6.1 Initial Confusion
6.3. Future Perspectives
La metodología HAZOP se basa en la investigación de posibles desviaciones frente a las condiciones de diseño para líneas y elementos pertenecientes a una determinada unidad de proceso tanto desde el punto de vista de la peligrosidad como de la operabilidad.
Peligro: cualquier acción que pudiera causar una pérdida catastrófica a la atmósfera de un producto químico tóxico, inflamable o explosivo o cualquier acción que pudiera causar daño a las personas. También se puede pensar en acciones que puedan causar daño a equipos críticos.
Operabilidad: cualquier operación dentro del diseño de planta que pudiera causar una parada que pudiese iniciar o conducir a una violación de las regulaciones de seguridad y de protección a la salud o al medio ambiente, o tener impactos económicos negativos.
El equipo que forma parte del estudio HAZOP sigue, dentro de un proceso de “brainstorming”, una estructura analítica por medio de un conjunto de palabras guía para examinar desviaciones de las condiciones normales de proceso en varios puntos clave (nodos) a lo largo del proceso. Estas palabras clave son aplicadas a los parámetros más relevantes del proceso (caudal, temperatura, presión, nivel, concentración, etc.) con el objeto de identificar las causas y consecuencias de las desviaciones de estos parámetros de los valores previstos. Finalmente, la identificación de consecuencias no deseadas o inaceptables da como resultado recomendaciones para mejoras del proceso.
El estudio permite determinar el SIL a través de la evaluación que hace el equipo de trabajo de las acciones del sistema de control, errores humanos, capas de protección utilizadas, etc. La selección del SIL depende de la experiencia y juicio del equipo de trabajo y tiende a focalizar más en las consecuencias que en las frecuencias.
El objetivo final que perseguimos con la utilización del método HAZOP es detectar cualquier suceso predecible e indeseable que pueda ocurrir en un proceso, tanto desde el punto de vista de seguridad como de operabilidad.
Por tanto podemos indicar que un HAZOP realiza un estudio sistemático y estructurado de la unidad, dividida en elementos de estudio (nodos), sobre los que se aplica las correspondientes desviaciones con ayuda de una serie de palabras guía y parámetros, para estas desviaciones se analizan posibles causas que se generan en dicho nodo.
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Finalmente para cada una de las causas se anotan las consecuencias a que darían lugar, las salvaguardias propias del sistema y finalmente las recomendaciones o comentarios que fuesen precisos.
A continuación se indican los términos más usados en la realización del método HAZOP:
Nodo: Punto específico del proceso (un equipo o una línea) en el que se evalúan
posibles desviaciones del proceso.
Intención: Descripción de cómo se espera que se comporte el proceso en un
determinado nodo.
Desviación: Forma en que las condiciones de proceso se alejan de su
comportamiento esperado.
Parámetro: La variable relevante para la condición del proceso: p.ej. presión,
temperatura, nivel, composición, pH, etc.
Palabra guía: Palabra que representa la desviación de la intención. Las más usuales
son: no, más, menos, diferente de, parte de, inverso, y palabras clave como demasiado pronto, demasiado tarde, en lugar de, etc.
Causa: La razón o razones por las que podría ocurrir una desviación. Consecuencias: Los resultados de la desviación en caso de que ocurra.
Salvaguardia: Instrumentos o protecciones del sistema que pueden ayudar a reducir
la frecuencia de ocurrencia de la desviación o a mitigar sus consecuencias. Existen 5 tipos:
1. Medios destinados a detectar la desviación, p.ej. instrumentación de alarmas y detección o la supervisión por parte de los operadores.
2. Instalaciones que compensan la desviación, p. ej. Sistemas automáticos de control. Normalmente son una parte integrada dentro del control del proceso. 3. Instalaciones que previenen que ocurra una desviación, p. ej. inertizar un
almacenamiento de productos inflamables.
4. Instalaciones que previenen un agravamiento de la situación como consecuencia de la desviación, p. ej. disparo de una actividad por medio de enclavamientos (podemos encontrar los SIS).
5. Instalaciones que alivian al proceso de la desviación peligrosa, p. ej. válvulas de seguridad (SV’s) y sistemas de alivio.
Recomendación: Actividades identificadas durante el análisis HAZOP para su
seguimiento. Incluye propuestas de modificaciones, mejoras que afectan a sistemas de control (de señalización o de emergencia), condiciones de diseño de línea y/o equipos, etc.
Comentarios: Cualquier aclaración a hacer a las recomendaciones o a aspectos
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83 7.2.3.1 Procedimiento.
El procedimiento consiste en el estudio sistemático y estructurado de una instalación equipo por equipo y línea por línea, llevado a cabo por un equipo multidisciplinar (ingeniería, operación, mantenimiento, seguridad, inspección y otras disciplinas que sean necesarias) y liderado por un coordinador.
Esto se lleva a cabo mediante la aplicación de una serie de palabras guía (no, más, menos, parte de, inverso, de otra forma, más de, así como) a un conjunto de parámetros de proceso como pueden ser, caudal, temperatura, pH, nivel, concentración, presión, etc.
De la combinación de las palabras guía con cada uno de los parámetros se obtienen las desviaciones frente al comportamiento normal del proceso.
Precisar que el estudio debe comprender todos los estados o modos de funcionamiento de la Unidad, como operación normal, arranque y parada, por lo que los nodos deben elegirse de forma que con ellos queden englobados todos los modos de operación.
Establecidas las desviaciones, se investigan mediante un proceso inductivo las causas que pueden provocar esa desviación en el nodo en ese modo de operación.
Para esa causa, se investigan deductivamente las consecuencias posibles de la desviación, así como las salvaguardas que el proceso dispone para evitar la causa o mitigar las consecuencias, llegando a una de las siguientes posibilidades:
a) Las consecuencias no entrañan riesgo: descartar la consideración de esta desviación.
b) Las consecuencias entrañan riesgos menores o medianos: consideración de esta desviación en la etapa siguiente.
c) Las consecuencias entrañan riesgos mayores: consideración de esta desviación en la etapa siguiente.
Para aquellas consecuencias, que aun disponiendo de salvaguardias impliquen un riesgo, será necesario adoptar acciones correctoras o recomendaciones que de alguna forma palien la consecuencia o la causa. Las recomendaciones deben ser consensuadas entre el grupo de trabajo. El coordinador asignará el estudio de la recomendación a un miembro del equipo que será el encargado de contestarla e implantarla.
Finalmente, desviaciones, causas, consecuencias, salvaguardias y recomendaciones deben quedar por escrito en un formato tipo, como se indica en la siguiente figura 7.2.3.1. Modelo tabla HAZOP.
Unidad: Nodo: P&ID: Fecha:
Guideword: no or not more less as well as part of reverse
other than Hypothetical
Deviation(s)
Cause(s) Consequence(s) Counter- measures
Open Points, By
whom, when due Rev.
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Esta secuencia operativa deberá repetirse con todas las palabras guía, parámetros y desviaciones para cada nodo, y finalmente para todos los nodos de la unidad a analizar.
Una secuencia lógica de trabajo o un procedimiento general de HAZOP puede verse en la figura 7.2.3.2 HAZOP: Procedimiento general.
Figura 7.2.3.2 HAZOP: Procedimiento general
7.2.3.2 Puntos fuertes y débiles de la metodología HAZOP
Las principales ventajas que presenta la metodología HAZOP frente al resto de metodologías de análisis de riesgos, son las siguientes:
• Es un método analítico, estructurado y sistemático. Es un estudio completo y profundo del diseño y operación de la planta. La calidad de la revisión depende de la calidad del equipo de trabajo y su composición, habilidad y conocimiento del líder del equipo y la precisión de la documentación de seguridad de procesos.
• Como es un método desarrollado causa por causa, es altamente trazable y por tanto auditable.
• Al desarrollarse por un grupo multidisciplinar de profesionales, facilita la concurrencia de juicios sectoriales y distintos pero todos ellos implicados en el proyecto y operación de la planta. Asimismo suele constituir un único foro, durante toda la etapa de diseño y construcción de la Unidad.
• Permite volver atrás, de forma sistemática y controlada, si en un momento dado, se descubren nuevas desviaciones que pueden afectar a nodos ya analizados.
• Considera los elementos de la Unidad integrados en su conjunto, que es como se van a operar realmente, y no de forma aislada.
• Por su desarrollo estructurado, suele constituir la última verificación de las condiciones de diseño, adecuación del proceso y materiales de instalación previamente a su construcción.
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• Evalúa las consecuencias de un error de operación. Aun cuando el HAZOP no es un reemplazo de un completo análisis de errores humanos, ayuda al equipo a identificar escenarios en los que un error del operador puede conducir a consecuencias serias. En las protecciones adicionales deben considerarse y garantizarse.
• Aumenta la eficiencia de la planta, el HAZOP ayuda a descubrir escenarios que pueden desembocar en paradas no programadas de planta, alarmas, daños en equipos, productos fuera de especificaciones, como también mejoras en la forma de operar la planta.
• Mejora la comprensión de los ingenieros y operadores acerca de la operación de la planta. A través del HAZOP se tiene acceso a una gran información de operación y diseño, y se comentan detalles de la planta que, en la operación diaria no se percibiría.
Se ha comentado que para llevar a cabo con éxito un HAZOP se necesita conformar un equipo de trabajo multidisciplinario con experiencia y dotes de planificación y, muy importante, que tengan un compromiso con la seguridad por parte de la gerencia de planta. Aun así ninguna técnica de análisis de riesgos, incluyendo HAZOP, es perfecta. Por lo que en cada método existen puntos débiles, en el estudio HAZOP son, entre otros:
• La calidad y contenido del resultado del análisis HAZOP depende mucho de los conocimientos, experiencia y compenetración del equipo de trabajo. Es necesario que en el equipo de trabajo estén los mejores expertos disponibles en la empresa de cada una de las disciplinas, pudiendo incluir contratación de personal externo para suplir una carencia de conocimiento.
• Como es una técnica sistemática y profunda requiere de mucho tiempo para su implementación. La administración de la planta debe comprender que es una tarea que requiere de tiempo y, por tanto, debe fijar plazos que permitan llevar a cabo un estudio completo. Plazos menores a los necesarios solo conduce a aumentar la probabilidad de fallos ocultos en operación.
• El estudio no puede desarrollarse durante un gran número de horas seguidas, ya que el agotamiento del equipo de trabajo, hace disminuir la calidad del trabajo. 7.2.3.3 Desarrollo del estudio HAZOP
Para el correcto desarrollo del estudio es básico tener una buena organización y planificación del mismo. Asimismo es necesario tener en cuenta que debe desarrollarse una vez la ingeniería de detalle del proceso está suficientemente avanzada como para prever que no habrá modificaciones importantes, pero con la antelación suficiente para no paralizar o retrasar la construcción de la unidad debido a la implantación de las recomendaciones. Cualquier cambio que sea implantado por la ingeniería de detalle debe ser estudiado por el HAZOP.
El coordinador del equipo HAZOP debe:
• Delimitar en todo momento y acordar con el jefe del proyecto el alcance del estudio HAZOP, tanto en cuanto a lo que se refiere a equipos e instalaciones, como a parámetros a incluir en el estudio.
• Debe seleccionar y controlar a un equipo que ha de verificar su disponibilidad para realizar el estudio.
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• Planificar los días en los que habrá sesiones HAZOP y la duración de las mismas, informando al Jefe del Proyecto y a los miembros del equipo. Así como el lugar donde se realizarán las sesiones.
• Estimar el coste del estudio.
• Solicitar al Jefe del Proyecto toda la información necesaria que tendrá que estar disponible por cada miembro del equipo con suficiente antelación.
Como ya se ha comentado el personal del equipo de trabajo debe estar cuidadosamente elegido de manera que proporcione el conocimiento y experiencia apropiados a los objetivos del estudio y al desarrollo del proyecto. Es muy importante que las personas tengan amplios conocimientos en su campo, aunque no tengan experiencia en el desarrollo de estudios HAZOP.
Es importante que el equipo no sea excesivamente grande para que sea eficiente (aunque no siempre ocurra), lo ideal es tener un sólo representante de cada disciplina con suficientes conocimientos y capaz de tomar decisiones en cada momento. La selección del grupo de trabajo englobará de 4 a 7 personas.
La composición típica del estudio HAZOP es la siguiente:
• Coordinador del Estudio: generalista con experiencia en el método a emplear, en seguridad, en proyectos, y sobre todo en conducción de reuniones. Es un mediador.
• Secretario: persona con un perfil similar al del coordinador y que forma parte del equipo del coordinador, su cometido es:
− Reunir, ordenar y aportar la documentación de partida que se requiere para el estudio.
− Documentar el desarrollo de las reuniones, mediante actas.
− Manejar las herramientas informáticas que conducen, guían y auxilian el método escogido.
− Preparar la información resultante del estudio.
• Representante de Ingeniería de Proceso: con conocimiento profundo y detallado del proceso, a veces puede ser preciso la presencia del licenciatario del proceso.
• Representantes de Ingeniería de Proyectos involucrado en la ingeniería de detalle de la unidad. (Mecánica e Instrumentación y Control)
• Ingeniero de Operación: que conozca y tenga experiencia en la operación de la planta y proceso.
• Especialistas: cuando se requieran, p. ej. expertos en materiales, en medio ambiente, Ingenieros de Seguridad, Ingenieros supervisores de Mantenimiento, etc.
Es muy importante la independencia del coordinador del resto del equipo HAZOP con objeto de garantizar que la técnica es sistemática y rigurosamente aplicada.
Documentación necesaria para la realización del HAZOP:
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− Termodinámica y cinética de la reacción.
− Posibles venenos de la reacción o catalizador.
− Posibles subproductos generados.
− Posibles variaciones de la corriente de entrada.
• Diagrama de proceso (PFD’s), de la Unidad.
• Balance de materia y energía.
• Diagramas de tuberías e Instrumentación (P&ID’s), de la Unidad y sus conexiones.
• Planos de implantación de los equipos de la Unidad y de esta en el resto del complejo.
• Planos de clasificación eléctrica de áreas con riesgo de incendio y explosión.
• Procedimientos de arranque y parada normal, de emergencia y de operación.
• Fichas de seguridad de las sustancias que se incluyen o pueden incluirse en el proceso.
• Descripción de la lógica de los sistemas de control.
• Descripción de los sistemas automáticos de enclavamientos.
• Informes de accidentes o incidentes en instalaciones similares.
• Hojas de especificaciones de equipos incluyendo:
− Bombas y Compresores: tipo, caudal, presión y temperatura de diseño, presión máxima, caudal máximo, material, etc.
− Hornos y Calderas: tipo, presión y temperatura de diseño y operación, calor intercambiado y material de los tubos y código de diseño, etc.
− Recipientes a presión: dimensiones, presión y temperatura de diseño y de operación, material, aislamiento y código de diseño.
− Recipientes atmosféricos y Silos: dimensiones, temperatura de diseño y de operación, material, aislamiento y código de diseño.
− Intercambiadores y Aero refrigerantes: tipo, dimensiones, presión y temperatura de diseño y de operación, material de los elementos (carcasa y tubos).
• Hojas de especificaciones de tuberías, bridas y accesorios.
• Hojas de especificaciones de los instrumentos.
• Lista de válvulas de control y su hoja de especificaciones y técnica.
• Lista de válvulas de seguridad, discos de ruptura y tapas de fuego junto con sus especificaciones:
− Sistema sobre el que descarga.
− Presión de disparo.
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− Caudal, Peso molecular o densidad, y temperatura de fluido de diseño y comprobación.
Selección de sistema y nodos de estudio
Previamente al inicio de las sesiones, y una vez acordado el alcance del estudio, es tarea del coordinador la delimitación y subdivisión de la instalación en Sistemas y Nodos.
Un sistema se define como una parte o sección de una Unidad, normalmente los P&ID’s ya están divididos por sistemas. Así en una planta de “craqueo” o en un proceso químico podemos encontrar algunos de los siguientes sistemas: Tratamiento de Alimentación, Unidad de secado, Reactores, Hornos, Columnas de destilación (Depropanizador, Deeteanizador, etc.), Compresores, Regeneración del catalizador, sistema antorcha, etc.
En cambio un nodo se entiende como un punto específico del proceso (un equipo o una línea) en el que se evalúan posibles desviaciones del proceso. Es posible tomar como nodo la unión línea + bomba + recipiente para mantener la continuidad del estudio. Existe la posibilidad que un equipo pertenezca a más de un nodo, ya que hemos de tener en cuenta los modos de operación de la instalación. En la siguiente figura 7.2.3.3 Nodos y modos de operación, se representa lo anteriormente explicado.
Figura 7.2.3.3 Nodos y modos de operación
NODO1: Recipiente V-3000 en operación de secado (línea verde)
NODO2: Recipiente V-3000 en operación de regeneración adsorbente (línea negra) NODO3: Recipiente V-3000 en paso secado/regeneración
NODO4: Recipiente V-3000 en paso regeneración/secado
Vemos que un mismo equipo tiene diferentes nodos de estudio, esto hace que el HAZOP sea largo y laborioso. No se ha de caer en la tentación de realizar nodos amplios (como sistemas) pues desvirtúa todo el estudio.
La utilización del HAZOP por industrias químicas y petroquímicas en instalaciones de cierta envergadura ha pasado a ser obligado por parte de las mismas compañías.
Aplicación de palabras guía para la generación de desviaciones
Antes de entrar a examinar detalladamente cada sección del proyecto, es conveniente que un miembro especialista del equipo haga el resumen de las funciones de cada unidad, incluyendo las condiciones normales de proceso y sus especificaciones si están disponibles, así aseguramos que todo el equipo conoce el proceso objeto de análisis. A
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partir de aquí se aplicarán las palabras guía y los parámetros establecidos y acordados a cada nodo, con el propósito de generar desviaciones del proceso sobre todas las variables posibles.
Así en la siguiente tabla se muestra un ejemplo de un listado de desviaciones que se aplica comúnmente a todos los HAZOP’s.
PALABRA GUÍA PARÁMETRO DESV IACIÓN
No Flujo No Flujo
Inverso Flujo Flujo inverso
Más Flujo Más Flujo
Menos Flujo Menos Flujo
Diferente Flujo Flujo diferente
No Nivel No hay nivel
Más Nivel Nivel más alto
Menos Nivel Nivel más bajo
Más Temperatura Temperatura más alta
Menos Temperatura Temperatura más baja
Etc.
Análisis de causas y consecuencias de las desviaciones
Esta es la etapa creativa del procedimiento. Se debe reconocer las posibles causas y consecuencias de cada una de las desviaciones generadas por las palabras guía. Esta etapa del procedimiento deberá ser minuciosa y exhaustiva, allí donde se haga una provisión que anule alguna contingencia, se preguntará si la contingencia es adecuada: ¿Es suficiente una simple válvula anti-retorno?, ¿Será necesaria una alarma de nivel alto además de disparo?, etc.
Es muy importante que los integrantes del equipo de trabajo y la capacidad de dirección del líder ayuden a analizar las posibles causas que provocan una desviación, pero solo aquellas que se consideren creíbles, adecuadas y factibles para evitar pérdida de energía y tiempo en discusiones que no llevarán a ninguna solución practicable.
Es necesario e importante considerar las desviaciones que son producidas por las siguientes causas:
• Un error humano de una actividad recogida o no en los manuales de operación.
• Dos errores humanos simultáneos de actividades recogidas o no en los manuales de operación.
• Un fallo en un instrumento o equipo.
• Un error humano unido a un error o fallo en un instrumento o equipo.
Otras causas menos creíbles y que no deben analizarse a no ser que las consecuencias de las mismas sean catastróficas son:
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• Fallo simultáneo de dos instrumentos o equipos independientes.
• Fallo de apertura de una PSV1.