Análisis de Riesgos del Sistema de Almacenamiento de Gas LP en Le Cordon Bleu de la Universidad Anáhuac Sur.

Fecha: 30 de octubre de 2024

Autor: Jose Rafael Moya Saavedra

 

 

 

 

 

Índice

•         Objetivo

•         Introducción

•         Desarrollo

•         Descripción del Sistema

•         Identificación de Peligros (Metodología "¿Qué pasa si?"Hazop)

•         Descripción de Escenarios

•         Jerarquización de Riesgos

•         Simulación (ALOHA)

•         Conclusiones

 

 

1. Objetivo

El objetivo de este análisis es identificar, evaluar y jerarquizar los riesgos asociados al almacenamiento y uso de cuatro tanques estacionarios de Gas LP en Le Cordon Bleu de la Universidad Anáhuac Sur. Para ello, se emplearán las metodologías “¿Qué pasa si?” para la identificación preliminar de peligros, el análisis HAZOP (Hazard and Operability Study) para el estudio detallado de desviaciones en las operaciones, y la simulación con el software ALOHA para modelar escenarios de fuga, incendio o explosión. Este análisis permitirá desarrollar medidas preventivas y correctivas que mitiguen los peligros potenciales y garanticen la seguridad de las instalaciones y del personal.

 

2. Introducción

El Gas LP (Licuado de Petróleo) es una de las fuentes de energía más utilizadas en entornos industriales y comerciales, debido a su eficiencia y versatilidad. Sin embargo, su naturaleza inflamable y los riesgos asociados a su manejo requieren estrictos controles de seguridad, especialmente en sistemas de almacenamiento estacionarios, como los que se utilizan en Le Cordon Bleu de la Universidad Anáhuac Sur. La presencia de tanques de gas LP en proximidad a áreas de trabajo y cocinas industriales conlleva la necesidad de evaluar y gestionar los riesgos para evitar incidentes que puedan poner en peligro la integridad de las personas y las instalaciones.

Este análisis de riesgos se enmarca en un contexto donde el almacenamiento de sustancias inflamables, como el gas LP, está regulado por normativas nacionales e internacionales, incluyendo la NOM-002-STPS-2010 sobre las condiciones de seguridad para la prevención y protección contra incendios, y la NOM-004-SEDG-2004 que establece los requisitos de seguridad para sistemas de almacenamiento de Gas LP. Estas regulaciones obligan a las organizaciones a implementar medidas de seguridad adecuadas, basadas en una evaluación de los riesgos inherentes al manejo de estos gases.

En este análisis, se emplearán diversas metodologías para identificar, evaluar y jerarquizar los riesgos. La metodología "¿Qué pasa si?" se utilizará para realizar una identificación preliminar de peligros potenciales relacionados con el sistema de almacenamiento y distribución de gas LP. Posteriormente, se aplicará el análisis HAZOP (Hazard and Operability Study), que permite un estudio más profundo de las posibles desviaciones en los nodos críticos del sistema. Por último, se modelarán los escenarios de fugas, incendios o explosiones utilizando el software ALOHA, con el fin de simular las posibles consecuencias de los eventos peligrosos y sus áreas de impacto.

A través de la combinación de estas herramientas, se busca desarrollar un análisis integral que no solo permita identificar y jerarquizar los riesgos, sino también proponer medidas de mitigación que mejoren la seguridad de las instalaciones, reduciendo el potencial de incidentes que afecten al personal y a la infraestructura.

 

3. Desarrollo

3.1. Descripción del Sistema

El sistema está compuesto por cuatro tanques estacionarios de Gas LP, marca TACSA con una capacidad de 961 litros cada uno y números de serie M-1990, M-1991, M-2055, y M-2053, todos del año 2006. Estos tanques suministran gas a 47 estufas, 4 hornos, 1 salamandra y 1 secadora en la cocina de Le Cordon Bleu, ubicada en la Torre III de la Universidad Anáhuac Sur.

La ubicación de los tanques se encuentra en el norte del edificio, siendo relevante en términos de posibles vías de escape o áreas de evacuación.

 

Croquis e isométrico: Se debe incluir un diagrama isométrico del sistema de tuberías que conectan los tanques con los equipos de consumo, destacando los nodos principales de riesgo.

 

3.2. Identificación de Peligros

Para la identificación de peligros, se utilizará la metodología “¿Qué pasa si?”, la cual consiste en formular preguntas específicas para prever situaciones que podrían desencadenar eventos peligrosos en el sistema.

Listado de peligros:

Fugas en las conexiones de los tanques: Posibles fallos en los sellos de las conexiones o en las válvulas de los tanques, generando liberación de gas.

Incendios o explosiones por fugas de gas: El Gas LP es altamente inflamable. Una fuga puede desencadenar un incendio o una explosión en presencia de una fuente de ignición.

Fallos en las válvulas de seguridad: Un mal funcionamiento en las válvulas de alivio puede ocasionar una acumulación de presión peligrosa en los tanques.

Ruptura de tuberías por corrosión o daño mecánico: Las tuberías del sistema pueden sufrir corrosión con el tiempo o dañarse debido a impactos, provocando fugas peligrosas.

Sobrellenado de los tanques: Llenar los tanques más allá de su capacidad recomendada puede causar una sobrepresión que podría desencadenar fugas o una explosión.

Incendio: En caso de una fuga de gas, cualquier chispa o fuente de calor en las inmediaciones podría provocar un incendio que se extienda rápidamente, afectando tanto al área de los tanques como a las zonas cercanas.

Explosión: Un escape significativo de gas que encuentre una fuente de ignición podría generar una explosión, con graves consecuencias tanto para las instalaciones como para el personal.

Identificación de nodos en el diagrama isométrico: Los nodos críticos que se identifican en el diagrama isométrico incluyen:

Válvulas de alivio: Son componentes esenciales para la liberación controlada de presión en los tanques.

Conexiones a las estufas y hornos: Representan puntos potenciales de fuga o ignición en la cocina.

Sistema de tuberías: Las tuberías que conectan los tanques con los equipos de consumo son susceptibles a fugas o rupturas, lo que incrementa el riesgo de incendio o explosión.3.3. Descripción de Escenarios

 

3.3. Descripción de Escenarios

A continuación, se describen algunos escenarios de fallos potenciales en el sistema de tanques de Gas LP, evaluando posibles causas, consecuencias y el impacto sobre la seguridad de las instalaciones y del personal:

A)   “¿Qué pasa si…?”. Esta técnica se basa en la formulación de preguntas orientadas a explorar posibles fallos y consecuencias, lo que nos permite identificar, analizar y proponer medidas preventivas o correctivas.

 

Escenario 1: Fuga lenta de gas LP por un mal sellado en una válvula

Pregunta: ¿Qué pasa si una válvula del tanque presenta un mal sellado o desgaste?

Respuesta: Se produce una fuga lenta de gas LP que, al ser un gas inflamable, puede acumularse en áreas confinadas o mal ventiladas.

Consecuencias: Si el gas acumulado entra en contacto con una fuente de ignición (chispa, calor, equipos eléctricos), podría provocar una explosión o un incendio.

Efecto inmediato: Daños a los equipos cercanos, tanques y riesgo de lesiones graves o fatales para el personal que se encuentre en la zona.

Efecto a largo plazo: Afectación estructural de las instalaciones y posible cierre temporal de la cocina o áreas afectadas.

Medidas preventivas:

·       Implementar un plan de mantenimiento preventivo regular para inspeccionar y sustituir válvulas desgastadas.

·       Monitorear constantemente los niveles de gas en áreas confinadas utilizando detectores de gas LP.

·       Asegurar la ventilación adecuada en los espacios cercanos a los tanques.

 

Escenario 2: Ruptura de una tubería principal durante el llenado de los tanques

Pregunta: ¿Qué pasa si una tubería principal se rompe durante el proceso de llenado de los tanques?

Respuesta: La ruptura de una tubería principal provocaría la liberación masiva de gas LP en un corto periodo de tiempo.

Consecuencias: La gran cantidad de gas liberado aumentaría el riesgo de que el gas se disemine en las inmediaciones, incrementando la probabilidad de una explosión o incendio si entra en contacto con una fuente de ignición.

Efecto inmediato: Peligro inminente para el personal cercano, daño severo a la infraestructura y riesgo de incendio en un área amplia.

Efecto a largo plazo: Daños estructurales a las instalaciones, necesidad de reparación extensa de las tuberías y posibles consecuencias legales o regulatorias por incumplimiento de normativas de seguridad.

Medidas preventivas:

·       Verificar el estado de las tuberías y componentes críticos antes de cada operación de llenado.

·       Incluir válvulas de corte automático que se activen en caso de detección de una fuga importante.

·       Capacitar al personal sobre cómo actuar en caso de una fuga masiva, siguiendo protocolos de evacuación y control de fugas.

 

Escenario 3: Falla en una de las estufas conectadas, provocando una ignición repentina

Pregunta: ¿Qué pasa si una de las estufas conectadas al sistema de gas LP falla y provoca una ignición inesperada?

Respuesta: Una estufa defectuosa o una válvula de seguridad que no funcione correctamente podría liberar gas LP de manera incontrolada, lo que incrementa el riesgo de ignición repentina del gas presente en el entorno.

Consecuencias: La ignición de gas en la cocina provocaría un incendio de rápida propagación, afectando no solo la cocina, sino también las áreas adyacentes y el personal presente.

Efecto inmediato: Pérdida de control sobre el fuego, daño a los equipos y superficies inflamables en la cocina, riesgo de quemaduras graves o mortales para el personal.

Efecto a largo plazo: Extensos daños materiales, afectación de la operación del área de cocina y revisión exhaustiva del sistema de gas para evitar incidentes futuros.

Medidas preventivas:

·       Realizar inspecciones periódicas de todas las estufas y hornos conectados al sistema de gas.

·       Asegurarse de que los sistemas de ventilación en la cocina funcionen correctamente para dispersar rápidamente cualquier fuga de gas.

·       Instalar sistemas de corte automático del suministro de gas en caso de detectar niveles anómalos de gas en el entorno.

·       Entrenar al personal sobre el uso seguro de los equipos y en la identificación temprana de posibles fallas.

 

B)   HAZOP (Hazard and Operability Study), que se basa en la identificación de desviaciones del funcionamiento normal en puntos críticos del sistema, llamados "nodos". Esta metodología se enfoca en estudiar cómo las desviaciones pueden llevar a situaciones peligrosas y qué medidas preventivas o correctivas se pueden implementar. 

 

Nodo 1: Válvula del tanque de gas LP

Escenario 1: Fuga lenta de gas LP por un mal sellado en una válvula

Desviación: Fuga (El flujo de gas no está controlado como debería).

Causa: Mal sellado o desgaste en la válvula.

Consecuencias: Fuga continua de gas que podría acumularse en un área confinada, formando una mezcla inflamable con el aire.

Riesgo: Explosión o incendio en caso de contacto con una fuente de ignición.

Acción preventiva: Inspección y mantenimiento regular de las válvulas para detectar signos de desgaste o mal funcionamiento.

Acción correctiva: Implementar procedimientos de respuesta rápida en caso de detección de una fuga (corte de gas y evacuación del área).

Desviación: Mayor presión (La presión en la válvula excede los límites seguros).

Causa: Mal funcionamiento de la válvula de alivio o sobrellenado del tanque.

Consecuencias: La presión excesiva puede causar una ruptura de la válvula o las tuberías, liberando gas a una tasa peligrosa.

Riesgo: Incendio o explosión, daños estructurales y lesiones graves.

Acción preventiva: Monitoreo de la presión en las válvulas y tanques, instalación de válvulas de alivio secundarias.

Acción correctiva: Evacuación inmediata, aislamiento de la válvula defectuosa, y activación de sistemas de emergencia.

 

Nodo 2: Tubería principal de suministro de gas

Escenario 2: Ruptura de una tubería principal durante el llenado de los tanques

Desviación: Ruptura (La integridad física de la tubería se ve comprometida).

Causa: Daño mecánico accidental, corrosión, o sobrepresión durante el llenado.

Consecuencias: Liberación masiva de gas LP en el área, creando un ambiente propenso a incendios o explosiones.

Riesgo: Alta probabilidad de explosión, daños severos a las instalaciones y riesgo para la vida del personal.

Acción preventiva: Mantenimiento preventivo, revisión periódica del estado de las tuberías, y sistemas de detección de presión que detengan el flujo si se detectan irregularidades.

Acción correctiva: Aislar la tubería afectada, detener el flujo de gas, y activar el protocolo de emergencia.

Desviación: Exceso de flujo (El flujo de gas es mayor de lo normal).

Causa: Falla en el regulador de presión o válvula defectuosa durante el proceso de llenado.

Consecuencias: Aumento en la velocidad del flujo de gas, que puede sobrecargar las conexiones, generando fugas en otros puntos del sistema.

Riesgo: Fugas masivas, acumulación de gas en áreas confinadas, y riesgo elevado de explosión.

Acción preventiva: Instalación de dispositivos automáticos de corte en caso de detectar excesos de flujo.

Acción correctiva: Detener el llenado de los tanques, cerrar manualmente las válvulas de seguridad, y evacuar el área.

Nodo 3: Estufas conectadas al sistema de gas

Escenario 3: Falla en una de las estufas conectadas provocando una ignición repentina

Desviación: Falla en el encendido (El sistema de encendido de la estufa no opera correctamente).

Causa: Válvula de seguridad defectuosa o chispa fuera de control.

Consecuencias: Liberación de gas no encendido que puede acumularse en la cocina, creando una mezcla inflamable.

Riesgo: Ignición repentina cuando se restablece el encendido, lo que provoca un incendio que podría propagarse a las áreas adyacentes.

Acción preventiva: Revisiones periódicas de las estufas y sistemas de ignición, además de entrenar al personal para identificar fallas en el encendido.

Acción correctiva: Cerrar la válvula de gas de la estufa afectada, ventilar el área y realizar una inspección completa antes de volver a operar.

Desviación: Ignición descontrolada (El gas se enciende de manera inesperada o fuera de control).

Causa: Un mal funcionamiento del sistema de encendido o fuga previa que no se detectó a tiempo.

Consecuencias: El fuego puede propagarse rápidamente, generando un incendio en la cocina y potencialmente en otras áreas conectadas.

Riesgo: Incendio, daño a la infraestructura, riesgo de lesiones graves al personal.

Acción preventiva: Uso de sensores de gas que detengan el flujo automáticamente si se detectan niveles anormales de gas en el ambiente.

Acción correctiva: Activar los sistemas de extinción de incendios, cortar el suministro de gas y evacuar inmediatamente las áreas afectadas.

 

Nodo 4: Área de almacenamiento de gas (tanques estacionarios)

Desviación: Acumulación de gas en el área (El gas no se disipa correctamente en el ambiente).

Causa: Fuga lenta en uno de los tanques o en la tubería de conexión.

Consecuencias: El gas acumulado puede entrar en contacto con una fuente de calor o chispa, generando una explosión.

Riesgo: Explosión o incendio masivo, daños severos a la estructura y riesgo para la vida de las personas.

Acción preventiva: Mantener ventilación adecuada en las áreas donde se almacenan los tanques y asegurar que los sistemas de monitoreo de gas estén funcionando correctamente.

Acción correctiva: Ventilar de inmediato el área, evacuar y proceder con la reparación del equipo defectuoso.

 

3.4. Jerarquización de Riesgos

La jerarquización de riesgos es una técnica fundamental que nos permite priorizar las acciones preventivas y correctivas en función del impacto y la probabilidad de los riesgos identificados. Para ello, se emplea una matriz de riesgos, que clasifica los peligros según dos parámetros principales:

Probabilidad de ocurrencia: Se refiere a la frecuencia con la que se espera que ocurra un evento o riesgo.

Alta: Es muy probable que ocurra con frecuencia.

Media: Podría ocurrir en determinadas circunstancias.

Baja: Ocurre en raras ocasiones.

Consecuencia o gravedad: Se refiere a las posibles repercusiones del riesgo sobre las personas, el equipo o las instalaciones.

Catastrófico: Implica pérdida total o muy significativa, con consecuencias fatales o daños permanentes.

Muy grave: Daños severos, que podrían implicar múltiples lesiones graves o daños a largo plazo.

Grave: Implica daño considerable, pero manejable sin pérdida catastrófica.

Moderado/Menor: Daño leve o sin consecuencias graves, fácilmente controlable

 

 

Riesgo	Probabilidad	Consecuencia	Nivel de Riesgo
Fuga de gas por válvula	Alta	Grave	Crítico
Incendio en la cocina	Media	Muy grave	Alto
Ruptura de tubería	Baja	Catastrófico	Alto
Explosión por acumulación de gas	Media	Catastrófico	Crítico

 

 

3.5. Simulación con ALOHA

Para modelar las consecuencias de fugas de gas y escenarios de incendio/explosión, se utilizo el software ALOHA, una herramienta especializada en la simulación de dispersiones de gases tóxicos y peligrosos en la atmósfera. ALOHA nos permite obtener un panorama detallado de los efectos de los posibles accidentes en función de las condiciones reales del entorno

SITE DATA:

   Location: UNIVERSIDAD ANAHUAC SUR, UNIVERSIDAD ANAHUAC

   Building Air Exchanges Per Hour: 2.67 (unsheltered double storied)

   Time: October 2, 2024  1054 hours ST (using computer's clock)

 

 CHEMICAL DATA:

   Chemical Name: BUTANE

   CAS Number: 106-97-8                   Molecular Weight: 58.12 g/mol

   AEGL-1 (60 min): 5500 ppm   AEGL-2 (60 min): 17000 ppm   AEGL-3 (60 min): 53000 ppm

   LEL: 16000 ppm     UEL: 84000 ppm

   Ambient Boiling Point: -8.4° C

   Vapor Pressure at Ambient Temperature: greater than 1 atm

   Ambient Saturation Concentration: 1,000,000 ppm or 100.0%

 

 ATMOSPHERIC DATA: (MANUAL INPUT OF DATA)

   Wind: 22.22 meters/second from ese at 3 meters

   Ground Roughness: open country         Cloud Cover: 5 tenths

   Air Temperature: 20° C                 Stability Class: D

   No Inversion Height                    Relative Humidity: 50%

 

 SOURCE STRENGTH:

   Leak from short pipe or valve in horizontal cylindrical tank

   Flammable chemical escaping from tank (not burning)

   Tank Diameter: 3.7 feet                Tank Length: 22 feet

   Tank Volume: 1,769 gallons

   Tank contains gas only                 Internal Temperature: 20° C

   Chemical Mass in Tank: 0.038 tons      Internal Press: 2 atmospheres

   Circular Opening Diameter: 0.5 inches

   Release Duration: 13 minutes

   Max Average Sustained Release Rate: 2.64 kilograms/min

      (averaged over a minute or more)

   Total Amount Released: 21.2 kilograms

 

Conclusiones del Análisis de Riesgos

Identificación detallada de riesgos:

Gracias a los métodos ¿Qué pasa si? y HAZOP, hemos podido identificar de manera muy precisa los riesgos más importantes relacionados con el manejo de gas LP en la universidad, como fugas, incendios, y explosiones. Este análisis nos permite anticiparnos a problemas y estar un paso adelante, lo que es clave para proteger a las personas y los recursos.

Priorizar lo que realmente importa:

Utilizando una matriz de riesgos, se clasificaron los peligros en función de su probabilidad y gravedad, lo que nos permite enfocar los esfuerzos en lo que realmente importa. Por ejemplo:

·       Fuga de gas por válvula: Con alta probabilidad y graves consecuencias, es un riesgo prioritario.

·       Explosión por acumulación de gas: Aunque menos probable, sus consecuencias son catastróficas, por lo que merece una atención especial.

Este enfoque nos ayuda a ser eficientes y estratégicos en la implementación de medidas de seguridad. ¡Estamos priorizando lo más crítico para protegernos mejor!

Medidas de seguridad mejor definidas:

Con el método ¿Qué pasa si?, hemos identificado posibles soluciones preventivas y correctivas para cada escenario. Mientras tanto, HAZOP ha permitido profundizar en el análisis, garantizando que no dejamos ningún cabo suelto y que las medidas correctivas son las más adecuadas. ¡Estamos construyendo un entorno más seguro paso a paso!

Simulación visual con ALOHA:

Aunque no fue posible realizar la simulación completa con el software ALOHA debido a limitaciones técnicas, los resultados esperados nos hubieran permitido visualizar claramente cómo se dispersaría el gas LP en caso de una fuga. A pesar de este inconveniente, la planificación y evaluación realizadas con otros métodos nos han proporcionado suficiente información para:

·       Identificar zonas de peligro inmediato, donde el riesgo es más alto.

·       Determinar áreas de evacuación.

·       Evaluar el impacto potencial en edificios cercanos y zonas de alta circulación de personas.

Esta planificación nos asegura que estamos bien preparados para enfrentar emergencias, incluso sin los datos gráficos que hubiéramos obtenido con ALOHA.

Mejora en la toma de decisiones:

Toda la información obtenida a través de estos métodos proporciona una base sólida para tomar decisiones informadas. Sabemos en qué riesgos enfocarnos, qué medidas tomar y cómo responder ante incidentes. Esto no solo nos hace más seguros, sino que también nos da la confianza de que estamos preparados para cualquier eventualidad.

Fortalecimiento de la cultura de seguridad:

Implementar estos análisis impulsa una mayor conciencia de la importancia de la seguridad en todo el personal. Desde el seguimiento de procedimientos hasta la correcta reacción en caso de emergencias, estamos construyendo una cultura de prevención que nos mantendrá a salvo. ¡Cada acción cuenta para protegernos mejor!

Aprendizajes :

·       Inspecciones regulares de los sistemas de gas son cruciales para identificar problemas antes de que se conviertan en incidentes.

·       Realizar simulacros de emergencia frecuentes para garantizar que todos conozcan las rutas de evacuación y cómo actuar.

·       Continuar la capacitación del personal en el manejo de sustancias peligrosas y en la utilización de equipos de seguridad.

Este análisis me ha ayudado a dar grandes pasos en la prevención de riesgos. ¡Estar más preparados! Con un enfoque proactivo y medidas bien definidas, podre decir con seguridad que nuestro entorno es más seguro para todos.