El Uso de Mapas Conceptuales Para Evaluar El Aprendizaje de Los Estudios de Caso de Seguridad

El uso de mapas conceptuales para evaluar el aprendizaje de los estudios de caso de seguridad - El desastre Piper Alpha

David C. Shallcross ,

Unidad de Aprendizaje de Ingeniería de la Universidad de Melbourne, Melbourne, Victoria 3010, Australia

http://dx.doi.org/10.1016/j.ece.2013.02.001 , Cómo citar o enlazar Uso de traducción

Permisos y reimpresiones

Abstracto

El desastre Piper Alpha de 1988 sigue siendo el peor desastre plataforma costa afuera de petróleo en la historia. La pérdida de 167 vidas se debió a una serie de factores como los errores humanos, entrenamiento de seguridad deficiente y los deficientes sistemas de gestión de la seguridad. Los acontecimientos que condujeron a la primera explosión y luego los incendios posteriores y las grandes explosiones proporcionar un excelente contexto en el que se introducen los estudiantes de primer año de ingeniería a la importancia de la seguridad en un curso introductorio. La pérdida de la plataforma Piper Alpha se ha utilizado como un estudio de caso en un tema general primera ingeniería años en la Universidad de Melbourne durante varios años. Este artículo comienza describiendo los antecedentes de la plataforma, los acontecimientos del 6 de julio de 1988, y las lecciones que pueden ser aprendidas de la catástrofe. El aprendizaje en torno a este caso de estudio se evalúa la seguridad en la sala de clase utilizando mapas conceptuales. Un análisis de 460 mapas conceptuales elaborados por la clase de 15 semanas después de que el material había sido presentado a ellos da una idea de lo bien que los alumnos integrados y conservó el material del estudio de caso. Los estudiantes recordaron también las causas del desastre, así como las consecuencias y las lecciones que deben ser aprendidas del incidente.

Reflejos

► Piper Alpha petróleo en alta mar desastre plataforma utilizada como estudio de caso de seguridad. ► Los estudiantes tenían que preparar mapas conceptuales con "Piper Disaster Alpha" que el dominio. ► Análisis de 460 mapas conceptuales válidos muestra que después de 15 semanas los estudiantes aún conservaba el conocimiento del evento.

Palabras clave

Seguridad ; Los estudios de casos ; Los mapas conceptuales ; Piper Alpha ; Valoración

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174977281300002X#cor0005

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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174977281300002X#bcor0005

1. Introducción

La enseñanza de la seguridad es una parte crítica de cualquier programa de pregrado de ingeniería moderna. Hoy su inclusión en alguna forma dentro del programa de licenciatura es un requisito para la acreditación de numerosas instituciones profesionales de todo el mundo, incluyendo ABET (2011) en los EE.UU., Ingenieros de Australia (2008) y la Institución de Ingenieros Químicos (2012) . El uso de estudios de caso de seguridad que los estudiantes presentan a los incidentes reales de ingeniería que han llevado a una lesión, muerte y / o la pérdida de propiedad son un medio eficaz para reforzar la importancia de la seguridad. Shallcross (2013) han demostrado recientemente cómo los estudios de caso de seguridad se puede utilizar en la sala de clase para entregar información importante de una manera atractiva e interactiva.Si una clase se dedica a ir a través de los detalles de un incidente en particular como un estudio de caso ¿cómo puede el aprendizaje en torno a que el estudio de caso sea evaluado? Mientras que los estudiantes se le puede pedir que escriban un ensayo en un estudio de caso de seguridad o para hacer una presentación sobre el tema, este estudio sugiere que el uso de mapas conceptuales para la evaluación de los estudiantes y el aprendizaje de cohorte sobre el tema. Los mapas conceptuales son formas de visual o gráfica organización de la información y la forma en que se entiende. La técnica ha sido utilizada por otros para evaluar el aprendizaje del estudiante en torno a los temas del desarrollo sostenible ( Lourdel et al., 2007 , Ségalas et al., 2008 y Ségalas et al., 2010 ), la ciencia básica de la salud ( Jones y Rua, 2008 ) , ciencias ambientales ( Kwon y Cifuentes, 2009 ), Educación Médica ( West et al., 2002 ) y la nanotecnología ( Horton et al., 1993 ).En este estudio se propone un nuevo método para evaluar el aprendizaje de los estudiantes respecto a los estudios de caso de seguridad mediante el uso de mapas conceptuales. Se propone un método que permite a los mapas para ser evaluado subjetivamente, revelando información útil con respecto a la comprensión de la cohorte en su conjunto, así como estudiantes individuales.

2. El desastre Piper Alpha

La pérdida de la plataforma Piper Alpha en 1988 es el estudio de caso utilizada en el presente estudio. Los principales elementos presentados a los estudiantes en el seguimiento sala de clases.

2,1. La plataforma costa afuera

El campo del Mar del Norte Piper se descubrió petróleo en 1973. Con una superficie de 31 km 2 que era lo suficientemente grande como para justificar la construcción de una plataforma petrolera de 32 slot producción. La plataforma Piper Alpha comenzó la producción a finales de 1976 con un caudal de diseño de 40.000 m 3 / día (250.000 barriles por día) de petróleo. Se encontraba en aguas profundas, 145 m, 193 km al noreste de Aberdeen. Se unieron más tarde por el tartán y las plataformas petroleras que explotan Claymore otro aceite se encuentra a 45 km del campo de Piper.

El petróleo, el gas y el agua a la superficie a través de pozos de petróleo de Piper Alpha 32 se separaron en la plataforma. Los fluidos del yacimiento pasa a través de los separadores de producción principales que funcionan a 1,07 MPa. El aceite se bombea

por dos bombas de refuerzo a la línea principal de exportación de petróleo y de ahí a la terminal petrolera de Flotta en las Islas Orkney. El agua producida a partir de los separadores de producción se trató adicionalmente la eliminación de los últimos restos de aceite antes de ser arrojadas a un lado de la plataforma. El gas de los separadores pasado a través del tambor knockout condensado antes de ser comprimido a 4,65 MPa en tres compresores centrífugos. Este gas se comprime más a continuación, a 12,0 MPa por dos compresores de pistón. Desde allí, el gas se exportaba de la plataforma, que se utiliza para levantar gas en los pozos de petróleo o enviado a la antorcha. Condensado que había sido eliminado del gas en diversos puntos en el proceso se comprime primero a 4,62 MPa por dos bombas de refuerzo de condensado antes de ser comprimido a 7,58 MPa por las dos bombas de inyección de condensado. Estas bombas inyecta la parte posterior de condensado en el aceite para la exportación a través de la canalización Flotta ( Cullen, 1990 ).La figura. 1 muestra el alzado este de la plataforma Piper Alpha como lo fue en 1988. La cubierta principal de producción se ubicó 25 ½ m (84 pies) sobre el nivel del mar. Las 36 cabezas de pozos y equipos de perforación se encuentra en el Módulo A, que corría de este a oeste a través de la plataforma. El equipo había ofrecido originalmente dos torres de perforación, pero en 1988, con el programa de perforación de bienestar completo, uno de ellos había sido desmantelada. Separado del módulo A de paredes resistentes al fuego fue Módulo B que albergaba a los dos separadores principales de producción utilizados para separar el petróleo, el gas y el agua. Este módulo también contiene las cuatro bombas principales de exportación de petróleo. Módulo C alojados los equipos de compresión de gas - los dos compresores de pistón y los tres compresores centrífugos. Las dos bombas de condensado de inyección se encuentra por debajo del módulo C en una cubierta de 21 m (68 pies) sobre el nivel del mar. El módulo de cuarto y último en la cubierta principal de producción fue el Módulo D que contiene algunas de las empresas de servicios públicos, así como las salas de conmutación eléctrica y la sala de control de proceso. El diseño del equipo de producción en la cubierta principal se muestra en la figura. 2 .

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La figura. 1. Este elevación de la plataforma Piper Alpha como en 1988 (después de Sylvester-Evans, 1991 ).

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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174977281300002X#gr1


La figura. 2. en planta de la plataforma de procesamiento principal de Piper Alpha como en 1988 que muestra el punto de ignición inicial en el Módulo C.

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alta calidad (690 K)Descargar como diapositiva de PowerPointVarios otros módulos de producción se encuentra en y por encima de 32 ½ m. El bloque de alojamiento se encuentra a través de cuatro niveles por encima del módulo D. En la parte superior de este bloque el helipuerto se encuentra situado a 53 metros sobre el nivel del mar. La plataforma también contó con dos grúas y cuatro bengalas para quemar el exceso de gas. Dependiendo de la dirección del viento el gas se quema a través de cualquiera de los dos bengalas en el brazo llamarada hacia el este o el dos en el brazo llamarada oeste. Un escudo de calor envuelve alrededor


de la parte sur de la plataforma Módulo A blindada contra el calor generado por la combustión.

Tras el desarrollo del tartán de los alrededores y los campos de petróleo de la plataforma Claymore Piper Alpha petróleo se encontró un cruce importante en una red de tuberías de envío de petróleo y gas en tierra. El aceite y la red de tuberías de gas alrededor de Piper Alpha, en 1988 se muestra en la figura. 3 . Gas de Piper Alpha se exportó a la terminal de gas St Fergus en el continente escocés a través de MCP-01, la Plataforma de compresión múltiple. El gas viajó al km 55 y MCP-01 a través de una tubería de 46 cm de diámetro en el fondo del mar. El gas de la plataforma petrolera del tartán fue exportado a la costa a través de Piper Alpha y MCP-01. Había también una tubería de gas de conexión de línea a la plataforma Claymore que permitió gas, que no era abundante en el campo Claymore, para ser enviados en cualquier dirección entre las dos plataformas. Estas interconexiones entre las plataformas significaba que había cuatro líneas de tuberías principales, o las bandas, desde el fondo del mar a la cubierta principal de producción. Eran la línea de aceite principal producto de exportación, el elevador de gas Claymore, el elevador del tartán de gas y la línea de exportación de gas a MCP-01.

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La figura. 3. Petróleo y red de gas alrededor de los tubos Piper plataforma Alpha en 1988 (no a escala) (después de Drysdale y Sylvester Evans, 1998 ).

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alta calidad (444 K)Descargar como diapositiva de PowerPoint2,2. Los acontecimientos del 06 de julio 1988

El 6 de julio de 1988, una de las dos bombas de inyección de condensado, una bomba, fue sacado de servicio para un mantenimiento completo de 24 meses preventiva. Un permiso de trabajo se publicó en la sala de control para permitir que la bomba sea eléctricamente aislado y permitir que las válvulas de admisión y de descarga que ser cerrado. Al mismo tiempo, un permiso para trabajar fue emitida para la remoción y re-certificación de PSV 504, la válvula de seguridad de presión en el lado de descarga de la bomba de inyección de condensados A. Había más de 300 válvulas de seguridad a bordo de Piper Alpha y éstos tuvieron que ser re- certificación cada 18 meses. PSV 504 fue la última válvula requiere ser re-certificado en la actual ronda de trabajo. Se había previsto que la eliminación y la recertificación de la válvula coincidiría con el plan de mantenimiento de la bomba.

PSV 504 se encuentra por encima de la bomba de inyección de condensado en el Módulo C junto a uno de los compresores de émbolo en la cubierta principal de producción. No fue sino hasta las 2 pm que el andamio se había erigido permitir el acceso a PSV 504 para los contratistas asignados a la tarea de re-certificación. La válvula de alivio de presión se retiró y las bridas ciegas instalado para sellar los extremos de los dos tubos. PSV 504 A continuación se eliminó para la prueba y no fue hasta casi 6 p.m. que el trabajo de recertificación fue completa. Debido a que las horas extras no se había autorizado en el trabajo, se tomó la decisión de no volver a montar la válvula hasta el día siguiente.

El supervisor de recertificación fue a la válvula de control para volver el permiso de trabajo con la tarea de re-certificación de la válvula. Como no estaba seguro de que el procedimiento para la devolución de un permiso para trabajar cuando la tarea estaba incompleta escribió "SUSP", por suspensión, en los papeles y colocó el permiso para trabajar en la sala de control. No le aconsejo a nadie en la sala de control que el trabajo no estaba completo y que la válvula no se ha instalado.

Al mismo tiempo, el cambio de traspaso estaba teniendo lugar en el control. El mantenimiento de la bomba de inyección de condensados A fue discutida pero en ninguna parte en el permiso de trabajo con la tarea de mantenimiento fue la tarea de recertificación de referencia. No está claro si los documentos de recertificación fue devuelto antes o después del cambio de la entrega en la sala de control, pero lo cierto es que nadie en la sala de control después de la entrega era consciente de que el PSV 504 que faltaba en el lado de descarga de la bomba de inyección de condensados A.

A eso de 21:50 de la noche condensado bomba de inyección B disparado y no pudo reiniciar. Si ninguna de las dos bombas podría iniciarse de nuevo dentro de 30 min y después se había la posibilidad de que toda la plataforma tendría que ser apagado. El

permiso de mantenimiento para trabajar papeleo fue consultado y se determinó que los trabajos de mantenimiento preventivo de la bomba A no había comenzado. La bomba sólo se había aislado eléctricamente y cerrado las dos válvulas en la entrada y las líneas de descarga. La decisión fue tomada para cancelar la tarea de mantenimiento preventivo, vuelva a conectar la alimentación de la bomba, abra las válvulas y re-arranque de la bomba A. Esto se hizo antes de las 10 pm.

Inmediatamente después de la bomba de condensado de bombeo a través de una continuación, alarmas de gas comenzaron a sonar en la sala de control. Los detectores de gas se había registrado la presencia de gas en el Módulo C. Sólo unos segundos después de las 10 pm del gas inflamado resultando en una explosión que devastó Módulo C. A medida que las paredes que separan las cuatro módulos eran sólo una prueba de fuego y no a prueba de explosión, el daño a la plataforma estaba muy extendida. Los operadores de la sala de control en el Módulo D fueron arrojados al otro lado de la habitación, mientras que los dos operadores que respondieron a la fuga de gas en el Módulo C murieron en el acto. A tan sólo 2 minutos después de la primera explosión de una llamada de auxilio fue enviado desde la plataforma.

En el momento de la primera explosión cuatro buques estaban muy próximos a la plataforma ( Fig. 4 ). El MSV Tharos era un buque semi-sumergible diseñado para la intervención fuego y matando también. Se incluía un hospital con instalaciones de emergencia para 22 personas y una pasarela que podría extenderse hacia fuera para permitir la tripulación a bordo del buque desde una plataforma petrolera afectada. A tan sólo 25 m de Piper Alpha fue el MV Lowland Cavalier un buque de apoyo cercanos trabajos de zanjeo. El Pit Plata MV era un arrastrero convertido que fue el buque designado de reserva para emergencias Piper Alpha. En el momento de la primera explosión fue 500 m de Piper Alpha. Más lejos fue el cortador MV Maersk, un buque de suministro equipado con monitores de incendio que podría descargar 10.000 m 3 de agua por hora. Algunas 7 km de la plataforma era el MV Sandhaven otro stand de emergencia por buque. Cada uno de estos vasos llevado embarcación de rescate rápido capaz de alojar a 3 tripulantes sobrevivientes y hasta 12 años. A tan sólo 2 minutos después de la primera explosión del Pozo Silver lanzó su embarcación de rescate rápido, el primero de varios barcos que operaron alrededor de Piper Alpha recoger sobrevivientes.


La figura. 4. Disposición de los buques de apoyo alrededor de Piper Alpha en la noche del 6 de julio de 1988.

Opciones Figura


alta calidad (148 K)Descargar como diapositiva de PowerPointA bordo de Piper Alpha después de la explosión de iluminación principal en primer lugar se perdió. Como las bombas de agua de emergencia no se establece en


automático el sistema de diluvio de agua contra incendios no se activó de inmediato. A causa de los daños sufridos al Módulo D los operadores no podían acercarse lo suficiente a las bombas de agua contra incendios para ponerlos en línea. Por lo tanto, la capacidad de controlar el fuego en el Módulo C era muy limitada. Parte de la tripulación Piper Alpha comenzó a hacer su camino hasta la parte inferior de la plataforma que les permite salir de la plataforma con rapidez. Otros se congregaron en la galera del bloque de alojamiento en espera de rescate en helicóptero. Después de enviar varios Primeros de Mayo los operadores de radio que abandonaron su puesto debido al peligro de incendio. Las otras plataformas eran por lo tanto no pueden comunicarse con Piper Alpha y sólo eran conscientes de un incendio a bordo, pero no la gravedad de la misma.

A las 10:20 pm El elevador Tartan no soltar el gas almacenado a presión en la tubería de 19 km. Esto dio lugar a una explosión masiva que además devastó la plataforma. A pesar del riesgo de explosiones adicionales de la embarcación de rescate rápido continuó moviéndose alrededor de la plataforma recogiendo supervivientes del agua. La embarcación de rescate rápido Sandhaven estaba a pocos metros de la plataforma con cuatro sobrevivientes a bordo, cuando el elevador principal producto de exportación de gas a MCP-01 falló a las 10:50 pm. La explosión resultante destruyó la pequeña embarcación matando a todos a bordo, excepto uno de sus tres tripulantes. La bola de fuego rodó por el agua y la gente de pie en la cubierta de la Tharos fueron derribados ( Olley, 1991 ). En este momento 39 sobrevivientes habían escapado de Piper Alpha. A las 11:18 el elevador Claymore fallado y el bloque de alojamiento inclinado hacia el mar poco después. Dentro de una hora en el extremo norte de la plataforma se había derrumbado completamente y al amanecer sólo parte del Módulo A se quedó de pie sobre el agua.De los 226 hombres a bordo de la plataforma que noche de julio 165 murió con sólo 61 supervivientes. Dos tripulantes de las embarcaciones de rescate rápido Sandhaven había muerto también.

2,3. Las lecciones que se pueden aprender

Varias investigaciones se iniciaron inmediatamente después del desastre para tratar de identificar la causa y para identificar lecciones aprendidas que podrían aplicarse para prevenir un incidente similar vuelva a ocurrir. En noviembre de 1988 una investigación fue establecido por el gobierno encabezado por Lord Cullen para establecer la causa. Esa investigación pública establecida a través de la evidencia de los supervivientes, los registros y los modelos computacionales que el incidente comenzó con la fuga de condensado a través de la brida ciega que había sido colocado en la línea de descarga de la bomba de inyección de condensados A después de PSV 504 habían sido removidos. Se encontró que cuando la brida ciega se había ajustado sobre el extremo de la tubería que se había sólo los dedos apretados. Cuando la línea se vio presionado el condensado se filtró, chapados en vapor y luego se reunieron en el Módulo C hasta que se encontró con una fuente de ignición ( Cullen, 1990 ).Cullen también encontró que el sistema de permiso de trabajo empleada a bordo de la plataforma Piper Alpha era pobre. Los dos puestos de trabajo separados que día en relación con la bomba de inyección de condensado A, es decir, la tarea 24-meses de mantenimiento preventivo y el PSV 504 recertificación tarea, no se hace referencia a

otros. El regreso del permiso suspendido a trabajar para el PSV 504 recertificación no se realizó correctamente. Como resultado, cuando la bomba B no se tomaron medidas para reincorporarse a la bomba de inyección de condensados A, una decisión que no habría tomado si los operadores se había dado cuenta de que la válvula no estaba.

El funcionamiento de los sistemas de lucha contra incendios se encontró por Cullen (1990) para ser déficit. Los cuatro bombas de agua contra incendios se encuentra en el Módulo D en el extremo lejos de la sala de control. Ellos tomaban el agua del mar por debajo de la plataforma a través de la ingesta de unos 40 m bajo el nivel del mar. Cada una de las tomas fueron aproximadamente 2 m de distancia y se rodea por jaulas de protección para evitar que los buzos sean succionados en caso de que entre en funcionamiento pronto. La gestión a bordo de Piper Alpha había tomado la decisión de que en cualquier momento podría ser un buzo espera que esté en el agua alrededor de la plataforma, luego las bombas de agua contra incendios debían ser puestos en operación manual. Esto significa que en caso de una emergencia, como ocurrió en julio de 1988 los operadores tenían que caminar físicamente a las bombas para poner en marcha. No fue posible iniciar las bombas de la sala de control. En la noche de la catástrofe de los operadores no pudieron llegar a las bombas arranquen ellos debido a los daños sufridos dentro del módulo D. La investigación Cullen también encontró que el sistema de diluvio instalado a lo largo de la plataforma se había visto afectada por la corrosión debido a la acción de el agua salada en el acero galvanizado de los tubos y cabezas de boquilla. Aunque el potencial de formación de incrustaciones y la corrosión subsiguiente causada por la interacción de agua con sal de acero galvanizado se entiende bien el sistema de diluvio entero en la plataforma había sido fabricado a partir de este material susceptible a la corrosión. Una prueba de rutina en las cabezas de boquilla diluvio de descarga en el Módulo C 8 semanas antes del desastre encontró que la mitad de la boquilla dirige dentro del módulo se bloquea y no funciona esencialmente. Por lo tanto no hay dudas en cuanto a la eficacia del sistema de diluvio hubiera sido en el control de los primeros fuegos, incluso si las bombas se iniciará de forma automática después de la explosión inicial. Los principales problemas con los sistemas de extinción de incendios de Piper Alpha fueron el resultado directo de la gestión de Piper Alpha.El nivel de formación de seguridad a bordo de Piper Alpha no era tan extenso como es requerido por las propias políticas de la empresa ( Cullen, 1990 ). Los contratistas que llegan a la plataforma estaban destinados a recibir una inducción de seguridad, pero la evidencia de la investigación pública más tarde sugirió que algunos nunca habían recibido ningún tipo de instrucción de seguridad en la plataforma. Simulacros de emergencia se entiende que se celebrará cada dos semanas a bordo de la plataforma, pero los registros muestran que en ocasiones se realizaron simulacros una vez al mes, y que cuando se realizaron simulacros que se realizaron a la misma hora del día en un domingo. La plataforma de gestión no siguió los requisitos propios de la compañía para el entrenamiento de seguridad a pesar de que estos requisitos se siguieron en gran medida en las plataformas cercanas.Respuesta de la dirección a la catástrofe también le faltaba. A bordo del Piper Alfa personal y los contratistas se les instruyó inicialmente que esperar en el bloque de alojamiento para rescate en helicóptero, aunque estaba claro que el rescate haya resultado imposible debido al intenso calor y ondulante humo negro por encima de la plataforma. La encuesta pública encontró que había dirigido la plataforma de gestión de la tripulación a abandonar el bloque de alojamiento en la primera hora del desastre

hay una gran posibilidad de que muchos más habrían sobrevivido. En el caso de 81 cuerpos fueron encontrados en el bloque de alojamiento cuando se levanta de la cama de mar unos meses después de la tragedia. En las otras plataformas no se tomen decisiones inmediatas fueron tomadas para detener el bombeo de gas a Piper Alpha después de las explosiones y los incendios a las 10 pm. Si el trabajo había comenzado a despresurizar las líneas de gas y luego la extensión de las explosiones que se produjo cuando las bandas no se haya reducido en cierta medida. La alta gerencia a bordo de las plataformas no habían recibido una formación adecuada gestión de desastres ( Cullen, 1990 ).Muchas lecciones se pueden extraer de la tragedia de Piper Alpha. Estos incluyen la importancia de:

•un mantenimiento adecuado sistema de control como el sistema de permiso para trabajar;

•procedimientos adecuados de apagado de emergencia;

•entrenamiento de seguridad para todo el personal, incluidos los contratistas;

•emergencia entrenamiento de respuesta para la gestión;

•una fuerte cultura de seguridad en todos los niveles de la empresa.

La industria offshore ha tomado las lecciones aprendidas de Piper Alpha en estrechar culturas de seguridad y mejores prácticas de trabajo. El desastre de hace un estudio de caso útil para introducir a los estudiantes de pregrado de ingeniería a la importancia de la seguridad en el lugar de trabajo, y sus futuros roles y responsabilidades como líderes en la industria de ingeniería.

La descripción precedente de la desastre Piper Alpha es necesariamente breve. The Cullen Solicitud de informes ( Cullen, 1990 ) proporciona la descripción más extensa disponible, mientras que el libro de McGinty (2008) trata de humanizar la narración. Sylvester-Evans (1991) , Paté-Cornell (1993) , Drysdale y Sylvester-Evans (1998 ) , Kontogiannis et al. (2000) y Mannan (2005) ofrecen descripciones valiosas del incidente. Una perspectiva personal de la catástrofe es presentado por Olley (1991) quien fue un médico principal a bordo MSV Tharos en el momento del incidente.

3. En la sala de clase

La pérdida de la plataforma Piper Alpha se utiliza como estudio de caso en la introducción de los estudiantes de primer año de ingeniería en la Universidad de Melbourne a la importancia de la seguridad. Todos los estudiantes que tengan la intención de emprender un título de grado que conduce a un título de ingeniería en Melbourne están obligados a inscribirse en dos primer año, los temas generales de ingeniería, Ingeniería de Diseño de Sistemas 1 y 2, uno en cada una de sus dos primeros semestres de estudio. Engineering Design Systems 1 introduce a los estudiantes a la profesión de ingeniero, resolver problemas de ingeniería y diseño de ingeniería. También se cubre en el tema es la ética la seguridad, la sostenibilidad y

profesional. En la primera semana del semestre los estudiantes se les da una conferencia 50-min en la importancia de la seguridad y el papel del ingeniero para asegurar la misma. Tres estudios de casos para ilustrar el punto - el ICE de alta velocidad del accidente de tren en Eschede, Alemania, en 1998 ( Esslinger et al, 2004. y Brumsen, 2011 ), el colapso de dos pasarelas elevadas en el hotel Hyatt Regency en Kansas City, EE.UU. en 1981 ( Petroski, 1992 ) y la pérdida de la plataforma Piper Alpha en 1988. La mayor parte de la conferencia se gasta sin embargo en la descripción del desastre Piper Alpha incluyendo las lecciones que pueden ser aprendidas del incidente. La conferencia sobre Piper Alpha presenta muchos elementos visuales que incluyen diagramas y fotografías de la plataforma.Desde 2008, la conferencia estudio de caso se ha dado dos veces al año a las sucesivas cohortes de estudiantes. En el semestre 1 de 2010 una clase de más de 500 estudiantes completaron Diseño de Ingeniería de Sistemas 1. Aproximadamente el 30% de estos estudiantes habían llegado a Australia para estudiar ingeniería y el Inglés no es su lengua materna. Con el fin de evaluar hasta qué punto los estudiantes han aprendido del estudio de caso Piper Alpha unas 15 semanas después de la conferencia a cada estudiante se le pide que prepare un mapa conceptual escrita a mano con "Piper Alfa desastres" como el dominio como parte de la final de la -semestre examen sobre el tema. Se les dio una hoja de papel mide 297 mm por 210 mm, una página A4 estándar. Los estudiantes recibieron hasta 30 minutos para completar la actividad.

En la semana siguiente a los casos de estudio de seguridad a los estudiantes se les dio dos conferencias centradas en el uso de mapas conceptuales para romper grandes conceptos de ingeniería, retos y actividades en pedazos más pequeños. Los estudiantes fueron invitados a preparar por lo menos tres mapas conceptuales sobre una serie de temas de ingeniería, pero no el desastre Piper Alpha, en los próximos días. Se esperaba después de usar el mapa concepto como se requiere a través del resto de la materia. El desarrollo de la habilidad para ser capaz de utilizar los mapas conceptuales para ayudar a entender situaciones complejas es uno de los resultados del aprendizaje de la asignatura Ingeniería de Diseño de Sistemas 1. Cuando los estudiantes se les pidió que preparar mapas conceptuales en torno al desastre Piper Alpha unos meses más tarde se esperaba que iban a ser capaces de hacer esto. 460 mapas válidos fueron preparados por la clase.

Los mapas conceptuales fueron desarrollados en la década de 1970 para representar gráficamente el conocimiento y la comprensión de determinados dominios o temas ( Novak y Cañas, 2008 ). Las formas en que los diferentes conceptos están unidos entre sí muestra cómo el conocimiento en torno a un tema, organizado por el autor del mapa. En un mapa típico del dominio o concepto central, se escribe primero y luego otros conceptos se han escrito sobre el tema. Estos conceptos son normalmente una o dos palabras y están encerrados dentro de un rectángulo o un círculo. Los conceptos están relacionados con el dominio y el uno al otro a través de líneas de conexión y cortos que unen o conectar palabras o frases. El vínculo existente entre dos conceptos realizados por las palabras de conexión forma una proposición.Considere la figura. 5 que se presenta un mapa conceptual pequeño elaboración propia en todo el dominio "Plataforma Piper Alpha Offshore". Este mapa contiene nueve conceptos distintos del dominio central y enlaces diez. Las palabras de enlace "tiene un propósito a" entre el dominio y el concepto de la "producción de petróleo y gas" forma la idea de que la plataforma tiene como objetivo la producción de petróleo y gas. El

concepto de "Mar del Norte" está conectado a otros dos conceptos que forman las proposiciones que la plataforma se encuentra en el Mar del Norte y que el petróleo y el gas sale de debajo del Mar del Norte.


La figura. 5. Ejemplo de mapa conceptual con la "plataforma Piper Alpha en alta mar", como el dominio.

Opciones Figura


alta calidad (243 K)Descargar como diapositiva de PowerPointLa forma en que se construye un mapa, los conceptos que el autor del mapa se ha optado por utilizar y las proposiciones de enlace que el autor ha identificado como importantes revela mucho sobre el conocimiento y la madurez que el autor tiene en esa zona ( Besterfield-Sacre et al ., 2004 ). Para generar correctamente un mapa conceptual de un autor necesita para organizar su conocimiento, analizar, sintetizar y evaluar la información que tienen en un alto nivel manera que no es una tarea sencilla. Un mapa bien construido, con sus muchos conceptos, líneas de enlace y proposiciones permiten autor del mapa para demostrar su comprensión del tema o dominio.

Los mapas conceptuales son diferentes a la mente los mapas que tienden a centrarse en un solo concepto, mientras que los mapas conceptuales permiten al creador de demostrar vínculos entre los muchos conceptos diferentes ( Davies, 2011 ). Los estudiantes que están familiarizados con el uso de mapas mentales debe ser capaz de adaptarse fácilmente a la elaboración de mapas conceptuales.


En las últimas dos décadas, un número de trabajadores que han recurrido a los mapas conceptuales para evaluar la comprensión de las cohortes de estudiantes de una variedad de temas. Como ejemplos, Iuli y Helldén (2004) construyeron mapas conceptuales basados en entrevistas con los estudiantes para evaluar las concepciones de los estudiantes sobre diversos aspectos de la ciencia, mientras Shallcross et al. (2011) había estudiantes se preparan mapas conceptuales en torno al diseño y el funcionamiento de la barrera de Thames Flood en Londres con el fin de evaluar su comprensión y aprendizaje del estudio de caso. Otros han utilizado mapas conceptuales para explorar el estudiante la comprensión del desarrollo sostenible ( Lourdel et al., 2007 , Ségalas et al., 2008 y Ségalas et al., 2010 ) y en la formación de enfermería ( Daley et al., 1999 y Williams, 2004 ) .Cuando los mapas se utilizan para la evaluación del aprendizaje de los estudiantes, los conceptos utilizados en los mapas o bien pueden ser generados por los propios estudiantes o pueden haber sido proporcionados al estudiante por el instructor ( Yin et al., 2005 y atrae et al., 2000 ) . Mapas generados usando especificados instructor conceptos son más fáciles de analizar mediante algoritmos apropiados automatizados ( Ifenthaler, 2010 ), pero los estudiantes los conceptos generados requieren que los estudiantes tanto para el recuerdo y luego identificar los conceptos más importantes para un dominio particular.Para este estudio los estudiantes se les permitió identificar sus propios conceptos. Se les dio sólo el dominio como se señaló anteriormente de "Piper Desastres Alpha". Ellos son libres de usar cualquiera de los conceptos que consideraban importantes y cualquier palabra de unión. La clase fue instruido para preparar mapas individuales concepto con al menos 20 conceptos en adición al dominio.

Hay, por supuesto ningún mapa un concepto correcto para cualquier dominio. Muchos mapas también podría abordar los conceptos clave en torno a un dominio. Lo que hacen es mostrar la comprensión de los estudiantes sobre lo que ellos consideran que son los principales conceptos y proposiciones para el dominio.

Los mapas conceptuales se pueden analizar de varias maneras diferentes para determinar qué tan bien los conceptos clave relacionados con un dominio han adquirido:

(1)la estructura del mapa puede ser estudiada mediante la determinación del número total de los conceptos incluidos en el mapa, el número total de proposiciones, y el número de niveles jerárquicos o generaciones hacia fuera del dominio ( Ifenthaler, 2010 );

(2)el contenido del mapa puede ser estudiado por categorizar cada concepto incluido en el mapa en una de varias categorías de acuerdo con algunos taxonomía (por ejemplo, Lourdel et al, 2007. y Segalas et al, 2008. );

(3)la calidad del mapa se puede evaluar de una manera más subjetiva que da calificaciones de la amplitud de los temas tratados por los conceptos tomados en su conjunto, la corrección de las proposiciones contenidas en el mapa, la estructura del mapa teniendo en cuenta el alcance de los vínculos entre ramas diferentes ( Besterfield-Sacre et al, 2004. );

(4)la calidad general del mapa por comparación con un mapa elaborado por un experto en el dominio ( Taricani y Clariana, 2006 );

(5)cada proposiciones válidas, cross-link entre las diferentes ramas y ejemplos se les asigna un determinado número diferente de puntos para obtener una puntuación total de puntos para cada mapa ( Daley et al., 1999 , McClure et al., 1999 y West et al., 2002 )

En el presente estudio los mapas se analizaron mediante los dos primeros métodos. Para cada mapa los siguientes elementos se cuentan:

•número total de conceptos que no son del dominio;

•número total de proposiciones;

•número de vías que conducen fuera del dominio;

•número máximo de generaciones que cualquier concepto está lejos del dominio.

A continuación, cada uno de los conceptos incluidos en el mapa se pueden clasificar en una de seis categorías:

Categoría 1: Contexto - Descripción y finalidad de la plataforma incluyendo su ubicación

Categoría 2: Descripción del incidente - ¿Qué salió mal? Los pasos clave o eventos en el estudio de caso

Categoría 3: Causa - ¿Qué causó el incidente?

Categoría 4: Consecuencias y Secuelas - consecuencias a corto, mediano y largo plazo

Categoría 5: Lecciones Aprendidas - ¿Qué se podría haber hecho mejor o de manera diferente?

Categoría 6: Actores y Grupos de Interés - Gente e instituciones, incluyendo empresas y el gobierno

Estas seis categorías fueron seleccionados para cubrir ampliamente todos los conceptos que se podrían esperar para ser incluido en cualquier mapa conceptual en relación con un estudio de caso de un incidente de seguridad, tales como el desastre Piper Alpha. Tabla 1 enumera las seis categorías, junto con los conceptos más comunes que pueden asignados a las mismas. Las seis categorías no fueron dados a conocer a los alumnos antes de la preparación de los mapas para asegurarse de que no fueron influenciados indebidamente en su pensamiento.

Tabla 1. conceptos de ejemplo para cada una de las seis categorías.

Categoría Ejemplos de conceptos

1. ContextoPlataforma, Mar del Norte, en el mar, extracción de aceite, bomba, elevador, bloque alojamiento

2. Descripción del incidente

Mantenimiento de la bomba, la válvula de desaparecidos, la liberación de condensado, el fuego

3. CausasPobres comunicaciones, la falta de cultura de seguridad, la falta de entrenamiento, errores humanos, la mala gestión

4. Las consecuencias y secuelas

La pérdida de la vida, la pérdida de la propiedad, la muerte, las lesiones, el impacto ambiental, incendio, explosión, salvamento, el costo significativo

5. Lecciones aprendidas

Procedimiento de apagado de emergencia, capacitación en seguridad para el personal, la importancia de las comunicaciones, la capacitación del contratista

6. Los actores y las partes interesadas

Ingenieros, empleados, contratistas, gestión, gobierno, trabajadores, otras plataformas

Opciones de tabla

Ver en el espacio de trabajoDescargar como CSVPara cada mapa concepto todos los conceptos individuales se clasificaron en uno de las seis categorías donde un concepto obviamente no encajan en una u otra categoría se asignó a la más cercana en el significado. De vez en cuando había que estudiar los conceptos que rodean a clasificar correctamente un concepto. Algunos conceptos igualmente podría encajar en más de una categoría, y en tales casos el contexto desarrollado entre los conceptos que rodean se utilizó para realizar la asignación.

El número y la distribución de los conceptos a través de las seis categorías permite extraer conclusiones sobre los conceptos que los estudiantes consideran más importantes y cómo los estudiantes los conceptos clave relacionados juntos. No se espera que todas las categorías estarían igualmente representados.

La figura. 6 y la fig. 7 presentan dos mapas conceptuales que son típicos de los preparados por los estudiantes de primer año de ingeniería para el dominio "desastre Piper Alpha". El primer mapa ( Fig. 6 ) contiene 16 conceptos con un énfasis en las causas de la catástrofe (7 conceptos). Mientras que el estudiante hace describa el hecho y sus consecuencias no se incluyen conceptos que se relacionan con las lecciones aprendidas, los actores y grupos de interés o el contexto general de la plataforma. En este mapa podemos identificar claramente un concepto que no son correctas, como "defectuosos humo activadas por aspersores". Mientras que los aspersores no se fume a activar el alumno fue capaz de recordar más de 3 meses después de la conferencia que el sistema de riego era un problema grave a bordo de la plataforma. El segundo mapa ( Fig. 7 ) contiene 19 conceptos con los representantes de cinco de las seis categorías conceptuales. Este mapa contiene cinco conceptos relativos a las lecciones aprendidas (superior izquierda cuadrante) y una serie de interrelaciones entre las categorías.



La figura. 6. mapa conceptual preparado por un estudiante de ingeniería en primer lugar.Opciones Figura

Ver en el espacio de trabajoDescargar imagen a tamaño completoDescargar imagen de alta calidad (515 K)Descargar como diapositiva de PowerPoint

<img class="figure large" border="0" alt="Full-size image (57 K)" src="http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S174977281300002X-gr7.jpg" data-thumbsrc="http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-


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La figura. 7. mapa conceptual preparado por otro estudiante de ingeniería en primer lugar.Opciones Figura


alta calidad (446 K)Descargar como diapositiva de PowerPointLos 460 mapas conceptuales que fueron analizadas contenían un promedio de 20,3 conceptos distintos del dominio y el 26,2 proposiciones o enlaces que indican que los mapas no eran estrictamente de naturaleza jerárquica, pero contiene una serie de enlaces cruzados entre las diferentes ramas de los mapas. Catorce estudiantes dibujaron mapas con diez o menos conceptos y un mapa con 46 conceptos. La distribución de los conceptos a través de cada una de las categorías concepto se presenta en la figura. 8 . Esto indica que la clase en general una buena apreciación de los hechos, sus causas y sus consecuencias. Las lecciones aprendidas y los actores y partes interesadas fueron menos bien cubierto. Los datos promedio oculta el hecho de que el 63% de la clase no incluye un concepto único de la categoría 1 Contexto. 93,7% de la clase tenían al menos un concepto que podría ser clasificada en la categoría 3 Causas. Cada mapa incluye conceptos como promedio de cuatro categorías diferentes.


La figura. 8. Distribución del número medio de conceptos en cada una de las seis categorías de 460 mapas conceptuales.

Opciones Figura



alta calidad (131 K)Descargar como diapositiva de PowerPointCasi cada mapa contiene proposiciones que unen los conceptos de diferentes categorías ( Fig. 9 ). Los estudiantes fueron capaces de establecer los vínculos naturales entre los hechos, sus causas y las consecuencias para los involucrados. En particular, los vínculos relativos a fuertes se observaron entre las causas del suceso y los actores y partes interesadas. Esto es de esperar dado los resultados de las consultas públicas que han encontrado que los fallos de los errores humanos y la gerencia fueron en parte responsables de la pérdida de la plataforma.


La figura. 9. Diagrama de red que muestra las interrelaciones entre las seis categorías conceptuales.

Opciones Figura


alta calidad (257 K)Descargar como diapositiva de PowerPointSólo el 6% de los mapas eran puramente jerárquico que no tenga vínculo cruzadas entre las ramas. La mitad de la clase tuvo al menos seis enlaces cruzados


indican que pudieron ver los enlaces entre las diferentes áreas de sus mapas.

4. Observaciones finales

La pérdida de la plataforma Piper Alpha petróleo en alta mar en 1988 ofrece una excelente oportunidad para presentar a los estudiantes la importancia de la seguridad en el lugar de trabajo. Permite que el papel de los trabajadores y la dirección y la importancia de sistemas adecuados de gestión de la seguridad que deben discutirse.

Un análisis detallado de los mapas conceptuales elaborados por una clase de estudiantes de primer año de ingeniería de 15 semanas después de la conferencia sobre Piper Alpha sugiere que los estudiantes todavía conserva una comprensión de los aspectos clave del incidente, incluyendo lo que ocurrió, sus causas, sus consecuencias y las lecciones que puede ser aprendido. En este estudio, el uso de mapas conceptuales detectado deficiencias en la entrega del estudio de caso en relación con el contexto de la instalación. Los estudiantes no hizo que los vínculos entre las causas del accidente y las lecciones que deben extraerse del evento.

Los mapas conceptuales son más fáciles de evaluar que un ensayo convencional de que los estudiantes se le puede pedir a escribir sobre un tema como ideas erróneas que puedan existir en las mentes de los estudiantes pueden ser fácilmente identificados por la inspección de los mapas. En la elaboración de los mapas conceptuales estudiantes son esencialmente necesarios para identificar los 20 conceptos más importantes asociados con el dominio y luego le preguntó a formar proposiciones que les vinculen. Estos son entonces más fáciles de identificar en un mapa de lo que sería en un ensayo. Los mapas conceptuales son no obstante el mejor mecanismo para presentar una secuencia de hechos como los que llevó a la liberación de condensado en la plataforma. Los mapas conceptuales se mantienen poderosas herramientas para los educadores para medir la asimilación de la información y el conocimiento.

El desastre Piper Alpha es un estudio de caso útil como su narrativa es atractiva, apelando a la mayoría de los estudiantes de ingeniería sin importar sus disciplinas previstas.

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El Uso de Mapas Conceptuales Para Evaluar El Aprendizaje de Los Estudios de Caso de Seguridad