riesgo por explosión de la unidad de desasfaltado por propano gualberto villarroel.pdf

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓNFACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA (FCYT) DIRECCIÓN DE POSGRADO FCYT CENTRO DE LEVANTAMIENTOS AEROESPACIALES Y APLICACIONES SIG PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE DE LOS RECURSOS NATURALES (CLAS) RIESGO POR EXPLOSIÓN DE LA UNIDAD DE DESASFALTADO POR PROPANO (PDA), DE LA REFINERÍA “GUALBERTO VILLARROEL” DE COCHABAMBA – RCBA Tesis para obtener el grado académico de: Magíster en Evaluación y Gestión de Riesgos para la Reducción de Desastres Autor: Ing. Linda Geraldine Guzmán Rivero Tutor: Lic. Msc. Juan Manuel Uría Soruco Cochabamba, Bolivia Año 2014 DEDICATORIA A mí Querida Familia René y Doris Mónica, Augusto y Jamel Augustito y Santi i AGRADECIMIENTOS A la facultad de Post grado, a todos los docentes y coordinadores del programa de Maestría A la Cooperación Técnica Belga por su apoyo con la beca de estudio A la Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba y su personal profesional por haber facilitado datos y orientación para la elaboración del presente trabajo A Juan Manuel Uría, por su apoyo profesional como principal asesor A Carlos Román y Jaime Antezana, por haber aportado con sugerencias y por su revisión final A María Huaylas, de post grado por haber alentado y colaborado hasta la conclusión de la tesis A mi compañero de camino Luis Magnani, por el interés compartido en lecturas, conversaciones, planteamientos y aprendizajes alrededor de la elaboración de la tesis. A la permanencia, paciencia y confianza que gané en el transcurrir de esta etapa de estudio y especialidad profesional ii Aclaración Este documento describe el trabajo final realizado como parte del Programa de estudios de “Maestría en Evaluación y Gestión de Riesgos para la Reducción de Desastres” Versión I; desarrollado de manera conjunta entre la Dirección de Posgrado de la Facultad de Ciencias y Tecnología y el Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible de los Recursos Naturales. Todos los puntos de vista y opiniones expresadas en el mismo son responsabilidad exclusiva del autor y no comprometen a las unidades que organizan esta maestría. iii para fines de estudio de la gestión de riesgo de procesos en la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba. la infraestructura y la pérdida de producción o la producción vulnerable para cada caso de estudio. Finalmente. El análisis de amenaza consideró los dos casos posibles de explosión en la Unidad de PDA de Lubricantes: explosión por nube de vapor no confinada (UCVE) y explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE). con distancias establecidas para cada área. una aplicación de sistemas de información geográfica (SIG). Sin embargo. De igual forma.RESUMEN El presente trabajo es un análisis de riesgo por explosión que se realizó en la refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba (RCBA). La metodología para el análisis de riesgo se basó en la evaluación espacial multicriterio (EECM). Estos datos son significativos para los planes de emergencia y de contingencia de la RCBA. las consecuencias causadas por la sobrepresión de la explosión UCVE no son tan perjudiciales en comparación con las consecuencias que ocasiona la radiación térmica de la explosión BLEVE. vulnerabilidad y riesgo. quemaduras de hasta de tercer grado y mortalidad en las personas. el umbral de intervención indicó el área en la cual se puede atender la emergencia contando con equipos de protección personal contra incendio y el umbral de máximo riesgo indicó el área en la cual es peligroso permanecer por las consecuencias graves o fatales para las personas. daño a la infraestructura y a equipos de proceso difícilmente reparables o irrecuperables y como consecuencia final se cuantificó el daño en pérdida de producción estimada en millones de dólares por día. fueron comparados con los teóricos de los cuales se tienen evaluados los efectos y consecuencias en personas. infraestructura y equipos de proceso. con la finalidad de asignar “pesos” a los factores analizados y determinar finalmente los grados de riesgo con su correspondiente mapa resultado para ambos tipos de explosión. en ambos tipos de explosión. Los resultados mostraron cifras considerables en cuanto a hemorragia pulmonar. el estudio realizado plantea una metodología que puede ser replicada en otras áreas de estudio de la Refinería y evidencia la aplicabilidad de las herramientas SIG con las que se analizaron y se generaron de mapas de amenaza. Con esta metodología se determinó un árbol de criterios que permitió estandarizar los mapas y valores de amenaza y vulnerabilidad. Entre ambas explosiones analizadas. la explosión UCVE tuvo un radio de alcance mayor a la explosión BLEVE. Para el análisis de vulnerabilidad se contemplaron tres criterios: la población. el estudio permitió establecer umbrales de riesgo. El umbral de alerta pudo señalar el área en la cual se puede permanecer sin riesgo. Los resultados obtenidos en cuanto al radio de alcance de las explosiones permitieron clasificar el área en cinco grados de riesgo. Los valores obtenidos de sobrepresión para la explosión UCVE y de radiación térmica para la explosión BLEVE. iv . .............................................................................. 8 2..1 Objetivo general .............1 Antecedentes.................... 20 2.......................................................................................3 Proceso ................................................................1 Evaluación de la amenaza ...................................................7 Método de estimación de la explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) .....2 Amenazas en plantas de refinación ........................................................................................ 8 2.........3...........2..........UCVE) ...............................................................................................................4.........................TABLA DE CONTENIDOS CAPÍTULO1: INTRODUCCIÓN1 1...................3........4............................6 Explosión expansiva por vapor de un líquido en ebullición BLEVE (Boiling liquid Expanding Vapour Explosion) ............................ infraestructura y equipos de proceso ......................................... 9 2.................................... 5 2.... 12 2....................................................................................................4 Objetivos ........1.......................................................... 22 2.......................... 11 2........................ 5 1.................1 Descripción de la Unidad de Desasfaltado por propano PDA de la RCBA ................3..............................2..............3 Explosión de nube de vapor no confinada (Unconfined Cloud Vapor Explosion ..............................................................................2 Funcionalidad ................................. 5 2..............................................................3.............................. 3 1................................. 5 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ................3.............................................. 7 2...............................................................1......... infraestructura y equipos de proceso ..................................................3 Determinación de la Amenaza ................................................. 17 2........ 23 v ...................................................................... 5 2.. 3 1......................... 5 1... 16 2...........1 Descripción de la localización y del objeto de estudio ..............2 Justificación ..................2 El proceso de desasfaltado por propano (PDA) ......................................................................................................3...............................................3.....4 Descripción de los pasos principales del proceso ......................................................... 19 2.......................2..............................................3 Planteamiento del problema ................... 6 2...................1 Aplicación ..3.....................................................................5 Efectos y consecuencias por sobrepresión en personas................ aplicaciones con sistemas de información geográfica (SIG) .........................................2.2 Evaluación Espacial Multi Criterio (EEMC).................4 Método TNT equivalente para estimación de explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) ........................... 9 2...... 1 1..............8 Efectos de radiación térmica en personas........................................... 13 2........2 Objetivos específicos .. ....1 Elementos en riesgo ....5..................................................2.....................................3............. 40 3. 44 CAPÍTULO 4: RESULTADOS .................................. 43 3.......1 Identificación del equipo de mayor amenaza por explosión por proceso..............................................................................1........ 26 2........................................2.....3 Determinación de la vulnerabilidad total con los elementos en riesgo de la RCBA43 3........2 Radio de alcance de la explosión de la Unidad de PDA ...................................... 30 3............. 25 2...................................................................................................................2 Estandarización y valoración de criterios de vulnerabilidad ....................... 26 2................1......................2.... 25 2................................................................. 50 vi ..............1 Descripción de las acciones...................1 Descripción de los pasos de construcción de un árbol de criterios para el objeto de estudio...................................5.......................1 Determinación del área de alcance por explosión en la Unidad de PDA – RCBA ... 47 4..5..............2....... 27 CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA .............................................................. 28 3.................... 23 2.............................. 46 4.................... 41 3.................................................................4 Determinación del radio de alcance de la fuente de mayor amenaza por explosión de la Unidad de PDA .........1 Factores del riesgo.......................... el desastre ........................... 26 2..........................................................3 El análisis de riesgo ..............................2 La consumación del riesgo... 30 3... por proceso ..................................................................2.....................................5 Determinación de área de Riesgo.................................... Amenaza y vulnerabilidad ........................... según el método de evaluación espacial multicriterio (EEMC) .................2.............. 46 4............................3 Modelación del área de amenaza de la Unidad de PDA .......1..........................................2 Determinación de los radios de alcance por explosión en la Unidad de PDA .................................... 39 3............................1 Obtención de información para el análisis de los elementos en riesgo .....................................................4 Zonificación de áreas de riesgo .... 43 3.................. 23 2....3 Identificación del equipo con mayor potencial de explosión de la Unidad de PDA...........3............................. del fundamento teórico y de las técnicas e instrumentos para el análisis de riesgo .................... 46 4...................5 Modelación del área de alcance de la amenaza de explosión de la Unidad de PDA .........2 Descripción de la Unidad de Desasfaltado por propano – PDA ..4...... de la Unidad de PDA ....5.............................................. 28 3.......9 Umbrales de intervención estimadas para la explosión UCVE y BLEVE ..............4 Descripción de los elementos vulnerables ............................................3........................ ... 64 4....................................... 54 4........................................................................................................3 Determinación del área de riesgo por explosión de la Unidad de PDA..1 Riesgo por explosión de una Nube de vapor no confinada UCVE.................................................................................... 60 4.................................................................. 56 4..................................................................................................................4...........2...................................................................2................................................................1 Población vulnerable .......................... en la Unidad de PDA ...........2 Determinación de la vulnerabilidad total de los elementos en riesgo de la Unidad de PDA .......................................................... 74 vii .......................................................................... 68 CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES ..........3 Producción Vulnerable ..................2 Riesgo por explosión de vapor de un líquido en ebullición BLEVE...2................. 54 4................ en la Unidad de PDA ...... 72 BIBLIOGRAFÍA .................................2 Infraestructura Vulnerable............. 64 4..............................................................3............................................................3................ de la Refinería de Cochabamba (RCBA) .................... ........................... 65 Figura 16.................. 63 Figura 15................... ......g................................................ Esquema de una onda de choque para diferentes tipos de explosión (Po = presión ambiente......................................... 53 Figura 10. Captura de ventana de la infraestructura de obras civiles vulnerables de la Refinería de Cochabamba.. Esquema de la evaluación espacial multi-criterio ................................................... 55 Figura 11................. entre magnitud y frecuencia (e.............. Captura de ventana de la infraestructura de planta de producción vulnerable de la Refinería de Cochabamba ............... t + = duración de la fase positiva............. 11 Figura 2....... Mapa de vulnerabilidad máxima de la Refinería de Cochabamba.... .................................. 57 Figura 12............. 51 Figura 9......... = pico de sobrepresión..................Bola de Fuego..... .......... Esquema de definiciones de riesgo ....... 2002................................... . 19 Figura 5........................... Valor del pico de sobrepresión según la distancia normalizada ................................................ i + = impulso positivo) .................. 69 viii .......... 15 Figura 4............ Captura de ventana de la producción vulnerable o pérdida de producción en la Refinería de Cochabamba.................................. 13 Figura 3.... Mapa de Riesgo por explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) ...... 35 Figura 8......... Fuente: González et al..... Mapa de amenaza por explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) ...... ............. a) escape b) incendio c) calentamiento de los depósitos d) explosión y bola de fuego...... ................................................................ BLEVE............................. Mapa de Riesgo por explosión de una Nube de vapor no confinada (UCVE) .......LISTA DE FIGURAS Figura 1............. 59 Figura 13.......................................................... Relación inversamente proporcional........... Captura de ventana de la población vulnerable de la Refinería de Cochabamba....................................................................... 61 Figura 14............ Definición del árbol de criterios para el análisis de riesgo de explosión de la Unidad de PDA ......... 21 Figura 6............................ terremoto)................... Mapa de amenaza por explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) ............ 27 Figura 7.. ..................................... Variables de la ecuación.... Descripción de los efectos y consecuencias en las personas................................... 46 Cuadro 12......................... valoración y color para a) Explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) y b) Explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) ..................................... Descripción de los efectos y consecuencias en las personas...... 67 Cuadro 19.................... 46 Cuadro 13.............................................. del fundamento teórico y de las técnicas e instrumentos .............. 47 Cuadro 15............. Parámetros fisicoquímicos del acumulador (D-501) y la torre (T-501)...................................................................... 37 Cuadro 5............ según los grados de frecuencia .......... 36 Cuadro 4............... Variables requeridas por las ecuaciones del presente estudio . Valores de probabilidad. 50 Cuadro 18....................................... infraestructura y equipos de proceso...........................LISTA DE CUADROS Cuadro 1...................................... Matriz para la identificación de Amenaza .... 45 Cuadro 11.. 40 Cuadro 7.......... 47 Cuadro 14..................... 48 Cuadro 16............... Dimensiones del acumulador (D-501) y la torre (T. 41 Cuadro 9.............................................................. Valores de sobrepresión (bar)............. Resultado de la matriz de amenaza.. 5 Cuadro 2.. Variables de las ecuaciones.............................................. 71 ix ............................................ infraestructura y equipos de proceso en una explosión UCVE........ 49 Cuadro 17.. ........... 28 Cuadro 3. ................................ en una explosión BLEVE desde el acumulador D-501 de la Unidad de PDA............ Descripción de las Unidades de Producción del área de Lubricantes .............................................. de la .............................................................................................................. Valores de magnitud según intensidad de daño . 42 Cuadro 10................................ según distancia del centro de la explosión UCVE .................501) de la Unidad de PDA .......... valores y unidades para el cálculo del radio de alcance para una explosión UCVE........ 38 Cuadro 6........ desde el acumulador D-501 de la Unidad de PDA.................................... Estandarización..................................... valores y unidades para obtener el radio de alcance de la explosión por BLEVE ................. Estandarización clasificación y color para criterios de vulnerabilidad ........................... clasificación............................................ Valores de radiación térmica (kw/m2) a diferentes distancias desde el centro de la explosión para a) personas b) infraestructura y equipos de proceso..................................................... Estandarización y valoración de los criterios de vulnerabilidad ............... para la Unidad de PDA........ Matrices de riesgo para a) Explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) y b) Explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE)................. Descripción de las acciones................ por explosión BLEVE .................................. 41 Cuadro 8......... ........................................... 22 LISTA DE ANEXOS Anexo A........................... Masa del TNT equivalente (Berg y Lannoy... Distancia normalizada (Berg y Lannoy. 1997) ... b) costo de inversión en infraestructura (obras civiles y planta de producción) y c) costo de producción ................ Ficha técnica de la sustancia inflamable......... RCBA.............. Valores estandarizados para........ TNO...................................................... afines al estudio ..................................................................... 2 Anexo C.. Flujograma del proceso industrial de la Unidad de PDA – RCBA ... 7 Anexo E............................. PRO – LUB.................................. TNO.. 22 Ecuación 4... Estudio de cálculo de propiedades de gases por cromatografía gaseosa..... RCBA........................... 1989... 1 Anexo B.................................... 17 Ecuación 2............ 11 Anexo H........................ Distancia de afectación para una radiación de 5 kw/m2 por BLEVE (AICHE.......... Croquis interno de la Refinería Gualberto Villarroel (Área de Producción de Lubricantes y Área de Producción de Carburantes) ....... 8 Anexo F....... Propano ....... Imagen aérea de la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba .... 3 Anexo D................. 12 x ......... 10 Anexo G.. 1993) ..................... Laboratorio RCBA .... a) población afectada. 1997) .................................. 18 Ecuación 3............................ Radiación recibida por unidad desde un punto de origen (AICHE........................... Procedencia Unidad de PDA................................. Producto Propano................................LAB 006 – A................... Laboratorio RCBA ........ 1989..................................................................... a) Procedimientos de trabajo del sector de Producción de Lubricantes... Procedencia de la Unidad de PDA. PRO – LUB.......LISTA DE ECUACIONES Ecuación 1.... Informe de análisis de Laboratorio RG.... 1993) ....................................... siglas en ingles por Unconfined Cloud Vapor Explosion YPFBR Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos Refinación xi . siglas en ingles por Boiling Liquid Expanding Vapor Explosions CLAS Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones SIG para el Desarrollo Sostenible de los Recursos Naturales (CLAS) C3H8 Propano (Sim. siglas en ingles por National Fire Protection Association PDA Desasfaltado por propano. Químico) EEMC Evaluación Espacial Multi-Criterio NFPA Asociación nacional de protección contra incendios.LISTA DE ABREVIATURAS BLEVE Explosión expansiva por vapor de líquido en ebullición. siglas en ingles por Propane Desasphalting PRO CAR Producción de Carburantes PRO LUB Producción de Lubricantes RCBA Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba SIG Sistema de Información Geográfica UCVE Explosión de nubes de vapor no confinadas. aceptando al riesgo y sus consecuencias como parte inminente del progreso industrial.1 Antecedentes Las refinerías de petróleo son industrias naturalmente expuestas a riesgos de incendio. Porque la vulnerabilidad es el conjunto de condiciones ambientales. inflamables.. Uno de los más recientes fue el ocurrido en agosto de 2012 en el Complejo Refinador de Amuay en Venezuela. por las sustancias peligrosas que se manipulan o se producen (reacciones químicas. medio ambiente y salud. sociales. el manejo integrado de sistemas de gestión de seguridad. Las consecuencias de países en vías de desarrollo se agravan de acuerdo a la capacidad de respuesta. La mayoría de las industriales hoy en día consideran como parte fundamental de los procesos industriales. una época de revolución tecnológica que acelera los procesos productivos. Otro accidente sucedió en la planta de Flixboroug (Inglaterra). que el crecimiento industrial daría lugar al incremento natural de accidentes industriales. Debido a que en el proceso industrial el riesgo no puede ser eliminado. desde la época de la revolución industrial hasta el día de hoy. donde se registraron pérdidas lamentables de vidas humanas (PDVSA.Capítulo1: Introducción El riesgo está presente en las plantas industriales de forma intrínseca. Esta situación encuentra su raíz en el proceso mismo de refinación. 1. pero necesitamos de este proceso para continuar con el desarrollo energético a nivel general. manipulación de productos químicos. 2005). sea por las condiciones inseguras existentes o por su capacidad de recuperación ante el mismo (Días et al. este ya no es un accidente o un evento infortunio sino que es el resultado de un riesgo no identificado o mal manejado y las medidas de control ya no se plantean desde un enfoque correctivo sino uno preventivo. todos estos factores y otros deben ser controlados bajo estrictas medidas de seguridad. por los procesos industriales que se realizan a diario (procesos químicos. económicas. en Junio de 1974. la atenuación o grado de resiliencia de una localidad ante un evento adverso. Por ende se considera que es riesgo es el campo de refinación de petróleo es alto. el cual implica el manejo de temperaturas extremas. explosivas). políticas y educativas que hacen que estemos más o menos expuestos a un evento indeseado. corrosivas. explosión. Los accidentes industriales han sucedido en diferentes partes del mundo y sus consecuencias han tenido gran variabilidad según sucedieron en países en vías de desarrollo o en países desarrollados. uso y generación de energía. En algún momento se creyó erróneamente. es decir de acuerdo a la vulnerabilidad. Donde la rotura de una tubería originó el escape de 45 Tn de ciclohexano que al evaporarse formó una nube de vapor no confinada de grandes 1 . pero puede ser controlado para reducir sus efectos al mínimo. condiciones de presión alta. La capacidad de producción industrial ha incrementado notablemente en los últimos años. por los espacios de trabajo que requieren que un gran número de personas circulen alrededor de máquinas de procesos industriales. mecánicos. A lo largo del tiempo se han registrado varios accidentes en plantas de refinación. entre otros. Actualmente la percepción del riesgo ha cambiado. 2012). térmicos). controlar y mitigar los grados de riesgo. por lo tanto se debe aprender a manejar. derrame de producto. se ha implementado un estudio integral de gestión de riesgos que incluye la vulnerabilidad de la sociedad expuesta. la planta quedó prácticamente destruida (PEMEX. En la refinería La Rábida de la compañía española de petróleos S. se divide en dos áreas de proceso. se han contabilizado 900 personas fallecidas y unas 9. Lubricantes. la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba (RCBA) y la Refinería Eldel Bell de Santa Cruz. por las consecuencias personales. et al. 2011). Para llevar adelante una producción constante. Una serie de explosiones de nube de vapor no confinado (UVCE) generaron un incendio de grandes proporciones que afectó inicialmente a 10 viviendas. En ambas refinerías se realizaron modelaciones y visualizaciones de las áreas de riesgo. La causa del accidente fue la ruptura de una tubería que suministraba gas licuado de petróleo (GLP) a los depósitos de almacenamiento. El nivel de producción actual. Posteriormente. gas licuado de petróleo (GLP). forman parte de YPFB Refinación S. A partir de los cuales se obtiene. ha considerado como una prioridad en su sistema integrado de gestión la identificación y prevención de accidentes industriales. así como diferentes reconocimientos por el trabajo seguro y por la implementación de normativas de 2 . Al cabo de 12 minutos..300 barriles de petróleo al día. Carburantes 2. de proceso y por el impacto al medio ambiente que ocasiona (González. en la planta de Petróleos Mexicanos (PEMEX). con la que se satisface la demanda del consumo energético interno en un 95% (YPFB.000 heridas (Londiche y Guillemet. otras 4 esferas y 15 cilindros generaron sucesivas BLEVEs durante hora y media. una esfera de almacenamiento se incendió generando una explosión expansiva de vapor de líquido en ebullición (BLEVE). El sector productivo de la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba (RCBA). Las estadísticas han demostrado que la explosión BLEVE es la explosión con más alto riesgo.A. 1999).A. 1. El desenlace causo la pérdida lamentable de más de 500 vidas y 7. 2002). (CEPSA) y en la refinería Puerto la Cruz de Venezuela (PDVSA). lubricantes (aceites. alcanza a más de 25. jet fuel. 2012). con el fin de obtener una valoración cuantitativa que les permita evaluar el impacto y sus efectos en la sociedad (PDVSA. con altos niveles de calidad y seguridad ocupacional. En 77 explosiones BLEVE ocurridas entre 1941 y 1990. tal producción se debe al trabajo coordinado de más de 700 personas entre personal propio y fijo. la Refinería de Cochabamba. 1991). Actualmente ambas refinerías han incursionado en una etapa de reinversión para mejorar los procesos productivos. Un punto de ignición basto para generar una explosión que destruyó toda la planta y afectó a unas 1800 viviendas situadas en un radio de 1 Km alrededor de la planta. En ambos casos se han afrontado trágicas consecuencias con víctimas fatales y enormes pérdidas de recursos económicos. En el accidente murieron 28 personas y más de 89 resultaron heridas (Casal J.000 heridos. que contenía propano y butano. parafinas) y asfaltos. Se ha realizado estudios de evaluación de riesgos. 2011). Esta forma de trabajo les ha permitido obtener y conservar registros de certificación en las normas ISO 9001:14001 y OHSAS 18001. Ambas refinerías son parte de la cadena de producción de hidrocarburos del país. económicas. keroseno.. Estos proyectos mayores han generado mayor movilización de personal que trabajan actualmente en las refinerías. con el uso de sistemas de información geográfica (CEPSA. Otra explosión de gran dimensión sucedió en ciudad de México (localidad San Juanico). gasolina. grasas. 2010).dimensiones. En Bolivia. El análisis de riesgo brindará información preliminar que permitirá desarrollar estudios posteriores con el fin de mejorar el sistema de gestión de riesgos. el control de riesgos a nivel de seguridad ocupacional en la Refinería de Cochabamba (RCBA) es una tarea que se realiza de forma constante. ya que un 95% de la población boliviana abastece su demanda energética con los productos de YPFB Refinación. con responsabilidad social. traen consigo lamentables consecuencias donde. Medio Ambiente y Salud (SMS) que está encargado de monitorear y asegurar el cumplimiento del sistema integrado de gestión. Por otro lado. El análisis contempla el uso de información disponible para estimar el riesgo y sus consecuencias en las personas. tal como indica la política de gestión de la empresa. En la incursión de estos nuevos proyectos y mejoras la Refinería considera como prioridad el mantener la calidad de los productos y servicios. la seguridad y salud ocupacional. la remediación post desastre es muy difícil de remediar. fortaleciendo de esta forma los estudios en cuanto a gestión de riesgo de procesos de la RCBA. Continuamente se perciben mejoras considerables en la atención de accidentes e incidentes. en constante evaluación de riesgos e impactos de las actividades que realizan. La Refinería cuenta con un departamento de Seguridad. Es de esperarse que las consecuencias repercutan en la realidad boliviana. 1. por sus siglas en ingles). del área de Lubricantes. las instalaciones y su área de influencia. Para la realidad Boliviana y de la ciudad de Cochabamba en particular. Debido a esto. en un caso de estudio en la Unidad de PDA. Adicionalmente. comprometiendo además la salvaguardad de los trabajadores de la empresa. como por ejemplo la conformación 3 . el estudio brindará a la Refinería una importante información ya que los resultados pueden ser la base para la toma de decisiones desde un enfoque preventivo para la Unidad de PDA. podrá servir como ejemplo de un análisis piloto.2 Justificación Los accidentes o desastres en industrias de refinación de petróleo.3 Planteamiento del problema Al presente. económicos. la Refinería de Cochabamba tiene como una de sus prioridades el invertir en proyectos que mejoren la gestión de riesgos de procesos y aumenten la capacidad productiva de este servicio a la sociedad (YPFB. un evento indeseado negativo en una de las unidades productivas de la refinería de Cochabamba traería consigo una serie de impactos negativos. El presente estudio brinda información de análisis para el caso de una explosión por nube de vapor no confinada UCVE y una explosión expansiva por vapor de un líquido en ebullición BLEVE. 2012). por lo general. entre otros.seguridad contra incendios según la normas americanas de la Asociación Nacional de Protección Contra Incendios (NFPA. sociales y ambientales. a su vez este personal está capacitado para atender las emergencias locales en caso de suceder un accidente industrial. 1. considerando el cuidado ambiental. que permita su réplica en otras unidades de producción de la RCBA. ya que se espera que la metodología sea aplicable a otros sectores de análisis y forme parte de la mejora continua del sistema de gestión de riesgo integrado de la RCBA. infraestructura y producción. como es la Unidad de PDA. atención al desastre y mitigación de daños. de su alcance. Vacio (I y II). evaluación y desarrollo de planes de contingencia. Por otro lado. con un análisis que englobe la descripción. carros bomberos. además que usa propano presurizado en su proceso. a partir del cual se elaboran planes de prevención. desconoce los radios del alcance del riesgo al cual se enfrentarían y al mismo tiempo el área libre de riesgo desde el cual se encontrarían a salvo para atender la emergencia. se ha propuesto identificar los principales escenarios de riesgos por proceso y el alcance de los mismos. Estos problemas se deben principalmente a una deficiencia en el sistema de análisis y descripción de los escenarios de riesgo. a solo 100m de distancia se encuentra el Taller de mantenimiento eléctrico. De igual forma. La Unidad de PDA del área de Producción de Lubricantes es una unidad que trabaja en condiciones extremas de temperatura y presión. se atraviesa por problemas relacionados a la poca inversión determinada para la prevención de riesgos. Alrededor de esta Unidad están ubicadas otras unidades del área de Lubricantes. al momento de suceder un accidente industrial. la unidad de refinación por Furfural y la unidad de Hidroterminado. A inicios del año 2012 se ha conformado un Comité de Seguridad de Procesos (CSP). Muchas veces y de forma general. De igual forma. en ocasiones deficientes o insuficientes. también se observan mejoras significativas. por lo cual se muestran interesados e innovadores en este rubro y apoyan la ejecución del análisis de riesgo a una de sus unidades productivas de mayor riesgo. sus efectos y consecuencias. Entre los escenarios de riesgo se encuentra la Unidad de PDA. Esto trae consigo lamentables consecuencias como resultado de los efectos post desastre. la planta de grasas. etc. sobre una de las calles de mayor circulación la cual conecta a las salas de control de Lubricantes y Carburantes. la Refinería de Cochabamba tiene como prioridad la gestión de prevención de accidentes o desastres industriales. mecánico e industrial. del área de Lubricantes (Unidad de desasfaltado por propano. No obstante.). bastante cerca unas de otras (Anexo A). como son. ambulancias. El personal del Comité de Seguridad de Procesos (CSP). o toma de decisiones al momento de generarse el evento indeseado. En cuanto al trabajo de gestión de riesgos a nivel de procesos. por sus siglas en inglés). 4 . de contingencia y mitigación. como disolvente para separar los asfáltenos de los aceites. advierte que el personal calificado para atender la emergencia. la adquisición de mayor equipamiento en cuanto a respuesta oportuna y atención de riesgos (equipos de protección personal contra incendios. la unidad de PDA se encuentra al centro de la planta industrial.de un equipo de brigadistas formado por el personal voluntario de la refinería. la Unidad de PDA se encuentra cerca de otros sectores de importancia. El propano es altamente inflamable y en mezcla con el aire puede ser explosivo según la ficha técnica del producto. Uno de los proyectos recientes de este comité es la identificación de 40 escenarios de mayor riesgo en la Refinería. y los galpones de almacenes (Anexo B). Aceite BS 120: Bright Stock. Asfalto PDA.  Determinar el área de riesgo por explosión de la Unidad de PDA de la RCBA.4. infraestructura y producción. junto con otras 9 unidades. Aceite SN 410: Neutro Pesado. conforman el área de producción de Lubricantes de la Refinería de Cochabamba.4.1 Objetivo general Analizar el riesgo por explosión de la Unidad de Desasfaltado por propano (PDA) del área de Lubricantes de la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba (RCBA).4 Objetivos 1.1 Descripción de la localización y del objeto de estudio 2. Aceite SN 260: Neutro Mediano.1. .1. Extracto de Bright Stock. Descripción de las Unidades de Producción del área de Lubricantes No 1 Unidad de Producción de Lubricantes Productos terminados y comercializados Unidad de Destilación al vacío Sistemas I y II 2 Unidad de Desalfaltización por Propano 3 Unidad de Refinación por Furfural 4 Unidad de Desparafinación por MEK-Tolueno 5 Hidroterminado de Aceites 6 Unidad de Blending de aceites 7 Unidad de Grasas 8 Unidad de clarificación de Parafinas 5 Aceite SN 165: Neutro Liviano. como se muestra a continuación: Cuadro 1. Parafina Dura SAE 10 y SAE-20. 1. Cemento Asfáltico 85/100. Extracto de SAE 30.  Determinar la vulnerabilidad total de los elementos en riesgo de la RCBA.2 Objetivos específicos  Determinar los radios de alcance de la explosión de la Unidad de PDA. Capítulo 2: Marco Teórico 2. población.1 Descripción de la Unidad de Desasfaltado por propano PDA de la RCBA La Unidad de desasfaltado por propano (PDA). Parafina Blanda Slack Wax. Este proceso generalmente se utiliza para tratar los productos residuales de unidades de vacío o atmosféricas. tanto menor la cantidad de asfalto arrastrado por la cabeza. produciéndose dos corrientes que se separan por su densidad. Una forma de separar el aceite de los asfáltenos es disolver (extraer) este aceite con propano líquido. propano/aceite. El propano tiene la propiedad de disolver preferencialmente el asfalto en los cortes de aceite que se procesa. se extrae del crudo de petróleo tanto nafta como keroseno. para la separación de materiales asfálticos de las fracciones pesadas del petróleo. El residuo de este proceso pasa a otra unidad de tratamiento para ser utilizado para la producción de asfaltos (Velázquez. El siguiente paso es extraer el propano tanto del aceite como del asfalto para su posterior reutilización. cuyo flujo recibe un primer mezclado con propano líquido proveniente del D-501.2. 2. aceite desasfaltado. El proceso se denomina “desasfaltización” o “desasfaltado” y el aceite pesado obtenido. El corte de fondo es sometido a un proceso de extracción en una torre de contacto de discos rotatorios (T-501) con propano líquido en contracorriente. Por otra parte. Cuanto mayor la temperatura de cabeza. el grado de separación del aceite/asfalto.2 El proceso de desasfaltado por propano (PDA) A través de este proceso se obtiene aceite desasfaltado y asfalto residual. 1986).1. por la parte superior y propano/asfalto por la parte inferior del Contactor. El producto residual de esta destilación contiene asfáltenos dispersos en un aceite pesado. Mediante procesos de destilación a presión atmosférica y en vacío. la segunda fracción es el asfalto y propano que sale por el fondo de la torre. 6 . ha sido resumido del documento “Descripción de las Unidades que constituyen el complejo de Lubricantes” de Barrientos y Prudencio (1997). Las dos corrientes son separadas en torres flash a presión y strippers. luego esta mezcla a temperatura regulada ingresa a la T-501. tanto del aceite desasfaltizado como del asfalto. un flujo de propano líquido ingresa directamente en la parte inferior de la columna (T-501). 2. se controla la temperatura de la cabeza y por consiguiente. La ficha técnica del propano (sustancia inflamable). se encuentra en el anexo C. Mediante calentamiento por vapor en la parte superior de la columna. La desasfaltización por propano es un proceso de extracción por solventes. La parte de la cabeza es el aceite desasfaltado (DAO) y propano. En la T-501 el propano fluye hacia arriba produciéndose la extracción diferencial. En el Anexo D se presenta el flujograma del proceso industrial.2.1 Descripción del proceso industrial de la Unidad de PDA El proceso industrial de la Unidad de PDA descrito a continuación. Luego el propano es posible recuperarlo.1. El propano obtenido es reutilizado como solvente.1.2 Secuencia del proceso industrial El residuo del fondo de la unidad de vacío y almacenado en el TK-501 es bombeado por la P-501.9 Unidad de mezclado de Asfaltos 2. La T-501 o Contactor de Discos Rotatorios (CDR) tiene el rotor con velocidad variable para poder obtener eficiencias altas de extracción en un amplio rango de diferentes condiciones de operación. donde se recupera el propano por la cabeza y el producto de fondo se lo envía a la T-505 donde se recuperan los últimos vestigios de propano y por el fondo. Presión en el Contactor de Discos Rotatorios (CDR).3 Variables operativas Las variables que se controlan y que afectan en un grado mayor o menor la operación de extracción del asfaltado por propano en la corriente de aceite son: a) b) c) d) Relación del solvente/aceite. 2. se dispone del recipiente Colector (D-504) conectado a todas las válvulas de alivio del sistema. el producto asfáltico a almacenaje mediante la P-504. mediante calor suministrado por el reboiler I-503. donde se remueven los últimos vestigios de propano por la cabeza y por el fondo del aceite desasfaltizado a almacenaje mediante la P-503. El propano recuperado de los dos strippers (T-503 y T-505). confiabilidad y consenso en los resultados (Arancibia.1. 2011). tales como la del CDR y otras instaladas principalmente en el circuito de solvente. Uno de los factores más importantes en esta unidad. objetivos. actores y escalas que se hallan envueltos en el proceso de toma de decisiones. se lo acumula en el D-501 (Acumulador de Propano).2. aplicaciones con sistemas de información geográfica (SIG) La evaluación multicriterio es una herramienta que permite llegar a un acuerdo conmensurado para tomar la mejor alternativa en la toma de decisiones en proyectos de desarrollo complejos. 2. 7 . El propano del aceite desasfaltizado se lo separa en dos etapas de evaporación. El producto de fondo de la T-502 alimenta a la parte superior de la T-503 (Stripper de aceite desasfaltizado). Finalmente. Temperatura de cabeza del CDR.pero simultáneamente aumenta también la pérdida de aceite que arrastra el asfalto hacia el fondo. sin sacrificar la calidad. Los vapores son venteados en el D-504 y el aceite separado es bombeado por la P-504 al sistema de recuperación de aceite. El proceso de cabeza. es la relación propano/carga con que se alimenta al Contactor de Discos Rotatorios y las condiciones de operación del mismo. La mezcla asfalto/propano del fondo de la T-501. luego de enfriarse y condensarse en el E-503. una primera en la T502 (Torre flash). se junta con el propano proveniente de la T502 para entrar en el acumulador de propano (D-501). previamente se separa su condensado en el D-502. es calentada y luego vaporizada en la T-504. Es ampliamente empleada porque logra tomar las distintas dimensiones.2 Evaluación Espacial Multi Criterio (EEMC). Velocidad del rotor del CDR. y de aquí se envía a un pequeño acumulador de donde succiona el compresor de propano (C-501) que luego de pasar por el condensador E-505. g. Análisis de condiciones aptas para un determinado evento). Una de las metodologías multicriterio más utilizadas. porque el mismo permite que pueda ser replicado en futuros trabajos o estudios que se hagan a otras áreas de la Refinería de Cochabamba. Así descubrir las razones que conducen a diferentes mapas de resultados.2. Esta metodología se utilizó de forma transversal para la determinación de los objetivos del presente estudio.g. valoración de impacto ambiental). 8 . estandarizados y ponderados. el operador puede probar varios criterios y analizar el porqué un mapa de resultados tiene valores altos o bajos de cumplimiento de éstos en una cierta ubicación. los cuales podrían llevar a tomar diferentes decisiones. b) Diseño de alternativas Ejecutar un análisis para el diseño de alternativas u opciones usando un conjunto de mapas como criterios de evaluación (e.2 Funcionalidad El análisis multicriterio se usa para emitir un juicio comparativo entre percepciones que no son siempre homogéneas. Consta de la estandarización de mapas y valores.1 Aplicación Este método de evaluación es de utilidad para: a) Análisis de problemas Analizar una situación de un problema usando un conjunto de mapas como criterios de evaluación. con fundamentos matemáticos. 2. la asignación de “pesos” a los factores (o grupos de factores) considerados y finalmente la generación de mapas resultado (Arancibia. a) Mapa de entrada (Input) Como dato de entrada se trabaja con un número de mapas de cierta área (llamados criterios o efectos) y un “árbol de criterios” que contiene la forma de cómo los criterios son agrupados. (e. es el proceso analítico jerárquico.La particularidad de cada metodología multicriterio se encuentra en la forma de transformar las mediciones y percepciones a una escala única. de modo de poder comparar los elementos y establecer ordenes de prioridad. 2011). c) Toma de decisiones Decidir entre alternativas u opciones usando un conjunto de mapas para cada alternativa como criterios de evaluación. 2. Con este método de evaluación.2. g) Asignación de mapas de entrada (Input). 2. por Arancibia (2011): a) Identificación del objetivo principal y del ámbito de aplicación b) Identificación de una jerarquía de objetivos secundarios. ayuda a la planificación o toma de decisiones. Para la elección de las personas que formarán parte del grupo de juicio. para cada alternativa. la asociación mapas de entrada a criterios y finalmente la decisión del número de alternativas a ser evaluadas. l) Clasificación o categorización del mapa (o mapas) resultado. Cuando el equipo de evaluación ya haya determinado el ámbito de aplicación del juicio. o la lógica de intervención.2. es recomendable considerar a aquellas que tengan pericia en relación con el objeto de estudio por la valoración de su experiencia profesional que posean. i) Ponderar los de criterios en el “árbol de criterios”. j) Cálculo del mapa (o mapas) resultado y su visualización.b) Mapa de salida (Output) La salida o resultado de esta evaluación consiste en uno o más mapas de la misma área que indican el alcance donde los criterios son cumplidos o no. c) Descripción del Árbol de criterios Un árbol de criterios contiene la definición de un cálculo complejo en el cual múltiples mapas de entrada y factores son combinados según reglas de criterio definidas por el operador para obtener un mapa resultado. los objetivos secundarios y los criterios. e) Definición de un “árbol de criterios” el cual representa la jerarquía del objetivo principal. Por lo tanto. importante tener presente el marco lógico de la intervención o si no existe definirlo. 2.4 Descripción de los pasos principales del proceso a) Identificación del objetivo principal y del ámbito de aplicación Incluye la definición. k) Inspección de los valores obtenidos en el (los) mapa(s) resultado. f) Identificación de alternativas a ser evaluadas (si fuese el caso). según diferentes áreas. b) Designación de los grupos de negociación o de juicio El análisis Multi Criterio se basa en puntuaciones o ponderaciones. c) Designación de un grupo multidisciplinario para establecer criterios de juicio d) Identificación de los criterios. h) Determinación de un método de estandarización por cada criterio. 9 .3 Proceso El proceso está conformado por los siguientes pasos. los cuales miden el rendimiento de los objetivos secundarios. la selección de mapas de entrada. por selección que efectúan personas que van a formar parte del grupo de juicio.2. por lo tanto contiene la forma en la cual todos los datos deberían ser estandarizados. si fuese el caso. El mapa calculado al final mostrará el rendimiento de un área de acuerdo al objetivo principal planteado.25. puede ser útil 10 . agrupados y ponderados para poder así calcular el mapa resultado. Adicionalmente. De esta forma es posible una comparación entre estos datos. 0. Si fuese necesario. considerado como un todo. Los resultados mostrados en estos mapas contienen a los criterios. A partir de la inspección de los resultados obtenidos es posible sacar conclusiones o tomar decisiones respecto al objetivo principal planteado. 0.75. El pesaje es un valor entre 0 y 1. El cálculo de estos mapas solo será posible cuando todos los datos de entrada hayan sido definidos y ningún valor esté fuera de rango. el tipo de material (mapa) disponible y la calidad de este material. Las restricciones no se toman en cuenta en el pesaje. 1). o según corresponda la caracterización. Lo mismo vale para los objetivos particulares que contienen a su vez otros factores. f) Mapa resultado Es la combinación de los datos de entrada. cada posible valor de un mapa de entrada debería ser estandarizado a un valor entre 0 y 1. Las áreas definidas como “imposibles” debido a las restricciones del objetivo principal tendrán automáticamente un valor de 0. Cada grupo de factores generalmente está relacionado a un objetivo particular. No puede ser negativo. estandarizados y ponderados según las especificaciones del árbol de criterios. Al trabajar con un gran número de factores es conveniente dividirlos en grupos de factores. estos grupos se pueden subdividir incluso más. debería estar claro qué factores o restricciones contribuyen al objetivo principal. También contiene las diferentes alternativas a ser evaluadas. e) Ponderado de criterios Cuando el objetivo principal contiene múltiples factores y además contiene sub objetivos opcionales. Un árbol de criterios.Antes de definir un árbol de criterios.5. o según corresponda la caracterización (0. es decir el resultado de las fórmulas de pesaje y estandarización. Esto es necesario ya que probablemente los datos en diferentes mapas tienen distintos significados y son expresados en una variedad de unidades. contiene todas las reglas definidas por el operador. es decir. entonces es necesario hacer una ponderación para indicar la importancia relativa de los factores contenidos. d) Estandarización Todos los factores y restricciones deben ser estandarizados. crecidas de los ríos. áreas con vulnerabilidad alta.clasificar y categorizar los valores resultantes (e. 11 . sequías o deslizamientos que muchas veces son más frecuentes e intensos debido a la deforestación y el manejo inadecuado de los suelos. sequías. Esquema de la evaluación espacial multi-criterio Fuente: Arancibia. trastornos sociales. erosión natural y sus efectos sobre los deslizamientos. b) Amenazas socioculturales Aparentemente son naturales. Algunos ejemplos de este tipo son las inundaciones. Figura 1. al igual que daños a la propiedad.3 Determinación de la Amenaza Según la terminología establecida por las Naciones Unidas en su publicación “Reducción de riesgos de desastres” el año 2009. 2011. económicos y daños ambientales” (UNISDR. Los seres humanos no intervienen en la ocurrencia de estos fenómenos. Las amenazas naturales son por ejemplo. g. 2. las fuertes lluvias. sismos. la amenaza se describe como: “Un fenómeno. sustancia. media ó baja frente a una amenaza). la pérdida de medios de sustento y de servicios. actividad humana o condición peligrosa que puede ocasionar la muerte. pero en su ocurrencia y en la intensidad de sus efectos intervienen los seres humanos. Por su origen se puede clasificar en tres categorías: a) Amenazas naturales Se originan en la dinámica propia de la tierra. heladas. lesiones u otros impactos a la salud. 2009). geológicos.3. La amenaza está restringida a un periodo de tiempo dado.1 Evaluación de la amenaza Dado a que una amenaza. Se puede citar como ejemplos. Se pueden identificar tres agentes causales. tierra y aire. Los agentes químicos como materiales y productos tóxicos. como se observa en la figura siguiente: 12 . Esta relación inversamente proporcional indica que mientras mayor es la magnitud de la amenaza. hidrológicos. menor es la frecuencia de ocurrencia del mismo. producto de fallas en el funcionamiento de equipos. 2005): Amenaza (Peligro) = Probabilidad * Magnitud A continuación se describen ambos factores: a) La probabilidad La probabilidad se relaciona con el análisis de los aspectos físicos del fenómeno a través de la colección de datos históricos. la interpretación de datos topográficos. o bien equipos peligrosos cuyo principio de funcionamiento esté basado en el uso de sustancias peligrosas. La probabilidad de que la amenaza ocurra con un cierto grado de magnitud. bacterias). que está enmarcado dentro de un periodo de tiempo y dentro de un área dada. Los agentes físicos tales como ruido. Por ejemplo. exposición a radiaciones. Existe una relación inversa entre magnitud y frecuencia. la magnitud de un terremoto (amenaza natural) se mide en la escala de Richter. radioactivas. está determinada por la frecuencia de la misma. Los agentes biológicos como la presencia de microorganismos patógenos (virus. explosivas. etc.c) Amenazas humanas o antrópicas Atribuidas directamente a la acción del ser humano sobre elementos de la naturaleza. temperaturas extremas (altas o bajas). y otros para proveer la estimación de la probabilidad temporal y espacial de ocurrencia y la magnitud del evento amenazante.. menor será la frecuencia de ocurrencia de la misma. en el ejemplo anterior. La intensidad. La evaluación de la amenaza debe considerar dos características siguientes (Días et al. es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente dañino. la fuga de materiales peligrosos y acciones en el manejo de sustancias tóxicas. b) La magnitud (intensidad) La magnitud está relacionada con la cantidad de energía liberada durante el evento. mientras más alta es la magnitud de un terremoto según la escala de Richter. es usada para referirse al daño causado por el evento. 2. a la contaminación del agua. explosivos. equipo. debido a la exposición a la radiación termal y/o elementos tóxicos o corrosivos producidos por la combustión. como el fuego es una reacción química que suma humo y hollín. b) Piscina de Fuego Una piscina de fuego está definida como fuego envolvente de una cantidad de líquido como la gasolina derramada en la superficie del suelo o el agua. es que los combustibles líquidos pueden fluir pendientes abajo desde el sitio del accidente por los canales.Figura 2.2 Amenazas en plantas de refinación En el proceso de refinación de petróleo existen amenazas que tienen alta probabilidad de causar daños al personal. si el mismo se encuentra concentrado. terremoto). instalaciones. 2. humo y luz. productivo. en contacto con una fuente de ignición. Si no se tiene un control sobre el fuego en instalaciones industriales.g.3. entre otros (González. Ahí puede iniciar un incendio a otros materiales inflamables. entre magnitud y frecuencia (e. el incendio puede terminar en una explosión.3. donde el combustible combinado con el oxígeno genera calor. Relación inversamente proporcional. La radiación térmica es la primera amenaza asociada a los incendios industriales. el mismo puede formar gases o algunos elementos de amenaza tóxica. 2002). 13 . de no tener una ignición inmediata pueden formar una nube o vapor que se mueva en dirección del viento. drenajes y otros conductos. de almacenamiento. ambiente y/o pérdidas en el proceso extractivo. Esta nube. a) Nube de Vapor o Polvo de Fuego Los vapores envolventes de una piscina de líquidos volátiles o emanación de gas de un depósito. 2. puede provocar un incendio.1 Amenaza por fuego El fuego causado por químicos inflamables es una compleja reacción en cadena. Es considerado como un caso prioritario. Adicionalmente. Una complicación adicional.2. lo que lo distingue del largo. Estas pueden ser naturales. - Rebosamiento superficial o sobre derrame (Slopover) Derrame brusco y de corta duración de espuma sobre el borde del tanque. Las explosiones pueden ser de dos tipos: detonación y deflagración. es una liberación repentina de energía que genera una onda de presión que se desplaza alejándose de la fuente mientras va disipando su energía (Casal J. En cambio en una deflagración la velocidad de la onda de sobrepresión es subsónica. son ejemplos de explosiones controladas. Las explosiones que se muestran a continuación suceden por accidentes o riesgos no controlados y son frecuentes en las industrias que manejan sustancias peligrosas químicas o inflamables.. Existen tres mecanismos de rebosamiento de los líquidos combustibles: - Rebosamiento por ebullición o sobre ebullición (Boilover) Expulsión violenta y repentina de una porción o de todo el hidrocarburo líquido en el tanque. 1999). la onda de presión muestra un incremento de la presión casi instantáneo hasta el pico de máxima presión. En una detonación la velocidad de la onda de sobrepresión es supersónica. generalmente de poca intensidad.c) Amenaza por rebosamiento Fenómeno físico-químico que ocurre durante un incendio. como se puede apreciar en la figura siguiente: 14 . et al.2. lento y continuo Frothover.1 Amenaza por explosión Una explosión. 2. accidentales o controladas.3. La erupción de un volcán por ejemplo es una explosión natural. y tarda más tiempo en comparación con la anterior en llegar al pico de máxima presión. debido a la ebullición. - Rebosamiento espumoso o sobre espumeo (Frothover) Espumar constante y lento sobre el borde de un tanque sin la acción violenta y repentina que ocurre en el Boilover. las explosiones que se realizan en la exploración minera o la más común la explosión del motor de un vehículo. Esquema de una onda de choque para diferentes tipos de explosión (Po = presión ambiente. et al. las deflagraciones. sin embargo es muy difícil iniciar una detonación. Las explosiones se pueden clasificar según Casal J. CVU).De gas comprimido . ya que pueden llegar a picos de presión hasta de 20bar.Figura 3. b) Explosión en espacios abiertos: - Ignición de nubes de vapor no confinadas (unconfined vapor cloud explosion. 15 .De gas licuado o vapor de liquido en ebullición (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosions. Ignición de polvo combustible en suspensión. suceden más a menudo porque requieren de muy poca energía para iniciarse (en mJ).. t+ = duración de la fase positiva. Una deflagración puede convertirse en una detonación. i+ = impulso positivo) Las detonaciones son más destructivas que las deflagraciones. UCVU). (1999) en: a) Explosión en espacios cerrados: - Ignición de mezclas gaseosas inflamables (confined vapor explosion. en cambio las segundas pueden alcanzar valores máximos de 8bar de presión. BLEVE). = pico de sobrepresión. c) Explosión de recipientes: . En la figura 3 se puede constatar que. ésta puede: a) Dispersarse en el aire antes de que se produzca la explosión.1 Propagación de la onda explosiva en el ambiente Los modelos existentes actualmente para estimar los efectos de explosiones requieren una serie de parámetros que permitan caracterizar la onda de sobrepresión. Esto es distinto en el caso de las 16 . y de que la ignición de esta nube puede producirse en un punto alejado de la fuente de origen del vertido. TNT).g. el impulso asociado se puede estimar como el área de un triángulo. en todos los casos. el alcance que puede llegar a tener la nube de vapor. mientras la negativa prácticamente no tiene efectos apreciables. que es el valor máximo de la sobrepresión. el impulso. dadas las condiciones adecuadas. 2.3. seguido de un descenso del mismo hasta valores por debajo de la presión atmosférica. el problema principal de este tipo de explosión proviene del hecho que.UCVE) La nube de vapor no confinada se genera a raíz del escape de una cantidad determinada de un vapor combustible. de manera que se formara una gran llamarada. Por el hecho de tratarse de deflagraciones. Las nubes de vapor se comportan de manera diferente. Aunque es posible que una nube de vapor detone. La explosión de nube de vapor no confinada representan uno de los mayores peligros dentro de la industria de procesos. En este caso una cantidad relativamente pequeña de material libera una gran cantidad de energía en muy poco tiempo.3. Cuando es positiva se constituye dentro de la fase positiva y cuando es negativa.3. la llegada de una onda de sobrepresión se caracteriza por el incremento rápido de la presión en el tiempo.3 Explosión de nube de vapor no confinada (Unconfined Cloud Vapor Explosion .2. la presión generada se denomina sobrepresión y puede ser positiva o negativa. por ser el efecto principal de la misma. se considera a estos casos como deflagraciones rápidas. b) Prender inmediatamente e iniciar así un incendio de charco (en general. tomando como altura el pico de sobrepresión y como base la duración de la fase. en realidad es muy poco frecuente (no se conoce ningún caso de detonación en nubes de vapor no confinadas) (Berg y Lannoy. 1993). en este caso no habrá explosión y los daños serán menores). Una vez formada la nube. la liberación de energía es mucho más lenta y esto conduce a picos de sobrepresión más bajos aunque la duración de la fase positiva sea mayor. es lo más aproximado al caso ideal. La primera grafica de la figura 3 correspondería a un explosivo convencional (e. tiempo. o bien de un líquido a partir del cual se formará el vapor. en la fase negativa de la onda de sobrepresión. d) Lo mismo que en el punto anterior. la duración de las fases positivas y negativas de la sobrepresión. aceleradas por la presencia de un determinado grado de confinamiento. que es el área por debajo de la curva de sobrepresión vs. Debido a la forma triangular de la curva de sobrepresión. sin causar daños. Normalmente. Por lo general. pero de un modo tal que el frente de la llama se acelera tanto que genera una onda de sobrepresión. Otra diferencia importante respecto a una explosión ideal es que el daño que estas ocasionan se debe principalmente al paso de la fase positiva. Otros parámetros interesantes son: el pico de sobrepresión. c) Dispersarse en un área extensa y producirse la ignición al cabo de un cierto tiempo. Las principales consecuencias de las explosiones de nubes de vapor se deben a la determinación de la onda de sobrepresión. La relación entre la masa de los hidrocarburos y el equivalente TNT viene dada por la siguiente expresión: Ecuación 1. existencia de grietas. sin embargo. los cuales podrían tener un efecto importante en la respuesta de la estructura. son tablas obtenidas a partir de datos históricos o experimentales (Sierra. edad de la construcción.3. 1998). 2. et al. 1993)..4 Método TNT equivalente para estimación de explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) El trinitrotolueno (TNT) es un explosivo convencional. posibles confinamientos parciales. Lo que se utiliza con mayor frecuencia. se conocen métodos como el de las ecuaciones probit. es decir. 1993) W TNT = Masa del TNT equivalente (kg) α = Rendimiento de la explosión Wc = Masa de combustible involucrada en la explosión (kg) ∆Hc = Calor de combustión del hidrocarburo (J/kg) ∆HTNT = Calor de combustión del TNT (J/kg) Una vez conocida la masa de TNT equivalente.explosiones de nubes de vapor confinadas que pueden alcanzar valores de sobrepresión negativa tan elevados que ocasionen por succión daños importantes en las estructuras (Berg y Lannoy.. etc. Para determinar los daños de sobrepresión ocasionados a los equipos y a la infraestructura. Sobre este tema. determinar por ecuaciones esta respuesta porque existen varios parámetros difíciles de cuantificar. una cantidad de material que ocasione el mismo nivel de daños (Pritchard. 2003. El método del TNT equivalente permite predecir de una forma rápida y sencilla. Casal J et al. La distancia normalizada es una distancia a escala estándar y se la puede calcular mediante la siguiente ecuación: 17 . Fue uno de los explosivos más utilizados en el campo militar y esto ha permitido que sus efectos hayan sido estudiados y tabulados. (1999) indica que resulta complejo. los daños causados por una explosión de nube de vapor no confinada a partir de la masa del TNT que equivaldría a la cantidad de hidrocarburo implicado. Algunos de estos parámetros son: calidad de la construcción. el grupo de Casal J. 1999). Masa del TNT equivalente (Berg y Lannoy. y a menudo poco preciso. si se desea tener una idea de la magnitud de las consecuencias derivadas de la explosión. que predicen daños y hundimiento de edificios. se puede determinar el valor del pico de sobrepresión (AP) y la distancia normalizada. es necesario determinar el impulso de la explosión y la evolución de la carga en función del tiempo. Los valores más recomendados actualmente son de 3 y de 4% (es decir. afortunadamente muy bajo. Es este bajo rendimiento lo que hace que las explosiones de nubes no confinadas. sólo una pequeña parte de la fracción de energía desprendida se convierte en energía mecánica. α= 0. este factor representa la fracción de la energía liberada que se invierte en generar la onda de presión. 1998). no sean tan devastadoras como en teoría podrían llegar a ser (Pritchard.02 % y 15. En ambos escenarios. Es interesante observar que el rendimiento mecánico de las explosiones de nubes de hidrocarburo es. En un 97% de las veces α ≤ 10% y en el 60% de los casos la media es del 4% (Berg y Lannoy. 18 . 0. Hay solo un par de precedentes (explosivos FAE fuel –air explosives). a pesar del poder destructivo que tienen. 1993) dn = Distancia normalizada en el método TNT equivalente (m kg d = Distancia hasta el lugar de la explosión (m) W TNT = Masa del TNT equivalente (kg) – 1/3 ) El principal problema de este método es estimar el valor del parámetro α. Distancia normalizada (Berg y Lannoy. 1993). y no tanto la energía mecánica (Berg y Lannoy. El bajo rendimiento mecánico de las deflagraciones de nubes no confinadas es la razón por la cual los hidrocarburos han sido muy poco usados como explosivos con finalidad bélica.04). 1993). la mayor parte se convierte en energía luminosa (llamarada). se observó que para nubes de vapor de hidrocarburos.03. que representa el rendimiento de la explosión. En un estudio realizado sobre 23 accidentes. α se podía encontrar en la gama de valores comprendida entre 0. En realidad.9 % con una media de 3%. utilizados por los norteamericanos en la guerra de Vietnam y durante la guerra del Golfo.Ecuación 2. la parte que se utilizó fue principalmente la radiación térmica (llamarada). 2. Sin embargo. Es el caso de los programas VENTEX. es decir que asume la totalidad de la nube como si ésta estuviera dentro de los límites de inflamabilidad. este método. Valor del pico de sobrepresión según la distancia normalizada Fuente: Berg y Lannoy. el momento y la energía gracias a métodos numéricos.3. Los daños directos se deben a la sobrepresión.. como el caso de las explosiones de nubes de vapor. al desplazamiento del cuerpo y al colapso de estructuras. 1993.Figura 4. mientras que los daños indirectos se deben a la proyección de fragmentos. 1999). utiliza los datos para obtener el peor de los casos posibles. se debe considerar que probablemente una parte de la nube esté fuera de los límites de inflamabilidad. FLACS y REAGAS (bi y tridimensionales) (Casal J et al. basados en las ecuaciones de conservación de la masa. En aplicaciones prácticas.5 Efectos y consecuencias por sobrepresión en personas. un fluido no compresible. En los últimos años se han desarrollado más métodos. infraestructura y equipos de proceso Una explosión UCVE puede causar daños directos y daños indirectos en las personas. como el método multienergía y otros más sofisticados. especialmente cuando el 19 . Los daños tienen lugar principalmente en las partes del cuerpo susceptibles a ser aplastadas o sea a los espacios vacíos (caja pulmonar o conducto auditivo). Se ha observado que el cuerpo humano es resistente a la sobrepresión porque está formado en una gran parte por agua. que el líquido entre violentamente en ebullición. el líquido se encuentra repentinamente expuesto a la presión atmosférica y ocurre una expansión súbita al pasar el contenido del estado líquido al gaseoso. una BLEVE es considerada como la combinación de los fenómenos BLEVE y bola de fuego.. se producirá una bola de fuego causando daños severos alrededor debido a la alta radiación térmica que este tipo de explosión emite. un incendio) la parte líquida dentro del tanque va incrementando su presión gradualmente al mismo tiempo que el calor modifica las propiedades físicas del tanque. Los tanques de almacenamiento de gases licuados poseen una válvula de seguridad. El fenómeno sucede porque dentro el tanque se tendrán dos partes: una gaseosa ocupando la parte superior y otra líquida en la parte inferior del tanque.. aumentando así el vapor de gas y generando un nuevo incremento de presión.g. 2002). siendo la parte líquida la predominante. desencadenando así un incremento súbito de 20 . 2003). Esta diferencia de presión hace. a su vez. Este cambio de estado es prácticamente instantáneo y acompañado por un aumento de volumen de cientos o miles de veces. lo cual provocará un escape de vapor. 2002): a) Fuente de calor externa Al estar el tanque en contacto con una fuente de calor (e. corrosión o impacto. Por lo tanto. si el contenido del tanque es inflamable.6 Explosión expansiva por vapor de un líquido en ebullición BLEVE (Boiling liquid Expanding Vapour Explosion) Esta clase de explosión es destructiva. haciendo que éste disminuya su resistencia de diseño. ya que esta característica es la más dañina de la explosión. En consecuencia. Este tipo de explosión puede ser desencadenada por dos factores (González et al. Ya sea por desgaste.3. esto significa una disminución de presión al interior del contenedor. se puede afirmar que este fenómeno involucra simultáneamente efectos térmicos y mecánicos (González et al. Al producirse una ruptura en las paredes del tanque. también llamada válvula de alivio. Esta disminución en la presión ocasiona que el líquido comience a hervir. que expulsa el exceso de presión en el interior del tanque. En esta fase. b) Falla del tanque presurizado Una BLEVE también puede producirse sin presencia de calor aplicado sobre el tanque de almacenamiento. Eventualmente el debilitamiento de las paredes del tanque por calor y las altas presiones provocan la falla del tanque.aumento de presión es súbito y no hay tiempo suficiente para adaptarse. los daños debidos a la sobrepresión pueden ocasionar la muerte por hemorragia pulmonar y daños permanentes por rotura de tímpanos (Sierra. 2. se produce una falla de las paredes del tanque. Para el estudio y la cuantificación de daños. puede darse en tanques de almacenamiento presurizados que contienen gases licuados. Dependiendo de la fuerza de explosión. En ocasiones. c) Radiación térmica por bola de fuego Al producirse la bola de fuego.presión. La magnitud de esta onda depende de la presión de almacenamiento dentro del tanque. se produce una explosión con alta probabilidad de generar una bola de fuego en expansión. se observa en la figura siguiente: Figura 5. Los efectos de una explosión BLEVE son los siguientes (González et al. Fuente: González et al. La representación gráfica de una BLEVE. gran cantidad de energía es liberada en todas direcciones. 2002): a) Sobrepresión por onda expansiva El rápido paso del estado líquido al estado gaseoso provoca una onda de presión. de la temperatura del ambiente y de la humedad relativa. BLEVE. del calor específico del contenido y de la resistencia mecánica del tanque. a) escape b) incendio c) calentamiento de los depósitos d) explosión y bola de fuego. El alcance de la radiación térmica depende del tipo y cantidad de producto (masa y poder calorífico). los fragmentos alcanzarán una distancia de varios cientos de metros. un número de fragmentos metálicos de todo tamaño son disparados en diferentes direcciones a velocidades variables. 21 . Finalmente. 2002.Bola de Fuego. b) Proyección de fragmentos Al producirse la explosión. gran parte de la estructura es impulsada como un cohete... Distancia de afectación para una radiación de 5 kw/m2 por BLEVE (AICHE. Este valor ha sido asumido debido a que las personas podrían escapar del calor en aproximadamente 40 segundos. que puede causar una quemadura de segundo grado en 40 segundos de exposición.7 Método de estimación de la explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) Un factor usado para la estimación de la distancia al centro de la explosión. ha sido diseñada en las ecuaciones presentadas en la AICHE (1989). 1989. Ecuación 4.1 a 0. Flash Fires and BLEVEs” y en el documento de Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO. ambos documentos asumen que una fracción seleccionada del calor de combustión. 2.4. 1997). 1989. es emitido como radiación térmica en todas las direcciones. El nivel de calor de radiación (q) ha sido asumida en 5000 Watts por metro cuadrado. La radiación térmica por unidad de área recibida a una distancia determinada desde el punto de origen está determinada por la siguiente ecuación: Ecuación 3. TNO. La fracción de energía de combustión disipada como radiación térmica (f) se establece en un rango de 0. 1997) X = Distancia de 5 Kilowatts del punto final por metro cuadrado (m) R = Fracción radial del calor de combustión Tα = Transmisividad atmosférica 22 . 1997) q = Radiación por unidad de área recibida por el afectado (Watts /metro cuadrado) m = Ratio de combustión (kilogramos por segundo) a = Transmisividad atmosférica Hc = Calor de combustión (Joules/kg) f = Fracción de calor de combustión irradiado x = Distancia del punto origen al receptor (metros) En ambas publicaciones se asumen valores críticos que consideran el caso más desfavorable en caso de desastre.De estas tres consecuencias la que suele tener mayor impacto y alcance es la radiación térmica por bola de fuego. TNO. “Methods for the Determination of Possible Damage to People and Objects Resulting from release of Hazardous Materials”. Radiación recibida por unidad desde un punto de origen (AICHE. en su documento “Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapor cloud Explosions.3. Wf >300000 kg t=2. estimado desde las ecuaciones siguientes: Para Wf <300000 kg t=0. es altamente susceptible a perder la vida. las quemaduras se clasifican en: 1. Las quemaduras en la piel provocan la pérdida de fluido y aumentan la probabilidad de infecciones. afecta al grueso de la piel. puede ser superficial y profunda. es el límite a partir del cual los efectos son perceptibles por la población. Quemadura de tercer grado. 2.6Wf1/6 2. Quemadura de segundo grado. sistema o bien que los hacen susceptibles a los efectos de una amenaza. provoca la aparición de ampollas. en su documento “Modelos de vulnerabilidad de las personas por accidentes mayores” indica umbrales guía para las personas. El umbral de alerta.8 Efectos de radiación térmica en personas. la vulnerabilidad se define como las características y las circunstancias de una comunidad. a) El umbral de intervención estándar para el efecto de sobrepresión ocasionado por las explosiones UCVE es de 0. 23 . afecta la epidermis de la piel y provoca dolor de baja intensidad. pero no se forma ampollas en la piel.3. es el límite a partir del cual el daño es muy alto o fatal. esto dependerá de la superficie del cuerpo afectada (TNO. Según sea su profundidad. infraestructura y equipos de proceso La radiación térmica producida por una explosión BLEVE. económicas. a una dosis de exposición limitada de tiempo). 2003).45Wf1/3 .1 bar de sobrepresión (Sierra. La profundidad de las quemaduras depende de la intensidad de la radiación (km/m2) y de la dosis recibida (tiempo de exposición). causa quemaduras sobre la piel. la cual puede llegar a destruirse. según el grado de sobrepresión para fines preventivos. 2. b) El umbral de intervención estándar para el efecto de radiación térmica ocasionado por las explosiones BLEVE es mayor a 5 Kw/m2 de radiación térmica y el umbral de alerta es de 3 Kw/m2 de radiación térmica (Lea. 3. El umbral de máximo riesgo.15 bar de sobrepresión y el umbral de alerta de 0.Hc = Calor de combustión del líquido inflamable (joules/kg) Wf = Peso de la substancia inflamable en bola de fuego (kg) t = Duración de una bola de fuego en segundos. 1992). El umbral de intervención. por lo tanto las personas pueden no usar equipo de protección especial. sociales. solo se enrojece.3. 2. 2000). (2005) indica que la vulnerabilidad es el conjunto de condiciones ambientales. es el límite donde las consecuencias producen un nivel de daño que justifica la aplicación inmediata de medidas de protección (equipos especiales de brigadistas/bomberos.4 Descripción de los elementos vulnerables De acuerdo a la terminología establecida por las Naciones Unidas en su publicación de Reducción de riesgos de desastres en 2009..9 Umbrales de intervención estimadas para la explosión UCVE y BLEVE Sierra 2003. Una persona con quemaduras de segundo y tercer grado. Quemadura de primer grado. Días et al. políticas y educativas que hacen que estemos más o menos expuestos a un desastre. La vulnerabilidad puede ser: a) Vulnerabilidad física Localización de poblaciones con respecto a una amenaza. La vulnerabilidad está relacionada directamente con la capacidad de respuesta. la erosión provocará el aumento de derrumbes o avalanchas. la cual varía considerablemente en países desarrollados y en países en vías de desarrollo. flora. las edificaciones sin diseño antisísmico. 24 . biodiversidad) y ecosistemas naturales. La licencia de construcción debe ser un requisito previo al inicio de una construcción. para acciones de prevención y respuestas a desastres. Por ejemplo. fauna. representatividad y autonomía de las instituciones. c) Vulnerabilidad ecológica Debilitamiento y/o destrucción de las reservas o recursos del medio ambiente (agua. por la falta de recursos para invertir en sistemas de prevención. para las acciones de prevención. La pobreza es considerada como una limitante en la prevención de riesgos. b) Vulnerabilidad técnica Construcciones inadecuadas. el desconocimiento o la falta de alternativas para su reubicación. atenuación o grado de resiliencia de una localidad ante un evento adverso. d) Vulnerabilidad económica Se refiere al mal uso de los recursos económicos o la ausencia de ellos. En tal caso se considera a la prevención como una inversión con mejores resultados a largo plazo. e) Vulnerabilidad social Se refiere a la carencia de redes sociales y toma de decisiones capaces de generar cohesión y capacidad para reducir los riesgos o responder adecuadamente a las emergencias.sea por las condiciones inseguras existentes o por su capacidad de recuperación ante tal desastre. participación de la población. muchas de estas construcciones son consecuencia del incumplimiento de las normas y procedimientos existentes en los municipios. en las cuales influyen factores como la pobreza. f) Vulnerabilidad política Grado de descentralización de las decisiones y fortaleza de las instancias locales. suelo. como las viviendas que se encuentran cerca de los cauces de ríos o en zonas inundables. como por ejemplo. g) Vulnerabilidad cultural Autoestima colectiva, sentido de pertenencia a una comunidad, identidad nacional, regional y local. En muchas comunidades se asumen los desastres como hechos que no van a ocurrir o por el contrario hechos que van a ocurrir de todas maneras, lo cual reduce el esfuerzo para prevenir los riesgos y dificulta al planteamiento de acciones para la prevención de desastres. h) Vulnerabilidad educativa Limitada calidad de la educación e insuficiente incorporación dentro de los programas de estudio de las temáticas de gestión de riesgo, protección ambiental o preparación para emergencias. La vulnerabilidad puede ser cuantificada por los elementos en riesgo expuestos ante una determinada amenaza. La vulnerabilidad en este caso aumenta el grado de exposición de los elementos en riesgo. 2.4.1 Elementos en riesgo Los elementos en riesgos son las personas, actividades, procesos y los objetos que pueden ser afectados directa o indirectamente por fenómenos amenazantes. Puede dividirse en 5 Grupos: a) Sociales: Se refiere al número de población afectada por una condición amenazante. b) Infraestructura: Se refiere al número de infraestructura física amenazada (la vivienda, la industria, el comercio, y los servicios públicos). c) Económicos: Se refiere al costo de pérdida (costo por infraestructura, al paro de la cadena productiva) según la afectación de la amenaza. d) Ecológicos: Se refiere al costo de pérdida ambiental o grado de contaminación de beneficios ambientales (agua, aire, suelo) según la afectación de la amenaza. e) Capacidad de respuesta: Se refiere a la capacidad de atención al desastre o al grado de resiliencia que tiene un lugar para reponerse ante el efecto amenazante. 2.5 Determinación de área de Riesgo El riesgo corresponde a una situación de exposición ante una amenaza natural, condición o actividad humana. El nivel de riesgo se establece en relación al tipo de amenaza, a la actividad o a la vulnerabilidad intrínseca de las condiciones dadas, en este sentido, el riesgo es el resultado de la interacción entre la dinámica del medio ambiente natural y el medio ambiente construido. Según Días et al., (2005), se puede concebir al riesgo como una creación humana, una construcción social producto del desconocimiento de la dinámica y alcance de los procesos naturales en sus manifestaciones extremas, situación a la que se suman los problemas socioeconómicos, los culturales y la carencia de normativas y propendan a alcanzar una situación de seguridad sostenible. 25 El riesgo se puede expresar como la probabilidad de que un accidente o desastre suceda como consecuencia de la combinación de las amenazas y las condiciones de vulnerabilidad. Por lo que muchos autores han descrito al riesgo a través de la siguiente fórmula (Wilches, 1998): RIESGO = AMENAZA * VULNERABILIDAD Riesgo es el producto de la amenaza por la vulnerabilidad, estos términos se los puede describir como los factores del riesgo. 2.5.1 Factores del riesgo; Amenaza y vulnerabilidad Los efectos que puede causar un desastre varía dependiendo de las características propias de los elementos expuestos y de la naturaleza del evento mismo. El impacto puede causar diferentes tipos de alteraciones. 2.5.2 La consumación del riesgo, el desastre El grupo de Días et al. (2005), describió al desastre como fenómeno destructivo que actúa sobre las condiciones de vulnerabilidad, produciendo graves daños contra la vida y los bienes materiales, que por lo general irrumpen el normal funcionamiento de la sociedad. Por ello, define al desastre como aquella situación en la que dada la ocurrencia de un evento, altera el funcionamiento normal de un sistema. Son varias las experiencias que demuestran que las consecuencias de un desastre, han resultado en lamentables consecuencias, como; la pérdida de vidas humanas, daños ambientales, económicos y sociales. Es un efecto colateral que provoca gran sufrimiento en las personas y en muchos casos la recuperación total ha sido muy difícil para la sociedad Solís (1997). Dependiendo el grado de afectación o la magnitud del impacto, en ocasiones ha sido necesaria la intervención de ayuda departamental, nacional e internacional (Días et al., 2005). Según Wilches (1998), desde el punto de vista del aprendizaje y la experiencia, los desastres son el resultado de un riesgo no controlado. 2.5.3 El análisis de riesgo Un análisis de riesgo consiste en el uso de información disponible para estimar el riesgo de amenazas a individuos o poblaciones, propiedad o medio ambiente. El análisis de riesgo, propuesto por Anandita Sengupta (2007) en un estudio denominado ¨Industrial Hazard, Vulnerability and Risk Assessment for Landuse Planning¨, comprende los siguientes pasos: a) b) c) d) e) f) Definición del alcance. Identificación del peligro (amenaza). Estimación de la probabilidad de ocurrencia para estimar la amenaza. Evaluación de la vulnerabilidad de los elementos en riesgo. Identificación de consecuencias. Estimación del riesgo. 26 El análisis del riesgo debe incluir la observación detallada de todas las variables técnicas y naturales que puedan afectar a las instalaciones y su área de influencia, a fin de que los métodos de control eviten o minimicen situaciones de inseguridad, incluyendo el dimensionamiento de los sistemas y equipos de rescate (Osinergmin, 2011). El estudio previo para el análisis de riesgos debe tener las siguientes consideraciones: a) Descripción completa del proceso, análisis de cada una de sus partes. b) Determinación de los posibles escenarios de riesgo del establecimiento, incluyendo los riesgos por agentes externos. c) Estimación de tiempo y capacidad de respuesta del propio establecimiento. d) El tipo, cantidad y ubicación del equipamiento de detección, alarma y control de emergencias. e) Clasificar el riesgo y evaluar los efectos a la vida, a la propiedad y al medio ambiente. A continuación se muestra un esquema resumido, en el cual se encuentran algunas definiciones de riesgo: Figura 6. Esquema de definiciones de riesgo Fuente: British Standards Institution, 1995. 2.5.4 Zonificación de áreas de riesgo Wilches (1998), señala que un mapa de riesgo debe expresar tanto las amenazas (mapa de amenazas), como los bienes sociales en condición de vulnerabilidad (mapa de vulnerabilidad), en donde se visualice todos los elementos que hacen a la vulnerabilidad y que podrían ser afectados. De esta forma, construir el escenario de riesgo significa ilustrar gráficamente cuál podría ser área de afectación. 27 Los mapas de riesgo son elaborados en programas que utilizan las herramientas de sistemas de información geográfica (SIG). Los SIG son herramientas útiles que permiten modelar las observaciones halladas en una investigación, estudio o análisis. Estos programas procesan datos de entrada (input), para determinar un resultado final y modelarlo en un mapa de salida (output). La zonificación del riesgo puede ser descrita de dos formas: a) Descripción cuantitativa del riesgo Es una descripción que usa valores numéricos para describir el grado de probabilidad, vulnerabilidad y consecuencias, resultando en un valor numérico del riesgo. b) Descripción cualitativa del riesgo Es una descripción que usa escalas de clasificación descriptiva (e.g. alto, moderado, bajo) para representar la magnitud, las consecuencias potenciales y la probabilidad en que esas consecuencias ocurrirían. Capítulo 3: Metodología 3.1 Descripción de las acciones, del fundamento teórico y de las técnicas e instrumentos para el análisis de riesgo En el cuadro 2 se describen las acciones, las bases del fundamento teórico y las técnicas e instrumentos para el análisis de riesgo, que se siguieron metodológicamente en el presente estudio. Cuadro 2. Descripción de las acciones, del fundamento teórico y de las técnicas e instrumentos para el análisis de riesgo Objetivo específico Determinar los radios de alcance de la explosión de la Unidad de PDA, Acciones Describir los pasos del proceso de construcción de un árbol de criterios para el objeto de estudio, según el método de evaluación espacial multi criterio (EEMC) Fundamento teórico Técnicas /instrumentos Herramientas SIG – ILWIS 3.3.10 Método de análisis del EEMC; 28 Evaluación espacial multi criterio (EEMC) para la evaluación de vulnerabilidad y riesgo en aplicaciones SIG. . en la Unidad de PDA Implementación de ecuaciones para el análisis determinado. Modelar el radio de alcance de la explosión de la Unidad de PDA.RCBA. 1. Herramientas SIG – ILWIS 3. 2. Revisión de resultados grupal con especialistas del grupo multicriterio. Análisis grupal con especialistas multicriterio. Matriz para la identificación de la fuente de mayor amenaza. por proceso.Mapa de entrada (Ikonos) Cálculo de mapas resultado y su visualización a través del Software del sistema de información geográfica (SIG).Cálculo de los mapas resultado y su visualización. Obtención de variables requeridas por las ecuaciones. basada en la probabilidad y magnitud del impacto.Fuentes secundarias Identificar el equipo con mayor potencial de amenaza por explosión para la Unidad de PDA. Identificación de radios de impacto Establecimiento de zonas de amenaza. Determinar el radio de alcance de la explosión en la Unidad de PDA. 2) explosión BLEVE.Obtención de información por: Describir el proceso de la Unidad de PDA.3.Mapas de salida. las -Mapa de Amenaza. Documentos internos de la unidad de PDA. . Métodos de estimación explosiones para. . citada en Marco teórico. información técnica e industrial. Realizar cálculos.Vapor de un líquido en ebullición (BLEVE). 1) explosión UCVE. 29 -Mapa de Amenaza. para la designación del equipo con mayor potencial de explosión por proceso. de .10 .Fuentes primarias . .Nubes de vapor no confinadas (UCVE) . Bibliografía y de análisis de laboratorio. 1 Descripción de los pasos de construcción de un árbol de criterios para el objeto de estudio. -Explosión por UCVE -Mapa de salida. 30 .Cálculo de los mapas resultado y su visualización.Herramientas SIG – ILWIS 3. -Mapa de entrada (Ikonos). -Ponderación de valores y mapas con el grupo multicriterio. infraestructura y producción. 3. Mapa de Riesgo.2.Infraestructura (costo) .Producción vulnerable y pérdida de producción (costo) Método de análisis. -Explosión por BLEVE Mapa de Riesgo. Describir y analizar los elementos en riesgo: . población.1.1 Identificación del objetivo principal y del ámbito de aplicación El análisis del riesgo por explosión de la Unidad de PDA de la Refinería de Cochabamba. . -Mapa de salida. que está ubicada en el Km 6 ½ de la Avenida Petrolera en la zona de Valle Hermoso. Herramientas SIG – ILWIS 3.2 Determinación de los radios de alcance por explosión en la Unidad de PDA 3.2. -Obtención y análisis de datos. Determinar el área de riesgo por explosión.3. por método de evaluación espacial multi-criterio. Evaluación espacial multicriterio (EEMC) para la evaluación de vulnerabilidad y riesgo en aplicaciones SIG.3. 1) explosión UCVE. Espacial multi criterio (EEMC) para la evaluación de vulnerabilidad y riesgo en aplicaciones SIG.10 Determinar el área de riesgo por explosión de la Unidad de PDA de la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba (RCBA). según el método de evaluación espacial multicriterio (EEMC) 3.Estandarización de datos Cálculo del mapa resultado y su visualización. mapa de Vulnerabilidad total. .Población (cantidad) .10 Determinar la vulnerabilidad total de los elementos en riesgo. A través del árbol de criterios planteado inicialmente. 2) explosión BLEVE. fue el objetivo principal del presente estudio y el ámbito de aplicación del mismo fue la planta de Refinación de Cochabamba. Certificaciones Nivel II conforme SNT-TC-1ª. 31 . con sus valores determinados para cada uno. También colaboraron con el análisis de amenaza. Una vez determinada el área de alcance de la explosión (distancia). con la identificación de la mayor amenaza por proceso de la Unidad de PDA. así como en la definición de un árbol de criterios. se prosiguió a evaluar los elementos vulnerables de la zona afectada.2. International Welding Services. es decir. En junio de 2005.2 Identificación de una jerarquía de objetivos secundarios o la lógica de intervención Para el análisis de riesgo. los parámetros fisicoquímicos a partir del cual se simuló una explosión (volumen. Cochabamba Bolivia. Este análisis previo se explicará a detalle en una sección más adelante.1. Este grupo se conformó por profesionales que trabajan en el área de procesos. Finalmente obtenidos amenaza y la vulnerabilidad. Este análisis se lo obtuvo por el producto de ambos factores y una matriz de riesgo para cada tipo de explosión.1. etc. Cochabamba Bolivia. Además del apoyo de un especialista del área de Sistemas de información Geográfica. Diplomado en Ingeniería de Petróleo y Gas Natural. Para esto fue necesario conocer el proceso de la Unidad de PDA para identificar a los equipos y entre ellos clasificar el de mayor potencial de riesgo. En febrero de 1989. Ing.3. En septiembre de 2001. seguridad industrial y producción de lubricantes de la Refinería de Cochabamba. Universidad San Simón. Virgilio Arze Castro Licenciado en Ingeniería Mecánica. de la Unidad de PDA de la Refinería. Donde se obtuvo la vulnerabilidad máxima del área. Validado para las últimas certificaciones de 2013 vigente hasta 2018. masa de la sustancia inflamable. la estandarización y la determinación de pesos según el método de análisis EEMC. que apoyó en la identificación de los criterios evaluados en el presente estudio. En mayo 2003.3 Designación de un grupo multidisciplinario para establecer criterios de juicio Se conformó un grupo de especialistas. Especialidad en Ingeniería de Inspección de equipos y aplicación de Ensayos no Destructivos (NDT´s). a través de un análisis de vulnerabilidad implementando método de evaluación EMC. The American Society for Nondestructive Testing (ASNT). ingeniería. Universidad Privada Boliviana (UPB). Se consideró para esto. Formación UN-RECAP Petrobras – Brasil. se identificó primeramente la mayor amenaza por proceso. se realizó el análisis de riesgo final. 3.2.). a través de una matriz de amenaza que se valoró con un grupo multidisciplinario de especialistas. a) Lic. YPFB Refinación S. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba. Desde junio 2007 a la fecha. Cochabamba Bolivia. Cochabamba Bolivia. ISO 14001/OHSAS 18001. funciones como Supervisor de planta. b) Lic. Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba. En junio de 2005. Bureau Veritas/TÜV Rheinland Bolivia. Msc. En diciembre de 1990 32 . Cochabamba Bolivia. Desde septiembre de 2000 a septiembre de 2001. Sao Pablo Brasil. The Jhon Zink Institute. Desde noviembre de 2003 a la fecha. Programa de Multi especialización de Operadores. Mauricio Iván Bustos Valdivieso Licenciado en Ingeniería Química Universidad Mayor de San Simón. Gerente de Inspección. Desde octubre del 2002 a octubre del 2003. Ronald H. En noviembre de 2005. Desempeño profesional en Canadian Energy Enterprises CEE Cochabamba Bolivia.L. Cochabamba Bolivia. Ing. Santo André. Cochabamba Bolivia. Área de refinería. Diplomado en tecnología y gestión del petróleo y gas natural. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia. funciones como Supervisor de planta.A. Petroquímica Uniao. En octubre de 2002. Especialización en Espagio de Petroquímica.R. Desde enero 2003 hasta junio 2007 Gerente de Inspección. Empresas Petrobras Bolivia/YPFB Refinación. Sao Pablo Brasil. Cochabamba Bolivia. c) Lic. PETROBRAS Bolivia. Desempeño profesional en Planta FINO. Cochabamba Bolivia.A. Universidad de Mogi das Cruzes.Auditor líder de ISO 9001. En enero de 1990. En noviembre de 1999. Universidad Privada Boliviana. Bolivia S. Taborga Wieler Licenciado en Ingeniería Química. Cochabamba Bolivia. Expositor en el primer congreso mundial de manteniendo realizado en Bahia –Brasil. YPFB Refinación S. En agosto de 2004. De marzo de 2002. Process Burner Fundamentals. Desempeño profesional en el área de Producción de Lubricantes. Universidad Privada Boliviana UPB. medio Ambiente y salud. Desempeño profesional en el área de Producción de Carburantes.A. funciones como Gerente de fiscalización de la nueva Unidad de Regeneración Catalítica.A. Gerente seguridad.A. medio ambiente y salud. YPFB Refinación S. Desde enero de 2013 hasta la fecha. d) Lic. YPFB Refinación S. funciones como Gerente de área de optimización. Msc. TUV Rheinland Argentina S. Cottbus. YPFB Refinación S. Desde octubre de 2007 a marzo de 2010. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba. De noviembre de 2007. Magister en Ingeniería en Gestión de medio Ambiente y recursos naturales (Environmental and Resource Management Brandenbrgische Technische Universitat. Cochabamba Bolivia.A. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia. funciones como Gerente Sectorial. Diplomado en Gestión de petróleo y gas natural. Profesional en el área de seguridad. Desde junio de 2007 hasta enero de 2013. Desde abril de 2010 a diciembre de 2012.Auditor interno de auditorías de gestión integrados según ISO 9001:2000.A. PETROBRAS – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia.Alemania. Desempeño profesional en el área de ingeniería.A. Desempeño profesional en el área de procesos.OHSAS 18001:2007. funciones como Gerente de área de procesos. Universidad Privada Boliviana UPB. Desde enero de 2007 hasta junio de 2007. Desde noviembre de 1999 hasta enero de 2007. Profesional en el Departamento de Gestión y Planificación. En diciembre de 2004. Desempeño profesional en el área de ingeniería. Cochabamba Bolivia. Desde enero de 2013 hasta la fecha. NURC. En mayo de 2001. 33 . PETROBRAS – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia. como encargado de referente y fiscalización en los proyectos mayores que se llevan adelante en YPFB Refinación S. ISO 14001:2004. Juan Manuel Uría Soruco Ingeniería de Producción Universidad Privada Boliviana UPB. Cochabamba Bolivia. – Refinería “Gualberto Villarroel” de Cochabamba Bolivia. En septiembre 2007. YPFB Refinación S. 3. en junio de 2007. se realizó un estudio a través de los elementos vulnerables del área en amenaza.1.4 Identificación de los criterios. la estandarización de los criterios se encuentra en la siguiente sección: 34 . donde se encuentra el árbol de criterios del estudio. 3. se determinaron dos criterios: a) La explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) b) La explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) Para la determinación de la vulnerabilidad. en noviembre de 2004.2. Especialista en evaluación de recursos hídricos. Desempeño profesional como consultor en medio ambiente: evaluación de recursos hídricos y modelamiento de procesos ambientales asistidos por SIG. hasta la fecha. Magíster en ciencias de la geoinformación y observación de la tierra.5 Definición de un “árbol de criterios” el cual representa la jerarquía del objetivo principal. los cuales miden el rendimiento de los objetivos secundarios Para la determinación de la amenaza en la unidad de PDA. Carlos Román Calvimontes Ingeniero agrónomo. Holanda.1. modelamiento y manejo integrado de cuencas.e) Lic. Cochabamba. CLAS-UMSS.2. los objetivos secundarios y los criterios A continuación se presenta un flujograma. Msc. Universidad EARTH. Universidad de Twente. en febrero de 2009. los cuales fueron: a) Población vulnerable b) Infraestructura vulnerable c) Producción vulnerable o pérdida de producción. Costa Rica. PDA. Evaluación de elementos vulnerables (Criterios) Matriz de amenaza Determinar el radio de amenaza por explosión Ecuaciones matemáticas UCVE y BLEVE NO Modelación Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Matriz de Riesgo (A x V).Identificación del área de estudio Obtención de datos y recopilación de información Descripción de la Unidad de PDA Elementos vulnerables Población Identificación del riesgo por explosión NO No hay Riesgo Infraestructura Producción SI ARBOL DE CRITERIOS Identificar el equipo con mayor potencial de explosión en la U.PDA Población vulnerable Explosión BLEVE en la U. BLEVE Producción vulnerable SI Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta EEMC Grupo M Grupo Multidisciplinario Vulnerabilidad máxima Riesgo explosión UCVE Riesgo explosión BLEVE Figura 7.PDA NO No hay Riesgo Matriz de Riesgo (A x V). Definición del árbol de criterios para el análisis de riesgo de explosión de la Unidad de PDA 35 . UCVE EEMC SI Infraestructura Casaca vulnerable SI Modelación NO Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Explosión UCVE en la U. 2. La sobrepresión y la radiación térmica son el efecto de mayor consecuencia de cada explosión. y de igual forma se procedió a establecer una clasificación y color tal como se muestra en el cuadro siguiente: 36 . por proceso. clasificación.25 0.75 1 0 1 2 3 4 Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta 0 Mínima Máxima Color Color Se estandarizaron también los criterios propuestos para la evaluación de la vulnerabilidad. moderada. Cuadro 3.5 0. Al identificar este equipo se obtuvo los datos que se requieren para que según las ecuaciones matemáticas se pueda determinar los grados de sobrepresión para la explosión UCVE y radiación térmica para la explosión BLEVE.25 0.6 Determinación de un método de estandarización por cada criterio Para el análisis de amenaza. El equipo identificado fue el centro de la explosión. Con esta clasificación se pudo obtener un resultado del mapa de amenaza como se enseña en el siguiente cuadro. fue necesario determinar previamente al equipo instrumental con mayor potencial de riesgo de explosión de la Unidad de PDA. a partir del cual se realizaron las estimaciones.5 0. muy alta. baja y ninguna con sus respectivos colores.3. alta. Estandarización. Con los valores obtenidos se realizó la estandarización que varío entre porcentajes de 0 a 1 y se establecieron 5 zonas de clasificación para la amenaza. valoración y color para a) Explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) y b) Explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) Criterio a) Explosión Amenaza 1 UCVE Criterio b) Amenaza 2 Explosión BLEVE Unidad (Bar) Unidad (kw/m2) Sobrepresión Estandarización Valor Clasificación 0 Mínima Máxima Radiación térmica 0 0.1.75 1 0 1 2 3 4 Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Estandarización Valor Clasificación 0 0. con sus valoraciones correspondientes. UCVE y BLEVE. área de Cochabamba.1. de producción vulnerable (en miles de dólares por día) y de infraestructura vulnerable. Estandarización clasificación y color para criterios de vulnerabilidad Criterios 1. Infraestructura 3. Finalmente se consideró al mapa de salida de amenaza y de vulnerabilidad. Los radios de alcance fueron diferentes para cada explosión.5 0. valores de población vulnerable (en cantidad de personas).25 0. Población Vulnerabilidad Unidad Cantidad (u) Costo de inversión de la Obra civil (miles de dólares) 2.75 1 0 0. De este proceso se obtuvo dos mapas de salida o dos mapas de amenaza.5 0. Este último fue dividido en dos: infraestructura de obras civiles (en miles de dólares) e infraestructura de planta de producción (en millones de dólares).7 Asignación de mapas de entrada (Input).25 0. Para hallar el mapa de vulnerabilidad máxima. 37 .75 1 0 0.5 0.5 0. justamente por la diferencia de sus unidades de medición.75 1 Valor 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Clasificación Color Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta Ninguna Baja Moderada Alta Muy Alta 3. En esta sub escena se ubicaron los radios de alcance de ambas explosiones estudiadas. se usaron los datos reales de cada criterio.25 0.2. Producción Inversión de los equipos de producción (millones de dólares) Costo de producción (mil dólares/ día) Estandarización 0 Cantidad mínima Cantidad máxima 0 Costo mínimo Costo máximo 0 Costo mínimo Costo máximo 0 Costo mínimo Costo máximo 0 0. como también las consecuencias derivadas de ellas.25 0. De este análisis se obtuvo el mapa de vulnerabilidad máxima como mapa resultado. Valle Hermoso. para utilizarlos como mapas de entrada para el análisis de Riesgo.75 1 0 0. para cada alternativa El mapa de entrada para el análisis de amenaza fue una sub escena de una imagen satelital Ikonos del año 2012. por lo tanto se realizó un análisis propio de riesgo para cada una.Cuadro 4. . La matriz es el método por el cual la RCBA pondera los niveles de riesgo actualmente. et al.2. Para la designación de pesos se consideraron los efectos y consecuencias en personas.8 Ponderación de criterios en el “árbol de criterios” La ponderación de criterios se estableció con el grupo multidisciplinario. (1999). el cual es producto de la amenaza por la vulnerabilidad.1. Cuadro 5. esta se basa en la definición básica del riesgo. Matrices de riesgo para a) Explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) y b) Explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE).3. El pesado fue plasmado en una matriz de riesgo para cada explosión. 38 . infraestructura y equipos de proceso descritos por LEA (2000) y Casal J. Para ello se hizo una reunión y se prosiguió al estudio de cada criterio para la determinación de los pesos correspondientes. Vulnerabilidad Amenaza a) Matriz Riesgo (UCVE) Baja Moderada Alta Muy alta 1 2 3 4 Baja 1 1 2 3 4 Moderada 2 2 4 6 8 Alta 3 3 6 9 12 Muy Alta 4 4 8 12 16 Vulnerabilidad Amenaza b) Matriz Riesgo (BLEVE) Baja 1 Moderada 2 Alta 3 Muy alta 4 Baja Moderada 1 2 1 2 2 4 3 6 4 8 Alta Muy Alta 3 4 3 4 6 8 9 12 12 16 Riesgo Color Ninguno Bajo Moderado Alto Muy Alto Con estas matrices se obtuvieron los valores de riesgo para cada tipo de explosión. Con los resultados de las ecuaciones. de un metro de resolución espacial. Posteriormente.2.1.3. Básicamente se hizo una revisión a los documentos siguientes: a) Descripción de las Unidades que constituyen el complejo de Lubricantes. Esta información se obtuvo en las oficinas del área de lubricantes y de la biblioteca de la RCBA. infraestructura vulnerable y producción vulnerable). 1997).2 Descripción de la Unidad de Desasfaltado por propano – PDA Se hizo una revisión al proceso industrial y a las fichas técnicas de la unidad de PDA.9 Procedimiento para el cálculo de mapas de amenaza y vulnerabilidad El procesamiento espacial se realizó con el software ILWIS 3.10. b) Procedimientos de trabajo de la Unidad de PDA. Para el mapa de máxima vulnerabilidad el criterio fue considerar el valor máximo de los elementos de vulnerabilidad estudiados (población. Se crearon tablas de atributos llenas de los códigos numéricos de sus características. tablas. Finalmente. del área de Cochabamba. fue re-categorizado según su criterio establecido (e.). Cada elemento vulnerable. el mapa de riesgo fue el resultado del cruce de los mapas de amenaza por la máxima vulnerabilidad. área de producción de Lubricantes. Los mapas fueron categorizados de acuerdo a la explosión UCVE y BLEVE. Para el cálculo del mapa de amenaza se utilizaron las distancias que se obtuvieron como resultado de las ecuaciones matemáticas para la explosión UCVE y BLEVE. infraestructura y producción). Cochabamba. un ambiente SIG especializado en el tratamiento de información geográfica de distinto origen (imágenes. etc. 3. propano (Anexo C). ecuaciones. población vulnerable. c) Flujo grama y plano de la Unidad de PDA con los datos técnicos del proceso industrial (Anexo D). Sobre el mapa de estructuras digitalizado se categorizaron las estructuras de acuerdo a los criterios establecidos. Como mapa de ingreso se utilizó una sub escena de la imagen satelital Ikonos de la gestión 2012. según la estandarización planteada en el estudio.2.3. Valle Hermoso. Inicialmente la sub escena fue geo-referenciada a partir de puntos de control en el terreno. d) Ficha técnica de la sustancia peligrosa. se delimitó el área de la refinería y las distintas estructuras consideradas para el análisis de amenaza. con Datum WGS84. por su parte. para esto se crearon dominios tipo clase con sus respectivas representaciones. se proyectó la misma en sistema de coordenadas UTM.g. 39 . Sobre la imagen procesada. Bolivia (Barrientos y Prudencio. se obtuvieron mapas de distancia. 2.3 Identificación del equipo con mayor potencial de explosión de la Unidad de PDA. por proceso Se creó la matriz para la evaluación de la amenaza con el grupo de especialistas. De los cuales. Se realizaron algunas revisiones y se actualizaron algunos datos técnicos y operativos con el apoyo del supervisor del área de producción de lubricantes. Medio Ambiente y Salud de la RCBA que incluyen medidas de control y acciones a ser asumidas en caso de presentarse incendios y/o explosiones en la refinería “Gualberto Villarroel” (Anexo E). La matriz elaborada considera principalmente dos factores. según los grados de frecuencia Grado de frecuencia Explicación Poco Frecuente 1 vez al año 1 Frecuente 1 vez al mes 2 Muy frecuente 1 vez a la semana 3 Siempre Todos los días 4 40 Valor . se obtuvo información relevante de análisis y modelo de evaluación de riesgos a partir de matrices. 3. RCBA. Plan de emergencia local refinería “Gualberto Villarroel”. se encontraron 9 procedimientos correspondientes a la Unidad de PDA de los 55 procedimientos existentes para todo el sector. Identificación y evaluación de aspectos/impactos y peligros/daños. la probabilidad de un accidente (frecuencia) y la magnitud de impacto (intensidad): Amenaza (Peligro) = Probabilidad * Magnitud La matriz es genérica ya que tiene su base en el fundamento teórico de evaluación de amenaza. Cuadro 6.2.1 Procedimientos de trabajo afines al estudio Se elaboró un listado de los procedimientos de trabajo relacionados al estudio. Análisis preliminar de riesgos (APR´s) en la refinería “Gualberto Villarroel”. de los 47 procedimientos existentes del departamento de Seguridad. de modo que la metodología planteada vaya acorde a los modelos que se utilizan en la RCBA. 3. De igual forma fueron identificados 21 procedimientos de trabajo.e) Procedimientos de trabajo del departamento de Seguridad. la probabilidad de ocurrencia en grados de frecuencia (cuadro 6) y la magnitud de impacto en grados de intensidad de daño (cuadro 7). Para el presente estudio fueron considerados solo 3 procedimientos de trabajo. por lo que puede ser implementada a otras áreas de producción. que incluyen a los sectores productivos de lubricantes. medio ambiente y salud. Valores de probabilidad.2. La matriz analiza por separado a. la sobrepresión generada por la explosión UCVE y la radiación térmica que emite la bola de fuego en una explosión BLEVE. Cuadro 8.Cuadro 7. 3. para este caso uno de los equipos de proceso de la Unidad de PDA. Daño con baja médica difícilmente reparable. Daño con baja médica medianamente reparable. Para ambos casos se estudió el efecto más dañino como es. Matriz para la identificación de Amenaza Intensidad Probabilidad Matriz de Amenaza Amenaza 1 2 3 4 Ninguna 1 1 2 3 4 Baja 2 2 4 6 8 Moderada 3 3 6 9 12 Alta 4 4 8 12 16 Muy Alta Color Para el llenado de la matriz con el grupo de análisis. Las variables requeridas en las ecuaciones fueron las siguientes: 41 . Se usaron las ecuaciones propuestas en marco teórico correspondientes a cada caso.4 Determinación del radio de alcance de la fuente de mayor amenaza por explosión de la Unidad de PDA El análisis de estudio se basó en los dos casos posibles de explosión para la Unidad PDA. Explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) y explosión por vapor de un líquido en ebullición (BLEVE). Valores de magnitud según intensidad de daño Grados de intensidad Explicación Daño sin baja médica fácilmente reparable. Poco Mediano Alto Muy Alto Valor y 1 y 2 y 3 o 4 Es por el análisis de ambas variables que es posible determinar la mayor amenaza del objeto de estudio. se utilizaron los datos técnicos del proceso industrial de la Unidad de PDA. Daño con baja médica fatalidad y no reparable.2. 4.1. es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible. cuando el vapor de agua originado en la combustión se condensa y se la contabiliza.4. para el caso de radiación térmica.1 2.Cuadro 9.4 kg/s s 2. 2.4 El rendimiento de la explosión recomendada para nubes de vapor generada por hidrocarburos es de 0. 2.1 Kg 2. 2. 1993). El volumen de la sustancia inflamable fue hallado con las dimensiones del equipo identificado como fuente de mayor amenaza. Para el presente estudio se consideró el poder calorífico inferior (PCI). es decir que sólo una pequeña parte de la fracción de energía desprendida se convierte en energía mecánica (sobrepresión). El valor del poder calorífico inferior de la sustancia inflamable. La gravedad y la densidad específica fueron proporcionadas en el análisis de cromatografía que se realizó en laboratorio de la RCBA.4 2.4.3 J/Kg Kg Kw/m2 Adimensional Adimensional Adimensional 2. 2. Variables requeridas por las ecuaciones del presente estudio Variables de Fórmula Unidades Ecuación Rendimiento de la explosión (α) Volumen de la sustancia inflamable Calor de combustión (Hc) Masa de combustible (Wc) o peso de la sustancia inflamable (Wf) Calor de combustión de TNT (H) Masa TNT equivalente (W) Constante de radiación térmica (q) Fracción radial Transmisividad atmosférica (Tα) Gravedad específica (G) Tiempo de combustión de la sustancia inflamable Tasa de combustión (m) Duración de bola de fuego (t) (*) Al 75% de rendimiento actual Adimensional m3 J/kg 2.1 2. es la cantidad de calor que entrega un kilogramo (o un metro cúbico de combustible) al oxidarse en forma completa. es la cantidad total de calor desprendido en combustión completa de 1 kg de combustible. sin considerar la parte correspondiente al vapor de agua resultante de la combustión ya que no se produce cambio de fase y el agua de la combustión es expulsada como vapor.1 2. La magnitud del poder calorífico puede variar según como se mida en poder calorífico superior (PCS) y poder calorífico inferior (PCI).03%. El PCI. la mayor parte se convierte en energía luminosa (llamarada) (Berg y Lannoy.4 2. 2.3 s 2. En otras palabras. el cual proporcionó los datos del estudio cromatográfico de la misma (Anexo F y G). El PCS.3 2. Por definición el poder calorífico de un combustible es la cantidad de energía desprendida en la reacción de combustión. se obtuvo a través del laboratorio de la RCBA.4 2. La masa de combustible (Wc) o peso de la sustancia inflamable (Wf) fue calculado con los valores de densidad específica y volumen de la sustancia inflamable. referida a la unidad de masa (o volumen) de combustible. 42 .1.3 2. El calor de combustión del propano se obtuvo con el valor del poder calorífico. Para la variable de transmisividad atmosférica (Tα). este valor se asume para todas las substancias inflamables regulares lo que significa que un 40% de radiación es emitido como calor de combustión en todas las direcciones. debido a que existe un porcentaje aunque mínimo de fricción del aire.26). en donde se graficó el área de mayor impacto determinado en marco teórico. comparando este valor con otros estudios similares. 43 . Para el análisis de infraestructura se revisaron informes correspondientes a los costos de inversión de construcción de obras civiles y de la planta de producción. 1993).5 Modelación del área de alcance de la amenaza de explosión de la Unidad de PDA El área de alcance de la amenaza se determinó con las herramientas del Sistema de Información Geográfica (SIG). 3. según la TNO (1997). la población vulnerable.2. Además.El calor de combustión de TNT (H) y la masa del TNT equivalente (W). 3. Finalmente. para el presente análisis se calculó el tiempo con el factor para un peso menor a 300000 kg. el valor de 0. donde se compara los volúmenes de pérdida de producción en esos días. Para el presente estudio se asumió un valor de 0. la infraestructura vulnerable (de obras civiles y de planta de producción) y la producción vulnerable. se asume un valor de 1 en el caso ideal en el que el aire no opone ninguna resistencia o fricción para transmitir el impacto de una explosión. 3.852*(masa de combustible) 0.4. Los valores que se usaron para la cuantificación de la pérdida de producción por día.7 es el que se asume cuando existen variaciones en la pendiente del terreno. con este valor se halló la tasa de combustión. Para el estudio se asumió un valor de 0.3. Debido a que la empresa conoce la producción diaria por sectores y a menudo se programa paros de planta para el mantenimiento de los equipos.4 para hallar la distancia de afectación para personas por una explosión BLEVE.7.1 Obtención de información para el análisis de los elementos en riesgo La población de la RCBA se cuantificó con los datos del personal de trabajo.3 Determinación de la vulnerabilidad total con los elementos en riesgo de la RCBA Se evaluaron tres elementos vulnerables de la Refinería de Cochabamba. La constante de radiación térmica (q) es un valor otorgado por la ecuación 2. El tiempo de combustión fue hallado por la siguiente expresión (t=0. La fracción radial del calor de combustión varía entre 0 a 0. el restante 60% se disipa principalmente en forma de humo y ondas de sonido (Berg y Lannoy. son valores conocidos por la RCBA. la duración de la bola de fuego fue calculada a partir del peso de la sustancia inflamable. que es la velocidad que dura la sustancia inflamable en consumirse. como indica la ecuación 2. son valores teóricos del método del TNT equivalente para estimación de explosiones de nubes de vapor no confinadas.4. clasificado por el sector donde trabaja.4. por la humedad relativa del ambiente o por los gases o vapores que están dispersos en el aire. etc. cambio de turno en los vestidores o ausencia por permiso. Esta consideración puede variar dependiendo la movilidad de las personas a otros sectores de planta. almuerzo en el comedor. se consideró el caso de un escenario desfavorable. se decidió realizar dos análisis por separado. por razones como. del programa ILWIS 3. Para la evaluación de la infraestructura. 44 .2 Estandarización y valoración de criterios de vulnerabilidad Con la información obtenida se procedió a hacer la estandarización y valoración propuesta en el árbol de criterios.10. según el método de EEMC que se empleó en el presente estudio. Se hizo un primer análisis a la infraestructura de obras civiles y en un segundo análisis a la infraestructura de la planta de producción. 3. Debido a que el primero se evalúa en miles de dólares de inversión y el segundo en millones de dólares de inversión.3.3.Los datos fueron proporcionados por las oficinas administrativas y el departamento de ingeniería de la RCBA. En el análisis de la cantidad de población posiblemente afectada. suponiendo que todo el personal se encuentra en el lugar de trabajo al momento de suceder la explosión. reuniones en la sala o auditorio. Una vez obtenidos los datos se procedió al análisis y estandarización de datos según el análisis espacial multicriterio. se encuentran a detalle en el anexo H. Producción vulnerable pérdida de producción o Costo Mil $/día Sin Riesgo 0 0 Riesgo Bajo 1 1 – 120 Riesgo Moderado 2 >120 – 240 Alto Riesgo Muy Alto Riesgo 3 4 >240 – 360 >360 Los valores estandarizados para población vulnerable. Infraestructura de planta de producción vulnerable Costo $ millón Sin Riesgo 0 0 Riesgo Bajo 1 1 – 22. 45 . Estandarización y valoración de los criterios de vulnerabilidad Criterio Valor N° 1. Población vulnerable Unidad Cantidad de personas Sin Riesgo 0 0 Riesgo Bajo 1 1–6 Riesgo Moderado 2 >6 – 12 Alto Riesgo Muy Alto Riesgo 3 4 >12 – 18 >18 N° 2. infraestructura vulnerable (obras civiles y planta) y producción vulnerable.Cuadro 10.5 – 45 Alto Riesgo Muy Alto Riesgo 3 4 >45 – 67. Infraestructura civiles vulnerable de obras Costo $ mil Sin Riesgo 0 0 Riesgo Bajo 1 1 – 300 Riesgo Moderado 2 >300 – 600 Alto Riesgo Muy Alto Riesgo 3 4 >600 – 900 >900 N° 3.5 N° 4.5 Riesgo Moderado 2 >22.5 >67. 46 . que hace referencia al uso de equipos diariamente de esta Unidad. En la descripción del proceso de la Unidad de PDA.1 Determinación del área de alcance por explosión en la Unidad de PDA – RCBA 4. bajo estas características puede suceder una explosión expansiva por vapor de líquido en ebullición (BLEVE). sin intervenciones.89 D – 501 30 9.bar - -%- T – 501 140 60 615 43.11 75 Cuadro 12. Cuadro 11.02 Se observó que ambos equipos utilizan en su proceso temperaturas elevadas y ambos son equipos presurizados. D-503.501) de la Unidad de PDA Equipos Longitud Diámetro Calculo de Volumen . Por lo tanto. Por lo tanto. para la identificación de la fuente de mayor amenaza. D-502.914 7. mientras mayor es el peso del propano mayor es el radio de alcance causado por una explosión. Parámetros fisicoquímicos del acumulador (D-501) y la torre (T-501).144 6 1. se hizo la evaluación comparativa solo entre el acumulador (D–501) y la torre (T–501).Capítulo 4: Resultados 4. y en menor cantidad en los demás equipos (T-502. Equipos Temperatura Rendimiento de operación Presión -F- .42 100 D – 501 110 43. se observó que el propano se encuentra en mayor cantidad en el acumulador (D – 501) y en la torre de discos rotatorios (T.1 Identificación del equipo de mayor amenaza por explosión por proceso. Dimensiones del acumulador (D-501) y la torre (T.m3 - T – 501 39. T-503.3 219 16.829 24. se encuentran en el cuadro 11 y las dimensiones de los mismos en el cuadro 12. de la Unidad de PDA Se identificó que todos los equipos de la Unidad PDA funcionan continuamente. de la Unidad de PDA. Los parámetros fisicoquímicos del proceso industrial de la Unidad PDA. D-505). según el cuadro 6 descrito en metodología.C- -Psig - .pies - -m- . se consideró un valor de 4 para la frecuencia. según las formulas descritas en marco teórico.1. T-504.014 3 0.4 12. El volumen fue utilizado para el cálculo de la cantidad de peso del propano.pies - -m- .501). La magnitud del impacto fue obtenido por los parámetros fisicoquímicos de los equipos de la Unidad de PDA. para la Unidad de PDA. descritos en marco teórico. calculados por el método TNT equivalente.1 Radio de alcance de la explosión por nube de vapor no confinada – UCVE Los valores utilizados para determinar el radio de alcance a partir del acumulador D – 501.1. mostró el siguiente resultado: Cuadro 13. valores y unidades para el cálculo del radio de alcance para una explosión UCVE Variables de la Ecuación Valores Unidades Rendimiento de la explosión (α) Masa de combustible (Wc) Calor de combustión (Hc) Masa TNT equivalente (W) Calor de combustión de TNT (H) Volumen D .501 (V)* (*) Al 75% de rendimiento actual 0.02 18. se encuentran los grados de sobrepresión generados en la explosión UCVE. a diferentes distancias desde el acumulador (D. 4. se calculó la energía generada por las explosiones UCVE y BLEVE.03 9175.56 4.501 (V) Volumen D .00E+07 2985. que resultaron de la matriz de amenaza. según el cuadro 7.15%.04 5.501) en 67. este equipo podría ocasionar un grado de explosión de mayor impacto. Por lo tanto. Finalmente.02 Adimensional Kg J/kg Kg J/Kg m3 m3 En el cuadro 15.501): 47 . Equipos Frecuencia Intensidad Peligro T -501 D -501 4 4 3 4 12 16 En consiguiente. 4.60E+06 24.501) como la fuente de mayor amenaza.2 Radio de alcance de la explosión de la Unidad de PDA Con los valores de cromatografía gaseosa y las dimensiones de los equipos de la Unidad de PDA.2. se observan en el cuadro 14: Cuadro 14.1. los valores de frecuencia y magnitud.En el cuadro 12. Con los valores hallados se identificó el grado de intensidad. Variables de las ecuaciones. se observa que el volumen de propano es mayor en el acumulador (D – 501) que en la torre de discos rotatorios (T. se consideró al acumulador (D. para ambos equipos de la Unidad PDA. Resultado de la matriz de amenaza. a partir del cual se analizó la explosión UCVE y la explosión BLEVE. 25 120 8. fueron diferenciados de los demás debido a que en literatura se conocen las consecuencias y los efectos que éstos causan en las personas. 48 . Casal J.77 0.94 0.83 0.89 0.055 340 23. Valores de sobrepresión (bar).33 0.35 100 6.28 0.20 140 9.17 0.39 >6 40 2.2. et al.Cuadro 15.45 0.39 27.060 320 22.07 260 18.06 0. 4.10 200 13.08 240 16. Los valores de sobrepresión seleccionados del cuadro 15.17 160 11. 1999).2 Radio de alcance de la explosión expansiva por vapor de un líquido en ebullición – BLEVE Los valores utilizados para calcular el radio de alcance de una explosión por BLEVE se muestran en el cuadro 16.050 380 400 26.060 300 20.22 0.56 0.50 0. según distancia del centro de la explosión UCVE Distancia normalizada Sobrepresión -m- -m Kg-1/3 -bar- 20 1.67 0.60 80 5.12 180 12..065 280 19.72 0. 2003.1. en la infraestructura y en los equipos de proceso (Sierra.350 Distancia 0.61 0.11 0.60 60 4.055 360 25.250 Se observa que el grado de sobrepresión es mayor en el centro de la explosión y que disminuye a medida que se aleja del centro de la explosión.00 0.78 1.09 220 15. 49 .7 5. Variables de la ecuación.501 (V)* Peso sustancia inflamable (Wf) Duración de bola de fuego (t) Tiempo de combustión de la sustancia inflamable (T) Tasa de combustión (m) (*) Al 75% de rendimiento actual Valores 5 0.00E+07 0.5093 24.02 18.14 S 1004.4 kg/s Los cálculos de radiación térmica obtenidos para una explosión BLEVE.02 9175.Cuadro 16.42 Unidades Kw/m2 Adimensional Adimensional J/kg Adimensional m3 m3 Kg S 9.501 (V) Volumen D . se encuentran en el cuadro 17.4 0.04 9. valores y unidades para obtener el radio de alcance de la explosión por BLEVE Variables de la Ecuación Constante de radiación térmica (q) Fracción radial (R ) Transmisividad atmosférica (Tα) Calor de combustión (P) Gravedad específica (G) Volumen D . generada a partir del acumulador D – 501. porque de ellos se conocen las consecuencias y los efectos en las personas. infraestructura y equipos de proceso (Lea.14 200.14 9.Cuadro 17. 1999).14 9.14 -Kw/m2 436. Casal J. El mapa resultado para la explosión por nube de vapor no confinada (UCVE) se enseña a continuación: 50 .. por explosión BLEVE a) Cálculo de distancia.00 75 136 167 170 173 211 250 9.3 Modelación del área de amenaza de la Unidad de PDA Las herramientas del Sistema de Información geográfica. Valores de radiación térmica (kw/m2) a diferentes distancias desde el centro de la explosión para a) personas b) infraestructura y equipos de proceso.14 9. según radiación térmica constante (5 kw/m2) para estimar consecuencias en personas. se observa que los niveles de radiación disminuyen a medida se aleja del punto de ignición.5 La radiación térmica generada en una explosión BLEVE es mayor cerca al centro de la explosión.00 37. 4. ecuación 2.50 25. Radiación térmica(*) Duración de bola de fuego (t) .00 40. 2000.Kw/m25 -s9.00 60. Los valores de radiación térmica seleccionados en el cuadro 17 fueron diferenciados de los demás.00 38. para estimar consecuencias en infraestructura y equipos de procesos.1.14 9.3 Distancia Tiempo de combustión de la sustancia inflamable (T) Radiación térmica -m50 53 -s9.14 9. et al. permitieron clasificar el área de estudio en cuatro círculos concéntricos.00 12.14 9. con eje en el acumulador D-501 como centro de la explosión.00 400.14 9.4. ecuación 2.42 (*)A radiación térmica constante Distancia -m270 b) Cálculo de radiación térmica (kw/m2) según la distancia. Mapa de amenaza por explosión de nube de vapor no confinada (UCVE) 51 .Figura 8. Amenaza alta de 0.La explosión UCVE presenta una amenaza muy alta a 0. Amenaza moderada de 0.10 bar de sobrepresión desde los 140 m de radio de alcance hasta los 180 m.35 bar de sobrepresión que se despliega desde el centro de la explosión. Los radios de alcance de la radiación térmica generada por la explosión BLEVE.05 bar de sobrepresión.17 bar de sobrepresión. es la siguiente: 52 . desde los 180 m de radio hasta los 360 m. desde los 80 m de radio de alcance hasta los 140 m. Amenaza baja desde 0. hasta un radio de alcance de 80 m. Finalmente se observa que no existe amenaza a una distancia mayor a 360 m desde el acumulador (D – 501) de la Unidad PDA. Mapa de amenaza por explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) 53 .Figura 9. mostró una amenaza muy alta de 400 km/m2 de radiación térmica. Amenaza alta de 37. 54 .La radiación térmica de una explosión por BLEVE. la valoración y la estandarización correspondiente con la que se trabajó con las herramientas de sistemas de información geográfica. que se despliega desde el centro de la explosión hasta los 53 m de radio de alcance. Amenaza moderada de 12. 4. Los datos. se pueden observar a detalle en el anexo H.5 km/m2 de radiación térmica desde los 53 m de radio de alcance hasta los 173 m.1 Población vulnerable El estudio de la población vulnerable de la refinería se puede observar en la figura 10.2. Amenaza baja de 5 km/m2 de radiación térmica desde los 250 m de radio de alcance a 270 m y finalmente un área fuera de amenaza con una radiación térmica menor a 5 km/m2 desde un radio de alcance mayor a 270 m del acumulador (D – 501) de la Unidad PDA.5 km/m2 de radiación térmica desde los 173 m de radio de alcance hasta los 250 m.2 Determinación de la vulnerabilidad total de los elementos en riesgo de la Unidad de PDA 4. 55 . Captura de ventana de la población vulnerable de la Refinería de Cochabamba.Figura 10. 2. los vestidores y ambientes de uso general. El comedor. 4.1 Vulnerabilidad de las obras civiles La vulnerabilidad de las obras civiles. se enseña a continuación: 56 . al sector de blending y también a las plantas de lubricantes y carburantes. al departamento de seguridad. debido a que el personal de trabajo que transita por estas áreas lo hace para disponer o depositar materiales. al departamento administrativo.2. El área de menor vulnerabilidad representada por el color verde.2 Infraestructura Vulnerable El costo de infraestructura de obras civiles estimado en miles de dólares y el costo de infraestructura de planta de producción estimado en millones de dólares. donde se encuentran de 6 a 12 personas. Las áreas de vulnerabilidad alta de color naranja. de tornos y de soldadura. medio ambiente y salud. Se observa de este color a las oficinas de almacenes. Se observa de este color a los talleres de mantenimiento industrial.El área de mayor vulnerabilidad representada de color rojo. Con estos valores y con las herramientas SIG se elaboró los grados de vulnerabilidad de la infraestructura invertida en la RCBA. De este color se observan los galpones de almacenes y transportes. eléctrico. el área de tanques de lubricantes y carburantes. Se observa de este color a los galpones de lubricantes terminados y envasado de productos. fueron multiplicados por un factor para conservar la confidencialidad de los datos de la empresa. tiene una concentración baja de 1 a 6 personas. y a las oficinas de laboratorio.2. Las áreas de color amarillo representan a una vulnerabilidad moderada. a las oficinas de servicios técnicos e ingeniería y a las salas de control de lubricantes y carburantes. estos ambientes son ocupados por algunas horas y por otras horas están completamente vacíos. 4. representa a los ambientes habitados con 12 a 18 personas. describe a los ambientes que están habitados por un número mayor a 18 personas. este detalle se encuentra en el anexo H. han sido considerados como ambientes de menor vulnerabilidad. debido a que durante la jornada de trabajo. . 57 .Figura 11. Captura de ventana de la infraestructura de obras civiles vulnerables de la Refinería de Cochabamba. a las oficinas de sanidad y seguridad. Se observa entre ellos al taller de soldadura. Se observa entre ellos a los galpones de almacenes.2.Las obras civiles con vulnerabilidad baja se observan de color verde. industrial. cubierta. está valorada por encima de los 900 miles de dólares. La obra civil con vulnerabilidad alta representada por el color naranja. están valorados entre 300 a 600 miles de dólares.2. de transportes y la obra civil de las plantas de producción de lubricantes y carburantes (muros. está valorada entre 600 a 900 miles de dólares. Finalmente la vulnerabilidad más alta representada de color rojo. etc. en la edificación civil de 4 pisos de las oficinas de servicios técnicos. Los ambientes de vulnerabilidad moderada se observan de color amarillo. medio ambiente y salud y finalmente a los tanques de lubricantes y carburantes. al sector de envasado de productos terminados y al despacho de productos terminados.2 Vulnerabilidad de la planta industrial La vulnerabilidad de la planta industrial. 4. se enseña en la siguiente imagen: 58 .). valoradas entre 1 a 300 miles de dólares. mecánico y de tornos. cimiento. de blending. Se encuentra entre ellos a los talleres de mantenimiento eléctrico. Figura 12. Captura de ventana de la infraestructura de planta de producción vulnerable de la Refinería de Cochabamba 59 . los valores y la estandarización correspondiente se los puede observar ver a detalle en el anexo H. 60 . La mayor vulnerabilidad representada por el color rojo. como se puede ver algunos sectores de producción de carburantes y de servicios técnicos. valorada entre 45 a 67 millones de dólares. sin embargo los valores fueron multiplicados por un factor. ocasionando el paro de la producción. Vacio I y II. sanidad. El sector industrial en color naranja representa a la vulnerabilidad alta. toda la producción será indirectamente afectada. Desparafinación por Mek – Tolueno. Entre ellos.2.El sector industrial de lubricantes terminados de color verde representa una vulnerabilidad baja valorada entre 1 a 25 millones de dólares. entre otros. laboratorio. se refiere para el estudio a las plantas de lubricantes y carburantes) y los diferencia de aquellos no productivos (departamento administrativo. La vulnerabilidad de la pérdida de producción (mil dólares por día). Furfural). 4. la planta de Carburantes (sector de crudo y Platforming) y una parte de la planta de servicios técnicos. se encuentra la planta de lubricantes (Hidroterminado.3 Producción Vulnerable Las plantas de refinación se manejan bajo una cadena de producción constante. Los datos.). Cuando una parte de la cadena para. para conservar la confidencialidad de los datos de la empresa. está valorada en más de 67 millones de dólares. Figura 13. 61 . Captura de ventana de la producción vulnerable o pérdida de producción en la Refinería de Cochabamba. galpones de envasado de productos terminados y la sala de control de lubricantes. infraestructura y producción. se observan de color rojo. Se puede observar a otros sectores productivos con alta vulnerabilidad. Finalmente con los 3 elementos de vulnerabilidad descritos. aplicando el método EEMC. 62 . entre ellos se encuentran los tanques de almacenamiento para lubricantes y carburantes. Hidroterminado. Desparafinación por Mek – Tolueno. valorados entre 240 a 360 mil dólares/ día con el color naranja.Los sectores de la planta con mayor vulnerabilidad valorada en más de 360 mil dólares/día. valorados entre 1 a 120 mil dólares/ día de color verde. Vacio I y II. fue hallado el mapa de vulnerabilidad máxima del área de estudio. entre ellos se encuentra a la planta de Lubricantes (Desasfatado por propano. Furfural) y a un sector de la planta de Carburantes (Unidad de Crudo y Platforming). Se observan algunos sectores de lubricantes. población. Figura 14. Mapa de vulnerabilidad máxima de la Refinería de Cochabamba. 63 . los talleres de mantenimiento.1 Riesgo por explosión de una Nube de vapor no confinada UCVE. Furfural y Tanques de lubricantes).3 Determinación del área de riesgo por explosión de la Unidad de PDA. de la Refinería de Cochabamba (RCBA) 4. se puede observar que las áreas de producción de lubricantes (Desasfatado por propano. en la Unidad de PDA El mapa de riesgo resultante de la evaluación EMC. 4. los galpones de almacenamiento y los tanques de almacenamiento de productos. Vacio I y II. Hidroterminado. para el riesgo por explosión UCVE. carburantes (Unidad de Crudo y Platforming) y servicios técnicos se encuentran diferenciadas por el color rojo por ser aquellas las más vulnerables comparadas con otros sectores como.En el resultado de la evaluación EMC. es como se observa a continuación: 64 . Es decir que en las áreas de color rojo se concentran los valores más altos de los elementos vulnerables estudiados por separado. Desparafinacion por Mek – Tolueno.3. Figura 15. Mapa de Riesgo por explosión de una Nube de vapor no confinada (UCVE) 65 . no es un octágono perfecto. infraestructura y equipos de procesos. sin embargo no es así porque el riesgo que observamos se debe a la combinación de la amenaza por la vulnerabilidad. ya que si predominara la amenaza seguramente habríamos obtenido octágonos perfectos. Se observa que el área de mayor riesgo de color rojo. 66 . las personas. En el cuadro 18. también se puede ver algunas zonas con riesgo moderado dentro de la zona de alto riesgo de color naranja. Vacio I y II. se describen los efectos y consecuencias en. Desparafinacion por Mek – Tolueno). los cuales alcanzan una distancia de 140 m desde el centro de la explosión.En el mapa se observa a la zona de mayor riesgo de color rojo y a la zona de riesgo alto de color naranja. Es por ello que se pueden apreciar estas diferencias. Se observa también una franja delgada de riesgo moderado de color amarillo. desde los 180m hasta los 360 m de radio de alcance. Ambas explicaciones se deben al árbol de criterios creado para el estudio. desde los 140 m hasta los 180 m de radio de alcance y una franja extensa de bajo riesgo de color verde. Se observa que el área de mayor riesgo contempla toda el área de producción de lubricantes (Desasfatado por propano. para las zonas de riesgo. Hidroterminado. 67 . se observan daños mayores e irrecuperables hasta los primeros 80 m de radio de alcance. Umbral de rotura un 75% del tímpano 0.. (.bar - Infraestructura . se observa que a una distancia igual a 360 m los efectos son menores y reparables y a una distancia mayor a 360 m ya no se observan daños.Cuadro 18. de casas en un 50% 0.-) Umbral de intervención.m (de radio) - 80 Mortalidad por hemorragia pulmonar. Muy alto 0.05 >360 0 ( 0 . infraestructura y equipos de proceso en una explosión UCVE.. La sobrepresión disminuye a medida que se aleja del centro de la explosión.35 Alto Moderado Bajo 0.. Ninguno ˂0. (. Destrucción auditivo.17 140 Afectación a la caja Daños estructurales pulmonar y al conducto importantes. y límite verse afectadas por daños máximo de proyección de indirectos.-) Umbral máximo riesgo.10 180 Posible afectación a la caja Daños graves pulmonar y al conducto reparables.-) Umbral de alerta La sobrepresión generada en la explosión UCVE. Destrucción auditivo. desplazamiento del Destrucción de casas en cuerpo. rotura de vidrios Las personas pueden en un 90%. fragmentos. Golpes por Daños irrecuperables.05 360 Daños estructurales menores. es muy alta cerca del centro de explosión. parcial de muros. Descripción de los efectos y consecuencias en las personas. desde el acumulador D-501 de la Unidad de PDA Efectos y consecuencias a Riesgo Sobrepresión Distancia Personas . . en esa área pueden atender a la emergencia utilizando equipos de protección personal contra incendios. La zona de intervención para personal brigadista o de rescate. es desde los 80 m hasta los 140 m de radio. A partir de los 360 m de distancia las personas se encuentran en un área libre de riesgo. Los resultados serían los siguientes: .1 millones $ y 75 millones $. Si para el análisis se considera solamente las consecuencias mayores e irreparables. hasta los 140 m de radio. La pérdida de infraestructura de obras civiles y planta de producción asciende a una suma de 10.Una pérdida de producción de 990 mil $/ día. es desde los 180 m de radio de distancia.2 Riesgo por explosión de vapor de un líquido en ebullición BLEVE. Se puede advertir lo siguiente: el umbral de máximo riesgo (línea de color rojo). es el siguiente: 68 . y un monto de pérdida de producción que asciende a un total de 2.3. de las zonas que están entre muy alto y alto riesgo.Una población de 159 personas afectadas con daños directos. La zona de alerta a partir de la cual las personas pueden percibir el riesgo sin efectos dañinos. Las consecuencias cuantificables se estiman en una población de 270 personas afectadas por daños directos e indirectos.28 millones $/ día. es decir.Al observar los umbrales establecidos por Sierra (2003).501. en la Unidad de PDA El mapa de riesgo según la evaluación EMC. un 43% del total afectado por la explosión. dentro de esta área el daño es muy alto o fatal para las personas. un 59% del total afectado . un 48% y un 27% del total afectado. 4.Una pérdida de infraestructura de obras civiles y planta de producción.575 millones $ y 278 millones $ por costo de inversión. para el riesgo por explosión BLEVE a partir del acumulador D. señalado por líneas punteadas abajo del cuadro 18. de 5. se encuentra desde el centro de la explosión hasta los 80 m de radio de alcance. Mapa de Riesgo por explosión de vapor de un líquido en ebullición (BLEVE) 69 .Figura 16. se observa que dentro de estas zonas existen áreas del riesgo moderado de color amarillo. Las tres zonas llegan a alcanzar una distancia de 250 m de radio. se describen los efectos y consecuencias en personas. Esto se debe al árbol de criterios. las zonas de muy alto y alto riesgo de color rojo y naranja no son octágonos perfectos. En el cuadro 19. Al igual que en la explosión UCVE. 70 . si el riesgo se debiera solo a la amenaza seguramente se observarían octágonos perfectos.En el mapa se observa a la zona de mayor riesgo de color rojo. infraestructura y equipos de procesos. Se observa una franja delgada de bajo riesgo de color verde a una distancia de 250 m a 270 m de radio de alcance desde el centro de la explosión. el cual realiza un análisis entre la mayor amenaza y la mayor vulnerabilidad para determinar el grado de riesgo. desde el centro de la explosión. y a partir de 270 m se observa la zona libre de riesgo. esta última de gran extensión. para las zonas de riesgos determinadas en el mapa 16. a la zona de alto riesgo de color naranja y a la zona de riesgo moderado de color amarillo. -) Umbral de alerta La radiación térmica es muy alta cerca del centro de la explosión. Energía mínima para encender madera a larga 1% de muertes en 1 exposición. La radiación térmica 71 .m (de radio) - ≥400 37.5 53 173 250 Personas Infraestructura Es la máxima radiación 100% de muertes en 1 tolerable por una pared de minuto ladrillos. colapso de estructuras. en una explosión BLEVE desde el acumulador D-501 de la Unidad de PDA Riesgo Muy alto Alto Moderado Efectos y consecuencias a Radiación térmica Distancia .Kw/m2 - . Quemadura de primer grado a exposición mayor a 40 segundos.Cuadro 19. recubrimiento de plástico en cables eléctricos.. Suficiente para causar daños 100% de muertes en 1 a equipos de proceso y minuto. Descripción de los efectos y consecuencias en las personas. (. (. 0% muertes. Daños a equipos de instrumentación.5 12. infraestructura y equipos de proceso. a exposición mayor Sin daño de 20 s. 0 0 . Bajo 5 270 Ninguno ˂5 >270 ( Suficiente para causar dolor. se puede observar que los daños son mayores e irreparables hasta una distancia de 173m de radio de alcance.. Ignición de minuto..-) Umbral máximo riesgo.-) Umbral de intervención. La línea punteada color naranja es la zona de intervención que indica que el personal brigadista puede permanecer desde los 173 m hasta los 250 m de radio de alcance.075 millones $ y 278 millones $ por costo de inversión y una pérdida de producción de 2. En caso de considerar solamente las consecuencias mayores e irreparables. ya que a una distancia igual a 270 m los efectos son menores y reparables.Una pérdida de producción de 1. un 95% del total afectado. un 94% y un 78% del total afectado. alto y moderado. Las consecuencias mostraron los siguientes valores cuantificables. en la cual los efectos y consecuencias son mayores. El área de alerta se encuentra entre los 250 m hasta los 270 m de radio de alcance. así como lamentables consecuencias en las personas expuestas dentro del área de impacto. . un 78% del total afectado por la explosión. Se concluye en que ambas explosiones ocasionarían pérdidas irreparables o irrecuperables en infraestructura y equipos de proceso. en esta zona las personas pueden percibir el riesgo sin tener efectos dañinos y a partir de una distancia mayor a los 270 m las personas se encuentran en un área libre de riesgo. y a una distancia mayor a ésta ya no se registran daños.56 millones $/ día. una población de 243 personas afectadas por quemaduras a diferentes profundidades o fatalidad. con las siguientes consecuencias cuantificables: 72 . hasta una distancia de 360 m y 270 m. es decir que dentro de esta zona el daño será muy alto o fatal para las personas. Se observa que la explosión UCVE tiene una onda mayor de alcance. los resultados son los siguientes.Una pérdida de infraestructura de obras civiles y planta de producción. El área delimitada por el umbral de máximo riesgo. atendiendo la emergencia utilizando equipos de protección personal contra incendios.Una población con 232 personas con quemaduras hasta de tercer grado de profundidad o fatalidad. El umbral de máximo riesgo determinada por la línea punteada color rojo. . se extiende hasta una distancia de 80 m y 173 m para la explosión UCVE y BLEVE. considerando el área hasta una distancia de 250 m. A partir de estas distancias se establece el área libre de riesgo para ambas explosiones. La pérdida de infraestructura de obras civiles y planta de producción que asciende a una suma de 9. es decir. de 9. Capítulo 5: Conclusiones El radio de alcance de la explosión UCVE y la explosión BLEVE se expande desde el acumulador de propano D-501 (origen de la explosión). se encuentra desde el centro de la explosión hasta los 173 m de radio de alcance. entre las zonas de riesgo muy alto.disminuye a medida que se aleja del centro de la explosión.075 millones $ y 218 millones $. . sin embargo las consecuencias causadas por la sobrepresión de la explosión UCVE no son tan perjudiciales en comparación con las consecuencias que ocasiona la radiación térmica de la explosión BLEVE.01 millones $/ día. Se estableció el área en la cual los grupos de atención al incidente puedan permanecer con equipos de protección personal contra incendios. Un daño difícilmente reparable o irrecuperable con un costo de 5 millones de $ para infraestructura de obras civiles y 75 millones de $ para equipos de proceso y la pérdida de producción de 990 mil $/día. está delimitada por el umbral de intervención. de Lubricantes. Un daño difícilmente reparable o irrecuperable con un costo de 9 millones de $ en infraestructura de obra civil y 218 millones de $ en equipos de proceso y la pérdida de producción de 1. para la explosión BLEVE. vulnerabilidad y riesgo. el objetivo de analizar el mismo. para fines de estudio de la gestión de riesgo de procesos en la Refinería Gualberto Villarroel de Cochabamba. golpes por sobrepresión o rotura de tímpano. sean fortalecidos con el fin de minimizar las consecuencias que genera un evento indeseable de esta magnitud. para ambas explosiones. 73 . para la explosión UCVE.5 millones de $/día. Finalmente se evidenció la aplicabilidad de las herramientas SIG.- Un total de 159 personas expuestas a fatalidad por hemorragia pulmonar. infraestructura y equipos de proceso. desde los 80 m hasta los 140 m para la explosión UCVE y desde los 173 m hasta los 250 m para la explosión BLEVE. es desde los 140 m hasta los 360 m para la explosión UCVE y desde los 250 m hasta los 270 m para la explosión BLEVE. El análisis de riesgo determinó los efectos y consecuencias en la población. El área donde la población puede percibir daños indirectos menores o daños reparables en la infraestructura. El presente estudio planteó una metodología y utilizó los datos y las ecuaciones descritas en marco teórico. es el de sentar las bases para la toma de decisiones desde un enfoque preventivo. Si bien los resultados del análisis de riesgo son alarmantes. delimitado por el umbral de alerta. - Un total de 250 personas expuestas a quemaduras de hasta tercer grado o fatalidad. ya que existe otro porcentaje que también es afectado por efectos indirectos en las personas y daños menores o reparables en la infraestructura. ante tales eventos indeseables ocasionados desde el acumulador de propano D-501 de la Unidad de PDA. a través del análisis y generación de mapas de amenaza. de esta manera se espera que los planes de emergencia y contingencia de riesgos. para que pueda ser replicado a otras áreas de estudio de la Refinería. Estos resultados son un porcentaje del total afectado. UK.pdf. España. en 21 de octubre de 2012. Soluciones prácticas ITDG. Peru . (1993).BIBLIOGRAFÍA AICHE. Manual de Ilwis versión 3.gob. Editor Dirección general de protección civil. Recuperado en: http://es. BSI (1995)..gexconus.A. London.com/doc/PDF%20files/GexCon_Blast_final. Miñana A. IEC 300-3-9: 1995). 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