Conceptos del Hazop (Análisis de Riesgos y Operabilidad de los Procesos)






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fecha de publicación08.01.2016
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METODO HAZOP (I PARTE)
Conceptos del Hazop (Análisis de Riesgos y Operabilidad de los Procesos)


  1. Introducción


El método Hazop, ("HAZard and OPerability" Riesgo y Operabilidad) o Análisis de Riesgo y de Operabilidad de los Procesos, fue desarrollado por ingenieros de "ICI Chemicals" de Inglaterra a mediados de los años 70.
El método involucra, la investigación de desviaciones del intento de diseño o propósito de un proceso, por un grupo de individuos con experiencia en diferentes áreas tales como; ingeniería, producción, mantenimiento, química y seguridad. El grupo es guiado, en un proceso estructurado de tormenta de ideas, por un líder, que crea la estructura, al utilizar un conjunto de palabras guías o claves (no, mayor, menor, etc.) para examinar desviaciones de las condiciones normales de un proceso en varios puntos clave (nodos) de todo el proceso.
Estas palabras guías, se aplican a parámetros relevantes del proceso, tales como; flujo, temperatura, presión, composición, etc. para identificar las causas y consecuencias de desviaciones en estos parámetros de sus valores normales.
Finalmente, la identificación de las consecuencias inaceptables, resulta en recomendaciones para mejorar el proceso. Estas pueden indicar modificaciones en el diseño, requerimientos en los procedimientos operativos, modificaciones en la documentación, mayor investigación, etc
1.1 Riesgo potencial y problemas de operación
Aunque la metodología del Hazop se concentra (mediante un enfoque sistemático) en identificar tanto riesgos como problemas de operabilidad, más del 80% de las recomendaciones del estudio son problemas de operabilidad y no de por sí, problemas de riesgo. Aunque la identificación de riesgo es el tema principal, los problemas de operabilidad se debe ser examinar, ya que tienen el potencial de producir riesgos en los procesos, que resulten en violaciones ambientales y/o laborales o tener un impacto negativo en la productividad.
Actualmente se considera que los mayores beneficios de un estudio Hazop se relacionan con identificar problemas de operabilidad.
1.2 Desviaciones del intento de diseño
Todas las plantas industriales tienen un propósito. Esto puede ser, producir una cierto tonelaje de un producto químico por año, manufacturar un número especificado de automóviles o procesar cierto volumen de efluentes industriales por año, etc. Esto, se puede decir, que es el principal intento de diseño de la planta, pero en la mayoría de los casos, se entiende que un propósito adicional sería conducir las operaciones de la manera más segura y eficiente.
Con esto en mente, todas las partes y/o equipos de la planta se ensamblan para que en conjunto logren las metas deseadas. Sin embargo para lograr esto, cada parte del equipo, cada bomba, tubería, etc., necesitan funcionar consistentemente de una manera particular. Es de esta manera que, cada elemento en particular tiene su intento de diseño o propósito.
Como ejemplo, supongamos que una parte del proceso, requiere un servicio de agua de enfriamiento. Para esto, generalmente se requiere una tubería para circulación del agua, una bomba, un abanico de enfriamiento y un intercambiador de calor, tal como se muestra en la figura.
Podemos decir, que el intento de diseño de esta parte de la planta sería "continuamente circular agua de enfriamiento a una temperatura inicial de X °C y con un flujo de X litros por hora".

Es generalmente, a este nivel de detalle del intento de diseño o propósito, al que se dirige un estudio de Hazop. La utilización de la palabra "desviación" ahora se entiende más fácilmente. Una desviación del intento de diseño, para el caso del servicio de agua de enfriamiento sería el cese de la circulación del agua, o que el agua tenga una temperatura inicial demasiado alta. Note la diferencia entre desviación y causa. En el caso anterior, la falla de la bomba sería la causa y no la desviación.
1.3 Aplicaciones en la industria
La técnica del Hazop se empezó a utilizar más ampliamente después del desastre de Flixborough, en el cual, una explosión en una planta química mató a 28 personas, la mayoría de las cuales eran vecinos de la planta.

A través del intercambio de ideas y personal, la metodología se adoptó por la industria de petróleo, que tiene un potencial similar de desastres mayores. Las industrias del agua y alimentos, fueron las siguientes, donde el riesgo potencial es grande, pero de una naturaleza diferente, donde hay más preocupación con la contaminación, en lugar de las emisiones químicas o explosiones.

La seguridad y confiabilidad en el diseño de una planta se apoyan en la aplicación de diversos códigos de práctica, códigos de diseño y estándares. Estos representan, la acumulación de conocimiento y experiencia de individuos expertos y de la industria como un todo. Tales aplicaciones, están respaldadas por la experiencia de los ingenieros involucrados, quienes pudieron haber previamente trabajado en el diseño, instalación y operación de plantas similares.

Sin embargo, aunque se considera que estos códigos de práctica son extremadamente valiosos, es importante complementarlos con una anticipación imaginativa de las desviaciones que pudieran ocurrir, debido, por ejemplo, al mal funcionamiento del equipo o errores del operador. Además, la mayoría de las compañías, admiten el hecho de, que para una nueva planta, el personal de diseño, actúa bajo presión, para cumplir con los tiempos de entrega. Esta presión, generalmente resulta en errores y omisiones. Un estudio de Hazop, es una oportunidad para corregir estos, antes de que tales cambios se hagan demasiado caros o imposibles de llevar al cabo.

Aunque no hay estadísticas para verificarlo, se cree que la metodología del HAZOP, es quizás la ayuda más ampliamente utilizada, para prevención de pérdidas. Las razones para esto se pueden resumir en lo siguiente:

  • Es fácil de aprender

  • Se puede fácilmente adaptar a casi todas las operaciones de una industria de procesos

  • No se requiere un nivel académico especial para participar en el estudio.

2. Conceptos básicos
Esencialmente, el procedimiento del Hazop, involucra tener una descripción y documentación completa de la planta y sistemáticamente cuestionar cada parte, para identificar como se pueden producir desviaciones del intento de diseño. Una vez identificados, se hace una evaluación, para determinar sí tales desviaciones y sus consecuencias, pueden tener un efecto negativo en la seguridad y operación eficiente de la planta. Si se considera necesario, se establecen acciones para remediar la situación.

Este análisis crítico, es aplicado de una manera estructurada, por el grupo del Hazop, que mediante una tormenta de ideas hacen un esfuerzo para descubrir causas creíbles de desviaciones. En la práctica, muchas de las causas, serán obvias, tales como la falla de la bomba, que causa una pérdida del servicio del agua de enfriamiento, en el ejemplo mencionado. Sin embargo, una gran ventaja de la técnica, es que alienta al grupo a considerar otras posibilidades menos obvias de cómo pueden ocurrir las desviaciones, que de otra manera sería difícil descubrir en primera instancia. De esta manera, el estudio logra mejores resultados que una revisión mecánica de una lista de verificación. El resultado es, de que hay buenas oportunidades de identificar fallas y problemas potenciales, que no hayan sido previamente experimentados en el tipo de planta bajo estudio.
2.1 Palabras clave
Un elemento esencial, en este proceso de cuestionamiento y análisis sistemático, es el uso de palabras claves para enfocar la atención del grupo sobre las desviaciones y sus posibles causas. Estas palabras guías se dividen en dos clases:

  • Palabras primarias que enfocan la atención en un aspecto particular del intento de diseño o una condición o parámetro asociado con el proceso.

  • Palabras secundarias que, cuando se combinan con las palabras primarias sugieren posibles desviaciones.

La técnica completa del Hazop, ronda en el uso efectivo de estas palabras guías, por lo que su significado y uso, deben ser claramente entendidos por el grupo de análisis. Ejemplos de palabras a menudo utilizadas se mencionan a continuación.

2.2 Palabras primarias








Estas reflejan tanto el propósito, como aspectos operacionales de la planta bajo estudio. Palabras típicas orientadas al proceso, pudieran ser las siguientes:


Flujo

Nivel

Temperatura

Presión

Viscosidad

Composición

Nivel

Adición

Reacción

Mantenimiento

Prueba

Instrumentación

Muestreo

Separación

Corrosión/Erosión

Reducción

Reducción

Mezclado

Note que algunas palabras incluidas, parece a que no tienen ninguna relación con una interpretación razonable del propósito del proceso. Por ejemplo, se pudiera cuestionar, el uso de la palabra ?Corrosión?, suponiendo que nadie quisiera que hubiera corrosión. Sin embargo, la mayoría de las plantas, están pensadas con un cierto ciclo de vida y de manera implícita se considera que no debe haber corrosión o que si ésta ocurre, no debe exceder de cierto valor. Un valor mayor de corrosión que el considerado, sería en tales circunstancias una desviación del propósito del diseño.

Considerando aspectos de Operabilidad del Proceso se puede considerar palabras operacionales importantes como:

Aislamiento

Drenaje

Ventilación

Purgado

Inspección

Mantenimiento

Arranque

Paro

Muchas veces, estas palabras, no se consideran o se les da menor importancia. Esto puede resultar, por ejemplo, en que un operador de la planta, tenga que lograr de improviso y de manera peligrosa, una forma de poner un equipo no esencial, fuera de línea para reparación, porque no se previó una manera segura, de aislar esa parte del proceso. Alternativamente, se pudiera llegar al caso, en que toda la planta, se debe de detener solo para recalibrar o reemplazar un medidor de presión.



2.3 Palabras secundarias








Como se mencionó anteriormente, cuando las palabras secundarias se combinan con las primarias, sugieren desviaciones o problemas potenciales. Un listado estándar de las palabras utilizadas se menciona a continuación:

Guías estándar

No/ninguna

Negación del intento de diseño

Más

Incremento cuantitativo

Menos

Decremento cuantitativo

Además de

Incremento cualitativo

Parte de

Decremento cualitativo

Reversa

Opuesto lógico del intento

Otro que

Substitución completa


Guías para procedimientos

No

No realiza el paso u operación. Un paso u operación importante en el proceso se omite

Más

Se hace más que lo especificado o requerido en un sentido cuantitativo (ej. se abre una válvula completamente cuando se requiere solo abrir parcialmente)

Menos

Se hace menos de lo especificado o requerido en un sentido cuantitativo (ej. purgar un depósito por 5 minutos en lugar de 10 minutos)

Además de

Se hace más de lo especificado en un sentido cualitativo. (ej. se abren las válvulas para varios tanques cuando solo se requiere para una)

Parte de

Se realiza un parte de un paso en un sentido cualitativo (Ej. se cierra solo una válvula cuando el procedimiento dice que se cierren todo el grupo y se abra la válvula de sangrado)

Reversa

Se hace lo opuesto a lo especificado. (ej. se abre una válvula cuando el procedimiento dice que se debe de cerrar)

Otro que

Se hace algo diferente a lo requerido (Ej. se abra la válvula equivocada)


Guías auxiliares para procedimientos

¿Cómo?

¿Cómo se logrará este paso?. ¿Se proporcionan las facilidades requeridas al operador para realizar el paso como está especificado?

¿Porqué?

¿Hay una razón lógica para este paso? ¿Es el paso u operación realmente necesario? ¿ Se requiere algo adicional?

¿Cuándo?

¿Es el tiempo importante en los pasos u operaciones?

¿Dónde?

¿Es importante dónde se efectuará el paso u operación?

¿Quién?

¿Es claramente obvio o está definido quién realizará cada parte del procedimiento?

Verificación

¿Cómo se puede verificar que el paso se haya realizado apropiadamente? ¿Es necesario que un supervisor revise nuevamente la operación?

Orden

Es importante y correcto el orden de los pasos realizados






2.4 Ejemplo








Considere un proceso que consiste en transferir una mezcla líquida "A" hacia un tanque

No/ninguna

No hay flujo de la mezcla "A"

Más

El flujo es mayor al diseño

Menos

El flujo es menor al diseño

Además de

"A" lleva un contaminante "B"

Parte de

Alguno de los componentes de "A" no está presente

Reversa

Flujo en dirección opuesta

Otro que

Se transfiere el material "D" en lugar de "A"

Se debe de notar que no todas las combinaciones de palabras primarias y secundarias son relevantes. Por ejemplo; Temperatura/No (¡Cero absoluto ó –273 °C ¡) o Presión/Reversa que no tiene significado


3. Metodología del Hazop








En términos simples, el proceso de estudio del Hazop involucra aplicar de una manera sistemática, todas las combinaciones relevantes de palabras claves, a la planta bajo estudio, en un esfuerzo de descubrir problemas potenciales. Los resultados se registran, en un formato de tabla o matriz con los siguientes encabezados principales.


DESVIACION

CAUSA

CONSECUENCIA

SALVAGUARDA

ACCION

Para considerar la información que se requiere registrar en cada una de las columnas, tomemos el siguiente diagrama de ejemplo:

Desviación

La combinación de palabras claves que se está aplicando (ej. Flujo/No)

Causa

Las causa potenciales que resultarían en la desviación. (Ej. Bloqueo del colador C1 debido a impurezas en el tanque dosificador T1 podría ser la causa de Flujo/No.)

Consecuencia

Las consecuencias que se producirían, tanto como efecto de la desviación. (Ej. ?La pérdida de la dosificación, resulta en una separación incompleta en V1?) y si es apropiado, efectos de la causa por sí misma. (Ej. ?Cavitación en la bomba B1, con un daño en la misma si esto se prolonga?.)

Siempre sea explícito, al considerar las consecuencias. No asuma que el lector en una fecha posterior entenderá completamente el significado de oraciones tales como ?No químico dosificador en mezclador?. Es mucho mejor agregar una explicación completa, como la mencionada inicialmente.

Al evaluar las consecuencias, no se deben considerar los sistemas de protección o los instrumentos ya incluidos en el diseño. Por ejemplo, suponga que el grupo ha identificado una causa para ?Flujo/No? (en un sistema diferente al del ejemplo anterior) debido a una cerradura espuria de una válvula controlada. Se hace notar que, hay una indicación de la posición de la válvula en el Cuarto de Control Central, con una alarma de software, en caso de una cerradura espuria. El grupo podría estar tentado a minimizar la consideración del problema inmediatamente, registrando el efecto de ?Consecuencias mínimas, la alarma permitirá al operador a tomar una acción remedial inmediata?. Sin embargo, sí el grupo hubiera investigado más, podría haber encontrado que, el resultado de la cerradura espuria de la válvula, sería un sobrepresión corriente arriba del sistema, llevando a una pérdida de contención y riesgo de fuego, si la causa no es rectificada en tres minutos. Entonces se hace visible, que tan inadecuado es la protección lograda con la alarma de software.

Salvaguardas

Cualquier dispositivo protector, ya sea que prevenga la causa o salvaguarde contra consecuencias adversas, debe ser registrado en esta columna. Por ejemplo, se podría considerar registrar ?Medidor de presión local en la descarga de la bomba, pudiera indicar que se está suscitando un problema?. Note que las salvaguardas no están restringidas al software, dónde sea apropiado, se debe dar crédito, a aspectos de procedimientos, tales como inspecciones regulares de la planta (Sí hay seguridad de que se estén llevando al cabo).

Acción

Donde una causa creíble, resulte en una consecuencia negativa, se debe decidir si se debe tomar alguna acción. Es en esta etapa, que las consecuencias y sus salvaguardas asociadas, son consideradas. Sí parece que las medidas de protección son adecuadas, entonces ninguna acción necesita ser tomada y esto se indica en la columna de acciones.

Las acciones caen en dos categorías:

  1. Acciones que eliminan la causa.

  2. Acciones que mitigan o eliminan las consecuencias.

Obviamente es preferible la primera, sin embargo, esto no es siempre posible, especialmente al trabajar con equipo con mal funcionamiento. Sin embargo, siempre se investiga eliminar primero la causa y solo donde sea necesario, mitigar las consecuencias. Por ejemplo, regresando a la situación de ?Bloqueo del colador C1 debido a impurezas, etc.?, descrita anteriormente, se pudiera enfocar el problema de varias maneras:

  • Asegurar que no puedan entrar impurezas al tanque T1 colocando un colador en la línea de descarga del carro tanque.

  • Considerar cuidadosamente si se requiere el colador en la succión de la bomba. Si la bomba no se daña con el paso de partículas y no se requiere filtrar el material que pasa a V1.

  • Colocar un medidor de presión diferencial entre el colador, con una alarma de alta presión diferencial, que dé una indicación clara, de que un bloqueo total es inminente.

  • Colocar un colador dúplex, con un programa regular de intercambio y limpieza del colador.

Al indicar acciones, es conveniente considerar varios notas de precaución. No opte automáticamente, por una solución de ingeniería, agregando; alarmas, instrumentación adicional, etc. Se debe considerar, la fiabilidad de tales equipos y su potencial para una operación espuria, que cause un innecesario paro de la planta. Además, se debe considerar, el incremento en el costo operacional en términos de mantenimiento, calibración regular, etc. Se conoce, que una solución con exceso de ingeniería, es menos confiable que el diseño original debido a pruebas y mantenimiento inadecuado.

Finalmente, siempre tome en cuenta el nivel de entrenamiento y experiencia del personal, que estará operando la planta. Acciones que involucran sistemas de protección sofisticados y elaborados, generalmente se desperdician, son inherentemente peligrosos, si los operadores no entienden su funcionamiento y es común que sean deshabilitados, ya sea deliberadamente o por error, porque nadie sabe como mantenerlos y calibrarlos.
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