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ANÁLISIS DE RIESGOS DE OPERABILIDAD EN EL PROCESO CRÍTICO DE ALMACENAMIENTO DE NITRATO DE AMONIO LÍQUIDO DE UNA PLANTA PETROQUÍMICA EN LA ZONA INDUSTRIAL DE MAMONAL - CARTAGENA,

MEDIANTE LA METODOLOGÍA HAZOP

DIANA PAOLA RODRÍGUEZ URBINA ANDREA JOSEFINA SUAREZ URBINA

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENERÍAS, ARQUITECTURA,

ARTES Y DISEÑO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARTAGENA DE INDIAS D. T. y C. 2017



DIANA PAOLA RODRÍGUEZ URBINA ANDREA JOSEFINA SUÁREZ URBINA

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniera Química.

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENERÍAS, ARQUITECTURA,

ARTES Y DISEÑO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARTAGENA DE INDIAS D. T. y C. 2017

DERECHOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACIÓN

La información presente en este documento fue tomada de una empresa del sector industrial que registra datos reales de operación con fines estrictamente académicos, por lo que no se autoriza el uso y la divulgación de la misma en actividades que pongan en riesgo la confidencialidad de las partes. Quien divulgue la información contenida en este proyecto de grado, deberá enfrentar las instancias legales correspondientes.

DEDICATORIA

A Dios, que fue mi refugio, mi apoyo en estos 5 años. Mi ideal, al que le debo todo; mis fuerzas y sacrificios. Sin Él nada de esto sería una realidad hoy; porque sé que es por Su Gracia que hoy soy quien soy y que me seguirá acompañando todos los días de mi vida. A mis padres Leonor María Urbina Meza y Erick Manuel Rodríguez Sarmiento; por su incansable apoyo. Por hacer de mí la persona que hoy soy, por enseñarme todo lo que sé y ser mi motor. Por el incondicional amor que siempre me brindan a pesar de los tropiezos. Por sus consejos y palabras de aliento en los momentos oportunos. A mis hermanos José Manuel Rodríguez Urbina y Aura María Rodríguez Urbina porque gracias a ellos forjé mi carácter, porque siempre serán mis mejores amigos, porque a pesar de la distancia y los malos entendidos, siguen ahí para mí y yo para ellos. A toda mi ENORME familia, porque cada uno de ellos fue parte importante de mi carrera profesional; desde mis abuelos hasta mis primos más pequeños. En especial a mis abuelos José Urbina y Josefina Meza; Manuel Rodríguez y Sara Sarmiento. A todos mis compañeros, a todos con quienes establecí una relación durante estos 5 años, porque duradera o corta, su presencia de algún modo contribuyó en este logro. A mis amigos incondicionales. Finalmente a mi prima, compañera, amiga, hermana Andrea Josefina Suárez Urbina, porque siempre estuvimos juntas, porque pasamos por buenos y malos momentos. Alegrías y rabias. ¡Porque este logro es de ambas!

DIANA PAOLA RODRÍGUEZ URBINA

DEDICATORIA A mí todo: DIOS, por siempre protegerme, acompañarme y cuidarme, A mi madre que siempre me ha apoyado, siempre ha estado para mí siendo mi sustento y mi ejemplo a seguir, ¡te amo mamá! Mis abuelos José y Josefina por aguantar todas esas largas noches de estudio y siempre celebrar cada triunfo y ayudarme a salir de cada derrota, A mi hermana María José por su apoyo incondicional y a mis sobrinos Mario y Juanfe por ese amor puro al llegar de una larga jornada estudiantil, esos abrazos no los cambio por nada, A mi Familia Urbina Meza, mi motivación para salir adelante, A ti ERSV que siempre me apoyaste y hoy te sientes orgulloso de lo que estoy logrando, por que soñamos con crecer juntos y hoy lo estamos viviendo, A ti LASC por ser esa amiga incondicional HVA, por siempre estar disponible para mí, por apoyarme en cada proyecto y buscar el crecimiento juntas que siempre soñamos, A mi Familia Suárez Mesino, por su apoyo y alegría siempre, A mis docentes universitarios que se volvieron amigos, por ayudarme en mi formación profesional en estos maravillosos 5 años. Los docentes más integrales con los que pude compartir, que me aconsejaron siempre, los quiero mucho a todos… Vizo, Pier, Matu, Sonia, Carlos, Miguel, Javier, … ¡Gracias totales! A todos mis amigos y amigas que aportaron su granito de arena en todo este tiempo, A mis compañeros de trabajo en sede Cartagena y sede Barranquilla, gracias por cada palabra de apoyo, A quien me acompañó, a quien me aguantó, a quien me ayudó cuando sentí que no podía más, la que toleró cada una de mis rabietas y malos ratos y se gozó conmigo cada triunfo, cada trabajo, cada parcial… Con la que aprendí a ver la vida universitaria como lo mejor que un adolescente puede vivir, la que le puso sabor a estos 5 años… A ti Diana Paola Rodríguez Urbina, que más que mi compañera de trabajo y prima, eres mi hermana y amiga ¡GRACIAS! ¡Lo logramos!

ANDREA JOSEFINA SUÁREZ URBINA

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos primera y definitivamente a Dios, por todo lo que es, todo lo que puede y todo lo que por Su Gracia somos. Agradecemos a nuestros padres y familiares por el apoyo, el amor y el esfuerzo para brindarnos la oportunidad de ser profesionales. A las ingenieras y docentes Juliana Puello y Adriana Pareja, por su colaboración, entrega y guiarnos en la realización de este proyecto. A todos los docentes que transmitieron sus conocimientos y experiencias para hacer de nosotras Ingenieras Químicas integrales. En especial a Jhoan Piermattey, Vicente Vargas, Sonia Gómez, Katia Paternina, Carlos Cortés, Javier Ríos, Adalberto Matute, José Marín y Miguel Ramos. Infinitas gracias. A la empresa donde se llevó a cabo nuestro trabajo de grado, por permitirnos conocer su proceso y brindarnos su apoyo. A todo el personal operativo, sin excepciones, en especial a Edwin Mondol, Edgardo Castro, Benjamín Blanco, Salvador Simarra y Eduardo Martínez, por transmitirnos todo su conocimiento y apoyarnos con paciencia. A los ingenieros César Medina, Humberto Blanquicett, Álvaro Ochoa, Clodomiro Barrios, Oswaldo Hernández, Federico Arévalo, Yesid Díaz, Jorge Acuña, Viviana Peñas y Mabe Bernal, por su apoyo incondicional, sus palabras de aliento y los momentos compartidos. A los ingenieros Fernando Páez, Simón Giraldo, Feider Ortiz y Rafael de Vega por su interés, ayuda y apoyo incondicional.

¡GRACIAS!

CONTENIDO

Pág.

RESUMEN ............................................................................................................ 12 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 13 1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................................................... 15

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................... 15 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA............................................................. 17 1.3. JUSTIFICACIÓN ......................................................................................... 17 1.4. OBJETIVOS ................................................................................................ 18

1.4.1. Objetivo General .................................................................................. 18

1.4.2. Objetivos Específicos ........................................................................... 18 2. MARCOS DE REFERENCIA ............................................................................. 20

2.1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ........................................................ 20 2.2. MARCO TEÓRICO ..................................................................................... 22

2.2.1. Análisis de peligros. ............................................................................. 22 2.2.2. Matriz de riesgos. ................................................................................. 22

2.2.3. Métodos utilizados para el análisis de peligros. ................................... 23 2.2.3.1. No basados en escenarios. ............................................................ 23 2.2.3.2. Basados en escenarios. ................................................................. 24

2.2.4. Estudio de peligros y operación: Hazard and Operability Analysis (HAZOP .......................................................................................................... 24

2.2.4.1. Esquema de un análisis HAZOP. ................................................... 25

2.2.4.1.1. Nodos de estudio. .................................................................... 25

2.2.4.1.2. Palabras guía y parámetros relevantes del proceso. ............... 26 2.2.4.2. Procedimiento para el desarrollo del HAZOP. ................................ 27

2.2.5. Proceso crítico a estudiar: Almacenamiento de Nitrato de Amonio. ..... 28 2.2.5.1. Nitrato de Amonio. .......................................................................... 28

2.2.5.1.1. Propiedades Físicas y Químicas. ............................................. 29

2.2.5.1.2. Proceso productivo ................................................................... 30

2.2.5.1.3. Condiciones normales de operación. ....................................... 31 2.2.5.1.4. Usos y/o Aplicaciones. ............................................................. 32

2.2.5.2. Almacenamiento del Nitrato de Amonio. ......................................... 33 2.2.5.2.1 Tanque de almacenamiento. ..................................................... 33 2.2.5.2.2. Mantenimiento del tanque. ....................................................... 36

2.2.5.2.3. Problemas del Almacenamiento: Ambiente y salud. ................ 36 2.2.5.2.4. Equipo de Seguridad. ............................................................... 37

2.3. MARCO LEGAL .......................................................................................... 37 2.4. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................. 38

3. DISEÑO METODOLÓGICO .............................................................................. 42 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ........................................................................ 42 3.2. DISEÑO ADOPTADO ................................................................................. 42

3.3. ENFOQUE ADOPTADO ............................................................................. 43 3.4. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN ........................... 43

3.4.1. Fuentes primarias................................................................................. 43 3.4.2. Fuentes secundarias ............................................................................ 43

3.5. HIPÓTESIS DE TRABAJO ......................................................................... 44 3.6. VARIABLES ................................................................................................ 44

3.6.1. Variables de proceso ............................................................................ 44 3.6.2. Variables de sistemas eléctricos .......................................................... 44

3.7. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ................................................. 44

3.8. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ............................................... 45 4. RESULTADOS .................................................................................................. 46

4.1. ANÁLISIS DE PERFIL DE ACTIVOS DE LA INFORMACIÓN CORRESPONDIENTES A LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE NITRATO DE AMONIO LÍQUIDO ............................................................................................ 46

4.2. ANÁLISIS HAZOP ...................................................................................... 47 CONCLUSIONES .................................................................................................. 53

RECOMENDACIONES ......................................................................................... 54 REFERENCIAS ..................................................................................................... 56

ANEXOS ............................................................................................................... 59

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Composición del marco para el desarrollo de análisis de peligros ......... 22 Figura 2. Matriz general de riesgos ....................................................................... 23 Figura 3. Producción de nitrato de amonio a partir de amoniaco gaseoso y ácido nítrico .................................................................................................................... 31 Figura 4. Layout típico de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio ... 35

LISTA DE CUADROS

Pág.

Cuadro 1. Palabras guía y parámetros .................................................................. 26 Cuadro 2. Parámetros relevantes del proceso ...................................................... 27 Cuadro 3. Relación entre palabras guía y parámetros .......................................... 27

Cuadro 4. Temperatura de cristalización y Punto de ebullición atmosférico del nitrato de amonio a diferentes concentraciones .................................................... 29

LISTA DE ANEXOS

Pág.

ANEXO A. Cronograma de actividades ................................................................ 60 ANEXO B. Presupuesto ........................................................................................ 61 ANEXO C. Hoja de trabajo de Estudio HAZOP ..................................................... 62

ANEXO D. Descripción de equipos mencionados en la tabla HAZOP. ................. 73 ANEXO E. Nivel de consecuencias ....................................................................... 74 ANEXO F. Matriz de frecuencia y riesgo ............................................................... 75

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RESUMEN

En el presente estudio se analiza el proceso crítico de almacenamiento de nitrato de amonio líquido en una planta petroquímica de la zona industrial de Mamonal en Cartagena, con el fin de identificar y mitigar los riesgos presentes en él, con base en la metodología HAZOP. Inicialmente se definió que el nodo por estudiar correspondería al tanque de almacenamiento y la instrumentación asociada a su operación. Se analizaron los diagramas del nodo para el conocimiento de los equipos e instrumentos, y teniendo en cuenta las variables operativas, técnicas y conceptuales se identificaron los peligros presentes y los escenarios con mayor riesgo. Con base en lo anterior se plantearon las recomendaciones básicas para mitigar o evitar incidentes cuyo impacto afecte a las personas, al medio ambiente y a la empresa. Los datos arrojados por la metodología HAZOP permitieron identificar y analizar los riesgos y peligros asociados al tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido, por lo tanto esta metodología resultó apropiada para este estudio. Al finalizar el estudio se determinó que sobresalen desviaciones relacionadas a variables importantes en el proceso de almacenamiento de nitrato de amonio líquido a las cuales se les realiza seguimiento constante. Sin embargo, se evidenció también que el tanque opera de manera segura, por lo cual se encuentra actualmente en funcionamiento estable. PALABRAS CLAVE: HAZOP, almacenamiento, nitrato de amonio, riesgos, peligros, seguridad de procesos.

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INTRODUCCIÓN

Reconociendo que la industria química es segura, ¿por qué hay tanta preocupación por la seguridad de las plantas químicas? La preocupación tiene que ver con el potencial de la industria de muchas muertes como, por ejemplo, en la tragedia de Bhopal, India, donde, al no tomarse las medidas de precaución apropiadas, el agua a presión que se utilizaba en el proceso entrara en contacto con el gas almacenado dando lugar a una reacción exotérmica que provocó la apertura de las válvulas de seguridad liberando un gas tóxico ocasionando envenenamiento con isocianato de metilo a más de 500.000 personas y varias miles perdieron la vida. Esto hace que se perciban los accidentes con pérdidas de vidas como la mayor tragedia presente en una planta química. El gran potencial de pérdidas de vidas da la percepción de que la industria química es insegura [1]. Por consiguiente, las regulaciones del Estado en la mayoría de los países han llevado a las industrias a hacer sus operaciones más seguras, mediante estrategias de minimización de riesgos en cada una de las operaciones de sus plantas; esto con el fin de evitar que ocurran accidentes que afecten al ambiente, las personas y la economía de la empresa y, en caso de que ocurran, que las consecuencias sean mínimas. Es por esto que, desde pequeñas hasta grandes industrias, han llevado a cabo al menos una de estas metodologías en sus procesos y han asimilado dentro de sus políticas internas y su desarrollo diario la cultura de la seguridad y de prevención de incidentes. Tanto se han realizado estas metodologías de manera periódica que ya resulta ser una costumbre dentro de los trabajadores de las industrias prevenir entre ellos mismos incidentes, realizando de manera segura la operación teniendo en cuenta los parámetros bajo los cuales debe operar la planta, realizando sus actividades de manera cautelosa con el fin de evitar accidentes propios, actuando de manera eficiente y eficaz ante una condición insegura y mitigarla, entre otros. El almacenamiento de nitrato de amonio se define como un proceso crítico por la naturaleza misma del nitrato de amonio y los peligros que representa trabajar con esta sustancia. En este trabajo se estudia el almacenamiento de Nitrato de Amonio líquido y los riesgos que este proceso implica para la empresa, el ambiente y sus trabajadores, aplicando la metodología HAZOP como estrategia para mitigar tales riesgos haciendo más seguro este proceso. Por esto, fue necesario identificar las corrientes asociadas al proceso, diagramas de procesos, hojas de datos de seguridad del Nitrato de Amonio, instrumentos asociados al tanque de almacenamiento y equipos menores circundantes para la recolección de datos.

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Para el desarrollo de la metodología HAZOP fue pertinente identificar las variables críticas implicadas y de qué manera estas podrían representar un riesgo en su operación, estableciendo con qué frecuencia podían alterarse estas variables, a causa de qué, las posibles consecuencias de estas alteraciones y qué recomendaciones se dan para cada una de ellas, todo esto llevado a cabo por un grupo interdisciplinario de trabajadores de la planta en cuestión. Este trabajo pudo realizarse con mayor facilidad gracias a que se hizo durante el periodo de prácticas empresariales de una de las autoras cuyas prácticas se realizaron en la empresa involucrada, lo cual facilitó las salidas de campo, el contacto con el personal operador del proceso, acceso a información del tanque de almacenamiento, relación con los ingenieros de la planta y el desarrollo de la metodología HAZOP.

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1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Aproximadamente a partir de la década de los 90’s, la industria química inició una era de procesos más complejos. Actualmente, el crecimiento de las industrias depende de los avances tecnológicos, y a su vez estos avances se encuentran ligados a la seguridad de procesos [1]. La seguridad de procesos es una disciplina en el marco del manejo de la integridad de los sistemas operativos y de los procesos que manejan sustancias peligrosas, donde se aplican principios de buenas prácticas de ingeniería (p.ej. diseño, mantenimiento, operación). La seguridad de procesos hace énfasis en la prevención y control de eventos con el potencial de liberar sustancias peligrosas y energía. Tales liberaciones pueden resultar en efectos tóxicos, incendios, explosiones, que pueden provocar muertes, heridos, daño a la propiedad, daño ambiental y pérdida de producción [2]. En la zona industrial de Mamonal en Cartagena, se encuentran varias plantas petroquímicas con distintas aplicaciones. Se ha escogido una planta de fertilizantes para evaluar el funcionamiento de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio caliente, identificado como el proceso crítico de estudio, el cual representa un entorno en el que la seguridad de procesos encuentra amplia aplicación. Es un proceso crítico por los riesgos que representa confinar Nitrato de Amonio caliente, lo cual se explica y amplía durante el desarrollo del trabajo. En una planta de fertilizantes pueden estar presentes productos como amoniaco y nitrato de amonio; cada uno de estos productos manifiesta riesgos inherentes que deben ser minimizados. Por lo tanto, es pertinente describir de forma general el nitrato de amonio, el amoniaco y a qué condiciones estas sustancias presentan alto riesgo. El nitrato de amonio es una de las principales fuentes de aporte de nitrógeno para la producción de fertilizantes. Se trata de una sustancia que en estado líquido es traslúcida incolora o ligeramente amarillenta y en estado sólido es incoloro e higroscópico soluble en agua, no combustible en sí misma, pero es buen agente oxidante y comburente, lo cual hace que provoque que otras sustancias combustibles puedan quemarse, incluso en ausencia de aire. Sometido a altas temperaturas desprende gases tóxicos y/o corrosivos. Pero el principal riesgo en

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su almacenamiento o manejo, es su explosividad. El nitrato de amonio puede detonar principalmente si se da uno de los siguientes factores: confinamiento, calentamiento, contaminación, o fuerte impacto. Es incompatible con metales en polvo, materias orgánicas, agentes reductores fuertes y tejidos naturales. El amoniaco es utilizado como base para los fertilizantes. Se trata de una sustancia gaseosa (almacenada licuada) con propiedades tóxicas y que puede formar atmósferas explosivas mezclada con el aire [3]. Su producción requiere un intenso calor y debe ser almacenado a altas presiones. El amoniaco se puede combinar con diferentes compuestos, como el ácido nítrico, ácido sulfúrico, o incluso el dióxido de carbono de la atmósfera para producir los diferentes tipos de fertilizantes que se usan hoy en día [4]. Existen evidencias de accidentes ocurridos en plantas de fertilizantes dada la presencia de nitrato de amonio, con un riesgo moderado. En West Fertilizer (Texas) en 2013, se confirmó que el nitrato de amonio fue el combustible de una explosión, aunque aún se desconoce cómo se originó dicha explosión [5]. A pesar de que se desconocen las causas de esta explosión en West Fertilizer, la mayoría de los reportes noticiosos encontrados en la red, hacen referencia a una posible falla en el almacenamiento del nitrato de amonio sólido, lo que quiere decir que hubo ausencia de seguridad de procesos. El 10 de septiembre de 2007, cerca de Monclova, Coahuila, México, un remolque cargado con 22 toneladas de nitrato de amonio se estrelló contra un camión dejando tres muertos en el accidente. Un incendio se inició en la cabina del remolque y aproximadamente 40 minutos después se produjo una gran explosión, resultando 37 muertos y unos 150 heridos. Se formó un cráter de 9 m de ancho y 2 m de profundidad [6]. Un accidente a nivel industrial puede generar consecuencias en tres pilares, que son el humano, el ambiental y el económico, afectando a cada uno de manera diferente. En una empresa de fertilizantes, un accidente por fuga de nitrato de amonio líquido puede tener implicaciones ambientales y humanas leves. Los efectos del nitrato de amonio dependerán de su concentración y pH, de la cantidad de tiempo y de la forma de exposición [7]. En fugas de pequeñas cantidades, el nitrato de amonio puede contenerse y posteriormente se dispone de él, pero si se habla de accidentes, se da por entendido que son grandes cantidades de nitrato de amonio almacenado, que en condiciones de riesgo como las mencionadas anteriormente, puede ocasionar grandes explosiones que afectan el ambiente y las personas. De igual manera, la parte económica de la empresa se ve afectada por los daños en el equipo y la infraestructura circundante. Asociados a los procesos centrales de una empresa manufacturera, existen otros procesos que se consideran “procesos críticos”. Estos hacen referencia a todos aquellos puntos en los que la producción de nitrato de amonio se vuelve peligrosa.

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Si bien los componentes utilizados como materia prima por sí solos representan un riesgo, existen ciertos momentos durante la producción general en los que se requieren medidas estrictas de seguridad. El proceso crítico que se va a evaluar en éste proyecto es el almacenamiento de nitrato de amonio líquido a altas temperaturas (130°C – 150°C). Se considera un proceso crítico debido a que el nitrato de amonio se descompone, provocando entre otras consecuencias, detonación por altas temperaturas; además, por la cantidad que se almacena en el tanque la cual es de 800 toneladas aproximadamente, ocupando el 85% de la capacidad de almacenamiento total. Considerando las situaciones anteriormente descritas, en el presente proyecto se pretende realizar un análisis de peligros y operabilidad (HAZOP) que permita identificar, evaluar y prevenir los riesgos e incorporar las sugerencias y/o recomendaciones necesarias para almacenar en las mejores condiciones de seguridad el nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica ubicada en la zona industrial de Mamonal en Cartagena. 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Qué variables técnicas, operativas, conceptuales, se deben tener en cuenta para analizar mediante la técnica HAZOP, un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la zona industrial de Mamonal en Cartagena, con el fin de establecer estrategias de minimización de riesgos y operabilidad? 1.3. JUSTIFICACIÓN El presente proyecto se origina por el reciente interés de ahondar en el tema de seguridad de procesos, que ha sido poco estudiado de manera local, regional y nacional. Otra de las razones tiene que ver con la preferencia de los autores por el tema tratado dada la afinidad con la línea de investigación seleccionada, la cual es Ingeniería de Procesos, y el interés por generar un impacto positivo a la seguridad humana, ambiental y financiera de la planta. Por otro lado, el propósito por el cual se escogió la línea de investigación de ingeniería de procesos es contextualizar la aplicación e implementación de normas de seguridad a los procesos químicos. Teniendo en cuenta la investigación como función sustantiva de los procesos académicos de la Universidad de San Buenaventura, la cual se define como “Una actividad presente en todas las áreas del saber que posibilita la formación de docentes y estudiantes, el desarrollo en ciencia y tecnología y en las disciplinas sociales, humanas y artísticas, el conocimiento, interpretación y solución de los problemas de la sociedad” se relaciona con el campo de interés o tema seleccionado en cuanto a fomentar el espíritu de investigación y desarrollo de

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nuevas tendencias que permitan generar cambios y diseños óptimos y productivos en beneficio de las personas y el ambiente, a partir de ciencias básicas de la ingeniería y tecnología [8]. Dado que el objetivo principal de la seguridad de procesos es la mitigación de riesgos existentes en las industrias químicas, petroquímicas y de energías, como se mencionó anteriormente, esta proporciona un impacto positivo al ambiente debido a que la mitigación de riesgos implica control de procesos y reducción de emisiones. Actualmente en el país no se presentan accidentes en los procesos químicos a diario, pero cuando estos ocurren el entorno se ve fuertemente afectado debido a la magnitud de estos accidentes que aquejan la integridad del ser humano, el ambiente y el desempeño financiero de las industrias, perturbando la reputación de las industrias del país. Es por esto que es importante aplicar la seguridad de procesos en este campo ya que esta proporciona medidas de mitigación o eliminación de los riesgos que puedan estar presentes en el sector industrial. La viabilidad y factibilidad de este campo de interés es amplia, debido a que los recursos necesarios para su puesta en marcha son económicamente accesibles. El proyecto cuenta con facilidades económicas y de producciones sencillas y simples que a corto plazo presentarán y reflejarán la implementación de buenas prácticas tanto para la ingeniería y para la investigación, que a su vez repercutirán en la calidad de vida para la sociedad y la conservación del medio ambiente. 1.4. OBJETIVOS 1.4.1. Objetivo General Analizar los riesgos de operabilidad de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la zona industrial de Mamonal - Cartagena, teniendo en cuenta las variables operativas, técnicas y conceptuales, mediante la metodología HAZOP, con el fin de establecer estrategias de minimización de riesgos y operabilidad tomando en consideración las sugerencias y/o recomendaciones para su almacenamiento. 1.4.2. Objetivos Específicos Analizar el perfil de activos de información correspondiente a la planta de producción de nitrato de amonio líquido con el propósito de establecer los nodos que se evaluarán. Identificar riesgos y escenarios de amenaza en los nodos de estudio establecidos con ayuda de la técnica HAZOP, el personal operativo y los ingenieros de la empresa.

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Evaluar los peligros y operabilidad asociados al tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido en estudio. Seleccionar un enfoque de mitigación estableciendo las recomendaciones básicas pertinentes de acuerdo a las desviaciones presentes en los nodos y la frecuencia con la que se presentan.

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2. MARCOS DE REFERENCIA

2.1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS Con el fin de cumplir el propósito del presente estudio, han sido consultados diversos trabajos referentes a este tema. Al revisar los antecedentes el factor notorio es que las empresas industriales llevan a cabo estudios HAZOP de manera periódica para cada nodo de su proceso, con el fin de hacerlo más seguro; con respecto a esto, existen proyectos de pregrado que se llevan a cabo en esta área con ayuda de estas industrias, dentro de las actividades de prácticas empresariales de los estudiantes y otros tipos de convenios. Cabe aclarar que la consulta de antecedentes fue realizada desde el año 2010 al actual 2016, sin desmeritar los posibles estudios existentes antes del 2010. Figueroa y colaboradores presentaron en 2015 un reporte final al Mary Kay O’Connor Process Safety Center - Texas A&M University, en conjunto con la Universidad de San Buenaventura – Cartagena y Ecopetrol S.A., con título: “Application of HAZOP, LOPA and SIL to the alkylation unit catalyzed with hydrofluoric acid at Ecopetrol Refinery in Cartagena – Colombia”. El propósito de éste reporte era desarrollar un estudio para identificar y revisar las mejores prácticas de seguridad para el funcionamiento y el rendimiento de la unidad de alquilación catalizada con ácido fluorhídrico (HF) adecuada en la refinería de Ecopetrol en Cartagena-Colombia aplicando las metodologías HAZOP, LOPA y SIL. En 2015, Trujillo presentó un proyecto previo a la obtención del título de Ingeniero Eléctrico, denominado como “El análisis de riesgos y peligros, HAZOP y el árbol de fallas, una opción de ingeniería para subir los niveles de eficiencia en el mantenimiento y de disponibilidad de equipos en subestaciones de distribución”. El objetivo textual de éste proyecto era identificar y evaluar riesgos potenciales en una planta de tratamiento de aguas residuales, mediante la observación e investigación, utilizando para tal propósito las hojas de verificación, un simulador y las técnicas para el análisis de riesgos. Su propósito era evaluar los riesgos de la producción y consumo de la energía eléctrica con los métodos HAZOP y FTA para poder determinar la confiabilidad de la “Subestación de distribución La Cristiana” en Quito. En 2014, se presentaron dos trabajos de grado como requisito para optar al título de Ingeniero Químico en la Universidad de San Buenaventura muy similares. El trabajo de los autores Galvis y Pacheco tuvo por título “Diseño de un intercambiador de calor coraza y tubos para optimizar el margen de refinación en la unidad de destilación combinada de la refinería de Cartagena (RCSA)”; y el de los autores Marrugo y Vásquez tuvo por título “Diseño de un sistema de inyección

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de catalizador MEROX para el tratamiento de nafta liviana y pesada en la planta de Crudo de la refinería de Cartagena S.A. (RCSA)”. Si bien, en estos trabajos el objetivo no era realizar un estudio HAZOP sino diseñar, es claro que para el desarrollo de todo tipo de diseño es necesario aplicar un HAZOP y estos dos casos no fueron la excepción. La identificación de riesgos, en ambos trabajos, permitió analizar las causas y las consecuencias de las posibles desviaciones de las variables de proceso en cada uno de los diseños. Un trabajo presentado en 2013 por Avemañay como tesis de grado previa a la obtención del título de Ingeniero Industrial en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo se titula: “Análisis e identificación de riesgos de operabilidad en procesos críticos de servicios petroleros, mediante la aplicación de la metodología HAZOP, en la empresa Baker Hughes - Ecuador”. El propósito de éste trabajo era analizar e identificar riesgos de operabilidad en procesos críticos de servicios petroleros, mediante la aplicación de la metodología HAZOP, en la empresa Baker Hughes – Ecuador, con la finalidad de reducir o mitigar los riesgos operacionales que puedan afectar la salud física y psicológica del trabajador, el medio ambiente y la instalación industrial, basado en el cumplimiento de los requisitos legales. En 2012, Peña presentó un trabajo de grado como requisito para la obtención del título de Máster en Seguridad, Salud y Ambiente a la Universidad San Francisco de Quito-Ecuador con título “Análisis HAZOP de la unidad regeneradora de aminas”. El propósito de éste trabajo era verificar el diseño de la unidad de regeneración de aminas de la refinería para detectar desviaciones de la operación e interacciones del proceso, que podrían dar lugar a situaciones peligrosas o problemas de operabilidad, usando el análisis HAZOP. Otro trabajo revisado y el que más se relaciona con el presente, fue el presentado el año 2012 por Villegas como Tesis de Grado previa a la obtención del título de Ingeniero Industrial, llamado “Análisis de riesgos mediante el método HAZOP en las áreas de almacenamiento, patio de bombas y despacho del terminal de productos limpios El Beaterio de EP PETROECUADOR”. Ésta tesis tenía como propósito hacer un estudio de los diferentes métodos de análisis de riesgo para determinar el más veraz, completo y de óptima aplicación en la terminal de productos limpios El Beaterio. Al realizar ese estudio, decidieron tomar la metodología HAZOP por cumplir con las cualidades anteriormente mencionadas, y procedieron a aplicarla en las áreas de almacenamiento, patio de bombas y despacho del terminal de productos limpios el beaterio de EP PETROECUADOR. En el año 2010, Rodríguez en busca de obtener su título de Ingeniera Industrial, genera la tesis que lleva por nombre “Análisis de riesgos en planta de tratamiento de aguas residuales”, en donde tiene como objetivo textual identificar y evaluar riesgos potenciales en una planta de tratamiento de aguas residuales, mediante la observación e investigación, utilizando para tal propósito las hojas de verificación, un simulador y las técnicas para el análisis de riesgos. El propósito textual de ésta

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tesis era identificar los eventos los cuales sirvan de base para determinar las acciones necesarias y eliminar y/o disminuir la probabilidad de una contingencia. El presente proyecto difiere de los anteriores por el proceso que se va a evaluar, que en éste caso es el almacenamiento de nitrato de amonio en el proceso productivo de una empresa petroquímica en la ciudad de Cartagena. Adicionalmente se resalta que es un estudio realizado en conjunto entre la Universidad San Buenaventura Seccional Cartagena y la empresa en cuestión ubicada en la zona Industrial Mamonal en la ciudad de Cartagena, la cual al permitir éste acercamiento estudiantil promueve la investigación para darle solución a los problemas actuales que se presentan en la industria. Los antecedentes investigados serán tomados como marco de referencia para la realización de éste proyecto. Debido a la similitud que presentan, aprobarán hacer pequeñas comparaciones y/o analogías que permitan el análisis de los datos. 2.2. MARCO TEÓRICO 2.2.1. Análisis de peligros. Antes de definir qué es HAZOP, es importante conocer de dónde viene éste, haciendo una descripción de lo más general a lo más particular que en éste caso, es la explicación del mismo. La esencia de HAZOP es la identificación de peligros, y siendo así se debe definir inicialmente, qué es un análisis de peligros. Es un método sistemático, desarrollado por un equipo de trabajo. Identifica los peligros asociados a un sistema y evalúa las situaciones que pueden materializar los peligros. Su finalidad es la de señalar las debilidades del diseño y operación del proceso. Las consecuencias de la materialización del peligro. Figura 1. Composición del marco para el desarrollo de análisis de peligros

Fuente: C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

2.2.2. Matriz de riesgos. Es una herramienta para la estimación del riesgo que permite relacionarlo con dos parámetros para calificarlo por su importancia, basado en los parámetros de referencia [2].

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Figura 2. Matriz general de riesgos

Fuente: C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

A través de una matriz de riesgos, es posible realizar una ubicación de los riesgos encontrados en el sistema que se esté evaluando. Es aplicable a la mayoría de procesos a pesar que no entrega un resultado detallado sobre los riesgos y peligros evaluados sino una visión generalizada y aproximada de los mismos. Para el desarrollo de éste trabajo se utilizó una Matriz de frecuencia y riesgo facilitada por la empresa que se encuentra en el Anexo F. Para ubicar los riesgos en ésta matriz fue necesario utilizar la tabla de Nivel de consecuencias, también facilitada por la empresa, que se encuentra en el Anexo E. De acuerdo al nivel de la consecuencia, se define la frecuencia del evento registrada con las letras A, B, C, D, E y F en la tabla final que contiene el HAZOP ubicada en el Anexo C. 2.2.3. Métodos utilizados para el análisis de peligros. El análisis de los riesgos sirve para determinar los factores que potencialmente tendrían un mayor efecto sobre un determinado proyecto. Para esto, existen diferentes métodos con los que se pueden analizar los peligros. A continuación, se presenta la definición más general de los mismos. 2.2.3.1. No basados en escenarios. Como su nombre lo indica la base del análisis no son los escenarios accidentales. La base de estas técnicas son las experiencias; tanto experiencias pasadas como en la experiencia del grupo que

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lleva a cabo el análisis. Son utilizadas en las fases tempranas del proyecto de diseño y operación. Algunas técnicas no basadas en escenarios son:

Análisis preliminar de peligros (APR).

Revisión de seguridad.

Ranking relativo.

Análisis de listas de chequeo [2]. 2.2.3.2. Basados en escenarios. Las técnicas recogidas bajo esta categoría tienen como común denominador estar basados en el escenario accidental. Buscan establecer qué puede salir mal en uno o varios eventos y qué sistemas de protección y mitigación están establecidos. Son métodos predictivos y analíticos que se aplican a situaciones específicas. Algunas técnicas basadas en escenarios son: - Análisis What if…? - Análisis What if…? / Check-list. - Hazard and Operability Analysis (HAZOP). - Análisis de modos de fallo y efectos (FMEA). - Análisis de árbol de fallas y eventos (FTA y ETA). - Análisis de causas/consecuencias o corbatín [2]. Seguidamente, al conocer sobre algunas de éstas técnicas basadas en escenarios, se profundizó en la técnica HAZOP. 2.2.4. Estudio de peligros y operación: Hazard and Operability Analysis (HAZOP). Es una técnica desarrollada para la identificación de peligros y problemas operativos en una instalación. Tiene como propósito revisar un proceso con el fin de determinar posibles desviaciones en el diseño y/o la operación de una instalación nueva o existente, y al mismo tiempo determinar sus posibles consecuencias. Un equipo de trabajo registra para cada desviación probable:

Causas.

Consecuencias.

Barreras existentes.

Recomendaciones [9].

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HAZOP se ha convertido en el método básico para identificar los peligros potenciales y definir las modificaciones de diseño para mejorar la seguridad en las industrias de procesos. El método no prescribe soluciones; proporciona un método para un equipo de ingenieros y operadores para analizar un proceso, lo que permite a todos a centrar su conocimiento y experiencia de manera sistemática con el objetivo de garantizar que todos los problemas se solucionan. Por lo tanto, este método general se puede aplicar a esencialmente todas las plantas de proceso [9]. Un análisis HAZOP no solo se concentra en temas de seguridad, sino que también trata de descubrir problemas de “operabilidad” que podrían dar lugar a malos resultados económicos. Ejemplos de problemas de operabilidad podrían ser excesivas operaciones manuales que retrasen la producción, la falta de material suficiente para permitir un inicio, y dispositivos de medición adecuados para permitir que el personal de la planta pueda supervisar y diagnosticar posibles incidentes antes de que ocasionen daños al equipo o grandes pérdidas económicas [9]. La esencia del procedimiento HAZOP es investigar todas las desviaciones significativas de una operación de caso base para determinar (a) los posibles peligros, (b) las consecuencias de cada peligro, y (c) modificaciones para eliminar o reducir la probabilidad del peligro. El procedimiento asume tácitamente que una operación de base segura y operable es conocida; sin embargo, la operación de base también debe ser evaluada durante el análisis HAZOP [9]. El estudio HAZOP considera cada nodo (ubicación, procedimiento, etc.), selecciona los parámetros importantes (variables) del nodo, y para cada nodo considera desviaciones o palabras guía clave en combinación de los parámetros. Cuando se identifica un peligro, las causas están claramente establecidas y se describen las consecuencias, se identifican las salvaguardias en el diseño inicial que tienden a evitar el peligro o mitigar sus consecuencias, y se definen nuevas medidas para mejorar el diseño [9]. 2.2.4.1. Esquema de un análisis HAZOP. Un líder guía al equipo de manera sistemática a través del diseño de la planta usando una serie de palabras guía, las cuales se combinan con algunos parámetros y se aplican en unos nodos definidos. La esencia de este análisis radica en la revisión de planos y procedimientos en una serie de reuniones en las que el grupo multidisciplinario evalúa la importancia de las desviaciones por medio de un protocolo [9]. 2.2.4.1.1. Nodos de estudio. En el análisis HAZOP, el proceso se divide en partes más pequeñas (o subsistemas) denominados “nodos”, los cuales tienen una finalidad común (caudal, presión temperatura, etc.). Los parámetros pueden adoptar valores característicos en valor absoluto o variar en un rango o gradiente

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que se desea mantener estable o controlado. Generalmente un nodo es un equipo principal, un tramo de tubería o un conjunto de equipos y tramos de tuberías funcionalmente interconectados. Los nodos se numerarán y deberán ser definidos de una forma clara y unívoca que impida errores en la interpretación de la extensión de los mismos, incluyendo las referencias que se precisen a los equipos, válvulas y líneas principales que se asocian al nodo [10]. A cada nodo, se le asignará una intención. Se entiende por intención un descriptivo de la operación segura que se espera del nodo, indicando los rangos operativos normales de los parámetros más significativos (caudal, presión y temperatura, etc.). La intención del nodo agrupa cada una de las intenciones particulares de los parámetros de proceso utilizados. Durante las sesiones HAZOP se confirma la intención del nodo y los datos operativos que caracterizan la operación normal asignada al mismo [10]. 2.2.4.1.2. Palabras guía y parámetros relevantes del proceso. Para poder realizar un estudio HAZOP, es necesario usar y conocer las “palabras guía” y los parámetros del proceso, para al final, compararlos y poder realizar el análisis y las recomendaciones. Las "palabras guía" se utilizan para indicar el concepto que representan a cada uno de los nodos definidos anteriormente que entran o salen de un elemento determinado. Se aplican tanto a acciones (reacciones, transferencias, etc.) como a parámetros específicos (presión, caudal, temperatura, etc.) [11]. El cuadro 1 presenta algunas palabras guía y su significado. Cuadro 1. Palabras guía y parámetros

PALABRAS GUÍA SIGNIFICADO

NO Negación de la intención

MENOS o MENOS DE Disminución cuantitativa

MÁS o MÁS DE Incremento cuantitativo

PARTE DE Disminución cualitativa

ASÍ COMO o MÁS QUE Incremento cualitativo

INVERSO Opuesto lógico de la intención

EN VEZ DE Sustitución completa Fuente: C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

Los parámetros normales de operación de un proceso ayudan a definir la evaluación del riesgo que se esté analizando. En el cuadro 2 se presentan algunos ejemplos de parámetros para comparar con las palabras guía. Cada palabra guía se combina con los parámetros relevantes del proceso y se considera en cada nodo.

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Cuadro 2. Parámetros relevantes del proceso

FLUJO TIEMPO FRECUENCIA MEZCLADO

PRESIÓN COMPOSICIÓN VISCOSIDAD ADICIÓN

TEMPERATURA Ph POTENCIA SEPARACIÓN

NIVEL VELOCIDAD INFORMACIÓN REACCIÓN Fuente: C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

Los parámetros relevantes para el proceso que realiza el tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido son: presión, temperatura, pH, nivel y flujo. Para cada nodo se plantea de forma sistemática todas las desviaciones que implican la aplicación de cada palabra guía a un determinado parámetro. Para realizar un análisis exhaustivo, se deben aplicar todas las combinaciones posibles entre palabra guía y parámetro de proceso, descartándose durante las sesiones las desviaciones que no tengan sentido para un nodo determinado [11]. En el cuadro 3 se presentan algunos ejemplos de la combinación de parámetros con las palabras guía para establecer las desviaciones. Cuadro 3. Relación entre palabras guía y parámetros

PALABRAS GUÍA PARÁMETRO DESVIACIÓN

NO FLUJO NO FLUJO

MÁS PRESIÓN ALTA PRESIÓN

ASÍ COMO UNA FASE DOS FASES

EN VEZ DE OPERACIÓN MANTENIMIENTO Fuente: C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

2.2.4.2. Procedimiento para el desarrollo del HAZOP. Para desarrollar de una manera correcta un análisis HAZOP, debe cumplirse con los siguientes pasos: Preparación de la revisión. Éste paso, a su vez, se constituye de: a) Definir el propósito, objetivos y el alcance del estudio: Deben ser explícitos. Los

objetivos los define el responsable del proyecto. Pero todos deben trabajar juntos para dar un buen enfoque al estudio.

b) Escoger el equipo de trabajo: El líder debe garantizar la disponibilidad de un grupo hábil y experimentado con el número adecuado de integrantes.

c) Obtener los datos necesarios: Planos, distribuciones de planta, instrucciones de operación.

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d) Organizar los datos y planee la secuencia del estudio: Identifique los nodos, desarrollo por parte del líder de una lista preliminar de desviaciones. Adicionalmente, el líder debe preparar un plan de trabajo.

e) Establecer las reuniones necesarias: Estime el tiempo necesario para el estudio, determine la cantidad de reuniones necesarios (tiempo límite = 4 horas). Programe las reuniones necesarias. En proyectos muy grandes se requerirán varios de grupos de trabajo y varios líderes [9].

Desarrollo de la revisión. A medida que se aplican las palabras guía a cada uno de los nodos, se deben registrar las causas, consecuencias, barreras de seguridad y acciones. En este se tienen en cuenta los siguientes aspectos:

Completar el estudio de una desviación y establezca todas las acciones sugerir antes de analizar la siguiente desviación.

Evaluar todos los peligros asociados a una sección del proceso antes de sugerir acciones para la seguridad [9].

Documentación de los resultados. La persona asignada debe ser capaz de distinguir los aspectos más pertinentes de la conversación y registrar las ideas más importantes. Los miembros del grupo deben realizar una revisión final del documento y programar una reunión adicional para la discusión del mismo [9]. 2.2.5. Proceso crítico a estudiar: Almacenamiento de Nitrato de Amonio. Antes de comenzar a definir los riesgos y cuidados que se deben tener al almacenar éste compuesto, es necesario primero definir qué es el nitrato de amonio y cuáles son sus aplicaciones principales, conocer su proceso productivo y sus propiedades. 2.2.5.1. Nitrato de Amonio. El nitrato de amonio fue el primer fertilizante nitrogenado sólido producido a gran escala. Ha sido una fuente común de N por contener ambas fuentes del elemento, nitrato y amonio, y poseer una

concentración del nutriente, relativamente alta [12]. El nitrato de amonio , se considera como un producto químico principal y se produce con mayor frecuencia mediante la neutralización del ácido nítrico con amoníaco y se procesa principalmente en fertilizantes de alta calidad [13]. Como fertilizante directo, representa el 24% del consumo mundial de fertilizantes nitrogenados y, además, está presente en muchos fertilizantes mezclados y complejos, lo que supone una importante contribución a la alimentación de la

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población mundial. El nitrato de amonio también se utiliza como agente oxidante y como componente de muchos explosivos [13]. 2.2.5.1.1. Propiedades Físicas y Químicas. El nitrato de amonio es una sal incolora e higroscópica. Se disuelve fácilmente en agua, por lo tanto, se debe tener cuidado para evitar la humedad durante el transporte y almacenamiento. Cuando la sal se disuelve en agua, se absorbe el calor; Por lo tanto, el nitrato de amonio puede ser utilizado en mezclas de congelación, por ejemplo, mezclas con cloruro de sodio y hielo [13]. El nitrato de amonio es un poderoso agente oxidante. Es estable a temperatura y presión normales. Al calentarse, se descompone por encima de 170°C en gases. Estas reacciones son promovidas especialmente por pequeñas cantidades de cloro o ácido libre [13]. La solubilidad del nitrato de amonio en algunos disolventes no acuosos es

considerable. La sal se disuelve en líquido y lo absorbe fuertemente para formar soluciones conocidas como Divers líquido. Por otro lado, soluciones

acuosas de nitrato de amonio al 50 - 70% en peso absorben y pueden usarse para separar de gases. La sal se disuelve en metanol para dar soluciones de aproximadamente 20% en peso a 30ºC y aproximadamente 40% en peso a 60ºC. Su solubilidad en etanol es aproximadamente 4% en peso a 20ºC y es mínima en acetona. El nitrato de amonio es insoluble en éter [13]. El nitrato de amonio es muy soluble en agua. El calor se absorbe cuando se disuelve, lo que hace que el proceso de disolución sea difícil y lento a bajas temperaturas. Las temperaturas de cristalización, así como los puntos de ebullición atmosféricos de las soluciones de nitrato de amonio de diferentes concentraciones se dan en el siguiente cuadro [14]. Cuadro 4. Temperatura de cristalización y Punto de ebullición atmosférico del nitrato de amonio a diferentes concentraciones

Nitrato de Amonio (%) 80 82,5 85 87,5 90 92,5 95 98

Temperatura de Cristalización (°C)

57 65 75 85 96 108 122 146

Punto de ebullición atmosférico (°C)

128 132 136 140 146 155 168 203

Fuente: European Fertilizer Manufacturers Association (EFMA). (2005). “Guidance for the storage of hot ammonium nitrate solutions” Documento PDF.

Las soluciones de nitrato de amonio no son ni combustibles ni inflamables. Son oxidantes en la naturaleza y por lo tanto pueden aumentar el riesgo de incendio potencial de material combustible. Pueden reaccionar en contacto con materiales orgánicos tales como madera, aceite o grasa. Las soluciones de nitrato de amonio caliente son capaces de descomposición térmica que es despreciable en

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condiciones normales de almacenamiento. La descomposición de éstas soluciones puede producir , humos nitrosos marrones , vapores de ácido

nítrico y , algunos de los cuales son tóxicos por naturaleza y, por lo tanto, no deben ser inhalados. Mientras que la mayoría de las reacciones de descomposición son de naturaleza exotérmica, la reacción de disociación (en amoníaco y ácido nítrico) es endotérmica y depende de la presión de vapor [14]. La propiedad en la que se destaca éste trabajo es que una solución concentrada de nitrato de amonio en caliente puede dar lugar a un potencial riesgo de explosión cuando se calienta bajo confinamiento (por ejemplo, en un tubo bloqueado) o por choque severo derivado por alta velocidad [14]. Se tomó ésta propiedad como punto de partida para entender por qué el nitrato de amonio representa un peligro en su almacenamiento. 2.2.5.1.2. Proceso productivo. El nitrato de amonio se produce principalmente a partir de amoniaco y ácido nítrico. También se forma nitrato de amonio en la producción de fertilizantes de nitrógeno-fósforo (NP) y nitrógeno-fósforo-potasio (NPK) en la descomposición del fosfato crudo con ácido nítrico, permaneciendo generalmente la sal en los fertilizantes [13]. Para el desarrollo de éste documento, se hará énfasis en el proceso productivo del nitrato de amonio a partir de amoniaco y ácido nítrico. La reacción que forma nitrato de amonio a partir de amoníaco y ácido nítrico es altamente exotérmica y es la siguiente:

La neutralización de 45 - 65% de HNO3 con NH3 gaseoso se acompaña de la liberación de 100 a 115 J por mol de NH4NO3. En la mayoría de los procesos este considerable calor de reacción se utiliza para la evaporación parcial o completa del agua. Dependiendo de la presión y de la concentración del ácido nítrico, pueden obtenerse soluciones de 95 a 97% de nitrato de amonio. Durante la neutralización, los componentes deben mezclarse rápida y completamente en el reactor para evitar el sobrecalentamiento local, las pérdidas de nitrógeno y la descomposición del nitrato de amonio [13]. El proceso, de manera general, consiste en un reactor sin agitación en el cual por la parte superior se inyecta amoniaco vaporizado y ácido nítrico al 55% (con 45% de agua). El amoniaco es transportado a través de un tubo hacia la parte inferior del reactor, esto para que cuando salga, suba y se encuentre en contra corriente con el ácido nítrico. Ésta es una reacción semi-continua y tiene un tiempo de reacción en el cual el amoniaco y el ácido nítrico entran en contacto formando el nitrato de amonio. El calor que se libera de ésta reacción evapora parte del agua que acompaña al ácido nítrico al ingresar al reactor, finalmente obteniéndose nitrato de amonio al 83%.

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Figura 3. Producción de nitrato de amonio a partir de amoniaco gaseoso y ácido nítrico

Fuente: Elaboración propia.

2.2.5.1.3. Condiciones normales de operación. El proceso productivo de nitrato de amonio, cuenta con una serie de condiciones que deben monitorearse para verificar un buen proceso. A continuación, se tratarán las condiciones.

Control y monitoreo de temperatura: Se recomienda una temperatura máxima de 150°C para la solución almacenada de nitrato de amonio. La temperatura de funcionamiento de la solución se vigilará y controlará para mantenerla por debajo de 150°C. La temperatura mínima de funcionamiento debe ser aprox. 5°C por encima de la temperatura de cristalización de la solución de nitrato de amonio [14].

Control y monitoreo de pH: El pH de las soluciones de nitrato de amonio debe ser monitoreado regularmente y mantenido en neutro o alcalino, es decir, pH>4,5, entre 4 y 6. Las soluciones tienden a perder amoníaco gradualmente durante el almacenamiento. Cuanto más alcalina la solución, mayor es la pérdida de amoníaco. El muestreo y los análisis manuales periódicos o la medición continua del pH en línea se realizarán de acuerdo con procedimientos escritos. La muestra debe ser representativa del contenido total del tanque. Dicha muestra debe tomarse y analizarse al menos una vez al día. Durante las condiciones de funcionamiento inestables de la planta será necesario aumentar la frecuencia de las mediciones de pH. En particular, si la solución de nitrato de

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amonio se va a almacenar durante un largo período de tiempo, por ejemplo, durante la parada de la planta, se debe tener cuidado para asegurar que continúe el monitoreo de las condiciones del proceso tales como pH, temperatura y concentración [14].

Monitoreo de y/o : El monitoreo en línea de estos gases de descomposición es una opción para la detección temprana de la descomposición [14].

Contaminación: Debe realizarse un análisis regular de la solución de nitrato de amonio para verificar la pureza y la seguridad requeridas. Deben tomarse precauciones durante las actividades de operación y mantenimiento para evitar la contaminación de las instalaciones de almacenamiento. En particular, la contaminación de la solución caliente de nitrato de amonio con aceite (por ejemplo, en el área de bombeo) es potencialmente peligrosa. Cuando exista un riesgo de acumulación de materia insoluble sobre la superficie de la solución, por ejemplo, debido a la presencia de contaminación en las corrientes de alimentación, se debe prever el muestreo de la solución desde la superficie y la eliminación de cualquier capa contaminada de acuerdo con los procedimientos escritos. Se recomienda que el muestreo debe ser regular dependiendo de la naturaleza del proceso. Un punto muy importante es que el área de almacenamiento se encuentre siempre ordenada y libre de toda basura [14].

2.2.5.1.4. Usos y/o Aplicaciones. El nitrato de amonio se utiliza principalmente como fertilizante, ya sea puro, diluido o en mezclas multinutrientes. Se utiliza con urea en fertilizantes líquidos. Se puede producir Nitrato de Sulfato de Amonio (Abono) añadiendo sulfato de amonio a una solución de nitrato de amonio al 95%. El nitrato de potasio amónico se produce del mismo modo que el nitrato de sulfato de amonio, excepto que se añade una sal de potasio (cloruro o sulfato). Un fertilizante puede ser producido a partir de nitrato de amonio, sulfato de amonio y compuestos de magnesio, como dolomita, carbonato de magnesio o sulfato de magnesio. Por ejemplo, tal fertilizante puede contener 20% de N, 8% de MgO y generalmente 0,2% de Cu [13]. Los explosivos de seguridad para la minería se producen a partir de nitrato de amonio; esta es otra de sus aplicaciones. Es adecuado en virtud de su baja temperatura de explosión. Cuando se requiere una mayor potencia explosiva se utiliza nitrato de amonio poroso con granulado que contiene aproximadamente un 6% de gasóleo [13]. En menor medida, el nitrato de amonio se utiliza para producir monóxido de

dinitrógeno, . La sal debe ser 99,5% y estar libre de materiales orgánicos, hierro, cloruros y sulfatos [13].

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2.2.5.2. Almacenamiento del Nitrato de Amonio. El Nitrato de Amonio para el cual se desarrolló éste trabajo, se obtiene al 83% en estado líquido con un 17% de agua. Estar en estado líquido lo hace menos peligroso que si estuviera en estado sólido, sin embargo, el nitrato de amonio se descompone ocasionando detonación por altas temperaturas, por calentamiento bajo confinamiento, contaminación, baja densidad (por vapor/burbujas de aire) y por fuerte impacto. Si se le coloca llama directa, el nitrato de amonio no es inflamable, pero se irá calentando hasta alcanzar altas temperaturas y entonces explotará. Si se transporta por bombas en cavitación, el golpe de este contra las paredes de la tubería, y el calentamiento producido en la cavitación, harán que este detone. En las plantas de fertilizantes, los incendios que ocurren se dan por el amoniaco, el cual produce llamas, mientras que el nitrato de amonio genera explosión al calentarse con las llamas. Es importante mencionar que existen otros riesgos por presencia de amoniaco en el proceso, ya que al almacenar el nitrato de amonio este liberará pequeñas cantidades de amoniaco en su disociación, lo cual se repone a través de una línea de amoniaco gaseoso que se inyecta al fondo del tanque, manteniendo la estabilidad del nitrato de amonio. El nitrato de amonio es una sustancia controlada en Colombia por su carácter explosivo, ya que a partir de éste se crean explosivos que se utilizan en la minería ilegal y fabricación de artefactos explosivos por grupos terroristas. 2.2.5.2.1 Tanque de almacenamiento. El tanque de almacenamiento de nitrato de amonio, debe cumplir con ciertos puntos para evitar accidentes. Un tanque para la solución concentrada caliente del nitrato de amonio no debe ser localizado cerca de cualquier almacenaje de materiales combustibles, sólidos o líquidos. La ubicación de un tanque de almacenamiento debe seleccionarse de manera que se minimice el riesgo de contaminación por ácidos y por otros materiales incompatibles [14]. Si se requiere que los camiones cisterna o vagones de ferrocarril se aparquen cerca de un tanque, el área de estacionamiento debe estar nivelada y dispuesta de tal manera que, en caso de fuga, la solución caliente no llegue a un desagüe común donde pueda reaccionar violentamente con otros materiales. Se debe proveer un sumidero en los puntos de llenado para que cualquier goteo pueda ser tratado de manera controlada. Se debe tener cuidado para evitar que cualquier vehículo colisione con un tanque, sus soportes, o sus soportes de tubería, mediante la construcción de barreras cuando sea necesario [14]. El tanque debe ser construido a un estándar de ingeniería apropiado y con un material de construcción resistente a la corrosión por nitrato de amonio concentrado y caliente; el material que cumple con estos requerimientos es el acero inoxidable austenítico 304L. Los tanques con una altura baja tienen la ventaja de dar lugar a una cabeza de presión inferior por encima de la solución de

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nitrato de amonio en el fondo del tanque. Esto reduce la temperatura de ebullición y la tasa de descomposición asociada en el fondo del tanque. Por otra parte, una relación de altura a diámetro baja podría ser desventajosa desde el punto de vista de la mezcla de cualquier agua de dilución añadida. Se debe tener cuidado para evitar espacios confinados o semi-confinados dentro del tanque y equipo asociado que potencialmente puede permitir que una solución sea atrapada [14]. En caso de que se aplique aislamiento térmico, se recomienda que sea de material inorgánico y además debe garantizarse que no haya reacción peligrosa del material con solución caliente de nitrato de amonio. El aislamiento debe ser protegido y sellado por una capa externa de acero inoxidable o aluminio. Cualquiera que sea usado, se debe tener cuidado para asegurar que no haya huecos en la piel externa para evitar que entre agua, lo cual podría reducir la eficiencia del aislamiento. El número de bridas debe mantenerse al mínimo y deben estar fuera del aislamiento del tanque. Debe haber una facilidad tal como una bomba para hacer circular la solución en el tanque con el fin de asegurar una solución homogénea [14]. El tanque debe estar provisto de un sistema de desbordamiento con la descarga dirigida a un área segura. Se debe tener cuidado para evitar que esta línea se tapone debido a la cristalización del nitrato de amonio. Los materiales utilizados para la parte inferior del tanque deben estar desprovistos de un efecto sensibilizante sobre el nitrato de amonio, con el fin de minimizar el riesgo de descomposición en caso de una fuga de la solución de nitrato de amonio. El diseño debe incluir dispositivos para la detección de fugas, por ejemplo, las generadas por corrosión [14]. El interior del tanque deberá ser limpiado a fondo después de la construcción y antes de cualquier reparación interna. Se recomienda que sean inspeccionados y limpiados si es necesario al final de las reparaciones. Hay que señalar que las soluciones de nitrato de amonio, ya sean calientes, frías, concentradas o diluidas, pueden atacar y dañar el cemento y el hormigón a menos que estén adecuadamente protegidas [14]. Finalmente, se considera que el tanque debe estar provisto de una instalación fiable de adición de agua para enfriar y diluir el contenido del mismo en el caso de un aumento de temperatura, causada por una descomposición de la solución de nitrato de amonio en el tanque [14].

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Figura 4. Layout típico de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio

Fuente: European Fertilizer Manufacturers Association (EFMA). (2005). “Guidance for the storage of hot ammonium nitrate solutions” Documento PDF.

La figura 4 muestra el layout típico de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio donde en la parte superior se encuentra el venteo del tanque por donde salen los gases de descomposición y el vapor proveniente del agua que se adiciona. Debe tener un punto de rebose para evitar derrames de nitrato de amonio; un serpentín de vapor para evaporar el agua que se adiciona y mantener la temperatura y concentración en el tanque y evitar explosiones; una línea común de recirculación y descarga del nitrato de amonio, y una línea de adición de amoniaco para mantener el pH del nitrato de amonio. Entre los instrumentos que debe poseer se encuentran Alarma de nivel (bajo y alto nivel), Switch de temperatura alta, Switch de bajo nivel, Alarma de temperatura (baja y alta temperatura) y en la línea de recirculación una Alarma de caudal (bajo caudal y pH del mismo).

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2.2.5.2.2. Mantenimiento del tanque. En tanques de almacenamiento de nitrato de amonio es necesario implementar un programa de mantenimiento mecánico y de limpieza. Para la limpieza e inspección regular de los tanques de almacenamiento se recomienda de manera general el siguiente procedimiento: - La limpieza de los tanques debe realizarse de acuerdo con un procedimiento

escrito y ser registrada. - Se debe vaciar y limpiar el tanque a intervalos regulares, eliminando cualquier

depósito (por ejemplo, productos de corrosión) que pueda haber recogido en el fondo del tanque.

- Cuando proceda, los depósitos deben analizarse para identificar sus fuentes y eliminarlas cuando sea factible.

- Se debe inspeccionar minuciosamente y realizar los trabajos de mantenimiento requeridos.

- Se debe tener cuidado para evitar la cavitación cuando el tanque se vacía usando una bomba. Normalmente, el tanque se limpia con agua y no se recomiendan disolventes orgánicos; se debe evitar el contacto entre disolventes orgánicos y nitrato de amonio. El tanque se debe enjuagar con agua limpia antes de la puesta en marcha [14].

Para mantener la integridad mecánica y reparaciones se recomiendan los siguientes aspectos: Las válvulas, válvulas de seguridad y otros equipos deben ser revisados periódicamente. Si la bobina de vapor ha generado una fuga, debe ser reparado. Las secciones dañadas no deben aislarse para evitar atrapar y confinar nitrato de amonio en la bobina. Es una buena práctica evitar los remiendos al realizar reparaciones. El área dañada debe ser recortada y reemplazada por un trozo de nuevo material. Esto es para evitar el doblado doble que podría causar que el nitrato de amonio quedara atrapado entre las placas y su subsiguiente calentamiento por la solución caliente cuando el tanque se pone de nuevo en servicio; bajo tales condiciones de calentamiento y confinamiento, el nitrato de amonio puede dar lugar a un riesgo de explosión [14]. 2.2.5.2.3. Problemas del Almacenamiento: Ambiente y salud. El nitrato de amonio tiene una toxicidad baja para la vida acuática, pues el amoniaco que produce los efectos tóxicos es el amoniaco libre o no ionizado, el cual se genera por la disociación del nitrato de amonio (que tiende a ser pequeña) [14]. Se considera como un fertilizante nitrogenado. Los derrames pesados pueden causar un impacto ambiental adverso, como la eutrofización en aguas de superficie confinadas o la contaminación por nitratos. El nitrato de amonio es biodegradable y no presenta ningún fenómeno de bioacumulación [14]. Con respecto a las personas, generalmente se considera que el nitrato de amonio es de baja toxicidad a través de todas las rutas principales de absorción (digestiva,

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respiratoria y cutánea). Las soluciones concentradas calientes de nitrato de amonio pueden producir quemaduras muy graves en la piel. Esto no sólo se debe a su alta temperatura, sino también porque atacan la piel debido a sus propiedades oxidantes. Un peligro tóxico puede surgir de los vapores nitrosos marrones emitidos por soluciones de nitrato de amonio en descomposición. Estos humos no deben ser inhalados y pueden tener un efecto insidioso y retardado. Se deben tomar medidas de protección en caso de presencia de amoníaco en el área cercana al tanque de almacenamiento, por ejemplo, debido a la sobreamoniación y a la ventilación local [14]; esto debido a las propiedades del nitrato de amonio y lo explicado en el punto anterior (2.2.5.2). 2.2.5.2.4. Equipo de Seguridad. De acuerdo con las propiedades y características del nitrato de amonio, se recomienda que el siguiente equipo de seguridad deba estar provisto en el sitio:

Un suministro de agua bajo presión con hidrantes y mangueras, protegido contra los posibles cambios de temperatura.

Un número adecuado de duchas y dispositivos de lavado de ojos.

Ropa protectora con una pantalla facial disponible para ser usada por los operarios antes de hacer conexiones, romper conexiones o romper articulaciones.

Escudo facial o gafas, guantes, zapatos de seguridad o botas y delantales de protección disponibles para el personal de operación. El manual de instrucciones debe especificar el uso de equipos de protección personal.

Aparatos respiratorios o conjuntos de escape para protegerse contra emisiones de humos tóxicos [14].

Todo esto acompañado de una capacitación a los trabajadores para el adecuado uso de cada elemento y una estricta verificación sobre el uso de los mismos para los trabajos asignados. 2.3. MARCO LEGAL En Colombia, la legislación que se aplica para el manejo seguro de sustancias peligrosas es principalmente el relacionado con la seguridad industrial, higiene, y salud ocupacional, lo que se enfoca, principalmente, en la salud del trabajador de acuerdo a las enfermedades que puede adquirir por sus tareas laborales. Sin embargo, la legislación no abarca la seguridad o confiabilidad que deben tener los equipos de procesos petroleros, químicos o petroquímicos. Actualmente, estas industrias se rigen por normas internas o internacionales, haciendo más confiable sus operaciones y productos.

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En la ley 9 de 1979 del Congreso de Colombia, en el Titulo III: Salud Ocupacional, se establecen las normas para preservar, conservar y mejorar la salud de los individuos en sus ocupaciones [15]. Por otro lado, en la ley Nº 1333 de 27 de abril de 1992 del medio ambiente en Bolivia, se establecen dos artículos para el manejo adecuado de sustancias peligrosas: Artículo 1º: La presente disposición legal reglamenta la Ley del Medio Ambiente Nº 1333 del 27 de abril de 1992, en lo referente a las Actividades con Sustancias Peligrosas (ASP), en el marco del desarrollo sostenible, estableciendo procedimientos de manejo, control y reducción de riesgos. Artículo 2º: Para efectos de este Reglamento, son consideradas sustancias peligrosas aquellas que presenten o conlleven, entre otras, las siguientes características intrínsecas: corrosividad, explosividad, inflamabilidad, patogenicidad o bioinfecciosidad, radioactividad, reactividad y toxicidad, de acuerdo con pruebas estándar [16]. En el Capítulo VII: Responsabilidades y sanciones, de la Ley 31/1995 del 8 de noviembre de prevención de Riesgos Laborales del Gobierno de España, el artículo 42 señala que el incumplimiento por los empresarios de sus obligaciones en materia de prevención de riesgos laborales dará lugar a responsabilidades administrativas, así como, en su caso, a responsabilidades penales y a las civiles por los daños y perjuicios que puedan derivarse de dicho incumplimiento [17]. El cumplimiento de la norma NFPA 704 que es el código que explica el diamante del fuego, es de vital importancia, dado que es utilizado para comunicar los peligros de los materiales peligrosos. Es importante tener en cuenta que el uso responsable de este diamante o rombo en la industria implica que todo el personal conozca tanto los criterios de clasificación como el significado de cada número sobre cada color [18]. Es la barrera principal contra el riesgo que en todas las empresas se debe cumplir, dado que establece un sistema de identificación de riesgos para que en un eventual incendio o emergencia, las personas afectadas puedan reconocer los riesgos de los materiales y su nivel de peligrosidad respecto del fuego y diferentes factores [19]. 2.4. MARCO CONCEPTUAL ACCIDENTE EN SEGURIDAD DE PROCESOS. La ocurrencia de una secuencia de eventos no planeados y no deseados que producen consecuencias negativas [20]. ALMACENAR. Reunir, guardar o registrar en cantidad algo [21].

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ANÁLISIS DEL RIESGO. Es el desarrollo de una estimación del riesgo, basada en una evaluación ingenieril y técnicas matemáticas que combinan la estimación de las consecuencias del incidente y la probabilidad de ocurrencia del mismo [22]. BARRERAS DE SEGURIDAD. Son medios tanto físicos como no físicos que son planeados para prevenir, controlar o mitigar eventos no deseados o accidentes. Pueden ser clasificados de acuerdo con varios criterios: i) sistemas de barrera pasivos o activos, ii) barreras físicas, técnicas, o sistemas de protección humanos/ operacional. Su desempeño se caracteriza de acuerdo a atributos tales como su funcionalidad/eficacia, fiabilidad/disponibilidad, tiempo de respuesta y robustez [20]. CAUSAS. Razones para que ocurran las desviaciones (p.e. fallas, errores humanos) [2]. CONFINAR: Recluir algo o alguien dentro de límites [21]. CONSECUENCIA. Resultado de un evento que puede afectar al medioambiente, las personas y la propiedad. Las afectaciones de las consecuencias pueden ser positivas o negativas [2]. CONTAMINAR. Alterar nocivamente la pureza o las condiciones normales de una cosa o un medio por agentes químicos o físicos [21]. CONTENCIÓN PRIMARIA. Un tanque, una vasija, una tubería, un camión u otro equipo diseñado para contener un material, típicamente para propósitos de almacenamiento, separación, procesamiento o transferencia de líquidos o gases [20]. CONTENCIÓN SECUNDARIA. Una barrera física impermeable diseñada para prevenir la liberación de material al ambiente, como producto de una LOPC [20]. DESVIACIONES. Perturbaciones de la intención que son descubiertas al aplicar sistemáticamente las palabras guía a los parámetros [2]. DETONACIÓN. Explosión brusca capaz de iniciar la de un explosivo relativamente estable [21]. EVENTO. Ocurrencia de una combinación particular de circunstancias [20]. EXPLOSIÓN. Liberación brusca de energía que produce un incremento rápido de la presión, con desprendimiento de calor, luz y gases, y va acompañada de estruendo y rotura violenta del cuerpo que la contiene [21].

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FERTILIZANTE. Son sustancias de origen animal, mineral, vegetal o sintético, que contienen gran cantidad de nutrientes y se utilizan para enriquecer y mejorar características físicas, químicas y biológicas del suelo o sustrato; así las plantas se desarrollarán mejor. Se diferencia tres tipos de fertilizantes: químicos, orgánicos e inorgánicos [23]. HAZOP. El nombre de este método son las siglas de su nombre en inglés “Hazard and Operability Analysis”, en español es conocido como Estudio de Peligros y Operabilidad y fue creado para identificar los peligros y los problemas de operabilidad de una planta de procesos químicos y particularmente para procesos que hacen uso de tecnologías nuevas para el sistema, a pesar de lo anterior se ha encontrado que es muy útil para procesos ya existentes también [22]. INTENCIÓN. Definición de cómo se desea que opere la planta en un funcionamiento sin desviaciones [2]. NITRATO DE AMONIO. Compuesto que se produce principalmente a partir de amoniaco y de ácido nítrico, pero existe otro método basado en la reacción del nitrato cálcico tetrahidratado con amoniaco y dióxido de carbono que también es utilizado de forma industrial. El nitrato amónico es además un producto secundario de la fabricación de fertilizantes combinados de nitrógeno y fósforo (NP) y de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK) mediante el procedimiento del nitrofosfato [24]. NODOS DE ESTUDIO. Secciones de los equipos con límites definidos en las que se evalúan las desviaciones en los parámetros [2]. OPERABILIDAD. Cualquier operación dentro del diseño que causaría una interrupción por conducir posiblemente a una violación ambiental, regulaciones de la salud o de seguridad personal [25]. PALABRAS GUÍA. Palabras simples usadas para determinar en una manera cualitativa o cuantitativa la intención. También estimulan la generación de ideas [2]. PARÁMETRO. Propiedad física o química asociada con el proceso (temperatura, presión, mezclado, etc.) [2]. PELIGRO. Es una propiedad intrínseca de una sustancia, unidad o proceso, la cual acarrea riesgo potencial a un “blanco”. Entiéndase como blanco a las personas, la infraestructura y medio ambiente [22]. PROBABILIDAD. Medida en la que un evento podría ocurrir [20].

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PROCESO. Cualquier actividad que involucre el uso, almacenamiento, transformación, manejo y el transporte de sustancias peligrosas o una combinación de estas [26]. RIESGO. Medida de la pérdida económica y/o de los daños a la vida humana, resultante de la combinación entre la frecuencia de los acontecimientos y la magnitud de las pérdidas o daños (consecuencias), por escenario [22]. SEGURIDAD. Habilidad de una entidad para no causar, bajo condiciones específicas, eventos críticos o catastróficos [20]. SEGURIDAD DE PROCESOS. Disciplina en el marco del manejo de la integridad de los sistemas operativos y de los procesos que manejan sustancias peligrosas, donde se aplican principios de buenas prácticas de ingeniería (p.ej. diseño, mantenimiento, operación). Se enfrenta en la prevención y control de eventos con el potencial de liberar sustancias peligrosas y energía. Tales liberaciones pueden resultar en efectos tóxicos, incendios, explosiones, que pueden provocar muertes, heridos, daño a la propiedad, daño ambiental y pérdida de producción [20]. SUSTANCIAS PELIGROSAS. Un elemento, compuesto, mezcla o proporción que, en virtud de sus propiedades químicas o físicas, representa algún tipo de peligro físico, tóxico o (eco) tóxico. También se incluyen sustancias que normalmente no son consideradas peligrosas, pero que bajo ciertas condiciones reaccionan con otras sustancias (p.e. reacciones run-away) o bajo ciertas condiciones de operación (presión y temperatura), corresponden con sustancias peligrosas [20]. TRACING. Línea o tuberías ubicada en alrededor de otra tubería. Por esta línea circula vapor con el fin de calentar la sustancia que recorre la tubería interna.

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3. DISEÑO METODOLÓGICO

3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN Según el problema propuesto y los objetivos planteados, el presente estudio es de tipo evaluativo transversal ya que solo se aplicó una medición que proporciona una visión de las características típicas en los diferentes nodos de la planta de nitrato de amonio a evaluar. Según Stufflembam la investigación evaluativa es “el proceso de diseñar, obtener y proporcionar información útil para juzgar alternativas de decisión”, ya que para Stufflembeam “el propósito más importante de la evaluación no es demostrar sino perfeccionar” [27]. Por lo tanto, esta investigación es evaluativa debido a que busca mejorar la seguridad de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta de fertilizantes. El estudio utiliza un diseño transversal ya que recoge o toma datos en un solo momento de la investigación y dichos datos no cambian con el paso del tiempo; no dependen de las condiciones ambientales ni de operación. Los diseños de investigación transversal recolectan datos en un tiempo único, es como tomar una fotografía de algo que sucede [28], de tal manera que se observan los datos normales del tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta de fertilizantes ubicada en la zona industrial de Mamonal en Cartagena. 3.2. DISEÑO ADOPTADO El diseño utilizado es de campo, ya que se realizaron visitas a la industria que fueron de gran ayuda para recolectar los datos necesarios para el estudio de peligros y operabilidad. Esto proporciona la información suficiente requerida para la aplicación del análisis de peligros y operabilidad, ofreciendo una visión realista y objetiva de los datos a recolectar. Sabino afirma que “se basan en informaciones o datos primarios, obtenidos directamente de la realidad. Su innegable valor reside en que a través de ellos el investigador puede cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han conseguido sus datos, haciendo posible su revisión o modificación en el caso de que surjan dudas respecto a su calidad” [29]. De igual manera, se adoptó un diseño no experimental el cual no se va a manipular las variables a estudiar, sino que se observaran y luego se analizará su comportamiento. Según Kerlinger (1979), “La investigación no experimental o ex post-facto es cualquier investigación en la que resulta imposible manipular variables o asignar aleatoriamente a los sujetos o a las condiciones” [30].

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3.3. ENFOQUE ADOPTADO De acuerdo a los objetivos y el problema planteado, la presente investigación tiene un enfoque cualitativo debido a su naturaleza descriptiva de los procesos y nodos de la planta. Se considera cualitativo debido a que el análisis de peligros y operabilidad (HAZOP) pretende cualificar la información de un proceso, facilitando recomendaciones que describen el tipo de proceso que se realiza y la manera más adecuada de cómo dicho proceso debe ser llevado a cabo. Se considera un enfoque cualitativo debido a que este “utiliza la recolección de datos sin medición numérica para descubrir o afinar preguntas de investigación en el proceso de interpretación” [28]. 3.4. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN 3.4.1. Fuentes primarias. La técnica de recolección primaria que se usó en esta investigación es salidas de campo, las cuales permitieron adquirir información que se obtuvo de los diagramas y procedimientos de operación presentes en la planta de nitrato de amonio, y guías y planillas proporcionadas por la técnica de análisis las cuales ya se encuentran estandarizadas para ser aplicadas. Esta técnica es aplicada en los diseños de campo ya que los datos en este tipo de diseños son recogidos de forma directa de la realidad y obtenidos de la experiencia empírica. Las salidas de campo permitieron adquirir información directa del proceso y de los documentos surgidos a partir de riesgos identificados anteriormente en el área de control de calidad. A su vez se tuvo contacto con el personal operador de la planta con el fin de realizar las consultas pertinentes teniendo en cuenta las dudas que surgieron con respecto al proceso. Dicho esto, una vez finalizadas las salidas de campo, se mantuvo contacto con el personal de la planta con el propósito de complementar la información obtenida de las salidas de campo al momento de aplicar el formato del análisis HAZOP. Son denominadas una fuente primaria ya que estas permiten recolectar los datos de primera mano a través de la investigación en curso y los cuales no han sido intervenidos en ninguna manera [29]. Los datos se recolectaron con ayuda del personal operador, entre reuniones con los mismos para que sean claras las interpretaciones de los documentos que fueron facilitados. La validez y confiabilidad de los datos son respaldadas por el ingeniero de la planta y el equipo encargado de los análisis HAZOP de la empresa en cuestión. 3.4.2. Fuentes secundarias. Las técnicas de recolección secundaria que se emplearon son la revisión de archivos relacionados a la técnica HAZOP aplicada en procesos químicos que implican altos riesgos a la integridad física, ambiental y financiera de una industria; y se dispuso de una revisión bibliográfica la cual

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permitió obtener la información necesaria como los principales nodos a evaluar en la planta de producción de nitrato de amonio. Estas técnicas son consideradas fuentes secundarias ya que, anteriormente, los datos que estas ofrecen han sido intervenidos y recolectados para su publicación, se obtienen elaborados y procesados de acuerdo a los requerimientos de quienes, primeramente, los manipularon [29]. 3.5. HIPÓTESIS DE TRABAJO H1. El estudio HAZOP es la herramienta más pertinente para identificar y minimizar los riesgos presentes en el proceso de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la zona industrial de Mamonal – Cartagena. H2. Los riesgos de operabilidad presentes en el proceso crítico de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la zona industrial de Mamonal – Cartagena, se pueden identificar y analizar empleando el análisis de peligros y operabilidad (HAZOP). 3.6. VARIABLES 3.6.1. Variables de proceso: Presión, nivel, temperatura, flujo, tiempo, concentración, pH, flujo másico. 3.6.2. Variables de sistemas eléctricos: Potencia. 3.7. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

TIPO VARIABLES DEFINICIÓN DIMENSIONES UNIDADES

VARIABLES DE PROCESO

PRESIÓN Fuerza aplicada sobre un área

determinada. Presión psi

NIVEL Cantidad de material en

existencia en un recipiente. Porcentaje %

TEMPERATURA Medida del grado de calor contenido en un cuerpo o

sustancia. Temperatura °F

FLUJO Cantidad de materia que pasa por un punto determinado por

unidad de tiempo. Volumen/tiempo m3/h

TIEMPO Medida de duración o

separación de sucesos. Tiempo h

CONCENTRACIÓN Relación entre la cantidad de

soluto y solvente presentes en Porcentaje %

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una solución.

pH Medida de acidez o alcalinidad

de una solución. Adimensional --

FLUJO MÁSICO Cantidad de una sustancia por

unidad de tiempo. masa/tiempo Ton/h

VARIABLES DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

POTENCIA Cantidad de trabajo efectuado

por unidad de tiempo. Watts/tiempo kW

3.8. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN La información se recolectó a través de los registros en los diagramas del proceso de la planta, teniendo en cuenta las variables de este y las condiciones a las que se encuentren, lo que permitió escoger con mayor facilidad las palabras guía para la aplicación de la técnica HAZOP. Del mismo modo, se tomó nota de los conocimientos empíricos, experiencia y habilidades que posee el personal operativo de la planta de modo que sirva como complemento de la información plasmada en los documentos del proceso. Toda la información recolectada fue organizada en el cuadro característico de la técnica HAZOP el cual requiere, para ser completado, las variables del proceso, palabras guía y las desviaciones que estas representen en el proceso, entre otras. Finalmente, el medio utilizado para presentar la información fue el cuadro representativo del HAZOP, el cual se desarrolló a través de herramientas informáticas como Excel y Word las cuales facilitaron el desarrollo del estudio y la organización de la información presentada.

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4. RESULTADOS

El presente estudio se llevó a cabo en un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido en una planta petroquímica ubicada en la zona industrial de Mamonal en Cartagena. 4.1. ANÁLISIS DE PERFIL DE ACTIVOS DE LA INFORMACIÓN CORRESPONDIENTES A LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE NITRATO DE AMONIO LÍQUIDO Para realizar este estudio, se hizo necesario revisar documentos de la planta que sirvieran de guía e inicio para el mismo. Los documentos suministrados para el análisis del nodo en cuestión fueron diagramas PFD y P&ID, manual de operaciones del tanque de almacenamiento, datos de las bombas aguas-arriba y aguas-abajo del tanque tales como potencia y NPSH de cada una, instrumentos y válvulas presentes y Ficha De Seguridad de Nitrato de Amonio al 83%. Con la autorización de la empresa en la cual se llevó a cabo el estudio, se realizó la revisión de los diagramas (PFD y P&ID) suministrados para el desarrollo de éste trabajo. Debido a temas relacionados con la confidencialidad de los documentos, los diagramas no serán adjuntados en el presente trabajo. Del análisis de perfil de activos se obtiene que el tanque cuenta con (DOCUMENTO PDF ADJUNTO “PID Sistema de almacenamiento de nitrato de amonio”): - Dos bombas de descarga, una en operación y la otra stand-by, cada una

equipada con indicador de presión y temperatura en la descarga de estas. - Líneas de descarga de condensado desde el tanque. - Indicador de nivel y transmisor de nivel enviando señal hacia bombas de

descarga de nitrato de amonio. - Transmisor de temperatura que envía señal a línea de alimentación de vapor al

serpentín del tanque. - Línea de alimentación de vapor hacia el serpentín con válvula de control de

presión, transmisor de presión, válvula de control de temperatura y transmisor de temperatura.

- Línea de entrada de condensado. - Línea de entrada de nitrato de amonio líquido al 83%. - Línea de salida de gases que serán aprovechados en otra planta. - Línea de entrada de amoniaco con transmisor de flujo, válvula de control de

flujo e indicador de presión.

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4.2. ANÁLISIS HAZOP A partir del análisis del perfil de activos, con ayuda del personal operativo e ingenieros de la empresa, se determinó que el nodo a trabajar es el tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido. Los diagramas y el manual de operaciones del tanque de almacenamiento fueron de utilidad para conocer la cantidad de equipos y accesorios presentes, así como de las condiciones a las que se transporta el nitrato de amonio y se almacena; los datos de las bombas permiten conocer a qué condiciones deben colocarse alarmas y switches de seguridad en el tanque de almacenamiento para evitar que las bombas caviten y ocurra una explosión y, por último, la FDS del nitrato de amonio que permite saber los peligros inherentes al nitrato de amonio, composición en ingredientes, medidas de primeros auxilios en caso de incidentes, manipulación y almacenamiento, exposición, propiedades físicas y químicas, estabilidad y reactividad e información toxicológica, ecológica y relacionada al transporte, entre otros. Luego de seleccionar el nodo a evaluar, mediante el análisis HAZOP se logró desarrollar la identificación de riesgos y escenarios de amenaza presentes en el nodo, la evaluación de los riesgos, selección de enfoque de mitigación y recomendaciones básicas de acuerdo con cada desviación. El análisis se muestra a continuación. Al analizar el tanque de almacenamiento, se estableció que se llevaría a cabo en un solo nodo que abarca todo lo relevante al tanque. En el estudio realizado se analizaron 32 desviaciones, de las cuales 18 aplican para este nodo y se explicarán a continuación. La siguiente descripción corresponde a la explicación detallada de la información consignada en los registros que aparecen en el Anexo C (Ver anexo TABLA HAZOP). La primera desviación evaluada fue “No Flujo”, de la cual se encontró que esta se presenta por cinco causas relacionadas a falla en la bomba de succión a la salida del tanque: - Falla en la misma bomba o por error operacional - Obstrucción en la válvula manual en la línea de comunicación de la bomba que

transporta nitrato de amonio al tanque por falla en la misma o por error operacional

- “No nivel” en el tanque por falla en el transmisor de nivel. La ausencia de flujo desde el tanque puede generar consecuencias tales como cristalización de nitrato de amonio, obstrucción y pérdida de producción; cavitación

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de la bomba de succión a la salida del tanque, calentamiento de nitrato de amonio, y descomposición del mismo con subsecuente explosión. Las recomendaciones para evitar esta desviación minimizando los riesgos que presentan sus consecuencias son: - Colocar transmisor de temperatura en la línea de recirculación del tanque con

alarma y colocar alarma por bajo amperaje de la bomba de succión a la salida del tanque.

- Implementar protecciones con dispositivos de instrumentación tales como bajo flujo en la descarga, bajo amperaje o vibración de la bomba, alta temperatura, baja/alta presión en la descarga de la bomba que apaguen la misma.

La segunda desviación evaluada es “Menos Flujo”, la cual se debe a tres posibles causas como son: el cierre u obstrucción parcial en la línea de comunicación entre la bomba que transporta nitrato de amonio al tanque de almacenamiento, ineficiencia en las bombas de succión a la salida del tanque y fuga en las tuberías del nodo analizado. Estas causas traen como consecuencia riesgo de cristalización en las líneas por baja velocidad y contaminación del suelo con nitrato de amonio, posible afectación a personas y parada de planta. Para evitar que se presente desviación, se recomienda el: - Rediseño de líneas de nitrato de amonio, así como la reducción del número de

bridas y de puntos de fuga. Otra desviación presente en este nodo es “Más Flujo”, que se puede presentar por seis razones, tales como: - Más flujo de amoniaco al tanque por falla en el lazo de control de un

controlador de flujo, lo cual hace que se abra totalmente la válvula de control, o por error operacional al ingresar inadecuadamente el set de la válvula de control

- Entrada de condensado al tanque por error operacional por la línea de inundación durante prueba de la misma (esta prueba se realiza de manera semanal considerándose una actividad sencilla) o por error operacional por la línea de lavado durante actividades de limpieza

- Entrada de más vapor al serpentín del tanque por falla en el indicador de temperatura del tanque o por ruptura del serpentín.

Estas causas pueden provocar emanación de gases amoniacales por el venteo del tanque, impacto ambiental y posible afectación a personas, dilución del nitrato de amonio, pérdida económica y el ingreso de más vapor al serpentín o al tanque de almacenamiento ocasionando calentamiento descontrolado del nitrato de amonio, riesgo de descomposición del nitrato de amonio con posibilidad de explosión. Para minimizar estos riesgos se recomienda: - Implementar medición de pH en el tanque.

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- Implementar un sistema de atemperación para disminuir la temperatura del vapor de calentamiento.

- Implementar instrumentos de seguridad que por alta temperatura corte vapor al serpentín e inunde el tanque.

- Verificar el plan de inspección del serpentín del tanque. Continuando con las desviaciones se encuentra “Alta Presión” la cual puede generarse por falla en el indicador de presión, lo cual que trae como consecuencia que se alcance alta presión en el serpentín. Se recomienda para esta desviación verificar que la válvula de seguridad se encuentra dentro del programa de calibración periódica para asegurar su correcto funcionamiento. La sexta desviación corresponde a “Menos Presión”, la cual, según el grupo interdisciplinario que llevó a cabo el estudio, no aplica para este nodo. Sin embargo, se considera que esta desviación es importante para la integridad del tanque y de la sustancia por lo que las causas que la pueden provocar están relacionadas a que la cantidad de aire que entra por el venteo no sea suficiente para ocupar el espacio cuando se está descargando nitrato de amonio o si llegara a ocurrir una condensación de los vapores en el interior del tanque. Esto puede provocar una deformación del tanque al generarse vacío en su interior. Se recomienda modificar el venteo del tanque haciéndolo más grande para que, de presentarse alguna de estas condiciones, la entrada de aire por el venteo sea capaz de mantener la presión interna del tanque. Como séptima desviación se encontró “Alta Temperatura”, que puede presentarse por entrada de más vapor al serpentín a causa de falla en el indicador de temperatura. Ésta desviación tiene las mismas consecuencias y recomendaciones asociadas a entrada de más vapor en la desviación “Más Flujo”. (Ver Anexo C, desviación 3 número 3,5). A continuación, como octava desviación se presenta “Baja Temperatura”, que puede ser ocasionada por cierre de suministro de vapor al tanque por falla del indicador de temperatura y por falla en el suministro de vapor al tracing de líneas las cuales, que a su vez tienen como consecuencia la cristalización de nitrato de amonio en las líneas, obstrucción de las mismas y pérdidas de producción. Dado que esta desviación tiene igual consecuencia que la primera desviación asociada a No Flujo, las recomendaciones son las mismas en ambos casos. La novena desviación es “Alto Nivel”, que tiene causas relacionadas a la entrada de condensado por error operacional por la línea de lavado durante actividades de limpieza o por la línea de inundación en actividades de prueba, error operacional al no parar la bomba a tiempo la bomba de trasiego al tanque, alto nivel en el tanque por falla del transmisor de nivel durante trasiego e ingreso de agua de inundación al tanque. Las causas relacionadas a entrada de condensado relacionan sus consecuencias con la desviación “Más flujo” (Ver Anexo C

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Desviación 3), las otras causas ocasionan derrame de nitrato de amonio, impacto ambiental, posible afectación a persona. Para evitar que se alcance alto nivel en el tanque de almacenamiento de nitrato de amonio, se recomienda llevar el rebose del tanque a un lugar seguro, y verificar si las señales del transmisor de nivel y el switch de alto nivel van a diferentes tarjetas I/O. Como décima desviación se tiene “Bajo Nivel”, la cual se da por tres causas relacionadas a falla del transmisor de nivel durante trasiego, error operacional al dejar algunos de los drenajes o toma-muestras abiertos o al trasegar desde el tanque. Las consecuencias que traen consigo estas acciones son cavitación de las bombas de succión a la salida del tanque, calentamiento de nitrato de amonio, descomposición del mismo con subsecuente explosión, contaminación al suelo con nitrato de amonio, posibles afectaciones a personas y parada no programada de la planta. Para minimizar estos riesgos se recomienda llevar drenajes a un lugar seguro, e implementar protecciones como bajo flujo en la descarga, bajo amperaje o vibración, alta temperatura, baja/alta presión en la descarga de la bomba que apaguen la misma. La decimoprimera desviación está relacionada con el “Arranque del nodo”, la cual tiene tres causas: entrada de condensado al nodo, error operacional al no calentar las líneas antes del arranque y error operacional al no lavar el nitrato de amonio remanente (cristalizado) en las bombas paradas. La entrada de condensado al nodo se relaciona con las consecuencias de entrada de condensado al tanque por error operacional por línea de lavado durante actividades de limpieza, en la desviación “Más flujo” (Ver Anexo C, desviación 3) mientras que los errores operacionales al no calentar las líneas antes del arranque o no lavar el nitrato de amonio remanente, ocasionan taponamiento de las líneas, retraso en arranque de planta, pérdida económica, daño en la bomba, calentamiento de nitrato de amonio, descomposición del mismo con subsecuente explosión. Para minimizar estos riesgos se recomienda implementar protecciones como bajo flujo en la descarga, bajo amperaje o vibración, alta temperatura, baja/alta presión en la descarga de la bomba que apaguen la misma. La decimosegunda desviación se relaciona con la “Parada del nodo”, con causas vinculadas a la limpieza de las líneas cuyas consecuencias y recomendaciones se igualan a las de la desviación “Más flujo” (Ver Anexo C, desviación 3) por entrada de condensado al tanque por la línea de lavado durante actividades de limpieza a causa de un error operacional. La decimotercera desviación es cuando se presenta descomposición, contaminación o cambio de composición, de la materia contenida en el tanque, es decir, nitrato de amonio líquido, lo que posee tres causas vinculadas a entrada de condensado y entrada de amoniaco cuyas consecuencias y recomendaciones se igualan a las de la tercera desviación. La tercera causa es por bajo pH en el tanque, por alimentación desde otro tanque. Esto ocasiona sensibilización del

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nitrato de amonio y riesgo de descomposición con subsecuente explosión. Para esto se recomienda implementar instrumentos de seguridad que por alta temperatura en el tanque inunde el mismo. La decimocuarta desviación se puede presentar durante el “Muestreo del nodo”, que puede implicar falla en el procedimiento de toma de muestras en el nodo (la muestra se toma tres veces al día). Una falla en la toma de muestra puede tener como consecuencia quemadura con nitrato de amonio, por lo tanto, se recomienda rediseño del sistema de toma de muestras y revisar la frecuencia con la que se realiza. A continuación, se tiene como desviación el “No Suministro de Vapor” por ausencia de vapor a tracing con consecuencias y recomendaciones relacionadas con la desviación “Baja Temperatura” (Ver Anexo C, desviación 8) por baja temperatura, y no vapor a serpentín del tanque que tiene como consecuencia cristalización de nitrato de amonio, obstrucción y pérdidas de producción. La vigesimoséptima desviación es de “Efectos de los Alrededores” la cual está relacionada con el tránsito vehicular en los alrededores del tanque, o una posible colisión de vehículos contra la estructura civil. Esto tiene como consecuencia ruptura, fuga y pérdida de contención en el tanque, generando a su vez pérdidas de producción. Se recomienda delimitar el perímetro de la planta. Las desviaciones relacionadas con "Explosión, Emisión y Comisionamiento” se evidencian como consecuencia de las desviaciones anteriormente explicadas. Este nodo cuenta con las barreras de seguridad necesarias, pero es importante realizar mantenimiento y monitoreo periódico al tanque y tuberías, válvulas e instrumentos presentes, y reportar el estado actual de estos para prevenir que los controladores e indicadores envíen señales falsas al cuarto de control y/o válvulas. El proceso generalmente tiene un sistema de seguridad como bypass y alivio o un sistema de venteo para evitar explosiones por sobrepresión (y teniendo en cuenta la naturaleza del nitrato de amonio y sus condiciones) en el tanque, por ello es importante realizar chequeos constantes a los bypass presentes y el sistema de venteo para evitar fugas y asegurar la correcta operación. De la misma manera, la buena comunicación entre los trabajadores es crucial para mitigar las consecuencias de posibles causas analizadas y es recomendable que todos los operadores realicen entrenamiento en seguridad basada en el comportamiento para asegurar las buenas prácticas e implementarlas en la planta. Por otro lado, para la correcta operación del tanque y el almacenamiento seguro del nitrato de amonio se cuenta con planes diarios y semanales de inspección y mantenimiento que aseguren su buen funcionamiento y el buen estado del mismo y sus componentes (instrumentos, bombas, tuberías, serpentín, diques, etc.), y un

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mantenimiento más exhaustivo cuando la planta se encuentra parada y se puede ingresar al tanque. Del mismo modo, los operadores reciben periódicamente capacitaciones en Manejo de Materiales Peligrosos, Primeros Auxilios y Atención a Emergencias. Los operadores cuentan con trajes adecuados para atender una emergencia, ya sea traje de bomberos para un incendio con todos sus accesorios de seguridad, traje de auto-contenido para derrames de sustancias químicas peligrosas y las herramientas para detener estos derrames y los implementos para dar primeros auxilios en caso de que se presente una emergencia con personas; las disciplinas de mantenimiento brindan charlas diarias del buen uso de los equipos, instrumentos y aparatos electrónicos para que, en caso de una emergencia, ellos puedan proceder a mitigarla mientras llega al lugar la disciplina correspondiente. Además, cuando ingresa una persona nueva a laborar en la compañía, esta recibe una capacitación de seguridad y ambiente antes de ingresar a las instalaciones y sigue un programa de entrenamiento por tres (3) meses.

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CONCLUSIONES

Posterior a la implementación del análisis de peligros y operabilidad (HAZOP) en el proceso crítico de almacenamiento de nitrato de amonio líquido en una planta petroquímica ubicada en la zona industrial de Mamonal en Cartagena, se puede concluir: A través de la metodología HAZOP fue posible identificar y analizar los riesgos de operabilidad de un tanque de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la zona industrial de Mamonal - Cartagena, teniendo en cuenta las variables operativas, técnicas y conceptuales. Se establecieron estrategias de minimización de riesgos y operabilidad con respecto a los riesgos identificados, tomando en consideración las sugerencias y/o recomendaciones obtenidas del estudio realizado con respecto al almacenamiento de nitrato de amonio líquido. De manera general, con el desarrollo y finalización del presente estudio, se concluye que la metodología HAZOP sí resulta ser la herramienta más pertinente para identificar y minimizar los riesgos presentes en un proceso industrial, cumpliéndose así de manera total los objetivos planteado en el presente trabajo. Es importante señalar que, se destacan desviaciones significativas del análisis HAZOP relacionadas a la presión, temperatura y nivel del tanque ya que estas son variables cruciales a tener en cuenta al momento de almacenar nitrato de amonio líquido debido a la naturaleza explosiva del mismo, por lo que se evidencia el seguimiento constante a estas variables en el nodo estudiado con el fin de evitar incidentes. Adicionalmente, se evidencia que el tanque se encuentra en funcionamiento ya que opera de manera segura cumpliendo con las buenas prácticas de la empresa. Además, se sabe que realizar un HAZOP a cada proceso de manera periódica (según defina la empresa) es una de las medidas de seguridad que se tienen en cuenta para controlar y evitar incidentes. Finalmente, se observa que es necesario crear una legislación en Colombia que controle las operaciones de la industria química promoviendo la seguridad de procesos en vista de que existen muchos puntos de concentración de plantas industriales en varias ciudades del país, ya que solo existen leyes de Seguridad y Salud en el Trabajo.

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RECOMENDACIONES

Este estudio HAZOP realizado al proceso crítico de almacenamiento de nitrato de amonio líquido permitió identificar las principales variables dentro del sistema a las cuales se les debe llevar un minucioso registro y seguimiento para identificar y minimizar los riesgos presentes en este nodo al alterarse dichas variables. Asimismo, se debe realizar un continuo control y mantenimiento a los equipos e instrumentos de control utilizados en el proceso, para evitar que surjan nuevos riesgos que, de mantenerse en condiciones óptimas, no existan. Atendiendo a lo anterior, en el análisis se muestra que un aspecto importante donde se debe realizar seguimiento continuo es la temperatura de la corriente de entrada e interna del tanque ya que, de excederse esta (130°C – 150°C), podría generarse una gran explosión. De igual manera, mantener un control de pH en el interior del tanque y los flujos requeridos por las bombas a la salida del tanque para evitar cavitación debido a que alguna desviación en los parámetros normales de este proceso podría generar descomposición del nitrato de amonio con posterior explosión. Cabe resaltar que el tanque cuenta con la instrumentación necesaria para mantener los parámetros de temperatura y presión en control, sin embargo, se recomienda el seguimiento continuo debido a que se pueden presentar fallas humanas. Por otra parte, se recomienda a la empresa realizar actividades periódicas de revisión de los instrumentos presentes en el tanque de almacenamiento de nitrato de amonio con el fin de verificar si estos operan de manera correcta garantizando la seguridad de este proceso. De igual manera, evaluar económicamente la posibilidad de aumentar la protección y seguridad del proceso, instalando más instrumentos o equipos que lo promuevan. Adicionalmente, tanto para la empresa como para la academia, se recomienda realizar un estudio HAZOP antes de implementar metodologías de seguridad de procesos cuantitativas como LOPA o SIL, ya que el HAZOP provee una frecuencia de ocurrencia de eventos que puede cuantificarse con mayor facilidad más adelante con otras metodologías. De la misma manera, para futuras investigaciones se recomienda implementar una metodología cuantitativa en este proceso, con el fin de establecer comparaciones entre ambos que puedan resultar en una mayor optimización del proceso. Finalmente, se recomienda establecer contacto con la empresa con la cual se quiera desarrollar el trabajo de grado con mucha anticipación con el fin de evitar contratiempos en la implementación del estudio, debido a que estas ya cuentan con un programa de aplicación de estos estudios. Al momento de implementar esta metodología, se sugiere tener en cuenta todas las variables posibles que

55

estén involucradas en el proceso, para tener una mayor visión de todos los riesgos que puedan minimizarse haciendo más seguro el proceso y evitar que alguna de esas variables no tomadas en cuenta ocasionen incidentes de seguridad.

56

REFERENCIAS

[1] D. A. Crowl, J. F. Louvar. (2002) “Chemical Process Safety. Fundamentals with Applications”. Second Edition. Upper Saddle River, New Jersey 07458. Ed. Prentice Hall PTR. Pág. 1. [2] C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 1: Conceptos Generales de seguridad de procesos”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015). Pág. 9. [3] I. Marañon. (2013). “Explosión planta fertilizantes Texas (Parte I) ¿Qué produjo semejante explosión?” TESICNOR Seguridad Industrial. Disponible en: http://imaranon.tesicnor.com/noticias/?p=837. Consultado el 20 de abril de 2016. [4] National Geographic. (2013). “La explosión de Texas”. Disponible en: http://www.nationalgeographic.es/noticias/natural-gas-drilling-linked-to-methane-in-water/la-explosion-de-texas. Consultado el 20 de abril de 2016. [5] El Mundo España. (2013). “Un detenido por la explosión en la planta de fertilizantes de Texas”. Disponible en: http://www.elmundo.es/america/2013/05/10/estados_unidos/1368221543.html. Consultado el 20 de abril de 2016. [6] H. Valverde. (2007). “Desolación en Coahuila por trágico accidente”. El Universal México. Disponible en: http://archivo.eluniversal.com.mx/estados/65879.html. Consultado el 10 de diciembre de 2016. [7] Departament of Public Heath. (2005). “Hoja de datos sobre agentes químicos/biológicos”. Documento PDF. [8] Universidad de San Buenaventura. (2010). “Proyecto Educativo Bonaventuriano – PEB”. Universidad de San Buenaventura, sede Bogotá, Colombia. Ed. Bonaventuriana. Pág. 68. [9] T. Marlin. (2014). “Operability in Process Design: Achieving Safe, Profitable, and Robust Process Operations”. McMaster University. Capítulo 5: Safety. Documento PDF. [10] D. Seguridad y Medio ambiente. (2007). “Guía para la realización de estudios HAZOP (Hazard and Operability analysis)”. Documento PDF.

57

[11] Grupo Universitario de Investigación Analítica de Riesgos (GUIAR). (2000). “Análisis funcional de operatividad (AFO): Hazard and operability (HAZOP)”. Disponible en https://www.unizar.es/guiar/1/Accident/An_riesgo/HAZOP.htm. Consultado el 29 de mayo de 2016. [12] International Plant Nutrition Institute (IPNI). “Fuentes de Nutrientes Específicos”. Documento PDF. [13] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. (2012). “Ammonium Compounds Vol. 3”. Documento PDF. [14] European Fertilizer Manufacturers Association (EFMA). (2005). “Guidance for the storage of hot ammonium nitrate solutions” Documento PDF. [15] Congreso de Colombia. (1979). “Ley 9 de 1979 (Enero 24)”. Diario Oficial. Año CXV. N. 35193. 5, FEBRERO, 1979. PÁG. 373. Documento PDF. [16] Gobierno Autónomo Departamental, Santa Cruz. (1995). “Reglamento para actividades con sustancias peligrosas”. Decreto Supremo N° 24176. Documento PDF. [17] Jefatura del Estado. BOE, Legislación consolidada. (2014). “Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de Riesgos Laborales”. Documento PDF. [18] ARL SURA. (2007). “Clasificación de productos químicos según la norma NFPA 704”. Disponible en https://www.arlsura.com/index.php?option=com_content&view=article&id=739. Consultado el 29 de mayo de 2016. [19] Seguridad Minera. (2015). “Norma NFPA 704: significado y características”. Disponible en http://www.revistaseguridadminera.com/emergencias/nfpa-704-significado-caracteristicas/. Consultado el 29 de mayo de 2016. [20] C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Notas de clase. Módulo 1: Conceptos Generales de seguridad de procesos”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015). [21] Asociación de Academias de La Lengua Española. (2014). Diccionario de la Real Academia Española. 23° Edición. [22] C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Notas de clase. Módulo 3: Técnicas PHA”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015).

58

[23] Hydroenvironment. “¿Qué es un fertilizante?”. Disponible en: http://hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=249. Consultado el 10 de diciembre de 2016. [24] Consejería de Sanidad de la Región de Murcia. (2007). “Riesgo químico - Accidentes graves: Nitrato de Amonio”. Documento PDF. [25] C. T. Trujillo. (2015). “El análisis de riesgos y peligros, HAZOP y el árbol de fallas, una opción de ingeniería para subir los niveles de eficiencia en el mantenimiento y de disponibilidad de quipos en subestaciones de distribución”. Documento PDF. [26] C. I. Arbeláez., F. Muñoz. et. al. (2016). “Módulo 1: Conceptos Generales de seguridad de procesos”. Ecopetrol/Uniandes (Convenio 5221221). Primera versión (2015). [27] E. Bausela. (2004). “Metodología de investigación evaluativa”. Indivisa. Boletín de Estudios e Investigación. Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal. Madrid, España. Núm. 5, pp. 183-191. [28] R. Hernández, C. Fernández, P. Baptista. (2006). “Metodología de la investigación”. 4ta edición. México. McGrawHill. Pp 16; 208-210. [29] C. Sabino. (1992). “El proceso de investigación”. Ed. Panapo. Caracas, Venezuela. Pp. 71-73. [30] M. De la Luz (2015). “Diseños no experimentales de investigación”. Disponible en: http://www.tecnicas-de-estudio.org/investigacion/investigacion37.htm. Consultado el 12 de noviembre de 2016.

59

ANEXOS

60

ANEXO A. Cronograma de actividades

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Planteamiento del problema

Objetivos

Justificación e importancia

Presentación de propuesta

Revisión bibliográfica

Elaboración de marco referencial

Diseño metodológico

Presentación de anteproyecto

Análisis de activos de información

Selección de nodos

Análisis de datos

Aplicación de técnica HAZOP

Presentación de recomendaciones y/o sugerencias

Redacción de resultados

Revisión y corrección de resultados

Transcripción y entrega de trabajo final

Sustentación de trabajo final

OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO

2016 2017

AGOSTO SEPTIEMBREACTIVIDADES ABRIL MAYO JUNIO JULIO

61

ANEXO B. Presupuesto

GASTOS DE PERSONAL Gastos Descripción Gastos Descripción Gastos Descripción Gastos Descripción

Personal 12.000.000$ Dra. Juliana Puello -- -- -- -- -- --

Total gastos de personal

GASTOS DE VIAJES

Viáticos -- -- -- -- -- -- 200.000$ Asesorías en la universidad

Total gastos de viajes

OTROS GASTOS

Trámites y Licencias -- -- -- -- 100.000$ Contacto con la empresa -- --

Libros y Suscripciones -- -- -- -- 1.000.000$ Material externo a la universidad -- --

Elementos de Papelería -- -- -- -- -- -- 200.000$ Fotocopias, impresiones, adquisiciones, etc.

Desplazamientos/salidas de campo -- -- -- -- -- -- 200.000$ Visitas a la empresa

Material de enseñanza -- -- -- -- 1.000.000$ Material de la universidad -- --

Total otros gastos

SUBTOTAL

% de participación 82% 18%

400.000$

TOTAL GENERAL 14.700.000$

-$ -$ 2.100.000$

12.000.000$ 2.700.000$

F U E N T E S

R U B R O S

-$ -$

12.000.000$ -$ -$

Especie Efectivo Especie Efectivo

Recursos propios Universidad

-$

-$ 200.000$

62

ANEXO C. Hoja de trabajo de Estudio HAZOP

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007

DESVIACIÓN N° CAUSA CONSECUENCIAFRECUENCIA DEL

EVENTORECOMENDACIONES

1.1 Falla en P-5007 A/B.

Cristalización de nitrato

de amonio,

obstrucción, pérdidas

de producción

E

1. Colocar transmisor de

temperatura en la línea de

recirculación del TK-5007 con

alarma

2. Colocar alarma por bajo

amperaje de P-5007 A/B

1.2

Error operacional al

cerrar la descarga o la

succión de la bomba P-

5007 A/B, las válvulas se

manipulan 2 veces por

semana se considera que

es una tarea sencilla

Cavitación de bombas

P-5007 A/B,

calentamiento de

nitrato de amonio,

descomposición del

mismo con subsecuente

explosión

D

1. Implementar algunas de las

siguientes protecciones: bajo

flujo en la descarga, bajo

amperaje o vibración, alta

temperatura, baja y alta presión

en la descarga en la bomba que

apaguen la misma

1.3

Error operacional al dejar

cerrada la válvula manual

en la línea de

comunicación entre P-110

B/C y el TK-5007. La

operación de estas

válvulas se realiza 3 veces

por semana se considera

que es una tarea sencilla


de amonio,


de producción

D

Proyecto: Análisis de riesgos de operabilidad en el proceso crítico de almacenamiento de nitrato de amonio líquido de una planta petroquímica en la Zona

Industrial

HOJA DE TRABAJO DE HAZOP

1 No flujo

63

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



1.4

Obstrucción en válvula

manual en la línea de


B/C y el TK-5007.


de amonio,


de producción

D

1.5

No nivel en TK-5007 por

falla de transmisor de nivel

LIT-5007.

Cavitación de bombas P-

5007 A/B,

calentamiento de

nitrato de amonio,

descomposición del


explosión

D

1. Implementar las siguientes

protecciones: bajo amperaje o

vibración y alta temperatura en

la bomba que apaguen la misma

2.1

Cierre u obstrucción

parcial en la línea de


B/C y el TK-5007. Ver No

Flujo Desv. 1.4 en este

Nodo.

2.2

Ineficiencia de las bombas

P-5007 A/B. Por consenso

del grupo se determinó

una frecuencia superior a

la anual.

Riesgo de cristalización

en las lineas por baja

velocidad

E


Industrial de Mamonal - Cartagena, mediante la metodología HAZOP.


1 No flujo

Menos flujo2

64

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



2 Menos flujo 2.3Fuga en tuberías de este

nodo.

Contaminación al suelo

por nitrato de amonio ,

posible afectación a

personas y parada de

planta

D

1. Rediseño de lineas de nitrato

de amonio, reduciendo numero

de bridas y puntos de fuga.

Evaluar instalación de antisplash y

eliminación de lineas sin uso

3.1

Más flujo de amoniaco al

tanque TK-5007 por falla

del lazo de control de la

FIC-5008 abriendo

totalmente la FCV-5008.

Emanación de gases

amoniacales por el

venteo del TK-5007,

impacto ambiental,


personas

D1. Implementar medición de pH

en linea en el TK-5007

3.2

Entrada de condensado al

TK-5007 por error

operacional por la linea

de inundación debido a

error operacional durante

prueba de la misma. La

prueba se realiza semanal,

se considera una tarea

sencilla.

Dilución del nitrato de

amonio, perdida

económica

D

Más flujo3




65

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



3.3

Más flujo de amoniaco al

tanque TK-5007 por error

operacional al ingresar

inadecuadamente el set

de la FCV-5008. Esta

operación se realiza una

vez al año, al ser una

tarea sencilla.

Emanación de gases

amoniacales por el

venteo del TK-5007,

impacto ambiental,


personas

B1. Implementar medición de pH

en linea en el TK-5007

3.4


TK-5007 por error

operacional por linea de

lavado debido a error

operacional durante

limpieza. La limpieza se

hace 2 veces por semana,

se considera una tarea

sencilla.

Dilución del nitrato de

amonio, perdida

económica

D

3.5

Entrada de más vapor a

serpentín de TK-5007 por

falla de la TIC-5002.

Ingreso de más vapor al

serpentín del TK-5007,

calentamiento

descontrolado de

nitrato de amonio,

riesgo de

descomposición del

nitrato de amonio con

posibilidad de explosión

D

1. Implementar sistema de

atemperación para disminuir

temperatura de vapor de

calentamiento

2. Implementar SIF SIL 3 que por

alta temperatura corte vapor al

serpetin e inunde el TK-5007

3 Más flujo




66

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



3 Más flujo 3.6Ruptura de serpentín del

TK-5007.

Ingreso de vapor al TK-

5007, calentamiento

descontrolado de

nitrato de amonio,

riesgo de

descomposición del

nitrato de amonio con

posibilidad de explosión

D

1. Implementar sistema de

atemperación para disminuir

temperatura de vapor de

calentamiento


alta temperatura corte vapor al

serpetin e inunde el TK-5007

3. Verificar plan de inspección

del serpentin del TK-5007

4 Flujo inverso 4.1 NA

5 Alta presión 5.1 Falla de la PIC-5001.

Alta presión en el

serpentin (150 psig

como máximo), sin

consecuencias debido

a que la tubería lo

soporta (rating 150)

D

1. Verificar que la PSV-5002 se

encuentra dentro del programa

de calibración periodica y revisar

su frecuencia

2. Revisar el escenario de alivio

de la PSV-5002 así como el data

sheet de esta válvula

6 Baja presión 6.1 NA

7 Alta temperatura 7.1

Entrada de más vapor. Ver

más flujo Desv. 3.5 en este

nodo

8.1Cierre de vapor a TK-5007

por falla de la TIC-5002.


de amonio,


de producción

D

8.2

Falla en el suministro de

vapor del tracing de

líneas.


de amonio,


de producción

D

Baja temperatura8




67

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



9.1

Entrada de condensado.

Ver Desv. 3.2 y 3.4 en este

nodo

9.2

Error operacional al no

parar bomba P-110 B/C a

tiempo al trasegar al TK-

5007. La operación se

realiza 2 veces por

semana, se considera una

tarea sencilla.

Derrame de nitrato de

amonio, impacto

ambiental, posible

afectación a personas

D

1. Llevar rebose del TK-5007 a un

lugar seguro

2. Verificar si las señales del LIT-

5007 y el HLS-5009 van a

diferentes tarjetas I/O

9.3

Alto nivel en TK-5007 por


LT-5007 durante trasiego.

Rebose en TK-5007 con

impacto ambiental y

posibilidad de

afectación a personas,

perdida de producción

D

1. Llevar rebose del TK-5007 a un

lugar seguro

2. Verificar si las señales del LIT-

5007 y el HLS-5009 van a

diferentes tarjetas I/O

9.4Ingreso de agua de

inundación al TK-5007.

Rebose en TK-5007 con

impacto ambiental y

posibilidad de

afectación a personas,

perdida de producción

E1. Llevar rebose del TK-5007 a un

lugar seguro

Alto nivel9




68

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



10.1

Bajo nivel en TK-5007 por


LT-5007 durante trasiego.


P-5007 A/B,

calentamiento de

nitrato de amonio,

descomposición del


explosión

D


siguientes protecciones (de

modo que cumplan los 2 creditos

entre todas): bajo flujo en la

descarga, bajo amperaje o

vibración, alta temperatura, baja

y alta presión en la descarga en


10.2

Error operacional al dejar

alguno de los drenajes o

tomamuestras abiertos. Se

considera que esta

operación se realiza

semanalmente.

Contaminación al suelo

por nitrato de amonio,


personas y parada de

planta

D1. Llevar drenajes de este nodo a

un lugar seguro

10.3

Error operacional al

trasegar desde el TK-5007.

La operación se realiza

diario se considera que es

una tarea sencilla.


P-5007, calentamiento

de nitrato de amonio,

descomposición del


explosión

E









Bajo nivel10




69

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



11.1


nodo. Ver Más Flujo Desv.

3.4. en este nodo.

11.2


calentar las lineas antes

del arranque. El tracing se

suspende una vez por año.

Taponamiento de

lineas, retraso en

arranque de planta,

perdida económica

D

11.3


lavar el nitrato de amonio

remanente en bombas

paradas P-5007

(cristalizado), las bombas

se arrancan semanalmente

se considera que es una

tarea sencilla.

Daño en la bomba,

calentamiento de

nitrato de amonio,

descomposición del


explosión

D









12 Parada 12.1

Limpieza de lineas. Ver

Más Flujo Desv. 3.4. en

este nodo.

Arranque11




70

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



13.1

Entrada de condensado.

Ver Más Flujo Desv. 3.2,3.4

y 3.6 en este nodo.

13.2Entrada de amoniaco. Ver

Más Flujo Desv. 3.1 y 3.3

13.3

Bajo pH en los tanques TK-

5007 por alimentación

desde TK-110.

Sensibilización del

nitrato de amonio y

riesgo de

descomposición con

subsecuente explosión

E

1. Implementando las acciones

No. 1 y 2 descrita en el Nodo 5

Desv. 13.2 (HAZOP 20161025 Rev.1

UNA 1) al TK-110 se reduce la

frecuencia de este escenario a

D, con lo cual se requieren 3

créditos


alta temperatura en el TK-5007

inunde el mismo

14 Muestreo 14.1

Falla en el procedimiento

de toma de muestra en el

nodo. La muestra se toma

3 veces al día y es una

tarea sencilla.

Quemadura con nitrato

de amonioE

1. Rediseño de sistema de toma

muestra

2. Revisar la frecuencia de la

toma de muestras

15No aire de

instrumentos15.1 NA

Composición-

Contaminación-

Cambio de

composición

13




71

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



16.1

No vapor a tracing. Ver

Baja temperatura Desv. 8.2

en este nodo.

16.2No vapor a serpetin de TK-

5007.


de amonio,


de producción

D

17 No electricidad 17.1 NA

18No agua de

enfriamiento18.1 NA

19No suministro de

nitrógeno19.1 NA

20 Mantenimiento 20.1 NA

21

Inspección –

Programa de

prueba

21.1 NA

22 Corrosión – erosión 22.1 NA

23

Electricidad

estática - puesta a

tierra

23.1 NA

24 Instrumentación 24.1 NA

25 Sistema de control 25.1 NA

26 Piezas de repuesto 26.1 NA

No suministro de

vapor16




72

NODO 1. TANQUE DE

ALMACENAMIENTO DE

NITRATO DE AMONIO

AL 83% TK-5007



27Efectos de los

alrededores27.1

Transito vehicular en los

alrededores del TK-5007,

colisión de vehículos

contra estructura civil.

Rupturas, fugas,

pérdida de contención

en tanques, pérdidas

de producción.

D1. Delimitar el perímetro de la

planta

28 Explosión 28.1Ver otras desviaciones en

este nodo

29 Efecto dominó 29.1 NA

30 Emisión 30.1Ver otras desviaciones en

este nodo

31 Comisionamiento 31.1Ver otras desviaciones en

este nodo

32 Operación 32.1 NA




73

ANEXO D. Descripción de equipos mencionados en la tabla HAZOP.

EQUIPO DESCRIPCIÓN

TK-5007 Tanque de almacenamiento de nitrato de amonio

P-5007 A/B Bomba en descarga del tanque

TK-110 Tanque de nitrato de amonio aguas arriba de TK-5007

P-110 B/C Bomba de transporte de nitrato de amonio hacia TK-5007

LIT-5007 Transmisor indicador de nivel del tanque

FIC-5008 Control indicador de flujo (línea de amoniaco al tanque)

FCV-5008 Válvula control de flujo (línea de amoniaco al tanque)

TIC-5002 Control indicador de temperatura (línea de vapor al tanque)

PIC-5001 Control indicador de presión (línea de vapor al tanque)

PSV-5002 Válvula solenoide que permite el paso de vapor al tanque

HLS-5009 Switch de nivel alto del tanque

LT-5007 Transmisor de nivel del tanque

74

ANEXO E. Nivel de consecuencias

Costo (€)

3Peligroso

2Crítico

1Catastrófico

Tratamiento

médico

Primeros

auxilios5

Daños

menores

4Algún peligro

Pérdidas considerables de

calidad o producción.

Daños menores a los equipos,

fuego con extensión limitada,

emisión de sustancias tóxicas

inflamables o calientes, etc.

Poca pérdida de calidad o

producción.

Daños insignificantes, pequeña

emisión de agua, aire, nitrógeno,

vapor, etc.

No pérdidas de calidad o

producción.

Más de 15 M€

Menos de 15 M€

Menos de 2 M€

Menos de 0,1 M€

Menos de 10.000 €

Advertencia a los alrededores.

Atención pública local.

No daños duraderos.

Liberación que causa olor

desagradable fuera del área del site.

Daños insignificantes.

No reacción externa.

Daños importantes a la planta.

Demolición completa de la

planta.

Cese de la producción.

Daños importantes a los

equipos, avería de equipos

principales del proceso como

reactores, intercambiadores,

tuberías, etc.

Pérdidas importantes de calidad

o producción.

Daños considerables a los

equipos, rupturas, etc.

CATEGORÍAS

Daño con tiempo de recuperación

mayor de 5 años.

Atención pública internacional.


menor de 5 años.

Evacuación de los alrededores

requerida. Atención pública

nacional.


menor de 2 años.

Varias muertes

Una muerte

Lesión

permanente

Nivel Costo de materialesAmbienteHES

(Personas)Severidad

Descripción

75

ANEXO F. Matriz de frecuencia y riesgo

5/F 4/E 3/D 2/C 1/B 0/A

Crítico

Peligroso

Algún peligro

Daños

menores

1

2

3

4

5

Catastrófico 4

3

2

1

3

2

1

1

10-2/año-10-3/año 10-3/año-10-4/año < 10-4/año

2

1

Más de una vez al

año

RIESGO

MEDIO

RIESGO

BAJO > 1/año 1/año-10-1/año 10-1/año-10-2/año

Casi imposible

Más de una vez

cada 100000

años

Más de una vez

cada 10000 años

Más de una vez

cada 1000 años

Más de una vez

cada 100 años

Más de una vez

cada 10 años

RIESGO

ALTOFrecuente

Frecuencia

mediaFrecuencia baja Muy raro Demasiado raro

anÁlisis de riesgos de operabilidad en el...

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