La seguridad de procesos es un dominio interdisciplinario de la ingeniería que se centra en el estudio, la prevención y la gestión de incendios , explosiones y accidentes químicos a gran escala (como nubes de gases tóxicos) en plantas de proceso u otras instalaciones que manejan materiales peligrosos , como refinerías e instalaciones de producción de petróleo y gas ( en tierra y en alta mar ). Por lo tanto, la seguridad de procesos generalmente se ocupa de la prevención, el control, la mitigación y la recuperación de liberaciones no intencionales de materiales peligrosos que pueden tener un efecto grave para las personas (en el sitio y fuera del sitio), la planta y/o el medio ambiente. [1] [2] [3]
El Instituto Americano del Petróleo define la seguridad del proceso de la siguiente manera:
Un marco disciplinado para gestionar la integridad de los sistemas y procesos operativos peligrosos mediante la aplicación de buenos principios de diseño, ingeniería y prácticas de operación y mantenimiento. Se ocupa de la prevención y el control de eventos que tienen el potencial de liberar materiales o energía peligrosos. Dichos eventos pueden causar efectos tóxicos, incendios o explosiones y, en última instancia, podrían dar lugar a lesiones graves, daños a la propiedad, pérdida de producción e impacto ambiental. [4]
La misma definición la da la Asociación Internacional de Productores de Petróleo y Gas (IOGP). [2] El Centro para la Seguridad de Procesos Químicos (CCPS) del Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE) proporciona lo siguiente:
Una disciplina que se centra en la prevención de incendios, explosiones y liberaciones químicas accidentales en instalaciones de procesos químicos. [5]
El ámbito de la seguridad de procesos suele contrastarse con el de la seguridad y salud ocupacional (SST). Si bien ambos ámbitos se ocupan de condiciones peligrosas y eventos peligrosos que ocurren en los lugares de trabajo o durante el desempeño de las tareas laborales, difieren en varios niveles. La seguridad de procesos se ocupa principalmente de eventos que involucran materiales peligrosos y que son o tienen el potencial de escalar a accidentes mayores. Un accidente mayor se define generalmente como un evento que causa múltiples muertes, un gran impacto ambiental y/o consecuencias financieras significativas. Las consecuencias de los accidentes mayores, aunque generalmente se limitan al lugar de trabajo, pueden superar los límites de la planta o instalación, causando así un impacto significativo fuera del sitio. En contraste con esto, la seguridad y salud ocupacional se centra en eventos que causan daño a un número limitado de trabajadores (generalmente uno o dos por evento), tienen consecuencias limitadas a bien dentro de los límites del lugar de trabajo y no necesariamente involucran un contacto involuntario con un material peligroso. [6] Así, por ejemplo, una pérdida de contención de un tanque de almacenamiento de gasolina que resulta en un incendio es un evento de seguridad de procesos, mientras que una caída desde una altura que ocurre mientras se inspecciona el tanque es un evento de SST. Si bien pueden tener un impacto mucho mayor en las personas, los activos y el medio ambiente, los accidentes de seguridad de procesos son significativamente menos frecuentes que los eventos de SST, y estos últimos representan la mayoría de las muertes en el lugar de trabajo. [7] Sin embargo, el impacto de un solo evento importante de seguridad de procesos en aspectos como los recursos ambientales regionales, la reputación de la empresa o la percepción social de las industrias químicas y de procesos puede ser muy considerable y generalmente se le da una visibilidad destacada en los medios.
El paso fundamental en un accidente de seguridad de proceso, alrededor del cual se puede construir una cadena de causalidad y escalada de accidentes (incluyendo barreras de seguridad preventivas y de control/mitigación), es generalmente la pérdida de contención de un material peligroso. [8] Es este suceso el que libera la energía química disponible para que se materialicen las consecuencias dañinas. El aislamiento inadecuado, el desbordamiento, la reacción química descontrolada o no planificada , el equipo defectuoso, el error humano , la violación de procedimientos, los procedimientos inadecuados, el bloqueo, la corrosión , la degradación de las propiedades del material, el estrés mecánico excesivo, la fatiga , la vibración , la sobrepresión y la instalación incorrecta son las causas próximas habituales de dicha pérdida de contención. [9] Si el material es inflamable y encuentra una fuente de ignición, se producirá un incendio . En condiciones particulares, como la congestión local (p. ej., que surge de las estructuras y tuberías en el área donde se produjo la liberación o la nube de gas inflamable migró), el frente de llama de una nube de gas inflamable puede acelerarse y pasar a una explosión , que puede causar daños por sobrepresión a los equipos y estructuras cercanos y daños a las personas. Si la sustancia química liberada es un gas tóxico o un líquido cuyos vapores son tóxicos, se forma una nube de gas tóxico que puede dañar o matar a personas localmente en la fuente de liberación o a distancia, si su tamaño y las condiciones atmosféricas no dan lugar inmediatamente a su dilución por debajo de los umbrales de concentración peligrosos. Los incendios, las explosiones y las nubes tóxicas son los principales tipos de accidentes que afectan a la seguridad de los procesos. [10]
En el ámbito de la extracción y producción de petróleo y gas en alta mar y de los oleoductos y gasoductos submarinos, la disciplina de la seguridad de procesos se entiende a veces como algo que se extiende a los accidentes importantes que no están directamente asociados con el procesamiento, almacenamiento o transporte de materiales peligrosos. En este contexto, el potencial de accidentes como colisiones de barcos contra plataformas petroleras, pérdida de estabilidad del casco de FPSO o accidentes durante el transporte de tripulaciones (como accidentes de helicópteros o embarcaciones) se analiza y gestiona con herramientas típicas de la seguridad de procesos. [11]
La seguridad de los procesos suele asociarse con instalaciones fijas de proceso y almacenamiento en tierra, así como con instalaciones fijas y flotantes de producción y/o almacenamiento en alta mar. Sin embargo, las herramientas de seguridad de procesos pueden utilizarse y, a menudo, se utilizan (aunque en distintos grados) para analizar y gestionar el transporte a granel de materiales peligrosos, como por ejemplo en camiones cisterna , vagones cisterna , buques cisterna marítimos y tuberías en tierra y en alta mar . Los dominios industriales que comparten similitudes con las industrias de procesos químicos, y a los que a menudo se aplican los conceptos de seguridad de procesos, son la energía nuclear , la producción de energía a partir de combustibles fósiles , la minería , la fabricación de acero , las fundiciones , etc. Algunas de estas industrias, en particular la energía nuclear, siguen un enfoque muy similar al de la seguridad de procesos, al que normalmente se hace referencia como seguridad del sistema .
En los inicios de la industria química, los procesos eran relativamente simples y las expectativas sociales en materia de seguridad eran bajas en comparación con los estándares actuales. A medida que la tecnología química evolucionó y aumentó en complejidad, y, al mismo tiempo, las expectativas sociales en materia de seguridad en las actividades industriales aumentaron, se hizo evidente que existía la necesidad de una experiencia y un conocimiento cada vez más especializados en materia de seguridad y prevención de pérdidas para la industria química. [12] Las organizaciones de las industrias de procesos originalmente tenían revisiones de seguridad para los procesos que se basaban en la experiencia y los conocimientos de las personas que participaban en la revisión. A mediados del siglo XX, comenzaron a aparecer técnicas de revisión más formales. Estas incluían la revisión de riesgos y operabilidad (HAZOP), desarrollada por ICI en la década de 1960, el análisis de modos de falla y efectos (FMEA), las listas de verificación y las revisiones de hipótesis . Estas eran principalmente técnicas cualitativas para identificar los riesgos de un proceso. [13]
Las técnicas de análisis cuantitativo, como el análisis de árbol de fallas (FTA, que se había utilizado en la industria nuclear ), la evaluación cuantificada de riesgos (QRA, también conocida como análisis cuantitativo de riesgos) y el análisis de capas de protección (LOPA) también comenzaron a utilizarse en las industrias de procesos en los años 1970, 1980 y 1990. Se desarrollaron técnicas de modelado para analizar las consecuencias de derrames y liberaciones, explosiones y exposición tóxica. [13]
La expresión "seguridad de procesos" comenzó a usarse cada vez más para definir este campo de estudio de la ingeniería. En general, se entendía que era una rama de la ingeniería química , ya que se basaba principalmente en la comprensión de los procesos químicos industriales, como se ejemplifica en la técnica HAZOP. Con el tiempo, absorbió una variedad de elementos de otras disciplinas (como la química y la física para el modelado matemático de liberaciones, incendios y explosiones, ingeniería de instrumentación , gestión de activos , factores humanos y ergonomía , ingeniería de confiabilidad , etc.), convirtiéndose así en un dominio de ingeniería relativamente interdisciplinario, aunque en su núcleo sigue estando fuertemente conectado con la comprensión de la tecnología química de procesos industriales. La "seguridad de procesos" prevaleció gradualmente sobre términos alternativos; por ejemplo, Frank P. Lees en su monumental obra Loss Prevention in the Process Industries [14] utilizó la expresión titular o "seguridad y prevención de pérdidas", y lo mismo hizo Trevor Kletz [15] , una figura central en el desarrollo de esta disciplina. Una de las primeras publicaciones en utilizar el término en su sentido actual es la Guía de Seguridad de Procesos de la Dow Chemical Company . [16]
A mediados y fines de la década de 1970, la seguridad de procesos era una especialidad técnica reconocida. El Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE) formó su División de Seguridad y Salud en 1979. [13] En 1985, el AIChE estableció el Centro para la Seguridad de Procesos Químicos (CCPS), en parte como respuesta a la tragedia de Bhopal ocurrida el año anterior. [17]
Las lecciones aprendidas de eventos pasados han sido claves para determinar avances en seguridad de procesos. Algunos de los accidentes más importantes que la han convertido en una disciplina de ingeniería son: [10]
La siguiente es una lista de temas tratados en seguridad de procesos. [10] Existen algunas superposiciones con dominios equivalentes de otras disciplinas, especialmente seguridad y salud ocupacional (SST), aunque el enfoque en seguridad de procesos siempre estará específicamente en la pérdida de control en el manejo de materiales peligrosos a escala industrial.
Estrictamente relacionado con la seguridad de procesos, aunque por razones históricas generalmente no se considera que pertenezca a su dominio, está el diseño de los siguientes sistemas (tenga en cuenta, sin embargo, que su selección es a menudo responsabilidad de un ingeniero especializado en seguridad de procesos):
Las empresas cuyo negocio depende en gran medida de la extracción, procesamiento, almacenamiento y/o transporte de materiales peligrosos, generalmente integran elementos de gestión de seguridad de procesos (PSM) dentro de su sistema de gestión de salud y seguridad. PSM fue regulado notablemente por OSHA de los Estados Unidos en 1992. [19] El modelo OSHA para PSM todavía se usa ampliamente, no solo en los EE. UU. sino también a nivel internacional. Desde entonces, se han puesto a disposición otros modelos y regulaciones equivalentes, en particular por la EPA [20] , el Centro para la Seguridad de Procesos Químicos (CCPS) [21] y el Instituto de Energía del Reino Unido [22] .
Los esquemas PSM se organizan en "elementos". Los distintos esquemas se basan en diferentes listas de elementos. Este es el esquema CCPS para la seguridad de procesos basada en riesgos, que puede conciliarse con la mayoría de los demás esquemas PSM establecidos: [21]
Si bien en un principio se diseñaron principalmente para plantas en su fase de operaciones, los elementos de PSM pueden y deben implementarse durante todo el ciclo de vida de un proyecto, siempre que sea aplicable. Esto incluye el diseño (desde la carga inicial hasta el diseño detallado), la adquisición de equipos, la puesta en servicio , las operaciones, los cambios de materiales y organizativos y el desmantelamiento.
Un modelo común utilizado para representar y explicar los diversos sistemas diferentes pero conectados relacionados con el logro de la seguridad del proceso es descrito por James T. Reason en el modelo del queso suizo . [8] [23] En este modelo, las barreras que previenen, detectan, controlan y mitigan un accidente importante se representan como rebanadas, cada una con una cantidad de agujeros. Los agujeros representan imperfecciones en la barrera, que pueden definirse como estándares de desempeño específicos. Cuanto mejor se gestione la barrera, más pequeños serán estos agujeros. Cuando ocurre un accidente importante, esto se debe invariablemente a que todas las imperfecciones en las barreras (los agujeros) se han alineado. Es la multiplicidad de barreras la que proporciona la protección.
Medios relacionados con Seguridad de procesos en Wikimedia Commons