By REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL «RAFAEL MARÍA BARALT» PROGRAMA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA PROYECTO: INGENIERIA DE GAS ANALISIS DE CONSECUENCIAS TRABAJO 6 p Autor: Br. Reyes Gilberth C. I: 20. 856. 046 Asignatura: Electiva General: Ing. Control de riesgo Sección: 01 Ciudad Ojeda, noviembre de 2013 Índice INTRODUCCION 1. Análisis de consecuencias 2.
Objetivo del análisis de consecuencias 3. Estimacion de consecuencias de eventos 4. Modelos empleados en el análisis de consecuencias 4. 1. Modelos de fuente – Propiedades físicas y químicas del material e seleccionan a partir de un correcto análisis e identificación de riesgos, a continuación en este trabajo se dará el objetivo de un análisis de consecuencias y los modelos para el respectivo análisis. /o estimación de las consecuencias de eventos Desarrollo Se entiende por análisis de consecuencias la evaluación cuantitativa de la evolución espacial y temporal de las variables físicas representativas de los fenómenos peligrosos en los que intervienen sustancias peligrosas, y sus posibles efectos sobre las personas, el medio ambiente y los bienes, con el fin de estimar la aturaleza y magnitud del daño. Estos tipos de accidentes potenciales se seleccionan a partir de un correcto análisis e identificación de riesgos. Son los siguientes: a.
Fugas o derrames incontrolados de sustancias peligrosas: líquidos o gases en depósitos. b. Evaporación de líquidos derramados c. Dispersión de nubes de gases, vapores y aerosoles. d. Incendios de charco o «Pool fire» e. Dardos de fuego o «Jet fire» f. Deflagraciones no confinadas de nubes de gases inflamables o «UVCE» g. Estallido de depósitos o «BLEVE» h. Explosiones físicas y/o q i. Vertido accidental al me de sustancias producto. Si se trata de algún líquido, se vaporiza total o parcialmente, según cual sea su temperatura respecto a su punto de ebullición y ésta respecto al ambiente.
En el caso de que reste alguna fracción en fase liquida, ésta se extiende al mismo tiempo que se evapora con más o menos intensidad según que su temperatura sea inferior o superior a la del sustrato sobre el que se extiende. Si además el líquido es inflamable, existe la posibilidad de que, por encontrarse una fuente de ignición en las proximidades del punto de fuga, se produzca un incendio del charco. Si éste es de grandes proporciones, provoca un flujo de calor adiante peligroso hasta distancias apreciables.
También se producen grandes cantidades de humo y productos tóxicos y contaminantes. Si el incendio envuelve o rodea un depósito que contenga algún líquido inflamable bajo presión y dura el tiempo suficiente, puede ocasionar una explosión por expansión de vapor del liquido en ebullición, conocida como BLEVE según su acrónimo inglés. La rotura catastrófica de un depósito provocando la fuga masiva de una sustancia inflamable, puede originar lo que se denomina bola de fuego, en el caso de que se produzca la ignición de la misma. r otra parte, una BLEVE genera una serie de proyectiles de todas dimensiones, procedentes del depósito siniestrado que pueden causar graves daños en el entorno si las distancias de seguridad son demasiado pequeñas o las protecciones inadecuadas. Si el líquido que se derrama es tóxico, producto de su vaporización, puede generar una nube de características tóxicas para las personas que se encuen 30F tóxicas para las personas que se encuentren en las proximidades del punto de fuga.
Cuando se trata de l[quidos inflamables que se vaporizan o de fugas de gases más densos que el aire, la nube de gas se iluye en el aire existente, haciendo que en determinados instantes y zonas existan mezclas de combustible y comburente en condiciones de efectuar la combustión. Si en una de estas zonas se encuentra un punto de ignición puede desprenderse la cantidad de calor necesaria para acelerar la velocidad de combustión de forma que se produzca una explosión, denominada explosión de vapor no confinada o UVCE en su acrónimo inglés.
También es posible si la cantidad premezclada es muy grande, que se produzca una llamarada o «flash fire», sin efectos explosivos, pero con una intensa radiación. Si el gas fugado se halla a alta presión en depósitos o conducciones de gas (gasoductos) se produce un chorro o fuga inercial que ocupa una larga zona muy limitada transversalmente, con concentraciones de la sustancia progresivamente decrecientes al alejarse del origen de la fuga.
En el caso de tratarse de gases inflamables, si se produce su ignición se forma un dardo de fuego o «jet fire» análogo a un soplete de grandes dimensiones, aunque de alcance limitado. Un fallo estructural, fallo de cementación, agente externo, incendio, proyectil, etc. pueden causar una rotura catastrófica e un depósito, provocando una fuga masiva que, si se trata de una sustancia inflamable, puede originar también una bola de fuego caso de producirse la ignición de la misma. puede originar también una bola de fuego caso de producirse la ignición de la misma.
Además de todo esto, existe la posibilidad de que todos estos fenómenos afecten, además de a los elementos vulnerables exteriores, a otros depósitos, tuberías o equipos de la instalación siniestrada, de tal manera que se produzca una nueva fuga, incendio o explosión en otra instalación diferente de la inicial, aumentando las consecuencias del accidente primario. Esta concatenación de sucesos con la propagación sucesiva de consecuencias es lo que se denomina efecto dominó.
Un tipo de accidente que puede ser independiente de una fuga previa es el estallido de un depósito originado por el desarrollo de una reacción exotérmica fuera de control o «runaway» en el interior del mismo. Se pueden producir por mezclas inflamables vapor/aire por polimerización o descomposición de determinadas materias. Las consecuencias inmediatas de un estallido de un recipiente son la formación de ondas de presión y proyectiles que pueden alcanzar a otras instalaciones y agravar el accidente nicial.
Otro suceso que hay que analizar es el vertido de sustancias peligrosas para el medio ambiente en medios acuáticos (ríos, lagos canales, acuíferos, mar) o al suelo, generando graves daños al entorno inmediato o lejano y con posibilidad de afectar a un gran número de personas. Todo este conjunto de accidentes posibles a partir de una fuga de gas o líquido se representa en el esquema de sucesos y consecuencias adjunto. El objetivo del análisis de consecuencias es cuantificar el impacto negativo d de consecuencias El objetivo del análisis de consecuencias es cuantificar el impacto negativo de un evento.
Las consecuencias generalmente se miden en términos del número probable de muertos, aunque también es posible expresarlas en función del número de lesionados o de daños a la propiedad. Normalmente se consideran tres tipos de efectos: radiación térmica, ondas de sobrepresión por explosión y exposición a sustancias tóxicas. 3. Estimación de consecuencias de eventos Las consecuencias de los eventos pueden estimarse de manera cuantitativa o cualitativa, o en ambas.
Los procedimientos cualitativos a menudo utilizan categorías relativas como son severos, moderados o insignificantes, dependiendo de la everidad del incidente; a menudo las categorías cualitativas se establecen a partir de una consecuencia esperada (ejemplo 1 ó 5 lesionados). Procedimientos cuantitativos estiman el nivel esperado de severidad en términos del número de muertos, heridos, etcétera. Los procedimientos semicuantitativos a menudo usan un índice numérico para expresar las consecuencias relativas de un evento.
El análisis de consecuencias debe contemplar como mínimo: La cantidad de sustancia liberada Los procesos físicos y mecanismos de dispersión por los cuales una sustancia puede alcanzar y afectar a las personas próximas al ugar de la fuga y dañar al ambiente La cantidad de sustancia, radiación u ondas de sobrepresión que pueda alcanzar a las personas y al ambiente Los efectos esperados de la liberación de sustancias. 4. 1 Modelos de fuente Los modelos de fuent sustancias.
Los modelos de fuente se utilizan para definir cuantitativamente el escenario producto de la liberación de los materiales por medio de la estimación de las tasas de descarga y la evaporación de un derrame líquido. La mayoría de los incidentes con materiales peligrosos inician con una liberación del material con características tóxicas o inflamables. Esta liberación puede ser producto de la ruptura o fractura de los recipientes, válvulas de venteo o válvula abierta, el material fugado puede estar en estado gaseoso, liquido, o en dos fases.
El establecer la fase en la que se encuentra el material liberado es importante ya que afecta la estimación del flujo para el tamaño del orificio considerado. La fase en que se encuentra la descarga depende del escenario en que se da la liberación y ésta puede determinarse de acuerdo al diagrama de fases del material y del comportamiento de la sustancia en el diagrama durante el tiempo que dure la liberación.
El punto inicial dentro del diagrama de fases está dado por las condiciones en que se encuentra el material antes de la liberación, el punto final dentro del diagrama puede estimarse de acuerdo a las condiciones en que se efectúa la liberación. La presión final a la que se encontrará el material liberado será la presión atmosférica. El proceso de liberación se considera normalmente adiabático y con este criterio se determina la temperatura y composición a la presión atmosférica. Cuando existe un cambio de fase, un flujo bifásico debe considerarse.
Un 7 OF atmosférica. Cuando existe un cambio de fase, un flujo bifásico debe considerarse. Un líquido que se evapora a la temperatura de ebullición, en cambio una mezcla lo hará en un rango de temperaturas. En los modelos de fuente o descarga lo primero que se debe determinar es la dimensión del orificio; para estimar el tiempo de duración y el comportamiento en el flujo de descarga. Los modelos de emisión de fuente requieren de una información inicial o básica para poderlos utilizar.
Los datos iniciales sobre las características de la fuente son las siguientes (AIChE, 1 989; AIChE, 1996): Propiedades físicas y qu[micas del material. Es indispensable conocer la composición química del líquido y/o gas liberado, y establecer las propiedades; dentro de éstas se incluyen al peso molecular, densidad, difusividad, conductividad y punto de ebullición Las propiedades dependientes de la temperatura como son presión de vapor, capacidad calorífica, calor de vaporación y tensión superficial, también pueden determinarse.
Cuando el material liberado es una mezcla, las propiedades de cada componente deben determinarse. Geometría del recipiente. La tasa de liberación está relacionada con la geometría de la fuente, esto incluye a las dimensiones del taque y las características del orificio de fuga. Estos parámetros permiten estimar la cantidad liberada y el tipo de fuga (instantánea o continua). Asimismo la posición relativa del orificio con respecto al nivel del líquido (y su volatilidad) determinará cuando una liberación es exclusivamente gaseosa o, de gas y l[quido.
Características del suelo. Las libe 80F es exclusivamente gaseosa o, de gas y líquido. Características del suelo. Las liberaciones de materiales en fase líquida o con características de gas denso que están en contacto con la superficie del terreno, intercambian calor, humedad e nteraccionan con el suelo, por lo cual es Importante conocer no solo las características topográfica sino también el calor especifico del suelo, contenido de humedad y porosidad; de tal manera que sea posible evaluar la tasa de emisión por evaporación.
Variación en el tiempo. Las concentraciones máximas pronosticadas para un tiempo promedio Tp, es probable que sean proporcionales a la tasa máxima de emisión para este periodo de tiempo; porque conocer como varia la tasa de emisión con respecto al tiempo es de utilidad. En algunos casos la tasa de emisión puede variar debido al cierre de alguna válvula u otro ispositivo; asimismo debe ponerse atención en que la tasa de flujo en recipientes presurizados o de líquidos decrece con respecto al tiempo.
Presencia del gas y aerosol en el chorro de salida. La presencia en el momento de la fuga de gases y aerosoles debe establecerse. Además, los líquidos que no se evaporan de manera instantánea pueden no estar en forma de aerosol y formar un charco en el suelo. La simulación del comportamiento en la fuente debido a una liberación accidental de materiales peligrosos es tal vez la operación más crítica para una adecuada estimación de las concentraciones viento abajo.
La unidades utilizadas para definir la tasa de emisión son unidades de masa por tiempo 4 (por ejemplo kg/s), también puede utilizarse unidades de masa son unidades de masa por tiempo 4 (por ejemplo kg/s), también puede utilizarse unidades de masa por superficie por tiempo para la evaporación de un charco; así como expresar la emision en unidades de masa (kg) cuando se considera que la liberación es instantánea. Las liberaciones accidentales de materiales peligrosos pueden ser de diferentes tipos, por ejemplo gas o líquido, liberación instantánea o continua, material refrigerado o presurizado, n el suelo, en agua, etc. en muchos casos pueden ser una combinación de los anteriores. para la estimación de la tasa de emisión se requiere de manera simpl’ficada los siguientes pasos: Determinar la dependencia con respecto al tiempo de la emisión. Seleccionar el modelo a aplicar de acuerdo al tipo de fenómeno: evaporación en charca, flujo en dos fases, etc. Determinar los datos necesarios sobre propiedades físicas, químicas, de geometr[a de la fuente y sobre la superficie del terreno donde se localiza la fuga, requeridos por el modelo seleccionado. Estimar la tasa de emisión
Figura 1 Estimación de tasa de emisión (AIChE, 1 994) Las liberaciones accidentales pueden agruparse en tres clases de acuerdo a su duración: instantáneas, continuas con variaciones con respecto al tiempo, continuas estacionarias o casi invariables con respecto al tiempo. El conocer qué tipo de fenómeno se presenta permite seleccionar entre las diferentes técnicas de modelación y en la estimación de tasas de liberación. La selección del modelo de emisión depende del tipo de escenario en el que sucede la liberación, del material liberado y de sus propiedades. Los incidente 0 DF 16
