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Universidad Técnica Federico Santa María Ingeniería (E) Prevención de Riesgos TRABAJO DE APLICACIÓN: “Árbol de eventos Desastre de Bhopal” Preparado para: Procesos productivos 2 Prof. Rodrigo Domínguez C Preparado por: Denys Aros Tonnia Cortés Paulina Fuentes Gabriela León Gloria Ortega Abrahan Rivas Sandra Yañez Ev. profesor En Viña del Mar, a 12 de Diciembre del 2011 Introducción Los accidentes no ocurren porque si, son el resultado de una serie de acontecimientos vinculados por el tiempo; lo cual podemos apreciar en el caso que muestra el video del accidente industrial “Desastre de Bhopal”. Para evitar que estos accidentes ocurran es necesario que se realicen análisis de riesgos. Los análisis de riesgos tratan de estudiar, evaluar, medir y prevenir los fallos y las averías de los sistemas técnicos y de los procedimientos operativos que pueden iniciar y desencadenar sucesos no deseados. Está claro que en esta ocasión no se realizo ninguna medida preventiva, no hubo supervisión, ni mantención de lo realizado en el proceso productivo de esta fábrica. Por lo cual se presentara un árbol de eventos son de gran utilidad para analizar el efecto de sistemas de seguridad o procedimientos de emergencias para la prevención y mitigación de eventos peligrosos. Son las secuencias de un accidente, por ejemplo, un juego de fallas/errores, en forma ramificada y cronológica, que definen un accidente, que considera la respuesta del personal y los sistemas de seguridad en relación con la presentación de la falla. Análisis por Árboles de Eventos: Event tree analysis, ETA La técnica de análisis por árboles de eventos consiste en evaluar las consecuencias de posibles accidentes resultantes del fallo específico de un sistema, equipo, suceso o error humano, considerándose como sucesos iniciadores y/o sucesos o sistemas intermedios de mitigación, desde el punto de vista de la atenuación de las consecuencias. Las conclusiones de los árboles de sucesos son consecuencias de accidentes, es decir, conjunto de sucesos cronológicos de fallos o errores que definen un determinado accidente. Construcción del Árbol de eventos Partiendo del suceso iniciador en la Izquierda, se plantean sistemáticamente dos ramas: hacia la derecha, representando en la parte superior el éxito o la ocurrencia del suceso condicionante y en la parte inferior se representa el fallo o no ocurrencia del mismo. Un ejemplo se presenta en el esquema inferior. Barreras de Seguridad Consecuencia Consecuencia Éxito Suceso Indicador Consecuencia Consecuencia Consecuencia Consecuencia Falla Consecuencia El suceso iniciador puede ser cualquier desviación importante, provocada por un fallo de un equipo, error de operación o error humano. Dependiendo de las salvaguardias tecnológicas del sistema, de las circunstancias y de la reacción de los operadores, las consecuencias pueden ser muy diferentes. Por esta razón, un análisis de árbol de eventos, está recomendado para sistemas que tienen establecidos procedimientos de seguridad y emergencia para responder a sucesos iniciadores específicos. Proceso Productivo El isocianato de metilo MIC, es un producto intermedio que se usa en la fabricación de determinados insecticidas. Es un producto altamente tóxico y muy reactivo que polimeriza en presencia de determinados reactivos como hierro o cloruros. El proceso de fabricación de MIC en la factoría de Union Carbide estaba formado por cuatro etapas: 1. Producción de fosgeno 2. Producción de cloruro de metilcarbamilo (MCC) a partir del fosgeno en fase vapor y metilamina (MMA) y cloruro de hidrógeno COCl2 + CH3NH2 --------> CH3NHCOCl + HCl + calor 3. Pirolisis para la obtención de MIC CH3NHCOCl --------> CH3NCO + HCl 4. Separación por destilación del MIC La reacción ocurrió netamente por que las cañerías no estaban limpias provocando la obstrucción de las cañerías y permitiendo que el agua llegara al estanque del MIC, lo que provocó la reacción química. La noche del 2 de diciembre, la sala de control detectó un aumento de presión en el depósito 610. Se alcanzaron 3,8 bares al cabo de hora y media. Se detectó que el recubrimiento del depósito estaba agrietado por la elevada temperatura en su interior y la alta presión hizo que se abriera la válvula de seguridad, con una emisión de MIC. Se puso en funcionamiento el sistema lavador de gases y a la 1:00 hora se dio la alarma. El sistema de lavado era claramente insuficiente y se conectaron cañones de agua para intentar alcanzar la salida de los gases, cosa que no se consiguió. A las 2:00, se cerró la válvula de seguridad y la emisión de MIC se detuvo. Las investigaciones posteriores determinaron que se habían emitido aproximadamente 25 Toneladas de MIC en un conjunto de gases emitidos de 36 Toneladas. También se detectó que la temperatura en el interior del depósito alcanzó los 200 ºC y la presión 12,2 bares. Sin embargo, el depósito aguantó posiblemente por el recubrimiento exterior, evitando un desastre aún mayor. También se informó que se había desconectado días antes el lavador de gases y que la antorcha estaba fuera de servicio por corrosiones. La nube tóxica que se formó se extendió hacia las áreas pobladas en dirección sur favorecidos por un ligero viento y condiciones de inversión térmica. Las investigaciones posteriores, revelaron que quedaron entre 5 y 10 Toneladas en el depósito 610. Se encontraron importantes cantidades de sustancias que sólo se pueden formar por reacción del MIC y agua (ambas se catalizaron), lo que indujo a pensar en la existencia de agua en el interior del depósito. Análisis de las causas del accidente Reacción motivada por presencia de agua en el depósito. El análisis de los compuestos después del accidente reveló la presencia de agua en el interior del depósito, lo que produjo una reacción entre el exceso de cloroformo y el agua para formar ácido clorhídrico que actúa como catalizador en la polimerización del MIC. Esta agua podría proceder del sistema de lavado de tuberías. También es posible que la presencia de agua fuera por algún tipo de sabotaje, porque la cantidad necesaria se estimó entre 500 y 1.000 kg. Los informes destacaron una serie de factores que contribuyeron al accidente: la desconexión del sistema de refrigeración, la inexistencia de sistemas de corte en las tuberías para evitar la entrada de agua del lavado, la presencia de MIC en el depósito a una temperatura demasiado elevada 15-20 ºC, que el sistema de lavado de gases no funcionara adecuadamente y que la antorcha estuviera fuera de servicio. Diagrama de Proceso Croquis de Fabrica. Esta es la planta, mirada desde el punto productivo. Secuencia de pasos de accidente en Bhopal, Diagrama de flujo, Ingreso del agua, hasta eliminación de gases, Bhopal. Simbología = Entrada del proceso = Torre de quemado = Elemento en el proceso =Enfriador = válvula de seguridad metilo) 1 = H2O (agua) 2= MIC (Isocianato de = Tanque de almacenamiento 3= Soda cautica 4 = Gases tóxicos = Tanque Scribe, Lavado y = salida del proceso Almacenamiento. Este es el proceso que llevo a la muerte de más de miles de personas, las fallas técnicas y errores que se cometieron en este complejo químico ubicado en bhopal es imperdonable, aun no es 100% seguro como se llegó a desatar todo, en el diagrama anterior se ve lo más relevante que termino en la tragedia. Resumen del video de “Minutos Decisivos el Desastre de Bhopal” Duración video 26:33 minutos Reportaje de National Geographic Channel El desastre de Bhopal, ocurrido el 3 de diciembre de 1984 en la región de Bhopal (India), se originó al producirse una fuga de 42 toneladas de isocianato de metilo en una fábrica de pesticidas, propiedad de la compañía estadounidense Unión Carbide Esta planta fabricaba el pesticida Sevin, el que para hacer su producción ocupaban el isocianato de metilo, el mortal agente. Este fatal accidente liberó una nube química, que produjo la muerte de miles de personas en muy pocas horas, las que fallecieron producto de una asfixia instantánea. Este desastre es una clara muestra de la preferencia de la rentabilidad ante de la seguridad industrial, ya que los métodos y barreras que contaremos a continuación son un reflejo del mal manejo de la planta, y la poca conciencia que existía en ella. En esta planta por hacer un trabajo más limpio, menos costoso y en menos tiempo utilizaban el isocianato de metilo, para una reacción del pesticida sevin, la cual no era necesaria, ya que solo lo usaban para unir dos partes de la reacción las que también se podían hacer por separado. Este fatal accidente comenzó alrededor de las 00:15 de la madrugada del dia 3 de diciembre de 1984, pero este comenzó a generarse cerca de 4 horas antes. Todas las barreras de seguridad fueron vulneradas, otras no estaban funcionando por mantenimiento, otras desactivadas, lo que nos deja la total claridad de que este fatídico hecho podría obviamente haber sido controlado. La cadena de errores comenzó a eso de las 20:15 del día anterior, en donde comenzó acumularse desechos en las cañerías, por falta de limpieza, lo que provoco que el agua comenzara a devolverse a las tuberías principales. Esta agua no tubo quien la parara, ya que no estaban las válvulas de seguridad que le podían impedir el paso a las tuberías principales. La tercera barrera vulnerada, fue en la sala de control, ya que los indicadores de presión que había, fallaban constantemente, por tanto no era un sistema confiable, por lo que se supone que los operadores que pudieron haber visto que el indicador superaba los límites, no le tomaron el peso necesario, por esta misma condición de fallo. La presión subió debido a que el agua ya había llegado al tanque de almacenamiento del letal agente químico el MIC o isocianato de metilo. Al juntarse estos dos, la reacción que se produce es exotérmica, improvista, e incontrolable, a su vez libera gran calor, por tanto era muy peligrosa si es que llegaba a la atmósfera y a las personas. El siguiente paso era la utilización del sistema de refrigeración el cual era muy necesario para disminuir la gran temperatura de la reacción química que se estaba generando, pero este estaba desconectado, por tanto esta barrera tampoco pudo ser utilizada para que esta reacción no provocara el desbocamiento (aceleración de la reacción por la gran temperatura). Luego un dispositivo llamado catalizador, también estaba desconectado por mantención, lo que provoco que en esta reacción no neutralizaran los gases tóxicos, por tanto estos gases salieron a la atmosfera sin ningún filtro previo. En este punto ya la catástrofe estaba declarada, y no se podía hacer nada más al respecto. Estos gases salieron, y por incidencia del viento estos se desplazaron por toda la población de bhopal, y los trabajadores de la planta no se vieron mayormente afectados, ya que estos gases se expandieron para ese sentido. Un trabajador de la planta que da testimonio en el reportaje, se dio cuenta de la situación cuando ya no había mucho que hacer, este sujeto fue al lugar donde comenzó la tragedia, y se dio cuenta de que algo andaba mal, sus ojos empezaron a arder con mayor ímpetu, corrió a la sala de control y se fijó en el descontrolado indicador de presión, pero ya era demasiado tarde. La conclusiones son bastantes claras, si hubiese existido una normativa, supervisión, y alguna de las barreras de seguridad hubiese estado óptimamente quizás esta catástrofe se hubiera evitado, o sus repercusiones no hubiesen sido tan lamentables y críticas. Este reportaje se forjo por testimonios reales de personas que trabajaban en la planta antes, en el mismo momento del accidente y también se recopiló información por los habitantes de bhopal. Árbol de Eventos Se definieron primeramente las barreras de seguridad de la empresa en cuestión, obteniendo 7 barreras: 1. Operador supervisa maniobra de limpieza 2. Operador cesa maniobra de limpieza 3. Disco de Bloqueo 4. Indicador de Presión y T° (Sala de control) 5. Aplicación del Refrigerante 6. Disco de Ruptura 7. Catalizador Cuya finalidad fue impedir el contacto del agua con el MIC (Gas letal), teniendo en cuenta que el contacto entre estos dos elementos produciría una reacción incontrolable generando finalmente una nube de gas toxico letal al contacto humano, lo cual lamentablemente ocurrió en el accidente de Bhopal matando a más de 20.000 habitantes. Descripción Árbol de Eventos: Datos: La fábrica se encontraba parada, teniendo apagado el catalizador (en mantenimiento), en la cabina de control no se encontraba ningún operador que observara los indicadores de presión y temperatura, el sistema de refrigeración se encontraba desconectado (ya no se utilizaba en el fabrica). En el momento del accidente se realizaban maniobras de limpieza con agua en las tuberías de trasiego de MIC. Mientras se desarrollaba esta maniobra, el sistema de desagüe del agua se tapo, siendo este evento el iniciador del accidente. Repletando con agua todas las cañerías, hasta llegar al estanque del MIC. Eventos El evento descrito en el accidente tomara una de las opciones (Éxito o Fracaso) ante cada barrera de seguridad, la opción transcurrida será remarcada con “letra negrita”. 1.- Operador supervisa limpieza de cañerías Éxito: El operador que supervisa la maniobra de limpieza, pudiendo percatarse de que el desagüe está tapado. Fracaso: No existe un operador que supervise la maniobra, en este caso impidiendo que alguien se dé cuenta de la obstrucción del desagüe. 2.-Operador cesa maniobra de limpieza (solo aplica si es que la barrera anterior fuese “Éxito”, según lo ocurrido en el accidente) Éxito: Operador al darse cuenta de que el desagüe está obstruido, cesa la maniobra, cortando la salida del agua hacia las cañerías. Fracaso: El operador a pesar de darse cuenta de la obstrucción del desagüe, no cesa la maniobra. Podría deberse a la incapacidad del operario o a circunstancias externas que impidan la acción de la persona. 3.- Disco de Bloqueo Éxito: Al realizar la limpieza de las cañerías, según procedimiento de seguridad, se instala un disco de bloqueo en la unión de las cañerías que dan paso al estanque que contiene el MIC (gas) y otros productos que puedan presentar un peligro al entrar en contacto con el agua. Fracaso: El procedimiento para instalar los discos de bloqueos no se realiza, debido a que al instalar este dispositivo es necesario separar la unión de cada cañería, teniendo el riesgo de salpicadura del químico. Los trabajadores temían realizar la maniobra. 4.- Indicador de Presión y T° (Sala de control) Éxito: El indicador indico un alza de presión y temperatura en el estanque del MIC. Como la fábrica se encontraba inactiva, no había ningún operador en la sala de control. Además de que no existía un sistema de alarma que avisara el aumento de presión y T°. Fracaso: El indicador de presión y T° no funcionan, indicando un valor falso respecto al nivel de presión y temperatura real del estanque que contiene el MIC. 5.- Aplicación del Refrigerante Éxito: Debido al incremento de la temperatura, de la reacción del agua con el MIC, se aplica un refrigerante. La reacción produce un incremento de temperatura, lo cual estimula la reacción y a la vez al estimular la reacción se incrementa la temperatura, siendo esta una reacción incontrolable y sin fin. Fracaso: La empresa no cuenta con un sistema de refrigeración, no es posible controlar la temperatura de la reacción. 6.- Disco de Ruptura Éxito: El Disco de Ruptura es disparado (activado), debido al aumento progresivo de presión del estanque que contiene la reacción (MIC -Agua). Liberando el gas toxico, e impidiendo que el estanque explote por un exceso de presión. Fracaso: El dispositivo de seguridad (Disco de ruptura) no se activa. Si la presión del estanque aumenta en un gran nivel, sin que esta presión pueda ser liberada, la estructura del estanque sedera, ocurriendo la explosión de este. 7.- Catalizador Éxito: El gas liberado pasa a través del catalizador, neutralizando el toxico. Cabe mencionar que el catalizador de este caso era demasiado pequeño para la cantidad de toxico con el que se trabajaba, por lo tanto ocurre de igual manera una contaminación, pero con una menor proporción. Fracaso: El catalizador en el momento del accidente se encontraba fuera de servicio, por mantención. Dejando que el gas toxico pasará sin ningún impedimento o alguna medida que neutralizara algo de su toxicidad. La fábrica, si nos percatamos en el árbol de eventos, poseía casi nulas medidas de seguridad, siendo en su mayoría resultados dañinos. Sin embargo este gran accidente fue iniciado por un error muy fácil de corregir, no significaba ningún costo para la fábrica. Debido a que el operador que realizo la limpieza debería haber supervisado su trabajo, es decir debió estar atento al proceso hasta que este terminase. Cabe decir, que esto no significa que solo haciendo esto la empresa no representaba un peligro para las personas, sino que en conclusión podemos darnos cuenta que solo una pequeña decisión puede desembocar en un gran desastre. Reflexión del video Bhopal La catástrofe ocurrida en la Planta de Pesticidas en diciembre de 1984 de la india en Bhopal nos llevo a reflexionar y cuestionar sobre las malas prácticas por parte de los seres humanos en algunas Industrias. Esta tragedia sucedió específicamente por errores humanos donde se cometieron las siguientes fallas: 1.- Utilización del MIC (isocianato de metilo) proveniente de la misma ciudad. Este es un toxico letal. El MIC fue liberado a causa de una reacción química imprevista. 2.- Las normas de seguridad en la Planta se fueron incumpliendo a lo largo del tiempo. 3.- El proceso de limpieza era fundamental ya que los contaminantes se acumulaban fácilmente, donde los desechos eran evacuados por picos de desagüe, pero esto no ocurrió ya que se tapo el sistema de drenaje de las cañerías por acumulación de residuos. 4.- Había un procedimiento de seguridad de aislamiento entre el agua y la mezcla antes de la limpieza, donde consistía en bloquear la tubería insertando una válvula de seguridad, pero en la Planta esto era pasado por alto con frecuencia, entonces el agua llego a la planta principal mezclándose así con el MIC . Los trabajadores para poder instalar la válvula de seguridad debían usar trajes protectores porque al quitar los tornillos había riesgo de salpicaduras con algún químico. 5.- En la sala de control se podría haber evitado toda esta tragedia, pero los indicadores de control indicaba valores falsos por la falta de mantención. Los trabajadores no tomaban en serio ya que siempre daba valores erróneos. 6.- El sistema de refrigeración servía para bajar la temperatura donde se producía una reacción exotérmica de la mezcla, pero en la planta habían decidido desconectarlos porque había fallado y prefirieron no hacerle una mantención, entonces quedo inutilizado. 7.- El catalizador neutralizaba el gas toxico antes de liberarlo a la atmosfera, pero también estaba desconectado por mantenimiento aunque hubiese estado en funcionamiento era demasiado pequeño para neutralizar la mezcla de MIC que estaba fuera de control. De acuerdo todo lo nombrado anteriormente se llevo a cabo al desastre en Bhopal que cobro la vida de más 20.000 personas que murieron asfixiadas por una nube toxica que provenía de esta Planta. Anexo Catalizador “En los catalizadores hay muchas sustancias que inhiben, o veneno, como son las tales sustancias como gas nervioso e insecticidas” Un catalizador, es una sustancia que acelera la velocidad de una reacción química sin sufrir en sí ningún cambio químico. Un catalizador en disolución con los reactivos, o en la misma fase que ellos, se llama catalizador homogéneo. El catalizador se combina con uno de los reactivos formando un compuesto intermedio que reacciona con el otro más fácilmente. Sin embargo, el catalizador no influye en el equilibrio de la reacción, porque la descomposición de los productos en los reactivos es acelerada en un grado similar. Un catalizador que está en una fase distinta de los reactivos se denomina catalizador heterogéneo o de contacto. Los catalizadores de contacto son materiales capaces de adsorber moléculas de gases o líquidos en sus superficies. Existen ciertas sustancias llamadas promotoras, que no tienen capacidad catalítica en sí, pero aumentan la eficacia de los catalizadores. Por ejemplo, al añadir alúmina a hierro finamente dividido, ésta aumenta la capacidad del hierro para catalizar la obtención de amoníaco a partir de una mezcla de nitrógeno e hidrógeno. Por otra parte, los materiales que reducen la eficacia de un catalizador se denominan venenos. Los compuestos de plomo reducen la capacidad del platino para actuar como catalizador; por tanto, un automóvil equipado con un catalizador para controlar la emisión de gases necesita gasolina sin plomo. Catalizadores: “La piedra angular de la química industrial y de los seres vivos.” El uso de catalizadores en la industria química está tan extendido que prácticamente participan en el 90% de los procesos químicos. La catálisis, como ya dijimos, es la aceleración de una reacción química con una pequeña cantidad de sustancia, que permanece esencialmente intacto. Nunca permite una reacción que sea termodinámicamente imposible, sino que crea un camino alternativo, una forma de interactuar los reactivos mucho más eficiente. Por otro lado, si en un proceso existen reacciones paralelas o laterales, los catalizadores pueden favorecerlas para proporcionar el producto deseado. Todo esto hace que, gracias a su empleo, se consiga el abaratamiento de costes, simplificación de instalaciones, condiciones menos severas de presión y temperatura, reactores y aparatos más pequeños, además de la obtención de productos de mayor calidad. Los primeros logros importantes de la aplicación de la catálisis a la industria fueron la mejora sustancial de los procesos de conversión de amoniaco a ácido nítrico, la hidrogenación y la síntesis de amoniaco, que se desarrollaron durante última mitad del siglo XIX y principios del XX. Uno de los mayores éxitos del uso de los catalizadores fue el del craqueo (ruptura) catalítico de las fracciones pesadas de petróleo a partir de 1936. Los catalizadores para los coches, la transformación de glucosa a fructosa, la obtención de gasolina desde metanol, el metacrilato o la producción de la vitamina K 4, son algunos de los avances llevados a cabo. En la actualidad, la mayoría de la producción de numerosos intermediarios orgánicos sintéticos usados para hacer plásticos, fibras, elastómeros, colorantes, pesticidas, resinas, pigmentos, medicamentos, etc. involucran etapas de catálisis. Refrigerantes Un refrigerante es cualquier fluido que actúa como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al evaporarse. El refrigerante en una instalación frigorífica debe tener las siguientes características: - Calor latente de evaporación alto: cuanto mayor sea su valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el proceso de refrigeración para obtener una temperatura determinada. Presión de evaporación superior a la atmosférica: para evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo que acarrearía el problema de que el agua contenida en el aire se solidificase y obturase algún conducto. Punto de ebullición lo suficientemente bajo para que sea inferior a la temperatura de trabajo del evaporador. Temperaturas y presión de condensación bajas: así se evitan trabajar con presiones de condensación altas en el compresor lo que se traduce en un considerable ahorro tanto de energía como en el coste de la instalación. Inercia química: es decir que no reaccione con los materiales que componen el circuito ni con el aceite del compresor. Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del compresor: la solubilidad parcial da origen a problemas de depósitos de aceite en el evaporador. Debe de ser químicamente estable: hasta el grado de no ser inflamable ni explosivo. Ha de ser soluble en agua: de esta forma se evita que el agua libre pueda formar cristales de hielo. Por este motivo los circuitos de refrigeración van provistos de filtros deshidratantes Debe ser no tóxico para el hombre. Debe tener un impacto ambiental bajo o nulo en el caso de ser liberado por posibles fugas. Debe ser fácilmente detectable por el olfato para poder localizar las fugas que se produzcan en el sistema. Debe ser barato. Fosgeno Es un importante componente químico industrial utilizado para hacer plásticos y pesticidas. A temperatura ambiente (70 °F / 21 °C), el fosgeno es un gas venenoso. Si es enfriado y presurizado, el gas de fosgeno puede ser convertido en líquido, de forma que pueda ser transportado y almacenado. Cuando se libera fosgeno líquido, éste se transforma rápidamente en gas que permanece cerca del suelo y se propaga con rapidez. Al fosgeno también se le conoce por su denominación militar “CG”. El gas de fosgeno puede ser incoloro o puede verse como una nube que varía de blanca a amarilla pálida. En bajas concentraciones, tiene un olor agradable como a heno recién cortado o maíz verde, pero es posible que no todas las personas expuestas se den cuenta del olor. En altas concentraciones, el olor puede ser fuerte y desagradable. El fosgeno, por sí mismo, no es inflamable (no se enciende ni se quema con facilidad) pero es un comburente (puede causar que prendan las sustancias inflamables que hay a su alrededor). El fosgeno fue utilizado ampliamente durante la Primera Guerra Mundial como un agente asfixiante (que afecta el sistema pulmonar). Entre los agentes químicos utilizados en la guerra, el fosgeno fue el responsable del mayor número de muertes. No se encuentra en forma natural en el ambiente. El fosgeno es utilizado en la industria para producir muchas otras sustancias químicas como los pesticidas. Puede formarse cuando ciertos compuestos están expuestos al calor, como en el caso de varios tipos de plásticos. El gas de fosgeno es más denso que el aire y por esa razón Ficha de Seguridad de Isocianato de Metilo
