBN: 978-84-693-7379-8 115 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . top: la m máquina 3) Definición del árbol de del fallos para el suceso no el deseado Definición árbol de fallos para suceso no deseado La áquina máquina La m no no expende expende las las bebidas bebidas A No llega caf é café B No llega cortado C No llega leche leche leche leche Chocolate Chocolate Chocolate Chocolate Cafˇˇ é Caf Caf Leche Leche Leche No llega capuchino D D No llega caf é café G G No llega leche leche H No llega chocolate I I L1 obs obs 1 V1 bloc bloc 2 No llega café caf é caf é café E E L1 obs. obs. bloq. 4.015. 3 3 V2 bloq. 4 L1 obs. 4 L3 obs obs V3 bloq. 1 1 F F V1 bloq. Carlos / V. 6 5 Figura 4. 2 L2 obs. Bovea . Esquema de la cafetera Figura 2) Definici ón del objetivo y y alcance Definición del objetivo alcance El objetivo del a nálisis es disminuir la probabilidad de que la m áquina no ofrezca ninanálisis máquina guna bebida. 2 L2 obs.9. sabiendo que la probabilidad de que una vá lvula se quede bloqueada en válvula cerrado es del 0. Árbol de fallos de la máquina de café E.9. Ramos / M. E. y la probabilidad de que un tubo est é obstruido es de 0. Chulvi / J. 1 1 V1 bloq.10.V1 V1 L1 L1 V2 V2 L2 L2 V3 V3 L3 L3 Figura 4. Mulet / M.UJI . Suceso esté top áquina no expende las bebidas que puede ofrecer.03. 3 3 V2 bloq. Figura 4. 4. 3.21.00000675 0. 3. 5} {2. 5} {2. 4. 6} 0. E.03 0. Ramos / M.03 0.03 0.015 0. 6} {1.) P (L2 obs. 3. 4. 3. La probabilidad del suceso top es: P(top) = 0. 6} {2. Importancia cualitativa de los sucesos básicos Del análisis cualitativo se desprende que todos los sucesos básicos tienen la misma imDel análisis cualitativo se desprende que todos los sucesos básicos tienen la misma importancia. 6} {1. 5} {1. 5} {1.) P (L2 obs.UJI Análisis cuantitativo de la importancia. 3. 4. Probabilidad de los CMC 0.0000135 {2. Importancia cualitativa de los sucesos básicos Tabla 4. 5} {2.) P (V3 bloq. 6} {1. 6} Análisis cualitativo de la importancia 5) Análisis cualitativo de la importancia Suceso Suceso básico básico 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 Orden del conjunto Orden del conjunto II III II III 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Importancia Importancia n ! orden 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 4/3 I I Tabla 4. Carlos / V. 4.) P (V3 bloq.0000135 0.000101246. 3. 6} {1.00000675 0.) P (V1 bloq. 4. Bovea . 6} CMC CMC P (L1 obs. 4. 4. 4. E. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo A = B C D = (1 2) (E F) (G H I) A = B ∧ C ∧ D = (1 ∨ 2) ∧ (E ∧ F) ∧ (G ∧ H ∧ I) A = (1 2) [(1 2) (3 4)] [(1 2) (3 4) (56)] A = (1 ∨ 2) ∧ [(1 ∨ 2) ∧ (3 ∨ 4)] ∧ [(1 ∨ 2) ∧ (3 ∨ 4) ∧ (5∨6)] A = (1 3 5) (1 4 5) (2 3 5) (2 4 5) (1 3 6) (1 4 6) A = (1 ∧ 3 ∧ 5) ∨ (1 ∧ 4 ∧ 5) ∨ (2 ∧ 3 ∧ 5) ∨ (2 ∧ 4 ∧ 5) ∨ (1 ∧ 3 ∧ 6) ∨ (1 ∧ 4 ∧ 6) (2 3 6) (2 4 6) ∨ (2 ∧ 3 ∧ 6) ∨ (2 ∧ 4 ∧ 6) Los conjuntos mínimos de corte son: Los conjuntos mínimos de corte son: {1. Árbol de fallos de la máquina de café Ecuación booleana. 5} {2.0000135 0. 6} {2.015 0. 4. 3.) 0.03 0. Probabilidad de los CMC Tabla 4. 5} {1.0000135 0. 6} {2. 3. 5} {2.0000135 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 116 a Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .) P (L3 obs.03 0. 5} {2. 3. 3.) P (V2 bloq. cálculo de la probabilidad del suceso top {2.000101246. 5} {2. 5} {1. 6} {1. 4.000027 La probabilidad del suceso top es: P(top) = 0.03 {2. 3. D.10. 6} Tabla 4.0000135 Probabilidad CMC Probabilidad CMC 0. Cálculo de los índices RAW y RRW Cálculo de coeficientes RAW .21. Chulvi / J. 6} {2. 5} {1.00000675 0.015 0. 6} {1. 5} {1. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo 4) Ecuación booleana.22.22.015 0. cálculo de la probabilidad del suceso top 6) Análisis cuantitativo.) P (L3 obs. 6} {2.) P (V1 bloq.) P (V2 bloq.000027 0. 6} {1. 5} {1. 4.00000675 0. 3. Mulet / M. 4.015 0. Cálculo de los índices RAW y RRW Análisis cuantitativo de la importancia. 5} {2. 3. 4.0000135 0. 3.015 0.00000675 0. 5} {1. Análisis cuantitativo. 3. 3.0000135 0. 4. portancia. 4.) P (L1 obs.00000675 0. 6} {2. E.28626105 20. Bovea . 4.24.002053896 0. 7) Análisis cuantitativo de la importancia. F1 = 1) RAW 0. 6} P(top.58565734 20. Valor de los RAW RAW 20.002084209 0.002084209 0.002053896 Tabla 4. 3.03 0. Mulet / M.28626105 Todos los sucesos producen la misma degradación del sistema en caso de producirse. Ejemplo de cálculo RAW 1 Por tanto. 3.La probabilidad del suceso top es: P(top) = 0. 3.002053896 0.UJI .000101246. 5} {1.ISBN: 978-84-693-7379-8 117 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 4.a D.015 0.58565734 20.03 0.00000675 0.0009 0.015 0.00045 0. 5} {2.03 0. 4.00045 0.03 0.03 0. Carlos / V.03 0.002084209 20.0000135 0.015 0.015 0.28626105 20.015 0.015 0.03 0. E.015 0.03 0. 6} {1. 5} {1.03 1 1 0.000027 {1.000225 0. Cálculo de los índices RAW y RRW Cálculo de coeficientes RAW CMC Probabilidad 1 1 0. 4.58565734 20.03 0. 5} {2.58565734 1 Tabla 4.002084209 0. Psuceso = 1) 0. 6} {2.03 0. Chulvi / J.015 0.0000135 0. los índices RAW calculados son: Suceso con P = 1 1 2 3 4 5 6 P(top. Ramos / M.23.03 0. 3. es decir.07487 · 10 -5 6.Cálculo de coeficientes RRW Cálculo de coeficientes RRW CMC CMC {1. F1 = 1) = P(top. 3. 6} {1. los bloqueos de las válvulas. 6} {1.74984 · 10-5 6.03 0.25.03 0.03 0. seguido del 4 y del 2. 6} {2.03 0. 3.UJI .333225835 RRW RRW Aquellos sucesos cuya eliminación produciría un mayor descenso de la probabilidad del Aquellos sucesos cuya eliminación produciría un mayor descenso de la probabilidad del suceso top son el 6. Psuceso -5 = 0) 6.0000135 0.03 0.015 0. 5} {2.499972325 1. 4. 3.03 0.03 0. 5} {1.03 0. suceso top son el 6. 3.666630417 1.999908202 2.015 0. E.03 0 0 0 0 0.03 0.07487 · 10-5 6.015 0.015 0. Ejemplo de cálculo RRW 1 Los índices RRW calculados son: Los índices RRW calculados son: Suceso con P = 0 Suceso con P = 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 P(top. 4. 5} {2.015 0.03 0. Psuceso = 0) P(top.07487 · 10-5 3.03 0. Mulet / M.07487 · 10 4. 6} {2.015 0.499972325 2.499929689 1.000027 P(top.015 0.0000135 0 0 0 0 0.00000675 0. 5} {1.00000675 0. Carlos / V.015 0.37496 · 10-5 6. F1 = 1) = RRW 1 RRW 1 6. 4.000027 0.015 0. 3.03 0.03 0. 6} {2.74984 · 10-5 3.0000135 0.015 0.015 0.37496 · 10-5 3. 5} {2.03 0. 4.015 0. 6} {1. 5} {2.03 0.999908202 1. Ramos / M.666630417 3.03 0. 6} {2. 4.015 0.03747 · 10-5 3.a D.015 0. 3. 6} 0 0 0 0 0.666630417 Tabla 4.666630417 1.03 0.03 0.03 0.015 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 118 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 5} {1. 3.03 0. es decir.04994 · 10-5 4.07487 · 10-5 1.25. Chulvi / J. E. Bovea .07487 · 10-5 6. seguido del 4 y del 2. 4.0000135 0.333225835 3. Ejemplo de cálculo RRW 1 Tabla 4. 4. 3.666630417 1.04994 · 10-5 6.03 0.499929689 2. 5} {1.03747 · 10-5 1.03 Probabilidad Probabilidad 0 0 0 0 0. 4.666630417 2.03 0. los bloqueos de las válvulas.015 0. Cada pozo cuenta con un pulpo mecánico (pulpo 1 y pulpo 2). se podría quemar su motor. Los pulpos se accionan mecánicamente gracias a dos operarios (operario 1 y operario 2) que controlan el proceso desde una cabina. Bovea . Mulet / M. Caso 4: AF planta de residuos sólidos urbanos 1) Descripción de la instalación Uno de los puntos críticos en el funcionamiento de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos (RSU) es el trómel. es la obstrucción debido a la llegada de objetos voluminosos que no han sido separados previamente. y en tercer lugar.4. Se ha observado que. La planta cuenta con dos pozos de recepción (pozo 1 y pozo 2) que trabajan en paralelo. en la línea de separación mecánica (trómel). Ramos / M. El trómel se encuentra al prin- cipio del proceso. Uno de los motivos es que el sistema de cierre de las pinzas no funcione correctamente. en segundo lugar. justo después de los pozos de recepción de residuos y las líneas de separación manual y mecánica de voluminosos. es decir. La separación previa de residuos voluminosos se realiza. a veces. en las líneas manuales de separación. Los pulpos apartan los objetos más voluminosos y dejan el resto de residuos sobre unas cintas mecánicas (línea 1 y línea 2) que transportan los residuos hasta el área de separación manual. un filtro mecánico complementa este proceso de separación de voluminosos de manera que separa los objetos grandes que podrían obstruir el trómel. la parada del proceso con la consiguiente acumulación de residuos que no recibirían tratamiento y colapsarían la planta en esta primera sección.ISBN: 978-84-693-7379-8 119 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .UJI . en los pozos de recepción de residuos con la ayuda de dos pulpos mecánicos. Esto provocaría. por tanto. E. El trómel es un cilindro giratorio encargado de abrir las bolsas de RSU y separar los residuos orgánicos. en esta zona dos operarios (operario 3 y operario 4). E. Uno de los problemas que puede sufrir el trómel. además. apartan estos objetos manualmente. un poco más adelante. Carlos / V. Si el trómel se obstruye por la llegada de estos objetos. En caso de que los pulpos dejen pasar al-gún objeto voluminoso importante. En la misma línea 3. uno detrás del otro de manera que complementan su trabajo.5.a D. los pulpos no agarran correctamente la carga. Chulvi / J. entre otros. en primer lugar. situados en la línea 3. podría dejar de girar y. Esquema de la instalación de separación de residuos 2) Definición del objetivo y alcance En este problema se trata de analizar la probabilidad de que se produzca el suceso indeseado o suceso top: llegan residuos voluminosos al trómel. Otro motivo importante observado es que desde la cabina donde los operarios controlan los movimientos del pulpo no llegue la señal a los mecanismos de los pulpos.UJI .11. E. salvo en el caso de que este filtro no funcione adecuadamente. Por otro lado. Mulet / M. el cual impedirá que estos objetos voluminosos se introduzcan en el trómel. También se puede dar el caso que los operarios que manejan los pulpos se encuentren distraídos y no hayan separado algún objeto de gran tamaño que no debería haber caído en las cintas. Ramos / M. que haya una transmisión incorrecta de la señal. se pueden considerar los siguientes sucesos básicos con sus correspondientes datos de tasas de fallo: E. es posible que los operarios 3 y 4 se distraigan y dejen pasar algún objeto voluminoso hacia el filtro mecánico. Figura 4.ISBN: 978-84-693-7379-8 120 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V. Chulvi / J.que las pinzas estén bloqueadas. Bovea . mediante un árbol de fallos.a D. Como datos para abordar el problema. es decir. Ramos / M. Árbol de fallos 4) Ecuación booleana.12. Mulet / M.– – – – Probabilidad de distracción de un operario: 2 · 10-3 Probabilidad de fallo del filtro mecánico: 4 · 10-5 Probabilidad de bloqueo de las pinzas del pulpo: 3 · 10-4 Probabilidad de fallo de transmisión de señal al pulpo: 10-5 3) Definición del árbol de fallos para el suceso no deseado Figura 4. Bovea .a D. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de corte A partir del árbol anterior se plantea la siguiente ecuación: Ecuación booleana inicial A=1∧B∧C A = 1 ∧ (2 ∧ 3) ∧ (D ∨ E) A = 1 ∧ 2 ∧ 3 ∧ ((4 ∨ F) ∨ (7 ∨ G)) A =1 ∧ (2 ∧ 3) ∧ (4 ∨ (5 ∨ 6) ∨ 7 ∨ (8 ∨ 9)) E. Carlos / V.UJI . Chulvi / J. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 121 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 1. 2.25 =0. la onjunto m íPara a analizar el á árbol.Ecuaci ón reducida Ecuación reducida A = (1 ∧2 2∧ 3∧ 4) ∨ ∧2 ∧3 5) ∨ (1 ∧2 ∧3 ∨ (1 ∧2 ∧3 ∧ 7) ∨ A= (1 3 4) (1 (1 2 3∧ 5) (1 2 3∧ 6) 6) (1 2 3 7) ∨ 3 ∧ 8) (1 ∧ 2∧ 3∧ (1 (1 ∧ 2 2∧ 3 8) ∨ (1 2 3 9) 9) Se obtienen los los seis seis conjuntos conjuntos mínimos mínimos de de corte corte siguientes: siguientes: Se obtienen {1. 3. 2. 3. Mulet / M. 5} 5} {1. Carlos / V. {1. 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 122 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .25 1/4 1/4 =0. E.5 6/4 =1. nea 3. 4} 4} {1. 3. 2.5 1/4 1/4 =0. 7} 7} {1.5 6/4 =1. 2. 3. {1. Análisis cualitativo cualitativo de de la la importancia importan cia Tabla 4. 3. Análisis Se gún el nálisis cualitativo ncia los sucesos mmás ás determi nantes son el el 1. 3. Bovea . calcula. se calcula. 6) A nálisis cuantitativo.26. 2. 2. 2. E. {1. 3. 8} 8} {1. 3. Chulvi / J.25 =0. {1.25 =0.26.25 1/4 1/4 =0. se n primer lugar.5 6/4 =1. Ramos / M. c cálculo de l la probabilidad del suceso top top Para nalizar el rbol.5 6/4 =1.a D. 2. elel fallo del filtro mec ánico oola ón de líel y 2 el y el decir. fallo del filtro mecánico ladistracci distracción de los los operarios operarios de de la líne a 3.25 =0. 6} 6} {1.25 1/4 1/4 =0. eses decir.UJI . 2. 3. 3.25 1/4 1/4 =0. álculo de a probabi lidad de l suceso Análisis cuantitativo. 3.25 =0. 9} 9} 5) Análisis Análisis cualitativo cualitativo de de la la importancia importancia Los c onjuntos m ínimos de corte han han resultado ser todos de orde n 4. 2. 3. 3. e en primer lugar.25 n Tab la 4.25 =0. .25 1/4 1/4 =0. {1. 2. {1. el Según el a análisis cualitativo de dela laimporta importancia los sucesos determinantes son 2 3. la probabilidad probabilidad de de cada cada c conjunto míni mo de de corte corte y y seguidamente seguidamente se la probabilidad probabilidad del del suceso suceso top nimo se calcula calcula la top.5 6/4 =1. conjuntos mínimos orden Suceso ásico Suceso b básico 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 Orden Orden del del conjunto conjunto I I II II III III IV IV 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Importancia Importancia n ! orden 6/4 =1. 7} {1. Probabilidad de los CMC P(top) = 7.02 0. 9} {1.0003 0.3.4 1. 2 .39 · 10-13 La probabilidad del top resultante es: Análisis cuantitativo de la importancia. 2.2 · 10-13 Probabilidad 4. 2.2 · 10-13 4. 2.00001 0. Ejemplo de cálculo RAW 1 Tabla 4.2.02 0.2.2.2 · 10-9 4 · 10-11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.02 0.8 1.3. 3. 2 .02 0. 5} {1.2.02 Probabilidad 8 · 10-9 1.02 0.02 ) 0.0003 0. Carlos / V.8 · 10-14 (CMC) 1.P1 P2 P3 P1 P4 P2 P5 P3 P4 P5 0. 2. E.0003 0. 2. Fi = 1) 0. Cálculo de los índices RAW y RRW RAWi F(top. 2.02 0.5 CMC 1.02 0.2.3. 4} {1.02 0.02 0.2.3.00001 0.27.00001 RAW 1 1.6 · 10-15 1.02 0.2.00001 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 123 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 3. 3.2 · 10-9 -9 1.666630417 P(top.8 · 10-14 1.02 0. 8} {1.3.02 0.4 1.07487 · 10-5 1.02 F(top0.00001 0.8 · 10-14 1. 9} CMC RAWi = 1 0.28. Cálculo de los índices RAW y RRW P(top) = 7.02 0.2.02 0. Ramos / M.3.00001 0. 3. Mulet / M. 2. Probabilidad de los CMC 1.6 1.2.3.07487 · 10-5 1 0.00001 CMC Probabilidad (CMC) 3.6 · 10-15 3.0003 P(top.9 1.02 0. 7} {1.8 Tabla 4.8 · 10-14 4.02 0.00004 0.02 0.27. 3. Chulvi / J.02 P6 P7 P8 P6 P9 P7 P8 P9 0.3.0003 0. 3. 3.7 1.3.a D.6 · 10-15 3.2 · 10-13 3. 2.6 · 10-15 1. 4} {1.2.02 0.02 0.0003 0.6 1.2.3.02 1 0.3.28.02 0. 6} {1.2.7 1.02 0.2 · 10-13 4.00001 0.00004 0.02 0.39 · 10-13 Cálculo del índice RAW (Risk Achievement Worth) 7) Análisis cuantitativo de la importancia. 2.UJI .02 0.02 0.02 0. F1 = 1) = 6. 2.02 0.02 0. Fi = 1) Cálculo del índice RAW (Risk Achievement Worth) F(top) CMC RAWi {1.3.3.02 0.02 F(top. 3.02 0. 5} {1. 8} {1.3. Ejemplo de cálculo RAW 1 E. 6} {1.2 · 10-9 Probabilidad 4 · 10-11 8 · 10-9 8 · 10-9 1.9 La probabilidad del top resultante es: Tabla 4. 3.02 0.666630417 1 Tabla 4.5 1. Bovea . F1 = 1) = RAW 6.02 0. 3.02 0.2 · 10 4 · 10-11 4 · 10-11 8 · 10-9 1. Carlos / V.02 0.3.3.02 0.17 · 102 2.5} {1.3. Fi = 0) Probabilidad 0.18 · 102 2.02 0. Ejemplo de cálculo RRW 1 E.00 · 102 5.00001 0.02 0.0003 0.Los índices RAW para cada suceso básico se resumen en la siguiente tabla: Suceso con P = 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P(top.02 P(top. Chulvi / J. Cálculo del índice RRW (Risk Reduction Worth) RRWi RRWi = F(top) F(top. los sucesos que convendría modificar son el 1.a D.70 · 10-10 3.30. Valor de los RAW RAW 1. Ramos / M.02 0.666630417 5.2.70 · 10-10 1.0003 0.60 · 10-10 1.02 0.2.17 · 102 2.02 0.18 · 102 Según el índice RAW que mide la degradación del sistema en caso de ocurrir el fallo de un determinado componente.3.61 · 10-10 Tabla 4.6} {1.02 0.02 0.17 · 102 2.60 · 10-10 1.ISBN: 978-84-693-7379-8 124 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .00 · 102 2.29.02 0.61 · 10-10 1.17 · 102 2.02 0.02 0.07487 · 10-5 3. Psuceso = 1) 6.7} {1. E.2.61 · 10-10 1.UJI .3.61 · 10-10 1.8} {1.9} 0 0 0 0 0 0 0.2. F1 = 0) = RAW 1 Tabla 4.4} {1.2.02 0.00001 0 0 0 0 0 0 0 CMC {1. seguido del 2 y del 3. Mulet / M.2. Bovea .3. E.19 · 10 -13 RRW 1. Se podría introducir un filtro mecánico auxiliar antes de los operarios 3 y 4. E.76 1. Chulvi / J.00 0. Ramos / M.Los índices RRW para cada suceso básico se resumen en la siguiente tabla: Suceso con P = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P(top.Valor de los RRW Desde el punto de vista de descenso del riesgo.UJI . el 2 y el 3. se actuará sobre estos sucesos. y otro operario que revise los residuos que transporta la cinta entre el filtro mecánico inicial y el trómel.37 · 10 -13 4.07 1.07 1.31.76 1. si se considera que un componente es completamente fiable (no falla nunca) los sucesos básicos más determinantes son el 1. Psuceso = 0) 0.00 1. Por tanto.a D.91 · 10-13 7.00 4.19 · 10-13 6. Bovea .00 6.ISBN: 978-84-693-7379-8 125 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M. 8) Propuesta de medidas correctoras El análisis cualitativo y el cuantitativo coinciden en que los sucesos más determinantes para que se produzca el suceso top son el 1. el 2 y el 3.37 · 10-13 Tabla 4. Carlos / V.00 0.91 · 10 -13 7. Árbol de fallos de la instalación mejorada para el suceso top analizado E. E.14. Carlos / V.9) Esquema de la instalación mejorada Figura 4. Bovea .UJI . Esquema de la instalación de separación de residuos 10) Definición del nuevo árbol de la instalación y cálculo de la disminución de la probabilidad del suceso no deseado trómel Figura 4. Mulet / M. Ramos / M.13.a D. Chulvi / J.ISBN: 978-84-693-7379-8 126 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 9} {2. lo que se considera una gran mejora respecto al sistema inicial.3. Carlos / V.4.5.4.ISBN: 978-84-693-7379-8 127 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .11} {2.8} {2.4.8} {1.5.3.4.5. ya que es importante que la planta tenga un funcionamiento continuo.6} {2.10} {1.3.4.9} {1.A=BCD A = (1 2) (3 4 5) (E F) A = (1 2) (3 4 5) ((6 G) (9 G8)) A = (1 2) (3 4 5) (6 (7 8) 9 (10 11)) A = (1 3 4 5 6) (1 3 4 5 7) (1 3 4 5 8) (1 3 4 5 9) (1 3 4 5 10) (1 3 4 5 11) (2 3 4 5 6) (2 3 4 5 7) (2 3 4 5 8) (2 3 4 5 9) (2 3 4 5 10) (2 3 4 5 11) Los conjuntos mínimos de corte son ahora: {1.10} {2.UJI .3.4.3. lo que supone una mayor intervención de mano de obra. Chulvi / J.3. un menor rendimiento de la instalación y un mayor tiempo de vida del trómel.4.4. E.5.4.3. E.3.3.4.a D.3896 · 10-13 = = P(top)mejorado 3.5. Bovea .5.5.5.3.3. sin necesidad de detenerla para liberar la entrada al trómel de residuos voluminosos.11} Y la nueva probabilidad del suceso top es: P(top) = 3.5.6} {1. Ramos / M.7} {2.11 · 10-15 P(top)inicial 7.5.3.4.11 · 10-15 238 La probabilidad de que lleguen objetos voluminosos se ha reducido en 238 veces.4.5.7} {1.5. Mulet / M. Bovea . de modo que al superarse una concentración máxima predefinida acciona un sistema de extracción de polvo. aunque parezca inofensivo. La zona de envasado de una refinería de azúcar consta de unos silos que almacenan el azúcar refinado. se pueden producir explosiones en caso de formarse una nube de polvo de elevada concentración que se ponga en contacto con algún punto de ignición. Carlos / V. Existe siempre un operario que controla este proceso. Ramos / M. por ejemplo aquellas que se dedican a sellar los paquetes. por ejemplo. Chulvi / J.UJI . bajo ciertas condiciones puede provocar explosiones. E. existe un dispositivo de alarma que suena cuando la temperatura supera la temperatura máxima predefinida. el operario pueda accionarla de forma manual y de este modo se evita verter polvo de azúcar y con ello.ISBN: 978-84-693-7379-8 128 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .4. en la zona de envasado existen superficies que se encuentran a temperaturas elevadas. Mulet / M. Si el termostato no actuara. la formación de nubes de polvo en la zona de envasado. con lo cual el operario encargado puede regular la temperatura de dichas superficies manualmente. por ejemplo que quede bloqueada en abierto. Tanto el aumento excesivo de temperatura en alguna de estas zonas como un posible deterioro del cableado que allí se dispone. como es el caso del polvo de azúcar que. E. Caso 5: AF refinería de azúcar 1) Descripción de la instalación Existen determinadas sustancias. pueden provocar algún tipo de chispa que finalmente derive en la ignición de una nube de polvo. En las refinerías de azúcar.6.a D. Como se ha comentado anteriormente. que posteriormente se introduce en los paquetes y se cierran mediante un aporte de calor. de manera que si se produce algún fallo en la válvula. Para evitar el calentamiento excesivo de las superficies de sellado de los paquetes se emplea un termostato. Este sistema de extracción cuenta con dos aspiradores. En esta zona de envasado existe también un detector de concentraciones elevadas de polvo. En la parte inferior del silo existe una válvula dosificadora automática que abre a medida que se necesita envasar azúcar. 002. E.0012. Carlos / V. Como datos para abordar el problema se pueden considerar los siguientes: – – – – – – – Probabilidad de bloqueo en abierto de la válvula automática dosificadora: 0. Probabilidad de desgaste del cableado: 0. Chulvi / J.Figura 4. Probabilidad de fallo de un aspirador: 0.0017. Ramos / M. Mulet / M.a D.0315. Bovea . E.0015.15.ISBN: 978-84-693-7379-8 129 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .UJI . Esquema de la refinería de azú car 2) Definición del objetivo y alcance El objetivo de este ejercicio es analizar la probabilidad de que se produzca el suceso no deseado o suceso top: explosión de nube de polvo de azúcar. Probabilidad de fallo en la transmisión de señal del detector de concentraciones elevadas de polvo a los ventiladores: 0. Probabilidad de fallo del termostato: 0.0013.008. Probabilidad de despiste de un operario: 0. Probabilidad de fallo de la alarma acústica: 0. 3. 2.a D.16. 2. la ecuación reducida y los conjuntos mínimos de fallo A=BC A = (1 2 D) (6 E) = (1 2 (3 F) [6 ((7 G)] A = [1 2 (3 (4 5)] [6 (7 (8 9)] Simplificación de la ecuación: A = [(1 2 3) (1 2 4 5)] [6 ((7 8) (7 9))] A = [(1 2 3) (1 2 4 5)] [(6 (7 8) (7 9)] Ecuación reducida: A = (1 2 3 6) (1 2 3 7 8) (1 2 3 7 9) (1 2 4 5 6) (1 2 4 5 7 8) (1 2 4 5 7 9) Conjuntos mínimos de corte: {1. 2.UJI . 3. 3. 8} {1. Árbol de fallos de explosión de nube de azúcar Ecuación booleana. 9} E. 7. 7. 5. Carlos / V. 4. 2.Definición del árbol de fallos para el suceso no deseado Figura 4. Chulvi / J. 7. Ramos / M. 4. 7. 6} {1. Bovea . 2. 2. 9} {1. Mulet / M. 5.ISBN: 978-84-693-7379-8 130 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 4. 6} {1. E. 8} {1. 5. UJI . 4.183 = 1/4 + 3/5 + 2/6 = 1. Carlos / V.0017 0.73 = 1/5 + 1/6 = 0. Bovea .0315 0. E.9656 · 10-15 Tabla 4.002 P6 P7 P8 P9 0.0013 0.002 Tabla 4. Probabilidad de los CMC E. 6} {1.0008 0. 9} {1. 2. Ramos / M.36 = 1/5 + 1/6 = 0. 4. Mulet / M.53 = 1/4 + 1/5 = 0. 2. tres mínimos de corte son de orden 6. 8} {1. 2.828 · 10-13 1. 9} Probabilidad (CMC) 6. 6} {1.a D.17936 · 10-15 1.183 = 1/4 + 2/5 = 0. P1 P2 P3 P4 P5 0.45 = 2/5 + 2/6 = 0. Suceso básico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Orden del conjunto I II III IV 1 1 1 V 3 3 2 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 2 VI 2 2 Importancia CMC son de orden 5 y dos conjuntos ! orden = 1/4 + 3/5 + 2/6 = 1. 5. 2. cálculo de la probabilidad del suceso top Para analizar el árbol. Probabilidad de los sucesos básicos CMC {1. Análisis cualitativo de la importancia Según el análisis cualitativo de la importancia.53 = 1/5 + 2/6 = 0.32.0015 0. 6) Análisis cuantitativo. 7.2852 · 10-12 1.65 = 1/5 + 2/6 = 0. 4. 7. 5.36 n Tabla 4. 7.5) Análisis cualitativo de la importancia Un conjunto mínimo de fallo es de orden 4. 2.33. los sucesos más importantes son el 1 y el 2.0012 0. Chulvi / J. 3. 5.ISBN: 978-84-693-7379-8 131 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 8} {1.8968 · 10-13 9. 3.426 · 10-10 5. 2. 7.0015 0.34. se calcula en primer lugar la probabilidad de cada conjunto mínimo de fallo y seguidamente se calcula la probabilidad del suceso top. 3. 79 · 10 -7 RAW 1.25 · 102 1 Tabla 4.002 0.0015 8 · 10-9 1. Ejemplo de cálculo para el RAW 1 Los índices RAW para cada suceso básico se resumen en la siguiente tabla: Suceso con P = 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P(top. 2.0015 0.35. 8} {1. Chulvi / J. Fi = 1) F(top) Probabilidad 0. 7. Carlos / V. 5.76 1. Luego. 6} {1.05 · 10-8 4. Bovea .87 · 102 2.65 · 102 2.002 0.002 0. 3. P(top) = 6. 2.2 · 10-9 4 · 10-11 8 · 10-9 1. F1 = 1) = RAW 8.76 1. E. Cálculo de los índices RAW y RRW Cálculo del índice RAW (Risk Achievement Worth) RAWi RAWi = F(top.33 2. 2.0315 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 132 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .2 · 10-9 4 · 10-11 P(top. Mulet / M. 2.07 · 10-8 1.0315 0. 7.0015 0.0012 0.0315 0.0012 0. 9} 1 1 1 1 1 1 0.45 · 10-10. Ramos / M.50 · 10-9 1.0015 0. 2. 7. Valores de los RAW E. 9} {1.002 0.0015 0. 4. Psuceso = 1) 8. 8} {1.0013 0.UJI .29 · 10-9 3. 6} {1.0315 0.17 · 101 6. 3.0013 0.La probabilidad del top se calcula en función de las probabilidades de los conjuntos mínimos de corte según la siguiente ecuación: P(top) = 1 – (1 – P(CMCi)). 3.86 · 10-9 1.25 · 102 3.0 7 · 10-8 2.0013 0.0015 0.14 · 10 -9 Tabla 4. 7) Análisis cuantitativo de la importancia.14 · 10-9 1. 2. 5.88 1.0013 0. 4.002 CMC {1.0017 0.00 5.29 · 10-7 1.0315 0. 7.0315 0. 5.a D.36.0017 0. 4. 652903 1. 3. Ejemplo de cálculo para el RRW 1 Tabla resumen de los RRW obtenidos para este caso: Suceso con P = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P(top. Valores de los RRW E. F1 = 0) RRW 0 1 Tabla 4.Según el índice RAW que mide la degradación del sistema en caso de ocurrir el fallo de un determinado componente. Fi = 0) Probabilidad 0. 2. 2.002 0. 6} {1. Mulet / M.0015 0. E. 4.00200011 1. 3. Psuceso = 0 ) 0 0 1. 5.0015 0. 2. los sucesos que convendría modificar son el 1.00091625 1.UJI .58 · 10 -12 6.0015 0.44 · 10 -10 RRW 500. Chulvi / J.0315 0. 9} {1.0015 P(top.44 · 10-10 1.0012 0.973201 1.0013 0. 7.38. Carlos / V.0013 0.0315 0. 2.37.002 0. 5. 7. 4.0315 0.002 0 0 0 0 0 0 {1. Bovea .a D.29 · 10-12 6. 7.00244706 1.45 · 10-10 6.0012 0. 2.0315 0.0315 0.002 0. el 3 y el 6.0015 0.44 · 10-10 Tabla 4. 5.0013 0. 4. Cálculo del índice RRW (Risk Reduction Worth) RRWi RRWi CMC = F(top) F(top.ISBN: 978-84-693-7379-8 133 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 7. 9} 0 0 0 0 0 0 0.0013 0.00200011 409. Ramos / M.0315 0. 3. 8} {1. 2.0017 0.44 · 10-10 6. 6} {1. 8} {1.0017 0.0015 0.002 0.00152801 6. En este caso se opta por instalar una válvula dosificadora en serie con la existente a la salida del silo. Chulvi / J. Ramos / M. La instalación de esta nueva válvula resuelve el problema cuando la válvula inicial no funciona porque se queda bloqueada en abierto. E. los sucesos básicos 1. 3 y 6 referentes a la válvula automática.Desde el punto de vista de descenso del riesgo. 8) Propuesta de medidas correctoras Según estos cálculos. así como otro aspirador de polvo para garantizar la aspiración del polvo en el caso de que los otros dos no funcionen. Bovea .a D. 2. cuando se considera que un componente es completamente fiable (no falla nunca) los sucesos básicos más determinantes son el suceso 1 y el suceso 2. Asimismo. la presencia de un tercer aspirador reduce considerablemente el fallo en la extracción de polvo. Esquema de la refinería de azú car mejorada E. el aspirador y el desgaste de cableado. la transmisión de señal del detector a los aspiradores de polvo. 9) Esquema de la instalación mejorada Figura 4. Mulet / M.17. serían los elementos sobre los que haría falta actuar.UJI .ISBN: 978-84-693-7379-8 134 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . ya que sería necesario que la segunda válvula también se quedara bloqueada en cerrado. Carlos / V. Bovea .18. Ramos / M. Carlos / V. Chulvi / J.a D. Mulet / M.UJI . E.10) Definición del nuevo árbol de la instalación y cálculo de la disminución de la probabilidad del suceso no deseado Figura 4.ISBN: 978-84-693-7379-8 135 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Árbol de fallos del suceso top para el sistema mejorado A=BC A = (1 2 10 D) (6 E) A = [1 2 10 (3 (4 5 11)] [6 (7 (8 9)] Simplificación: A = [(1 2 3 10) (1 2 4 5 10 11)] [6 ((7 8) (7 9))] A = [(1 2 3 10) (1 2 4 5 10 11)] [(6 (7 8) (7 9)] Ecuación reducida: A = (1 2 3 6 10) (1 2 3 7 8 10 ) (1 2 3 7 9 10 ) (1 2 4 5 6 10 11) (1 2 4 5 7 8 10 11) (1 2 4 5 7 9 10 11) E. 11} {1. 10} {1. (1. 3. 10.UJI .35872 · 10-20 {1. 2. Carlos / V. 10. 5. 2. 3. 4. 11} {1. 2. 5.39. 3. 5. 6. 3. 8. 4. 10} {1.41523 · 10-20 2. 10} {1. 2. 7. 8. Mulet / M.P (CMCi)). 5. Ramos / M. 7. 2. 4. Chulvi / J.Conjuntos mínimos de corte: {1. E. 2. Luego. E. P(topini) / P(topfin) = 125 La mejora realizada reduce en dos órdenes de magnitud la probabilidad de que haya una explosión de la nube de azúcar. 9.8624 · 10-15 1. 11} {1. 6. 11} CMC Probabilidad (CMC) 5. 4. 10. 2. 2. 3. 2.ISBN: 978-84-693-7379-8 136 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .a D. 4.15·10-12.71744 · 10-15 7.1408 · 10-12 4. 10. 5. 7.54224 · 10-17 1. ya que tanto la instalación de una válvula dosificadora en by-pass como la de un tercer aspirador son relativamente sencillas de implantar. 7. 8. 10} {1. 2. 2. 11} {1. 10} {1. 9. Bovea . 9. 11} Tabla 4. 10} {1. 5. 10. 4. 6. lo que se considera suficientemente exitoso en relación con las medidas correctoras implantadas. 8. 9. 10. 7. 3. 2. 6. Probabilidad de los CMC P(top) = 1 . 7. 7. 7. P(topfin) = 5. Cada rama del árbol representa una línea de evolución que conduce a un efecto final. Se diferencia de la técnica de árbol de fallos en que este persigue el análisis en profundidad de las causas que provocan dicho suceso iniciador. E.1. tal y como se muestra en la figura 5.UJI . El árbol de sucesos es una forma de estudiar las secuencias de un accidente.5. que investiga las posibles consecuencias de un determinado accidente. También es posible que una secuencia E. que trata de analizar el origen de los distintos accidentes posibles y el papel que desempeñan las funciones de protección.2. El análisis por árbol de sucesos tiene dos aplicaciones principales: – Preaccidente. teniendo en cuenta que la ocurrencia de un suceso de la secuencia puede estar condicionada a la ocurrencia de su precursor en la cadena de sucesos. Chulvi / J.a D. Mulet / M. Descripción teórica El objetivo del árbol de sucesos es la identificación de las cadenas de sucesos que siguen a un suceso iniciador.ISBN: 978-84-693-7379-8 137 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Posteriormente se valoran de forma cualitativa y cuantitativa dichas secuencias accidentales con el objeto de identificar las más importantes. Bovea . generalmente no deseado (daño). Ramos / M. Por ello normalmente ambos métodos se utilizan de forma complementaria en el análisis de accidentes. El suceso iniciador se corresponde con el desarrollo de un peligro que puede desembocar en un accidente. Este árbol incluye éxitos y fallos de las funciones previstas. – Postaccidente. El árbol de sucesos se construye a partir de un suceso iniciador. ya que relacionan cada suceso iniciador con la secuencia de propagación temporal de los sucesos que están en el origen de las consecuencias de un accidente. conectando dicho iniciador con las posibles consecuencias finales. El suceso iniciador es un accidente. MÉTODO DEL ÁRBOL DE SUCESOS 5. el cual puede incluso haber sido desarrollado mediante la aplicación de un preaccidente. Carlos / V. etc. que conduce a una de varias consecuencias finales posibles.. entrarían en funcionamiento las medidas de seguridad frontales. así como de posibles circunstancias adversas. 1) Descripción de la instalación Consiste en identificar los principales elementos de la instalación y en describir el funcionamiento de la misma.). y dependiendo de cada sistema. como factores externos al mismo (caída de un rayo. para evitar consecuencias negativas. Las medidas de seguridad frontales pueden responder positivamente o no. 2) Definición del objetivo y alcance Consiste en definir cuál es el propósito del análisis. aparición de un punto de ignición. es decir. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 138 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . A continuación se describen los pasos para construir y analizar el árbol de sucesos. Bovea . lo que provocaría la entrada en funcionamiento de las E.a D. etc. cada rama o cadena de sucesos representa la evolución del accidente (secuencia accidental). 5) Construcción del árbol de sucesos con inclusión de todas las posibles respuestas del sistema Para construir el árbol de sucesos se parte del suceso iniciador. Mulet / M. fallo de la red de suministro eléctrico. 3) Identificación de sucesos iniciales de interés Los sucesos iniciadores son fallos u otros factores que. puesta en marcha de un sistema de enfriamiento. dado un iniciador. aumento de temperatura de un reactor. originan la respuesta de las medidas de seguridad.).UJI . tales como parada automática de una bomba.de acontecimientos favorables lleve a un efecto final sin consecuencias adversas. aquellas que están establecidas para que respondan directamente en el caso de que ocurran determinados fallos. en el caso de producirse. Chulvi / J. Ramos / M. como por ejemplo. A partir de este. Así. Un suceso iniciador puede ser tanto un fallo del sistema (sobrecarga de un depósito. Carlos / V. etc. 4) Definición de circunstancias adversas y funciones de seguridad previstas para el control de sucesos Identificar la secuencia de medidas de seguridad que entrarían en funcionamiento en el caso de que ocurriera el suceso iniciador. UJI . Mulet / M. pueden ocurrir dos cosas: que la primera medida de seguridad actúe según lo previsto (éxito). El árbol de sucesos está formado por una línea de cabecera en la que aparece en primer lugar el suceso iniciador. El proceso continúa preguntando. Esto se representa en el árbol desglosando el suceso iniciador en dos ramas.a D. Una vez producido el suceso iniciador. Ramos / M. etc).medidas de seguridad redundantes. E. Cada una de las secuencias derivará en una consecuencia (incendio. para cada una de las ramas. y las medidas redundantes. y. Carlos / V. situación controlada y el proceso continúa. Así. situación controlada con paro del proceso. cada una de las secuencias accidentales asociadas a un suceso iniciador corresponde a un escenario o rama del árbol de sucesos. a continuación. De esta forma. E. Bovea . ordenadas según el orden de actuación previsto para estas. cada escenario viene caracterizado por la actuación con éxito o fracaso. ordenadas también según el orden de actuación previsto. las medidas de seguridad frontales. y se definen así todas las posibles secuencias en las que podrá derivar el suceso iniciador hasta llegar a la consecuencia final. Chulvi / J. o que no sea así (fracaso). de las funciones de protección diseñadas para contrarrestar el desarrollo de dicho suceso iniciador. que son aquellas que están previstas sólo para el caso de que fallen las medidas de seguridad frontales.ISBN: 978-84-693-7379-8 139 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . si la medida de seguridad o la circunstancia adversa actuará (éxito) o no (fracaso). Mulet / M. mejora de las existentes. etc.Figura 5. Estas medidas pueden ser nuevas funciones de seguridad. explosión. se proponen medidas correctoras para mejorar el sistema. Carlos / V. 7) Cuantificación de las situaciones con peligro Para conocer la probabilidad de cada una de las consecuencias negativas (incendio. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 140 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 8) Verificación de todas las respuestas del sistema Para comprobar que no ha habido ningún error. se sumarán las probabilidades de cada una de las secuencias del árbol que den lugar a una misma consecuencia negativa.). Bovea . multiplicando la probabilidad del suceso iniciador por la probabilidad de que ocurran los eventos de éxito y fracaso por los que se deriva en cada una de las subdivisiones (ramas) que conforman la secuencia. la suma de las probabilidades de todas las secuencias debe ser igual a la probabilidad del suceso iniciador. eliminación de circunstancias adversas o implantación de medidas paliativas de estas. Esquema modelo árbol de sucesos 6) Estimación de la probabilidad de cada secuencia del árbol de sucesos El siguiente paso es calcular la probabilidad de ocurrencia de cada secuencia. Ramos / M. Chulvi / J.1. etc. 9) Medidas correctoras Una vez cuantificada la probabilidad de las posibles situaciones de peligro. E.a D.UJI . 3. Probabilidades de los sucesos implicados La probabilidad de que llegue más disolvente al depósito D1 del que puede contener es de 0. Causas (árbol de fallos) Causas (árbol de sucesos) Figura 5.003 0.05 0.UJI 2) Definición del objetivo y alcance El objetivo es analizar las consecuencias o posibles escenarios que podrían darse si llega . Bovea . 11) Nuevo árbol de sucesos y cálculo de la disminución de las probabilidades de resultados adversos Por último.1. E.2. Mulet / M.ISBN: 978-84-693-7379-8 141 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .03 Tabla 5. Esquema de la relación entre el árbol de fallos y el árbol de sucesos 5. se representa el nuevo árbol de sucesos y se calcula la nueva probabilidad de que se produzcan situaciones de peligro. La siguiente tabla indica las probabilidades de fallo de los sucesos implicados. E.005 0.2. Suceso Fallo del LC Fallo del control automático de la bomba P1 al detectar LC Falla indicador nivel LI Fallo del operario Fallo de la válvula (cierre accidental) Fallo del rebosadero (se obstruye) Probabilidad 0.005 0.002 0.10) Esquema de la instalación mejorada En este punto se describe la instalación una vez implantadas las medidas correctoras. y cuyo esquema se muestra en la figura 4.5.025. Carlos / V. Caso 1: AS depósito disolvente 1) Descripción de la instalación La instalación consiste en la planta de almacenamiento de disolvente altamente inflamable descrita en el caso del apartado 4.a D. Ramos / M. Chulvi / J. Chulvi / J. Ramos / M. Bovea . 4) Definición de circunstancias adversas y funciones de seguridad previstas para el control de sucesos Para el suceso «llega más disolvente al depósito del que este puede contener». E. Mulet / M. El equipo de bombeo se detiene al recibir la señal. Existe un depósito de seguridad (D3) para recoger el disolvente que rebose del depósito D1. con lo que deja de bombear más disolvente al depósito.ISBN: 978-84-693-7379-8 142 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . 2) Definición del objetivo y alcance El objetivo es analizar las consecuencias o posibles escenarios que podrían darse si llega demasiado disolvente al depósito D1 y calcular las probabilidades de las consecuencias peligrosas que podrían darse. suceso cuya probabilidad es conocida.UJI . Un operario puede observar un nivel por encima del normal y detener manualmente el equipo de bombeo.1. que actuarían en el orden que se establece a continuación: – – – – – El control de nivel (LC) detecta que el nivel del depósito D1 supera el límite admisible y envía una seña al equipo de bombeo P1. existen las siguientes funciones o controles de seguridad en la instalación actual.a D. dado que el alcance de este problema consiste en reducir la probabilidad de que se produzca un vertido al suelo. el suceso iniciador será que llegue más disolvente al depósito D1 del que este puede contener. Existe un control de nivel visual (LI) que muestra el nivel de disolvente en el depósito. E. Probabilidades de los sucesos implicados La probabilidad de que llegue más disolvente al depósito D1 del que puede contener es de 0.025.Tabla 5. Carlos / V. 3) Identificación de sucesos iniciales de interés En este caso. E.005 = 0.035.03 + 0. Ramos / M. La probabilidad de cada una de las secuencias. Bovea .a D. Probabilidad de que fracase trasiego a D3 = 0. Otra solución hubiera sido dividir el suceso «trasiego a depósito D3» en dos sucesos: «paso a través del rebosadero» y «paso a través de la válvula a depósito D3». indicando las consecuencias de cada una de las secuencias identificadas. una vez se ha produci- E. hay 11 posibles secuencias de combinaciones de sucesos a partir del suceso iniciador.ISBN: 978-84-693-7379-8 143 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . la probabilidad de que fracase el trasiego al depósito seguro será la suma de la probabilidad de que el rebosadero esté obstruido y de que la válvula esté accidentalmente cerrada. Por tanto. donde la probabilidad del suceso contrario se ha calculado como: 1 – probabilidad del suceso. Figura 5. Chulvi / J.UJI .5) Construcción del árbol de sucesos con inclusión de todas las posibles respuestas del sistema La siguiente figura muestra el árbol de sucesos para la instalación descrita. Carlos / V. La probabilidad de cada suceso se ha obtenido a partir de los datos del enunciado. Á rbol de sucesos de la planta de disolvente 6) Estimación de la probabilidad de cada secuencia del árbol de sucesos En el árbol de sucesos se indica la probabilidad de que ocurra el suceso de cada una de las ramas.3. Mulet / M. Que el disolvente vaya al depósito de vertido seguro (D3) requiere que el rebosadero no esté obstruido y que la válvula no esté cerrada accidentalmente. Como se observa en el árbol de sucesos. 31 · 10-7 P(S10) = 0. «llega más depósito a D1 del que puede contener»: P(total secuencias) = P(S1) + P(S2) + P(S3) + P(S4) + P(S5) + P(S6) + P(S7) + P(S8) + + P(S4) + P(S9) + P(S10) + P(S11) = 0.00000021) = 3.025 x 0.4895 · 10-7 + 5.035 = 2.997 x 0.45 · 10-7 P(S11) = 0.000006 P(S4) = 0.035 = 1.025 x 0.9998 x 0.62619 · 10-7 8) Verificación de todas las respuestas del sistema Se verifican las combinaciones obtenidas comprobando que la suma de las probabilidades de cada una de las secuencias coincide con la probabilidad del suceso inicial.025 x 0.998 x 0.025 x 0.998 x 0. es decir.do el suceso iniciador.965 = 3.000118 P(S3) = 0.965 = 1.025 x (8.002 x 0.61 · 10-6 P(S9) = 0.2395 · 10-6 + 0. son aquellas que conducen al vertido del disolvente por el suelo de la nave.965 = 2. Ramos / M.997 x 0.05 x 0.003 x 0. en este caso.002 x 0.003 x 0.965 = 0. 6.002 x 0.997 x 0.997 x 0. son las secuencias número 4.11 · 10-5 P(S8) = 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 144 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .7063 · 10-6 + + 3.005 x 0.95 = 7.05 x 0.035 = 2. Por tanto.0248 P(s2) = 0. cuando llega al depósito D1 más disolvente del que este puede contener. E.005 x 0.003 x 0.05 x 0.18 · 10-7 P(S5) = 0.003 x 0. La probabilidad de que ocurra un vertido incontrolado se obtiene a partir de la suma de las probabilidades de las secuencias que llevan al resultado no deseado: Probabilidad de derrame = [P(S4) + P(S6) + P(S9) + P(S11)] = 0.003 x 0.025 x 0. Chulvi / J.025 x 0. Bovea .998 x 0.005 x 0. 9 y 11.995 = 0.95 = 0.025 x 0.a D.005 x 0.998 x 0.25 · 10-9 7) Cuantificación de las situaciones con peligro Las respuestas indeseadas.025 x 0. cuya probabilidad se espera reducir.035 = 8.UJI . Mulet / M.005 x 0.997 x 0.4105 · 10-7 P(S6) = 0.002 x 0.025 E. es: P(S1) = 0.025 x 0.997 x 0.05 x 0. Carlos / V.72 · 10-9 P(S7) = 0.998 x 0. Mulet / M. tras realizar cualquier operación de mantenimiento que conlleve accionar la válvula de conexión al depósito D3. 10) 10) Esquema de la instalación mejorada Figura 5. Incluir un segundo rebosadero en el depósito D1.ISBN: 978-84-693-7379-8 145 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Añadir una segunda conducción. Carlos / V.9) Medidas correctoras Para reducir la probabilidad de derrame incontrolado. por requerir un menor coste de inversión. se resume en la siguiente tabla: E. De estas medidas se decide implantar la del segundo rebosadero y la de encargar a un operario. Enviar a un operario a comprobar. Esquema de la planta de almacenamiento de disolvente mejorada 11) 11) Nuevo árbol de sucesos y cálculo de la disminución de las probabilidades de resultados adversos La probabilidad de que. con su válvula. E. por si el primero falla.UJI . que le indique a la bomba que pare. si llega más fluido a D1 del que este puede contener.4. se proponen las siguientes medidas correctoras: – – – – Añadir un segundo control de nivel. del depósito D1 al depósito de vertido seguro (D3). esta se deje en posición abierta de nuevo. se produzca cada una de las secuencias.95. y corregir si es necesario. Chulvi / J. Ramos / M. que. Bovea . La probabilidad de que el operario que realiza la comprobación de que la válvula al depósito D3 esté abierta es de 0.a D. E.UJI .a D. Ramos / M. Mulet / M. Bovea . Árbol de sucesos de la instalación mejorada 146 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .ISBN: 978-84-693-7379-8 Figura 5.5. E. Chulvi / J. Carlos / V. 03 0.97 0.05 0.1731 · 10-10 2.995 0.03 0.05 1 0.002 0.97 0.005 0.005 0.003 0.4477 · 10-7 6.6375 · 10-11 4.997 0.997 0.05 0.005 0.997 0.03 0.005 0.997 0.05 1 1 1 1 1 1 1 0.995 0.998 0. S30.995 0.8653 · 10-8 1.03 Rebos.9113 · 10-10 3.00011816 6.0913 · 10-12 1.97 0.2.4056 · 10-7 1.03 0.7244 · 10-8 9.003 0.2433 · 10-10 7.03 0.998 0.03 1 1 1 0.05 1 1 0.005 0.0443 · 10-11 7. S20.97 0.03 0.003 0.002 0.a D.997 0.998 0.03 Válvula D3 1 1 0.97 0.97 0. Chulvi / J.998 0.1484 · 10-9 6.05 0.05 0.998 0.002 0.97 0. S12.0756 · 10-10 1.005 1 0.95 0.4453 · 10-11 1.95 0.997 0.97 0.997 0.003 0.998 0.05 0.97 0.998 0.05 0.005 0.005 0.005 0.997 0.03 0.002 0. S27.002 0.5969 · 10-9 2. S2.Secuencia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 LC P1 LI Operario bomba 1 0.005 0.95 0.05 0.995 0.997 0.995 0.002 0.95 0.05 0.05 1 0. E.003 0.97 0.03 0.05 1 Probabilidad consecuencia 0.97 0.35 · 10-10 0.997 0.997 0.997 0.97 0.02480038 0.003 0.3683 · 10-9 1.002 0.2169 · 10-9 3.5081 · 10-9 1.003 0.6121 · 10-6 1.97 0.95 0. Carlos / V.005 0.95 0.95 0.003 0.005 0.03 0.002 Tabla 5.995 0.005 1 Operario válvula 1 1 1 0.005 0.05 1 0. S8. E.1108 · 10-5 3.997 0.002 0.1 1 1 0. Mulet / M.998 0.05 1 0.03 0.995 0.97 0.05 1 1 1 1 1 1 1 Rebos. S16.005 0.998 0.005 0.997 0. S24.002 0.995 0. Bovea .97 0.003 0.002 0.05 0.997 0.005 1 0.0734 · 10-11 1. S15.03 1 1 1 0.05 0.005 0.97 0. Cálculo de la probabilidad de cada secuencia Las secuencias en las que se produce derrame de disolvente son: S5. Ramos / M.97 0.97 0.003 0.997 0.005 0.03 0.005 0.05 1 1 1 0.95 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 147 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .002 0.005 0.003 0.998 0.97 0.998 0.97 0.95 0. S31.8133 · 10-12 2.005 0.003 0.998 0.005 0.998 0.002 0.998 0.0021 · 10-6 2.97 0.005 0.UJI .002 0.003 0.05 1 1 0.97 0. 2 1 1 1 1 1 0.005 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.03 0.003 0.998 0.005 0.005 0.995 0.0836 · 10-7 5.005 0.3432 · 10-9 2.003 0.97 0.97 0.03 1 1 1 1 0.005 0.8006 · 10-7 8.998 0.03 0.5959 · 10-10 4. S9.95 0.05 0.005 1 1 0.005 0.05 0.03 0.5242 · 10-11 5.7227 · 10-11 3.03 1 0. 3473 · 10-7 + 1.63023 · 10 – 8 + + 1.80967 · 10-9 + 2. Caso 2: AS fuga de butadieno 1) Descripción de la instalación Para el presente caso se van a analizar los posibles sucesos que pueden derivar de una fuga de butadieno de una tubería en el interior de una nave. Ramos / M. el sistema mejorado tiene 30 veces menos probabilidad de que se produzca un derrame que el sistema inicial.La probabilidad de vertido incontrolado en la instalación mejorada es: [P(S5) + P(S8) + P(S9)+ P(S12) + P(S15) + P(S16) + P(S20) + P(S23) + P(S24) + + P(S27) + P(S30) + P(S31)] = 0. Carlos / V. Una fuga pequeña con ignición inmediata se supone con demasiada poca concentración como para producir explosión. La nave dispone de un detector de gases que emitirá una alarma en caso de fuga y cerrara automáticamente el paso de gas. 5.25318·10 – 11 + 8.08907 · 10-9 + 1.025 x (6. E. Para el análisis se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones: – – – La fuga puede ser grande o pequeña.ISBN: 978-84-693-7379-8 148 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .6261910 7 30.23876 · 10-7 + 2.455 · 10-9 + 4. Chulvi / J. La ignición. puede ser inmediata.3.03222 · 10-8 + 1.365·10-11 + 5.41773 · 10-9 + 7. temprana o tardía.19123 · 10-8 La mejora relativa del sistema es: Mejora Pinicial 3.1912310 8 Es decir. Bovea .UJI . También dispone de un sistema de extinción de incendios automático mediante agua pulverizada. E. Mulet / M.4 · 10-9) = = 1. si la hay.4 Pfinal 1.a D. Cuando la ignición se produce con acumulación de gas puede producir una explosión.973 · 10 – 9 + 3. 6. Se deben.UJI . Suceso Probabilidad de fuga Tamaño de fuga grande Fallo del detector de gases Fallo de la válvula de cierre Probabilidad de ignición inmediata (*) Probabilidad de ignición temprana (*) Probabilidad de ignición tardía (*) Probabilidad de explosión Fallo del sistema contraincendios Probabilidad 10% 50% 20% 5% 50% 25% 10% 30% 20% (*) Respecto de la probabilidad total de ignición Tabla 5. asimismo. teniendo en cuenta todos los factores relevantes en caso de producirse el incidente. proponer mejoras para evitar las situaciones más desfavorables. Carlos / V. Esquema de la instalación de transporte de butadieno 2) Definición del objetivo y alcance Para este ejercicio se pide la elaboración de un árbol de sucesos en el caso de fuga de butadieno para la instalación descrita en el punto anterior.3. Bovea .a D.ISBN: 978-84-693-7379-8 149 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M. Probabilidades de los sucesos implicados E.Figura 5. Chulvi / J. Ramos / M. así como todas las funciones de seguridad previstas para tales casos y las posibles respuestas del sistema. E. Que esta sea inmediata (CA) Que sea temprana (CA). Que se produzca explosión (CA). Que haya ignición (CA). La válvula de cierre (FS).ISBN: 978-84-693-7379-8 150 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . El sistema de protección de incendios activo-hidrantes (FS). Carlos / V. E. 4) Definición de circunstancias adversas (CA) y funciones de seguridad (FS) previstas para el control de sucesos Por orden de actuación tenemos: – – – – – – – – Tamaño de la fuga (CA). Ramos / M. 5) Estimación de la probabilidad de cada secuencia del árbol de sucesos E. el suceso iniciador consiste en la generación de una fuga que causa un escape de gas en el interior de una nave industrial. El detector de gas (FS).a D.UJI . Mulet / M. Bovea .3) Identificación de sucesos iniciales de interés En este caso. Chulvi / J. 038000 0.000113 0.000300 0.000148 0.038000 0. Bovea .001500 0.UJI .7. Mulet / M.dispersión Fuga controlada Fuego sofocado Dardo de fuego Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .Figura 5.000140 0.a D. Chulvi / J.dispersión Fuego sofocado Probabilidad total 0.000028 0.004012 E.000277 0.000028 0.001505 0.000061 0.000069 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 151 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Árbol de sucesos de la fuga de butadieno Caso 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Consecuencia Fuga controlada Detonación Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .000148 0.000300 0.dispersión Detonación Probabilidad total Caso 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Consecuencia Nube de gas .000277 0. Carlos / V.000562 0.000113 0.000802 0. E.000069 0.000201 0.000061 0. Ramos / M.000301 0. dispersión Dardo de fuego Tabla 5.000303 0.000843 0.000141 33 34 35 36 37 38 39 40 Dardo de fuego Explosión de nube de vapor confinada (VCE ) Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE ) Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .000346 0. para cada una de las posibles respuestas que dan lugar a una situación de peligro.000742 0.001386 0.000141 0.000346 0.UJI .ISBN: 978-84-693-7379-8 152 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .002509 0.001386 0.a D.001805 0.001500 Tabla 5. Probabilidad de cada una de las posibles respuestas del sistema 7) Verificación de todas las respuestas del sistema La suma de las probabilidades de cada una de las posibles secuencias coincide con la probabilidad del suceso inicial. Carlos / V.4. E.000566 0.000742 0.001003 0.000303 0. Chulvi / J. Probabilidades de las posibles secuencias de sucesos 6) Cuantificación de las situaciones de peligro La probabilidad.001204 Detonación Consecuencia Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Llamaradas Nube de gas .003600 0. en este caso.dispersión 0.001171 0. Bovea . fuga que produce un escape de gas. Mulet / M. E.Caso Consecuencia Probabilidad total Caso Consecuencia Probabilidad total 13 14 15 16 17 18 19 20 Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE ) Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE ) Fuego sofocado Llamaradas 0. en tanto por uno.5. es de: Probabilidad 0. Ramos / M.000702 0.000566 0.002808 0. 003600 0. la probabilidad de éxito alcance el 90%. Mulet / M.000843 0. La primera consiste en instalar un detector de gases junto al sistema de lucha contraincendios.012868 0. Esquema de la instalación de transporte de butadieno mejorada E.UJI . se propone la inclusión de dos nuevas funciones de seguridad (FS).001805 0.001204 0. Ramos / M.8.dispersión Dardo de fuego Total (= probabilidad de fuga de escape de gas) Tabla 5. con la finalidad de que.002509 0. Bovea .001171 0. La segunda medida consiste en colocar extintores de CO2 estratégicamente para permitir apagar el incendio en caso de fallo del sistema de lucha contraincendios (probabilidad de fallo 20%).a D. unido a un mantenimiento adecuado. Carlos / V.6.100000 Fuga controlada Detonación Fuego sofocado Consecuencia Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Llamaradas Nube de gas . Verificación del sistema 8) Medidas correctoras Para reducir la probabilidad de consecuencias que entrañen situaciones de peligro.076000 0.Probabilidad 0. Chulvi / J. 9) Esquema de la instalación mejorada Figura 5. E.ISBN: 978-84-693-7379-8 153 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . ISBN: 978-84-693-7379-8 154 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .10) Nuevo árbol de sucesos y cálculo de la disminución de las probabilidades de resultados adversos No hay fuga Detonación Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco VCE Llamaradas Nube de gas-dispersión Dardo de fuego Fuga grande Detector Válvula éxito E 0.29 E 0.59 F 0.1 E 0.1 E 0.9 E 0.1 E 0.7 E 0.2 E 0.29 E 0.71 F 0.1 E 0.9 F 0.9 F 0.41 F 0.3 F 0.7 E 0. Bovea .2 F 0.01 F 0.9 F 0.41 F 0.85 Figura 5.7 E 0. Mulet / M.3 F 0.15 E 0.3 E 0.8 F 0.8 F 0.2 E 0.05 F 0.7 F 0.8 F 0.2 E 0.29 E 0.8 F 0.71 F 0.5 E 0.2 E 0.5 F 0.1 E 0.7 E 0.7 E 0.05 F 0.9.9 F 0.1 E 0.2 E 0.8 F 0.2 F 0.8 F 0.2 E 0.95 E 0.59 E 0.9 F 0.UJI .9 E 0.71 F 0. E.2 E 0.1 E 0. antiincendios Extintor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 E 0.9 F 0. Ramos / M.7 E 0.3 E 0.3 F 0.7 E 0.3 F 0.1 E 0.8 F 0.8 F 0.9 F 0.01 F 0.7 E 0.3 E 0.95 E 0.8 F 0.41 F 0.1 E 0.85 E 0. Carlos / V.a D.29 E 0.59 F 0.15 E 0. Árbol de sucesos para el sistema de transporte de butadieno mejorado E.9 F 0.9 F 0.9 F 0.3 F 0.1 E 0.3 E 0.2 F 0.8 F 0.1 E 0.1 E 0.59 E 0.7 F 0.41 F 0.9 E 0.2 Ignición Inmediata Temprana Exposición Sist.8 F 0.71 F 0.9 F 0.2 E 0.3 F 0. Chulvi / J.8 F 0. Chulvi / J.000779 0.000068 0.000318 0.000143 0.001016 0.000031 0.000750 0.000351 0.000371 0.000371 0.dispersión Probabilidad total 0.000013 0.000023 0.000752 0.Caso 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Consecuencia Fuga controlada Detonación Fuego sofocado Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .dispersión Fuego sofocado Fuego sofocado Dardo de fuego Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .000090 0.000068 0.000339 0.000016 0.000779 0.000008 0. Probabilidades de las posibles secuencias de sucesos del sistema mejorado E.000351 0.dispersión Detonación Fuego sofocado Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Probabilidad total Caso 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Consecuencia Nube de gas .000338 0.000007 0.UJI . Mulet / M.000031 0.dispersión Fuga controlada Fuego sofocado Fuego sofocado Dardo de fuego Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Explosión de nube de vapor confinada (VCE) Fuego sofocado Fuego sofocado Llamaradas Nube de gas .000711 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 155 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .000318 0.000143 0.000167 0.002257 0.000017 0.a D.000201 0.000003 0.000007 0.000063 0.000013 0.000017 0.042750 0.000167 0.000028 0.000069 0.000750 Tabla 5. E.000152 0.001580 0.000003 0.000140 0.7.000152 0. Bovea .042750 0.000028 0.000050 0. Carlos / V.000338 0.000069 0.000035 0. Ramos / M.000008 0. Por su parte. junto con la de llamarada y dardo de fuego. Del mismo mo- E. Bovea .dispersión Dardo de fuego Total (= probabilidad de fuga) Tabla 5. Probabilidad de cada una de las posibles respuestas del sistema mejorado Como puede comprobarse. compuesta de las siguientes partes: – – Depósito de la gasolinera: su función es la de almacenar el combustible trasegado.002175 0. la probabilidad de que la fuga sea controlada antes de que se desarrolle cualquier situación de peligro. Mulet / M. E.001516 0.8.000073 0. Ramos / M. Durante todo el proceso de descarga estará un operario presente para vigilar.100000 Consecuencia Fuga controlada Detonación Fuego sofocado Bola de fuego o incendio en charco VCE Llamaradas Nube de gas .Por tanto.009524 0. son las que más se reducen con las medidas implantadas.085500 0. 5.4. El resto de respuestas peligrosas también se reducen.UJI . así como la probabilidad de que se produzca un incendio y termine siendo sofocado. Chulvi / J. la probabilidad de las respuestas de peligro se ha reducido respecto al sistema inicial.000071 0.001091 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 156 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . las probabilidades para cada una de las posibles respuestas son de: Probabilidad 0. y es 16 veces inferior la probabilidad de que ocurran. Cisterna del camión con válvula de cierre para detener la descarga. aunque en menor medida. Caso 3: AS gasolinera 1) Descripción de la instalación La instalación objeto de análisis del presente caso consiste en el proceso de descarga de combustible en una gasolinera. La probabilidad de terminar en bola de fuego o incendio en charco. Carlos / V.000051 0.a D. aumenta. Se pretenden reducir las probabilidades de que ocurran los sucesos finales no deseados de incendio y vertido en el sistema de alcantarillado. Chulvi / J. Un drenaje. Figura 5. así como todas las funciones de seguridad previstas para tales casos y las posibles respuestas del sistema. Esquema del proceso de descarga de combustible E. Un sistema de hidrantes como medida de protección de incendios. con una pendiente en el suelo hacia los sumideros de evacuación.UJI . E. teniendo en cuenta todos los factores relevantes en caso de producirse el incidente. Carlos / V. Mulet / M.10. – Los sistemas de seguridad que hay instalados en la gasolinera son: Una red eléctrica con protección antideflagrante y una protección adicional. 2) Definición del objetivo y alcance Para este ejercicio se pide la elaboración de un árbol de sucesos en el caso de un suceso iniciador de derrame de gasolina en la operación de descarga de combustible para la instalación descrita en el punto anterior.a D. Ramos / M. Bovea . también se dispone de un extintor de fácil acceso y de un saco de tierra absorbente para retener el líquido. un pararrayos.do.ISBN: 978-84-693-7379-8 157 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . La cantidad suficiente de tierra absorbente (FS). que impediría que el vertido llegara al alcantarillado público. que actuaría en caso de que faltara el sistema de protección de incendios. La existencia de un punto de ignición cercano a la red eléctrica (CA). Carlos / V. Mulet / M. El sistema de protección de incendios activo-hidrantes (FS).99 0. que podría provocar un incendio.9.a D.99 0. Chulvi / J. cuya probabilidad se estima en un 0. El extintor (FS).1. 4) Definición de circunstancias adversas (CA) y funciones de seguridad (FS) previstas para el control de sucesos Por orden de actuación tenemos: – – – – – – – – – – El operario atento para detener el proceso de descarga (FS). el suceso iniciador consiste en la descarga de una cantidad de combustible que exceda la capacidad del depósito. que evitaría un posible incendio. Acceso a la red de alcantarillado (CA). Probabilidad de los sucesos implicados Probabilidad 0. Ramos / M. Bovea . Suceso Operario atento Funcionamiento de la válvula de cierre Existencia de punto de ignición cercano Funcionamiento de la instalación antideflagración Atmósfera eléctrica Funcionamiento del pararrayos Funcionamiento del sistema contraincendios activo Funcionamiento del extintor Acceso a la red de alcantarillado Buen uso de la tierra absorbente Tabla 5.8 0.2 0. La protección antideflagrante de la red eléctrica (FS).95 0.3) Identificación de sucesos iniciales de interés En este caso.3 0. El pararrayos (FS). Situación atmosférica con riesgo eléctrico (CA).85 0.UJI .8 Construcción del árbol de sucesos con inclusión de todas las posibles respuestas del sistema E. E.8 0.95 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 158 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . La válvula de cierre de la cisterna (FS). a la que la gasolina se podría extender. 11.20 Figura 5. Chulvi / J.80 E 0.20 F 0.20 F 0.7 F 0.95 No 0.2 No 0.80 E 0.95 F 0.95 E 0.85 F 0.20 E 0. Árbol de sucesos del sistema Caso 1 2.20 E 0.85 F 0.9.8 F 0.11. 18.99 SI 0.01 No 0.99 SI 0.05 E 0.15 SI 0. 26 Consecuencia Sin consecuencias Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Tabla 5. 25. 9. 19. Ramos / M. 14. 20.20 E 0.05 E 0.80 F 0.3 Barrera Acceso a redes absorbente 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 E 0. Probabilidad de los sucesos implicados 5) Construcción del árbol de sucesos con inclusión de todas las posibles respuestas del sistema Operarlo Instalación Atmósfera Punto Sistema Válvula atento ignición antideflagrante eléctrica Pararrayos antiincendios Extintor E 0.80 F 0.85 F 0. Carlos / V. Mulet / M. E.15 SI 0.ISBN: 978-84-693-7379-8 159 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .15 SI 0.80 SI 0.7 F 0.01 F 0.05 E 0. Bovea .15 SI 0.80 Derrame de gasolina durante la descarga No 0.20 F 0.80 F 0. 15.95 No 0.20 No 0. 7. 16.80 F 0.80 F 0.05 E 0. 17.85 F 0. 23 5.a D.01 E 0. 4.3 E 0. 27 7.Tabla 5. 24 6.10.20 E 0. 13.99 SI 0.UJI . 12.20 E 0. 22. 10. 3.80 No 0.95 No 0.95 F 0.05 E 0. 21. Posibles respuestas del sistema y su relación con las secuencias del árbol E.05 E 0. 10 · 10 9.1 x 0. Bovea .99 x 0.54 · 10 8.2 Caso 28 = 0.UJI .01 x 0.3 x 0.7 x 0.3 x 0.70 · 10 2.40 · 10-7 Caso 11 = 0.40 · 10 8.01 x 0.2 x 0.01 x 0.85 · 10-4 = 5.2 x 0.2 x 0. Ramos / M.24 · 10 -2 -4 -6 -6 -7 -5 -5 -6 -7 -7 -8 -4 -5 -5 Consecuencia Sin consecuencias Conato de incendio Conato de incendio Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Derrame contenido Conato de incendio Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Derrame contenido Caso 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Probabilidad 5.60 · 10 8.7 x 0.8 x 0.1 x 0.33·10-7.01 x 0.96 · 10 1.61 · 10-4.a D.15 El total de la probabilidad de incendio es 102.76 · 10 8.95 x 0.40 · 10 8.60 · 10-7 = 90.ISBN: 978-84-693-7379-8 160 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Carlos / V.8 x 0.04 · 10 3.1 x 0. Mulet / M.15 Caso 24 = 0.8 x 0.7 x 0.15 Caso 18 = 0.2 Caso 20 = 0.2 x 0.01 x 0.1 x 0.1 x 0.2 x 0.7 x 0.39 · 10 2.28 · 10-4 = 3.33 · 10-7 E.7 x 0.2 x 0.00 · 10 2.8 x 0.2 = 0.1 x 0.2 x 0.7 x 0.36 · 10 3.24 · 10 4.60 · 10 -3 -4 -5 -6 -3 -4 -4 -5 -6 -7 -3 -3 -4 Consecuencia Conato de incendio Conato de incendio Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Derrame contenido Conato de incendio Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Derrame contenido Tabla 5.2 x 0.01 x 0.2 x 0.51 · 10 2. Probabilidad de cada una de las posibles secuencias del árbol 7) Cuantificación de las situaciones con peligro Incendio: Caso 5 = 0.2 x 0. = 0.00 · 10-7 = 8.95 x 0.43 · 10 2.8 x 0. Chulvi / J.27 · 10-4 = 21.8 x 0.15 = 0.2 x 0.60 · 10 2.2 x 0.11.95 x 0. E.40 · 10 5.05 x 0.99 x 0.51 · 10 2.11 · 10 5.1 x 0.11 · 10 5.2 El total de la probabilidad del vertido es de 27.21 · 10-4 Caso 13 = 0.92 · 10 2.95 x 0. Vertido: Caso 7 = 0.90 · 10 3.28 · 10 9.05 x 0.1 x 0.27 · 10 1.13 · 10 5.6) Estimación de la probabilidad de cada secuencia del árbol de sucesos Caso 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Probabilidad 7. – Añadir un sistema de prevención de incendios activo como función de seguridad. como nueva función de seguridad (FS) un operario pendiente de la operación. Bovea .ISBN: 978-84-693-7379-8 161 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales .02 · 10 1. con el uso de barreras absorbentes para la contención del vertido mejora considerablemente el éxito de su uso res- E. de PRL.76 · 10 0. pueden aumentar las probabilidades de éxito al 99%. – Dada la existencia de puntos de ignición cercanos.UJI . Mulet / M. -2 -3 -5 -2 -3 Sin consecuencias Conato de incendio Incendio Derrame contenido Vertido a red pública Suma 7. que puede mejorarse con un mantenimiento adecuado.) se puede mejorar dicha función hasta llegar a una probabilidad de éxito del 95%. Chulvi / J. Verificación de las respuestas del sistema 9) Medidas correctoras – Incluir. etc. aunque la eficacia de la medida está condicionada a la concienciación de los sujetos en el área. Aumento de la eficacia de la tierra absorbente.26 · 10 1. Tanto las revisiones periódicas como el hecho de tener uno de repuesto y a mano. por lo que se considera una baja reducción de la probabilidad de que aparezca un punto de ignición (al 25%).8) Verificación de todas las respuestas del sistema La suma de las probabilidades de cada una de las posibles secuencias coincide con la probabilidad del suceso inicial. que supone una circunstancia adversa.1 Tabla 5. el éxito de la medida depende de la fiabilidad.18 · 10 2. E. se propone colocar carteles que avisen del riesgo y prohíban las acciones que supongan un potencial punto de ignición.12. En este caso.a D. derrame de gasolina durante la descarga. – Mejoras en el funcionamiento del extintor.92 · 10 6. en este caso. Ramos / M. Se considera que con una concienciación mayor de los operarios respecto a la gravedad de los posibles accidentes y con la formación suficiente (cursos específicos. pasando a una probabilidad de éxito del 95%. Carlos / V. por xito 10)Esquema Esquemade dela lainstalaci instalaci ónmejorada mejorada 10) 10) ón Figura5. serían los siguientes: E.12.ISBN: 978-84-693-7379-8 162 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Mulet / M. 95%. Ramos / M. Chulvi / J. Árbol de sucesos del proceso de descarga de combustible mejorado Los nuevos valores. porlo loque quelas lasprobabilidades probabilidadesde deé é xitose seconsidera consideraque quemejoran mejoranal al95%. si se aplican todas las medidas correctoras propuestas. Carlos / V.pecto a a la la de de la la tierra tierra absorbente absorbente debido debido a a su su rapidez rapidez y y facilidad facilidad de de colocaci colocaci ón. Bovea .a D.12.UJI Incendio: -9 . pecto ón.13. 5.Esquema Esquemadel delproceso procesode dedescarga descargade decombustible combustiblemejorado mejorado Figura 11) Nuevo Nuevoár ár bolde desucesos sucesosy yc c ál culode dela ladisminuci disminuci ó nde delas lasprobabilidades probabilidades 11) bol ál culo ó n 11) deresultados resultadosadversos adversos de Figura 5. E. 95 x 0.05 Caso 20 = 0.01 x 0.05 Caso 13 = 0. y se reduce en más de 2.01 x 0.95 x 0.1 x 0.1 x 0.01 = 0.75 x 0.05 x 0.75 x 0.1 x 0. Chulvi / J.ISBN: 978-84-693-7379-8 163 Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . serían los siguientes: Incendio: Caso 5 = 0.1 x 0.95 x 0. y se reduce por tres la probabilidad de que haya un vertido.35 · 10-4 = 1. si se aplican todas las medidas correctoras propuestas.1 x 0.05 x 0.01 x 0.01 x 0.70 · 10-6 = 0.13. Árbol de sucesos del proceso de descarga de combustible mejorado Los nuevos valores.75 x 0.75 · 10-9 El total de la probabilidad de incendio es 41.3 · 10-9 = 3.05 x 0.99 x 0.01 x 0.05 x 0.25 x 0.1 x 0.05 x 0.05 Caso 28 = 0.8 x 0.2 x 0. E.8 x 0.95 x 0.2 x 0.Figura 5.UJI . E.75 x 0.71 · 10-9 Caso 18 = 0.42 · 10-4 El total de la probabilidad del vertido es 8.05 x 0.05 x 0. Ramos / M. La reducción de la probabilidad de estas respuestas indeseadas se considera satisfactoria.05 x 0.1 x 0.95 x 0.1 x 0.7 · 10-9. Mulet / M.94 · 10-9 Caso 11 = 0.05 x 0.75 x 0.01 = 31.05 = 6. sobre todo en el caso de incendio.05 x 0.01 = 5.a D.95 x 0.95 x 0.2 x 0.74 · 10-4.75 x 0.2 x 0.01 x 0.400 veces la probabilidad de que suceda un incendio.99 x 0.01 Caso 24 = 0.27 · 10-4 = 0. Bovea . Vertido: Caso 7 = 0.25 x 0.95 x 0. Carlos / V. Útil para mostrar cuencias. Carlos / V. Útil para el análisis de eventos que tienen varias combinaciones de salida. motivo por el cual se suele aplicar después de haber realizado un HAZOP o un AMFE interactivas de los fallos de los equipos Cualitativo. Define las relaciones cronológicas entre el evento iniciador y los que siguen. Quedan a la vista los modos de fallo ocultos resultantes de la interacción y combinación de los modos de mal funcionamiento Árbol de sucesos Identificación de los accidentes potenciales a partir de un evento inicial y procediendo hacia Problemas resueltos de análisis de riesgos en instalaciones industriales . Útil para analizar un gran número en aquellas desviaciones que producen efectos más devastadores. Clasifica los accidentes para determinar los riesgos más importantes Un árbol gráfico de decisión que ilustra la forma en que se propaga un evento de mal funcionamiento dando los éxitos y fallos de las funciones de seguridad a medida que progresa el accidente Cualitativo. Hay que elaborar un árbol de fallos por cada tipo de suceso no deseado que se quiera analizar en el sistema.ISBN: 978-84-693-7379-8 fallo y de sus efectos Procedimiento Construcción de un diagrama mediante símbolos lógicos que muestran las interacciones lógicas las operaciones entre los eventos básicos. Las mejoras que se proponen como resultado de este método consisten en nuevos mecanismos de control o de contención para las posibles respuestas del sistema Observaciones Cualitativo. con lo cual podría llegar a ser muy costoso. potenciales desviaciones. Puede cuantificarse si se conocen las probabilidades de fallo de los componentes y subsistemas. lo que proporciona una priorización de los fallos que ayuda a la toma de decisiones sobre las mejoras que se deben aplicar. Listado de todos de fallo de la pieza de un equipo los modos posibles de mal y de los efectos potenciales del funcionamiento. Mulet / M. que ya se aplicaría a aquellas partes del sistema más de componentes. Análisis del valor de cada 6. los intermedios y el evento final o suceso top Técnica Objetivo 164 Árbol de fallos Deducción desde el evento principal y procediendo hacia atrás de todas las combinaciones de fallos hasta llegar a sus causas. la productividad de la planta sus posibles causas y consecuencias AMFE Identificación de todas las formas Despiece del equipo.independientemente de lo frecuentes que sean. procedimientos de control y compensación y las consecuencias potenciales para el sistema Resultado Listado de fallos del equipo y/o que pueden resultar de un mal funcionamiento. pero después conviene complementarlo con otro problemas potenciales.Técnica Listado de problemas de seguridad y operación. Puede cuantificarse si se conocen las probabilidades de fallo de los componentes y subsistemas. Chulvi / J. COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS E. causas y medidas correctoras del sistema susceptibles de fallos Listado de los modos de fallo identificados.a D. Puede cuantificarse si se conocen las probabilidades de fallo de los componentes. Ramos / M. Cualitativo. Pobre en el manejo de fallos parciales o retardos. Bovea . Pobre en las identificaciones de combinaciones método. Permite el examen y la cuantificación de los factores críticos de la cadena de fallos. sus efectos potenciales. Efectos del fallo fallo sobre el sistema en otros equipos o en el resto del sistema.UJI adelante . por lo que el analista suele decidir aplicar mejoras Objetivo Procedimiento Resultado Observaciones HAZOP Identificación de problemas Divide el proceso en nodos críticos que pueden comprometer e identifica las desviaciones. clasificados cualitativamente según su importancia Diseñar un árbol de decisión que muestre la secuencia y propagación del accidente. conse. E. E. UNE-EN 60812:2008 (2008): Técnicas de análisis de la fiabilidad de sistemas. MC Graw-Hill. Madrid. INSHT. Dirección General de Protección Civil. Universitat Politècnica de Catalunya. 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