INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO ADOLFO LPEZ MATEOS

SECCIN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIN PROGRAMA DE POSGRADO EN INGENIERA DE SISTEMAS

MAESTRA EN CIENCIAS EN INGENIERA DE SISTEMAS

ANLISIS DEL RIESGO INDIVIDUAL: CASO DE EXPLOSIN DE UN DUCTO DE

GAS NATURAL

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL GRADO M A E S T R O E N C I E N C I A S EN INGENIERA DE SISTEMAS P R E S E N T A

I N G. G A L D I N O C A R D E N A L S A N T O S R E Y E S

DIRECTOR DE TESIS DR. JAIME REYNALDO SANTOS REYES

2010

Agradecimientos

Finalizada esta Tesis, deseo manifestar mi ms sincero agradecimiento a todas aquellas personas que, de

una u otra forma, han colaborado en su elaboracin.

En primer lugar, quiero expresar mi eterna gratitud al Dr. Jaime R Santos Reyes, director de esta Tesis.

Por su constante voluntad y exigencia y porque no slo ha sabido orientar y dirigir esta investigacin

sino que, a menudo, se ha convertido en compaero de trabajo discutiendo algunas cuestiones polmicas

y trabajando incansablemente hasta lograr el resultado deseado.

Un lugar destacado en este apartado de agradecimientos lo ocupa mi familia, en especial mis padres

Telsforo y Mara as como de todos mis hermanos, que me han ayudado en mis continuos naufragios,

demostrando una paciencia digna de admiracin. Gracias por soportarme. No podra olvidarme del Dr.

Daniel Santos Reyes, al que debo agradecer tanto la ayuda que me ha prestado facilitndome datos e

ideas, como el nimo recibido durante todo este tiempo.

Por ltimo, un reconocimiento especial a Jaime, Daniel, Blanca y a Rosa Mara, por su incansable labor

de apoyo y estmulo que de ellos siempre he recibido.

A Cecilia mi esposa, por soportar mis malos momentos, por animarme, por los buenos consejos, por

sacar lo mejor de m, por tantas cosas a las que las palabras nunca haran justicia. Gracias, mi pequea.

Pgina

Contenido Resumen .......................................................................................................................... (iii) Abstract ............................................................................................................................ (iv) Objetivos............................................................................................................................ (v) Presentacin de la Tesis .................................................................................................. (vi) ndice de Figuras y Tablas............................................................................................... (vii) Glosario de Trminos y Figuras........................................................................................ (ix) Abreviaturas ................................................................................................................... (xiv) Captulo Uno: Antecedentes y Justificacin .............................................. 1 1.1 La industria del petrleo y gas y su contexto............................................................ 2 1.1.1 Reservas mundiales de petrleo ..................................................................................4 1.1.2 Reservas mundiales de gas natural .............................................................................5 1.2 La industria del petrleo y gas natural nacional........................................................ 5 1.2.1 PEMEX......................................................................................................................... 5 1.2.1.1 Crudo................................................................................................................................ 6 1.2.1.2 Gas................................................................................................................................... 6 1.3 Estadsticas de accidentes en la industria del gas .................................................. 8 1.3.1 Algunas estadsticas de accidentes a nivel mundial ....................................................8 1.3.2 Algunas estadsticas de accidentes a nivel nacional..................................................10 1.4 Justificacin del proyecto de tesis ......................................................................... 14 1.5 Conclusiones del captulo...................................................................................... 14 Captulo Dos: Marco Terico ..................................................................... 15 2.1 Marco terico.......................................................................................................... 15 2.2 Ciencia de sistemas................................................................................................ 16 2.2.1 Clases de sistemas ....................................................................................................17 2.2.1.1 Sistemas naturales.........................................................................................................17 2.2.1.2 Sistemas fsicos diseados............................................................................................17 2.2.1.3 Sistemas abstractos diseados .....................................................................................17 2.2.1.4 Sistemas de actividad humana ......................................................................................17 2.2.2 Recursividad...............................................................................................................17 2.2.3 Metodologas de sistemas "suaves" y "duros"............................................................19 2.2.4 Metodologas de sistemas "duros" .............................................................................20 2.2.5 La MARI en relacin al espectro de sistemas "suaves" y "duros" ..............................20 2.3 Teora de anlisis de riesgos .................................................................................. 21 2.3.1 Tolerabilidad del riesgo ..............................................................................................21 2.3.2 Riesgo y peligro..........................................................................................................23 2.3.3 Prevencin y proteccin .............................................................................................24 2.3.4 rbol de fallas y eventos ............................................................................................25 2.4 Explosiones e incendios en la Industria del Gas y del Petrleo.............................. 26 2.4.1 Explosin ....................................................................................................................26 2.4.1.1 Explosiones de nube de gas o vapor .............................................................................27 2.4.2 Deflagracin de nubes................................................................................................27 2.4.3 Estallido de ductos o recipientes ................................................................................27 2.4.4 Incendios ....................................................................................................................28 2.5 Definicin matemtica de la dosis de radiacin trmica (DRT) .............................. 29 2.5.1 Quemaduras de primer grado .....................................................................................29 2.5.2 Quemaduras de segundo grado..................................................................................30

2.5.3 Quemaduras de tercer grado ......................................................................................31 2.6 Conclusiones del captulo....................................................................................... 31

Captulo Tres: Descripcin de la MARI ..................................................... 32 3.1 Metodologa MARI.................................................................................................. 32 3.1.1 Identificacin de peligros...........................................................................................................33 3.1.2 Anlisis de frecuencias..............................................................................................................33 3.1.3 Anlisis de consecuencias ........................................................................................................34 3.1.4 Estimacin del riesgo individual ................................................................................................36 3.1.5 Eliminacin o reduccin del riesgo............................................................................................36 3.1.6 Entrada al proceso de toma de decisiones ...............................................................................38 3.2 Conclusiones del captulo....................................................................................... 38 Captulo Cuatro: Anlisis del RI para el Caso de Estudio ....................... 39 4.1 Descripcin del caso de estudio ............................................................................. 39 4.2 Aplicacin de la MARI al caso de estudio............................................................... 40 4.2.1 Identificacin de peligros...........................................................................................................41 4.2.2 Anlisis de frecuencias..............................................................................................................41 4.2.3 Anlisis de consecuencias ........................................................................................................43 4.2.4 Estimacin del riesgo individual ................................................................................................46 4.3 Conclusiones del captulo....................................................................................... 49

Captulo Cinco: Discusin, Conclusiones y Futuro Trabajo................... 50 5.1 Discusin ................................................................................................................ 50 5.2 Conclusin.............................................................................................................. 54 5.2.1 Conclusiones acerca de los objetivos planteados ....................................................................54 5.2.2 Conclusiones acerca de la MARI ..............................................................................................54 5.3 Futuro trabajo ......................................................................................................... 54 5.3.1 Mejoramiento de la MARI..........................................................................................................54 5.3.2 Investigacin de los pasos 6 y 7 de la MARI............................................................... 55 Referencias .................................................................................................. 56

Anexos ......................................................................................................... 60 Anexo-A Marco Jurdico Relativo al GN ........................................................................... 60 Anexo-B Definicin y Clasificacin de Reservas .............................................................. 69 Anexo-C Hojas de datos de Seguridad para Sustancias Qumicas - Gas Natural............ 74 Anexo-D Modelos matemticos del clculo de la intensidad y de la DRT ........................ 86 Anexo-E Producto del Proyecto de Investigacin ............................................................. 93

ii

Resumen En Mxico, el Estado a travs de la industria paraestatal Petrleos Mexicanos (PEMEX), realiza las actividades

estratgicas de exploracin, explotacin, y refinacin, del petrleo crudo, la elaboracin de productos petrolferos

y derivados, el procesamiento del gas natural y los petroqumicos, as como el transporte, almacenamiento y

comercializacin de los mismos. Refirindonos especficamente a la cadena de valor del Gas Natural (Produccin,

Procesamiento, Transporte y Distribucin), las corrientes de gas natural provenientes de los campos de

produccin, son tratadas en las unidades de separacin y de remocin de gases cidos para eliminar CO2, H2S y

partculas suspendidas. Una vez tratadas las corrientes de gas natural, stas son enviadas a las plantas de

procesamiento para separar los lquidos del gas (etano, gas licuado de petrleo, gasolinas naturales, y condensado)

y para preparar el gas natural seco. La mayor parte de la produccin del gas seco, es transportada por tuberas de

alta presin y gran dimetro desde los campos de produccin, plantas de procesamiento, e instalaciones de

almacenamiento hasta las estaciones de compuerta, y por tuberas de baja presin y dimetro pequeo para su

distribucin en ciudades y pueblos. La infraestructura involucrada en el sistema de transmisin del gas natural

seco incluye tubera enterrada, varias instalaciones de apoyo en tierra como son las estaciones de medicin,

instalaciones para mantenimiento, y estaciones de compresin ubicadas a lo largo de la ruta de la tubera.

Por otro lado existe un alto riesgo de explosin e incendio en este tipo de sistemas si no se tiene una gestin

adecuada de dichos riesgos. Por ejemplo, en los ltimos aos un nmero de incidentes y accidentes han ocurrido

en el sistema de ductos ocasionando fatalidades e impactos negativos al medio ambiente. (Donde, el 22 de abril de

1992 ocurrieron explosiones debido a la presencia de gasolina en la red de alcantarillado en Guadalajara; el

accidente caus la muerte de 190 personas, 1,470 lesionados y cuantiosos daos materiales). Recientemente, el 8

de julio del 2005 hubo una fuga en gasoducto de 48 de dimetro en Dos Bocas, Tabasco con graves

consecuencias, tales como: cinco personas muertas, diez lesionados con quemaduras de gravedad, 20 vehculos

calcinados (12 de PEMEX, camin de contra incendio y 7 de proteccin civil y particulares), entre muchos otros.

Este trabajo de tesis presenta los resultados de un anlisis de riesgo individual para el caso de una explosin de un

ducto de alta presin que conduce gas natural. Finalmente, se presentan una serie de consideraciones finales que

se deben de tener para mitigar el impacto de dichos eventos y as evitar fatalidades tanto del trabajador como el

pblico en general.

iii

Abstract In Mexico, PEMEX carries out the activities related to the explorations, production, and refinement of the oil and

gas. Moreover, it processes the natural gas as well as all the activities involved in the transportation, storage and

marketing. In relation to the natural gas industry (i.e. productions, processing, Transport and distribution), the gas

coming from the oil/gas production fields are possessed so that CO2, H2S and other substances are removed. Once

the separation process has been achieved, the remaining gas is sent to another separation facility in order to

remove other substances from the mixture (e.g. ethane, liquefied petroleum gas, natural gasoline and condensate)

and to obtain dry natural gas. Usually, the dry gas is being transported by high pressure pipelines from the

production fields, processing facilities, to the storage facilities. On the other hand, the low pressure pipelines with

smaller diameter are used to distribute gas to cities. Overall, the gas transport facilities include underground

pipelines, meter stations, maintenance, and pumping stations through out the route of the pipelines.

However, there is a high risk of fire and explosion in this industry, if there is not an adequate management of

risks. A number of accidents related to gas pipelines have occurred in recent years causing fatalities and negative

impacts to the environment. For instance, on 22 April 1992, a series of explosions occurred in Guadalajara; it is

believed that 190 people were killed, and 1,470 injured. More recently, on the 8 July 2005, there was a gas leak

from a gas pipeline (48) in Dos, Bocas, Tabasco with devastating consequences such as: 5 fatalities, 10 people

were injured with severe burnings, 20 vehicles were burnt due to the fires, etc.

This research Project presents the results of the individual risk assessment to the case o fan explosion of a natural

gas pipeline. Some conclusions are presented and some considerations are given in order to prevent fatalities of

both workers and public.

iv

Objetivos

Objetivos Generales Llevar a cabo un anlisis de riesgo individual (RI) para el caso de una explosin de un ducto que conduce gas

natural.

Objetivos especficos 1. Llevar a cabo una revisin y anlisis crtico de toda la informacin relacionada con:

{a}Estadsticas de incidentes/accidentes de gasoductos que transportan gas natural (GN) a nivel internacional y

nacional;

{b} Teora del anlisis de riesgos.

2. Formular una metodologa para el anlisis de riesgo individual (RI)

3. Llevar a cabo el anlisis de riesgo individual para el caso de estudio.

4. Documentar los resultados del proyecto de investigacin.

v

Presentacin de la Tesis

En la presente tesis para cumplir con los objetivos mencionados en la seccin anterior se llevaron a cabo las

siguientes etapas:

Etapa 1: Revisin bibliogrfica El objetivo primordial de esta etapa es la recopilacin y anlisis de la informacin relacionada con:

{a} la industria del petrleo y gas a nivel internacional y nacional;

{b} estadsticas de incidentes y accidentes en ductos a nivel internacional y nacional;

{c} informacin relacionada con el caso de estudio;

{d} teora de anlisis de riesgos; y

{e} entre otros.

Lo anterior ayud a justificar y establecer el marco terico del presente trabajo de tesis.

En los Captulos 1, 2, 3 y Anexos-A, B, C, D y E se presentan la informacin anterior en el contexto de la tesis.

Etapa 2: Anlisis del riesgo individual para el caso de estudio El objetivo de esta etapa es llevar a cabo el anlisis de riesgo individual para el caso de estudio.

El Captulo 4 presenta los resultados del anlisis.

Finalmente, en el Captulo 5 se presentan las conclusiones de la tesis y futuro trabajo.

El Anexo-E presenta un producto de investigacin de este proyecto de tesis.

vi

ndice de Figuras y Tablas

ndice de Figuras Fig. 1.1 Reservas mundiales de petrleo (SRWE, 2008) ........................................................................ 1 Fig. 1.2 Reservas de petrleo probadas (SRWE, 2008).......................................................................... 2 Fig. 1.3 % distribucin de reservas probadas (SRWE, 2008).................................................................. 3 Fig. 1.4 Produccin por regiones (SRWE, 2008)..................................................................................... 3 Fig. 1.5 Reservas de gas probadas (SRWE, 2008)................................................................................. 4 Fig. 1.6 % distribucin de reservas probadas (SRWE, 2008).................................................................. 4 Fig. 1.7 Produccin de gas por regiones (SRWE, 2008) ......................................................................... 5 Fig. 1.8 Produccin de crudo miles de barriles diarios (PEMEX, 2008) .................................................. 6 Fig. 1.9 Produccin de gas natural (PEMEX, 2008) ................................................................................ 7 Fig. 1.10 Produccin de gas natural (PEMEX, 2006) .............................................................................. 7 Fig. 1.11 Accidentes en ductos (Bolt, 2006) ............................................................................................ 8 Fig. 1.12 No. de Fatalidades (Bolt, 2006) ................................................................................................ 9 Fig. 1.13 Personas lesionadas causadas por accidentes en ductos (Bolt, 2006).................................... 9 Fig. 1.14 Incidentes de ductos en Europa de 1970-2007 (EGIG, 2008)................................................ 10 Fig. 1.15 Fatalidades-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) ................................................................ 11 Fig. 1.16 Intoxicados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)................................................................. 11 Fig. 1.17 Lesionados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)................................................................. 12 Fig. 1.18 Evacuados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007) ................................................................. 12 Fig. 1.19 ndice de frecuencia PEMEX (PEMEX, 2008).................................................................... 13 Fig. 2.1 Modelo del Captulo Dos........................................................................................................... 15 Fig. 2.2 Clases de Sistemas (Adaptado de Checkland, 1995) .............................................................. 16 Fig. 2.3 Recursividad Sistema Industria Gas Natural....................................................................... 18 Fig. 2.4 Recursividad Subsistema Transporte.................................................................................. 18 Fig. 2.5 Recursividad Sistema Transporte Terrestre........................................................................ 19 Fig. 2.6 Recursividad Sistema de inters Gasoducto-Alta Presin .................................................. 19 Fig. 2.7 Espectro de metodologas de sistemas suaves y duros ...................................................... 20 Fig. 2.8 MARI en el contexto de metodologas suaves y duros ........................................................ 21 Fig. 2.9 Tolerancia del riesgo................................................................................................................. 22 Fig. 2.10 Representacin esquemtica de un evento crucial ................................................................ 24 Fig. 2.11 Prevencin y proteccin en relacin a un evento crucial........................................................ 25 Fig. 2.12 Reaccin qumica del fuego.................................................................................................... 28 Fig. 3.1 Metodologa para el anlisis del riesgo individual (MARI) ........................................................ 32 Fig. 3.2 Mximo Riesgo Aceptable (adaptado de Santos-Reyes & Beard, 2005) ................................. 37 Fig. 4.1 Escenario de evento: explosin de ducto de 20 de Gas natural ............................................. 39 Fig. 4.2 Metodologa de anlisis de riesgo individual ............................................................................ 40 Fig. 4.3 rbol de fallas em La fuga de gas natural ................................................................................ 41 Fig. 4.4 rbol de eventos de fuga de gas natural .................................................................................. 43 Fig. 4.5 Grfica del riesgo individual-empleados de oficina................................................................... 46 Fig. 4.6 Grfica del riesgo individual-operadores de vlvula de seccionamiento .................................. 47 Fig. 4.7 Grfica del riesgo individual-residentes de viviendas ............................................................... 48 Fig. 5.1 MRA y criterio de RI para el caso de Holanda (adaptado de Santos-Reyes & Beard, 2005)... 51 Fig. 5.2 RI para el caso de los trabajadores de oficina.......................................................................... 52 Fig. 5.3 RI para el caso de los operadores de la vlvula de seccionamiento ........................................ 53 Fig. 5.4 RI para los residentes ............................................................................................................... 53 Fig. 5.5 MARI-Etapas 6 y 7.................................................................................................................... 55

vii

ndice de Tablas Tabla 2.1 Distribucin de incendios y explosiones en industrias que utilizan o procesan Hidrocarburos (Garrison, 1988)............................................................................................. 26 Tabla 2.2 Incendios y explosiones en la industria del proceso.............................................................. 26 Tabla 3.1 Propiedades fsicas de las sustancias relevantes al proyecto de tesis ................................. 34 Tabla 3.2 Criterios de evaluacin del efecto del fuego en seres humanos ........................................... 35 Tabla 3.3 Valores de la intensidad de la radiacin ................................................................................ 35 Tabla 3.4 Descripcin de estabilidad de clase de Pasquill .................................................................... 35 Tabla 3.5 Caractersticas de las clases de estabilidad de Pasquill, considerando la velocidad Del viento .............................................................................................................................. 36 Tabla 3.6 probabilidad de ignicin por tipo de fuga en el ducto............................................................. 36 Tabla 3.7 Probabilidad de ignicin por tipo de ruptura en el ducto........................................................ 36 Tabla 3.8 Ejemplos de criterios de aceptabilidad del riesgo (Santos-Reyes & Beard, 2005)................ 37 Tabla 4.1 Algunas caractersticas de la instalacin ............................................................................... 40 Tabla 4.2 Identificacin de peligros para el caso de estudio ................................................................. 41 Tabla 4.3 Probabilidades de categora consideradas para el caso de estudio...................................... 42 Tabla 4.4 Frecuencia de categora consideradas para el caso de estudio............................................ 42 Tabla 4.5 Escala de probabilidad considerada para el caso de estudio ............................................... 42 Tabla 4.6 Grupos de poblacin de inters (ver Fig. 4.2)........................................................................ 43 Tabla 4.7 Estimacin de la frecuencia de los resultados de los eventos para el caso de estudio ........ 44 Tabla 4.8 Estimacin de las consecuencias de los eventos para el caso de estudio............................ 44 Tabla 4.9 Impacto en los grupos de inters mostrados en la Tabla 4.5 para el caso de estudio .......... 45 Tabla 4.10 Resultados del RI para el caso de estudio .......................................................................... 48

viii

Glosario de Trminos y Definiciones

Accidente. Cualquier evento anormal que involucre a fuentes de radiacin.

Auto tanque: Transporte utilizado y acondicionado para transportar productos petrolferos o petroqumicos. Es el

medio de transporte ms flexible con que se cuenta, ya que su velocidad de respuesta a la presentacin de

requerimientos es la mayor, y prcticamente no requiere de infraestructura previa para su utilizacin. Por otra

parte, es el de mayor costo unitario.

Barril de petrleo crudo equivalente (bpce). Es el volumen de gas (u otros energticos) expresado en barriles de

petrleo crudo y que equivalen a la misma cantidad de energa (equivalencia energtica) obtenida del crudo.

Este trmino es utilizado frecuentemente para comparar el gas natural en unidades de volumen de petrleo

crudo para proveer una medida comn para diferentes calidades energticas de gas.

Barriles diarios (bd): En produccin, el nmero de barriles de hidrocarburos producidos en un periodo de 24

horas. Normalmente es una cifra promedio de un periodo de tiempo ms grande. Se calcula dividiendo el

nmero de barriles durante el ao entre 365 o 366 das, segn sea el caso.

Batera de separacin: Una serie de plantas o equipos de produccin trabajando como una unidad. Se emplea

para separar los componentes lquidos de los gaseosos en un sistema de recoleccin. Los separadores pueden

ser verticales, horizontales y esfricos. La separacin se lleva a cabo principalmente por accin de la gravedad,

esto es, los lquidos ms pesados caen al fondo y el gas se eleva.

BTU: Unidad Trmica Britnica. La cantidad de calor que se requiere para incrementar en un grado Fahrenheit la

temperatura de una libra de agua pura bajo condiciones normales de presin y temperatura.

Butanos: Hidrocarburos de la familia de los alcanos formados por cuatro tomos de carbono y diez de hidrgeno

y que se producen principalmente en asociacin con el proceso del gas natural y ciertas operaciones de

refinera como la descomposicin y la reformacin cataltica. El trmino butano abarca dos ismeros

estructurales, el N-butano y el isobutano. Mezclado con propano, da lugar al gas licuado del petrleo.

Combustin: Reaccin qumica rpida entre sustancias combustibles y un comburente, generalmente oxgeno que

usualmente es acompaada por calor y luz en forma de flama. El proceso de combustin es comnmente

iniciado por factores como calor, luz o chispas, que permiten que los materiales combustibles alcancen la

temperatura de ignicin especfica correspondiente.

Complejo: Trmino utilizado en la industria petrolera para referirse a la serie de campos o plantas que comparten

instalaciones superficiales comunes.

ix

Consumo energtico: Consumo de producto tales como gasolinas, gas natural, diesel, gas licuado, electricidad,

combustleo, querosenos, etc. que tienen como fin generar calor o energa, para uso en transporte, industrial o

domstico.

Distribucin: Conjunto de actividades destinadas primordialmente al transporte de hidrocarburos y sus derivados,

hacia distintos lugares, ya sea de proceso, almacenamiento o venta, a travs de ductos, barcos, auto tanques o

carro tanques.

Ducto. Tuberas conectadas, generalmente enterradas o colocadas en el lecho marino, que se emplean para

transportar petrleo crudo, gas natural, productos petrolferos o petroqumicos utilizando como fuerza motriz

elementos mecnicos, aire a presin, vaco o gravedad; exteriormente se protegen contra la corrosin con

alquitrn de hulla, fibra de vidrio y felpa de asbesto, variando su espesor entre 2 y 48 pulgadas de dimetro

segn su uso y clase de terreno que atraviesen. Es el medio de transporte que ofrece mxima economa de

operacin y mxima vida til, pero es tambin el que requiere el mximo de inversin y presenta el mnimo de

flexibilidad.

Endulzadora: Planta en la que se separan los gases cidos del gas natural amargo o de condensados.

Estacin de compresin: Estacin localizada cada 60 km. u 80 km. a lo largo de un gasoducto y su operacin

consiste en recomprimir el gas para mantener su presin y flujos especificados.

Evento crucial. Es un evento el cual puede conducir a un dao.

Factor peligroso. Es un factor dentro de un sistema peligroso.

Fluido: Sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendiente a alterar su forma, con lo que se desplaza

y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser lquidos o gases.

Gas amargo: Gas natural que contiene hidrocarburos, cido sulfhdrico y dixido de carbono (estos ltimos en

concentraciones mayores a 50 ppm).

Gas asociado: Es el gas natural que se encuentra en contacto y/o disuelto en el petrleo crudo del yacimiento.

Este puede ser clasificado como gas de casquete (libre) o gas en solucin (disuelto).

Gas de formacin: Innato al estrato, asociado o no asociado. Gas que proviene de los yacimientos.

Gas dulce: Es el gas natural que contiene hidrocarburos y bajas cantidades de cido sulfhdrico y dixido de

carbono.

Gas hmedo: Es el gas natural que contiene ms de 3 gal/Mpc de hidrocarburos lquidos.

Gas natural: Es una mezcla de hidrocarburos parafnicos ligeros, con el metano como su principal constituyente

con pequeas cantidades de etano y propano; con proporciones variables de gases no orgnicos, nitrgeno,

dixido de carbono y cido sulfhdrico. El gas natural puede encontrarse asociado con el petrleo crudo o

x

encontrarse independientemente en pozos de gas no asociado o gas seco. Para su utilizacin debe cubrir ciertas

especificaciones de calidad como: contenido de licuables 0.1 l/m3 mximo; humedad mxima de 6.9 lb/MMpc;

poder calorfico mnimo de 1184 Btu/pc; azufre total 200 ppm mximo; contenido mximo de CO2 + N2 de

3% en volumen. Es utilizado para uso domstico en industrias y generacin de electricidad.

Gas no asociado: Gas natural que se encuentra en reservas que no contienen petrleo crudo.

Gas residual: Gas obtenido como subproducto durante el proceso de desintegracin (cracking) y est compuesto

principalmente por metano.

Gas seco: Gas natural libre de hidrocarburos condensables (bsicamente metano).

Gasoducto: Sistema de tuberas para transportar y distribuir el gas natural.

Hidrocarburos: Grupo de compuestos orgnicos que contienen principalmente carbono e hidrgeno. Son los

compuestos orgnicos ms simples y pueden ser considerados como las substancias principales de las que se

derivan todos los dems compuestos orgnicos. Los hidrocarburos ms simples son gaseosos a la temperatura

ambiente, a medida que aumenta su peso molecular se vuelven lquidos y finalmente slidos, sus tres estados

fsicos estn representados por el gas natural, el petrleo crudo y el asfalto. Los hidrocarburos pueden ser de

cadena abierta (alifticos) y enlaces simples los cuales forman el grupo de los (alcanos y parafinas) como el

propano, butano o el hexano. En caso de tener cadena abierta y enlaces dobles forman el grupo de los alquenos

u olefinas como el etileno o el propileno. Los alquinos contienen enlaces triples y son muy reactivos, por

ejemplo el acetileno. Tanto los alquenos como los alquinos, ambos compuestos insaturados, son producidos

principalmente en las refineras en especial en el proceso de desintegracin (cracking). Los compuestos de

cadena cerrada o cclica pueden ser tanto saturados (ciclo alcanos) como el ciclohexano o insaturados. El grupo

ms importante de hidrocarburos cclicos insaturados es el de los aromticos, que tienen como base un anillo

de 6 carbonos y tres enlaces dobles. Entre los compuestos aromticos ms representativos se encuentran el

benceno, el tolueno, el antroceno y el naftaleno.

Mercaptanos: Hidrocarburos fuertemente olorosos que contienen en su cadena azufre. Se encuentran

frecuentemente tanto en el gas como en el crudo. En algunas ocasiones se adicionan al gas natural y al gas

licuado para agregarle olor por razones de seguridad.

Metano (CH4): Es un hidrocarburo parafnico gaseoso, inflamable. Es el principal constituyente del gas natural y

es usado como combustible y materia prima para la produccin de amoniaco y metanol.

Oleoducto: Ducto usado para el transporte de crudo.

Petrleo: El petrleo es una mezcla que, se presenta en la naturaleza compuesta predominantemente de

hidrocarburos en fase slida, lquida o gaseosa; denominando al estado slido betn natural, al lquido petrleo

crudo y al gaseoso gas natural, esto a condiciones atmosfricas. Existen dos teoras sobre el origen del

petrleo: la inorgnica, que explica la formacin del petrleo como resultado de reacciones geoqumicas entre

xi

el agua y el dixido de carbono y varias substancias inorgnicas, tales como carburos y carbonatos de los

metales y, la orgnica que asume que el petrleo es producto de una descomposicin de los organismos

vegetales y animales que existieron dentro de ciertos periodos de tiempo geolgico.

PGPB: Siglas con las que se conoce al organismo PEMEX Gas y Petroqumica Bsica, el cual forma parte del

Grupo PEMEX. Su objetivo principal es procesar gas natural y lquidos del gas natural, transportar, distribuir y

comercializar gas natural y gas licuado en el territorio nacional, y producir y comercializar petroqumicos

bsicos para la industria petroqumica.

Poliducto: Ducto usado para el transporte de productos petrolferos y petroqumicos.

PPQ: Siglas con las que se conoce al Organismo PEMEX Petroqumica, el cual forma parte del Grupo PEMEX.

Su objetivo principal es elaborar y comercializar diversos productos petroqumicos que sirven de base para la

industria manufacturera y qumica.

PR: Siglas con las que se conoce al organismo PEMEX Refinacin, el cual forma parte del Grupo PEMEX. Su

objetivo principal es transformar el petrleo crudo en productos petrolferos que cumplan con las mas estrictas

normas ecolgicas y satisfacer la creciente demanda interna a travs de su compleja red de distribucin.

Peligro. Se refiere al potencial del dao dentro de un sistema.

Prevencin. Todas aquellas medidas preventivas que reducen la probabilidad de la ocurrencia de un evento

crucial.

Proteccin. Todas aquellas medidas concernientes a la minimizacin de las consecuencias despus de la

ocurrencia de un evento crucial.

Proceso: El conjunto de actividades fsicas o qumicas relativas a la produccin, obtencin, acondicionamiento,

envasado, manejo y embalado de productos intermedios o finales.

Reservas: Es la porcin factible de recuperar del volumen total de hidrocarburos existentes en las rocas del

subsuelo.

Reserva original: Es el volumen de hidrocarburos a condiciones atmosfricas, que se espera recuperar

econmicamente con los mtodos y sistemas de explotacin aplicables a una fecha especfica. Tambin se

puede decir que es la fraccin del recurso que podr obtenerse al final de la explotacin del yacimiento.

Reservas posibles: Es la cantidad de hidrocarburos estimada a una fecha especfica en trampas no perforadas,

definidas por mtodos geolgicos y geofsicos, localizadas en reas alejadas de las productoras, pero dentro de

la misma provincia geolgica productora, con posibilidades de obtener tcnica y econmicamente produccin

de hidrocarburos, al mismo nivel estratigrfico en donde existan reservas probadas.

Reservas probables: Es la cantidad de hidrocarburos estimada a una fecha especfica, en trampas perforadas y no

perforadas, definidas por mtodos geolgicos y geofsicos, localizadas en reas adyacentes a yacimientos

xii

productores en donde se considera que existen probabilidades de obtener tcnica y econmicamente

produccin de hidrocarburos, al mismo nivel estratigrfico donde existan reservas probadas.

Reservas probadas: Es el volumen de hidrocarburos medido a condiciones atmosfricas, que se puede producir

econmicamente con los mtodos y sistemas de explotacin aplicables en el momento de la evaluacin, tanto

primaria como secundaria.

Reserva remanente: Es el volumen de hidrocarburos medido a condiciones atmosfricas, que queda por

producirse econmicamente de un yacimiento a determinada fecha, con las tcnicas de explotacin aplicables.

En otra forma, es la diferencia entre la reserva original y la produccin acumulada de hidrocarburos en una

fecha especfica.

Revestimiento: Nombre que reciben los diferentes tramos de tubera que se cementan dentro del pozo. Estas

tuberas de revestimiento varan su dimetro y nmero de acuerdo a las diferentes reas perforadas, las

profundidades y las caractersticas productoras del pozo. Generalmente se revisten tres tuberas en un pozo; a

la de mayor dimetro se le llama tubera superficial y de control, a la siguiente intermedia y a la de menor

dimetro y mayor profundidad, tubera de explotacin.

Riesgo. Puede ser definido como la probabilidad de un tipo particular de dao, por ejemplo, una fatalidad como

resultado de un evento crucial.

Sistema peligroso. Es un sistema el cual tiene la potencialidad de conducir a un evento crucial.

Temperatura de auto ignicin (combustin espontnea): La temperatura mnima a la cual los vapores del

derivado del petrleo mezclados con aire se inflaman sin fuente externa alguna de ignicin. El trabajo de los

motores Diesel de combustin interna se basa precisamente en esta propiedad de los derivados del petrleo. La

temperatura de auto ignicin es varios centenares de grados superior a la de inflamacin.

Temperatura de ignicin: La temperatura mnima a la cual los vapores del producto analizado, al introducir una

fuente externa de inflamacin, forma una llama estable que no se extingue. La temperatura de ignicin siempre

es ms alta que la de inflamacin y con frecuencia la diferencia es de varias decenas de grados.

Terminal de Almacenamiento y Distribucin: Conjunto de instalaciones destinadas al recibo, almacenamiento,

entrega y distribucin de productos derivados del petrleo, que generalmente abastece a su zona , sin embargo,

tambin puede apoyar a abastecer otras zonas, dependiendo del tamao de la instalacin. Existen varias

terminales localizadas a lo largo del pas y stas pueden ser martimas o terrestres. Las TAD se localizan en

puntos estratgicamente seleccionados, por razones de demanda, configuracin geogrfica y vas de

comunicacin.

xiii

Abreviaturas

MMB Miles de Millones de Barriles

PEMEX Petrleos Mexicanos

MPCD Miles de Pies Cbicos Diarios

GN Gas Natural

LPG Gas Lquido de Petrleo

MARI Metodologa de Anlisis de Riesgo Individual

RAE Real Academia Espaola

PGPB PEMEX gas y Petroqumica bsica

D Dosis (kW/m2)4/3s

I Intensidad de Radiacin (kW/m2)

t Tiempo de exposicin (s)

DI Dosis de Radiacin por quemaduras de primer grado (kW/m2)4/3s

DII Dosis de Radiacin por quemaduras de segundo grado (kW/m2)4/3s

DIII Dosis de Radiacin por quemaduras de tercer grado (kW/m2)4/3s

P Funcin PROBIT

RI Riesgo Individual (Fatalidades/ao)

Jet Fire Dardo de Fuego (kW/m2)

Pool Fire Alberca de Fuego (kW/m2)

Flash Fire Incendio Flash (LFL)

Fire Ball Bola de fuego (tdu)

VCE Explosin de nube de vapor (Unidades de presin, kPa, Bar)

RTIR Regin totalmente inaceptable del riesgo

MRA Mximo riesgo aceptable

RAR Regin aceptable del riesgo

LFL Lmite inferior de flamabilidad

BP British Petroleum

SSM Metodologa de Sistemas Suaves

NFPA National Fire Protection Assotiation

xiv

1

Captulo Uno

Antecedentes y Justificacin

En resumen, este captulo presenta la justificacin de la necesidad de estimar el riesgo individual de trabajadores

que en la industria del petrleo y gas natural, que es el tema de este proyecto de tesis. El captulo comienza con

una descripcin del contexto de la industria del petrleo y gas a nivel nacional e internacional y se presenta en la

seccin 1.1. La seccin 1.2 contiene una breve descripcin de la industria del petrleo y gas a nivel nacional. En la

seccin 1.3 se describen algunas estadsticas de incidentes/accidentes ocurridos en la industria del gas a nivel

nacional e internacional. La justificacin del tema de investigacin se expone en la seccin 1.4. Finalmente,

conclusiones del captulo se presentan en la seccin 1.5.

1.1 La industria del Petrleo y Gas y su contexto

El petrleo y gas son las fuentes de energa ms importantes del mundo moderno. El gas y petrleo proporcionan

fuerza, calor y luz; del petrleo, por ejemplo, se fabrica una gran variedad de productos qumicos. stos minerales

son recursos no renovables que aportan el mayor porcentaje del total de la energa que se consume en todo el

mundo.

Fig. 1.1 Reservas mundiales de petrleo (SRWE, 2008)

2

Por otro lado, la alta dependencia que el mundo tiene del petrleo, la inestabilidad que caracteriza al mercado

internacional y las fluctuaciones de los precios de este producto, han llevado a que se investiguen energas

alternativas, aunque hasta ahora no se ha logrado una opcin que realmente lo sustituya. El petrleo y su gama

casi infinita de productos derivados le convierten en uno de los factores ms importantes del desarrollo econmico

y social en todo el mundo. Adems, el petrleo (y gas) y las decisiones estratgicas que sobre l se toman por los

pases productores influyen en casi todos los componentes de coste de una gran parte de los productos que

consumimos. Cuando sube el precio del petrleo se produce una subida de los costos, de forma ms o menos

inmediata, en casi todos los sectores productivos y, en consecuencia, se nota en los precios de los bienes de

consumo.

1.1.1 Reservas mundiales de petrleo La Fig. 1.1 muestra las regiones de los pases productores de petrleo y gas. Las regiones consideradas son las

siguientes: Asia-Pacfico, Amrica del Norte, Sur y Centroamrica, frica, Europa y Eurasia, y Oriente Medio. De

acuerdo a las estadsticas de la BP (SRWE, 2008), a finales de 2007, las reservas mundiales probadas de petrleo

ascendan a 168,600 millones de toneladas, equivalentes a 1.23 billones de barriles.

0100200300400500600700800

sia

Pac

fico

mer

ica

del

Nor

te

Sur

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entro

amr

ica

fri

ca

Eur

opa

&E

uro

sia

Ori

ente

Med

io

Mile

s M

illon

es B

arril

es

Fig. 1.2 Reservas de petrleo probadas (SRWE, 2008)

http://elpetroleo.aop.es/Tema10/Index4.asp##

3

Oriente Medio, (61%)

sia Pacfico, (3.3%)

merica delNorte, (5.6%)

Sur &Centroamrica, (9%)

frica, (9.5%)

Europa &Eurosia,

(11.6%)

Fig. 1.3 % distribucin de reservas probadas (SRWE, 2008)

0

15

30

45

60

75

90

Nort

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mr

ica

Cent

roam

ric

a

Euro

pa &

Eur

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Ori

ente

Med

io

Afric

a

As

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acfi

co

Mile

s M

illon

es B

arri

les

Fig. 1.4 Produccin por regiones (SRWE, 2008)

Las Figs. 1.2 1.4 presentan algunas estadsticas de las reservas probadas de petrleo en todo el mundo. Por

ejemplo, la Fig. 1.2 muestra que el oriente Medio es la regin que ms reservas probadas tiene de todo el mundo;

esto es, 155,300 millones de barriles que representa un 61% (ver Fig. 1.3) de las reservas totales del mundo. De

manera similar, el oriente Medio encabeza la produccin de petrleo con un total de 82,500 millones de barriles,

seguidos de Centroamrica, frica y Europa y Eurasia como se muestra en la Fig. 1.4.

4

1.1.2 Reservas mundiales de gas natural A finales de 2007, las reservas mundiales probadas de gas natural ascienden a 177.36 trillones de metros cbicos

(SRWE, 2008). El Oriente Medio es la regin que ms reservas de gas probadas tiene de todo el mundo, 73.2

Trillones de metros cbicos equivalentes al 42% del total mundial (ver Figs. 1.5 y 1.6). La regin Europa &

Eurasia ocupa el segundo lugar con reservas de 59.4 trillones de metros cbicos de gas natural. Cabe destacar que

la Federacin de Rusia es la que mayores reservas tiene de todo el mundo, con un total de 44.65 trillones de

metros cbicos. Como es de esperarse, la produccin de gas por regiones la encabeza la regin Europa y Eurasia

con un total de 1,075 Billones de metros cbicos de gas; seguidos de Asia Pacfico, frica, America del Norte y

finalmente Sur y Centroamrica. (Ver Fig. 1.7).

01020304050607080

S. &

Cent

roam

ric

a

Amr

ica

del

Norte

Asa

Pac

fico

Afric

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Euro

pa &

Euro

asia

Ori

ente

Med

io

Fig. 1.5 Reservas de gas probadas (SRWE, 2008)

Europa & Euroasia

34%

Oriente Medio42%

S. & Centroamrica

4%Amrica del

Norte4% Asa Pacfico

8%

Africa8%

Fig. 1.6 % distribucin de reservas probadas (SRWE, 2008)

Tri

llone

s de

m3

5

0

200

400

600

800

1000

1200

Amr

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del

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S &

Cent

roam

ric

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Eur

opa

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ia

Ori

ente

Med

io

Afri

ca

Asi

a

Fig. 1.7 Produccin de gas por regiones (SRWE, 2008)

1.2 La industria del Petrleo y Gas Nacional

1.2.1 PEMEX Petrleos Mexicanos (Pemex) es un organismo pblico descentralizado, responsable de realizar, de manera

exclusiva, las actividades estratgicas en materia de hidrocarburos, reservadas en la Constitucin para el Estado

Mexicano. Debido a que es una empresa integrada, participa en toda la cadena de valor de la industria petrolera.

Por tanto, es responsable de la exploracin y produccin de hidrocarburos en territorio nacional, de la refinacin

de crudo, del procesamiento de gas y petroqumicos bsicos, as como de la produccin de algunos petroqumicos

secundarios. Petrleos Mexicanos es pieza clave en el suministro de los combustibles que requiere la economa

nacional. En 2007, cubri 100% de la demanda de combustibles automotrices, con produccin propia e

importaciones, as como 85% de la de combustibles industriales. Pemex es la empresa ms importante del pas y la

onceava ms importante del mundo. En 2007, gener ingresos por $1,134 miles de millones de pesos (104.5 miles

de millones de dlares). Sus exportaciones representaron 15% de los ingresos de la cuenta corriente. Es la

principal generadora de ingresos presupuestarios del sector pblico (cerca de 40%), (Reporte, PEMEX).

1.2.1.1 Crudo

La produccin mxima de crudo de PEMEX se alcanz en 2004 con 3,383 miles de barriles diarios. A partir de

ese momento, se ha registrado una constante disminucin.

Bill

ones

de

m3

6

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Mile

s de

Bar

riles

Pesado Ligero

Fig. 1.8 Produccin de crudo miles de barriles diarios (PEMEX, 2008)

A partir de 2005 inici su proceso de declinacin natural a tasas crecientes, como ocurre en todos los yacimientos

a nivel mundial, una vez que alcanzan su etapa de madurez. Entre 2006 y 2007 dicha declinacin fue de 15%,

alcanzando en este ltimo ao una produccin de 1,470 miles de barriles diarios (ver Fig. 1.8). Durante la ltima

dcada la produccin de crudo tambin se caracteriz por una mayor participacin de crudos pesados. Mientras

que en 1997 los crudos pesados representaban 52%, en 2007 representaron 66%, lo que requiri, por un lado,

adecuar la infraestructura para su manejo y procesamiento domstico.

1.2.1.2 Gas

Este hidrocarburo es insumo fundamental para el sector industrial, as como para los pequeos y medianos

consumidores. Adems, tiene una relevancia particular en la generacin de electricidad, ya que la conversin a

ciclo combinado (Tecnologa que utiliza gas natural como combustible para generar energa elctrica.) con base en

gas natural ha contribuido de manera destacada al incremento de la demanda de este hidrocarburo en el pas.

Entre 2000 y 2007 la produccin total de gas natural aument 29%, de 4,679 millones de pies cbicos diarios, a

6,058 millones de pies cbicos diarios.

7

Fig. 1.9 Produccin de gas natural (PEMEX, 2008)

La Fig. 1.9 muestra que la mayor parte del crecimiento que se observ entre 2004 y 2007 (70%) se explica por la

produccin de gas no asociado, en la cual ha tenido un papel relevante la utilizacin de contratos con terceros.

Estos contratos han contribuido a mejorar el desempeo de PEMEX y actualmente aportan el 13% de la

produccin en dicha rea. Asimismo, han contribuido a disminuir los costos totales de perforacin, ya que han

permitido reducir los tiempos de perforacin, factor principal para determinar el costo de un pozo. El incremento

de la produccin de gas natural observado durante los ltimos aos (29% durante 2000-2007) ha sido insuficiente

para satisfacer el aumento de la demanda (38% en el mismo lapso), lo que repercuti en un aumento significativo

de las importaciones de ese hidrocarburo, situacin que continuar en el futuro previsible. Por otro lado, prevalece

la problemtica de un excesivo venteo de dicho energtico, principalmente en las regiones marinas. El

aprovechamiento del gas natural en estas zonas es muy inferior al estndar internacional (97%).

Por otro lado, de acuerdo a los datos de PEMEX (2006) cuenta con 22,920 Km de longitud de ductos instalados

para el transporte de GN, LPG y Petroqumicos bsicos (ver Fig. 1.10).

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

GN LPG PetroqumicosBsicos

Long

itud

(Km

)

Fig. 1.10 Longitud de ductos instalados para transporte de GN, LPG, y petroqumicos (PEMEX, 2006)

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

ones

de

pies

cb

ico

diar

ios

Asociado No asociado

8

1.3 Estadsticas de accidentes en la industria del gas

Esta seccin presenta una breve descripcin de algunas estadsticas relevantes a accidentes que han ocurrido en el

trasporte de hidrocarburos a nivel mundial (Estados Unidos y Europa) y nacional.

1.3.1 Algunas estadsticas de accidentes a nivel mundial

Las Fig. 1-11 1.13 muestran las estadsticas de accidentes en ductos de transporte de hidrocarburos y

consecuencias ocurridos en los Estados Unidos de Norteamrica de 1986 al 2003. La Fig. 1.11 muestra el nmero

de accidentes que han ocurrido por ao durante este periodo (1986-2003). De la Figura se puede observar una

media de 200 accidentes por ao; adems, se observa que de 1986 a 1995 hubo una tendencia de aumento del

nmero de accidentes siendo el ao 1994 cuando se registr el mayor nmero (245 accidentes). De 1995 al 2003

se observa una tendencia a la baja del nmero de accidentes.

0

50

100

150

200

250

300

1986

1988

1990

1992

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1996

1998

2000

2002

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ente

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Fig. 1.11 Accidentes en ductos (Bolt, 2006)

9

0

1

2

3

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6

1986

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1991

1992

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1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Fata

lidad

es

Fig. 1.12 No. de Fatalidades (Bolt, 2006)

0

5

10

15

20

25

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35

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1986

1987

1988

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1993

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1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Lesi

onad

os

Fig. 1.13 Personas lesionadas causadas por accidentes en ductos (Bolt, 2006)

Por otro lado, la Fig. 1.12 muestra las consecuencias de dichos accidentes con una media de 1.9 fatalidades por

ao. Se observa tambin una tendencia a la baja del nmero de fatalidades. De manera similar, la Fig. 1.13

muestra el nmero de lesionados con una media de 10 por ao, lo cual tiene una tendencia ala baja por el mismo

periodo (1986-2003). Los aos ms crticos han sido en 1986 con 32 lesionados; 1989 y 1992 ambos con 38

accidentes y finalmente el ao 1999 con 20 lesionados.

Por otro lado, la Fig. 1.14 muestra las estadsticas de incidentes que han ocurrido en ductos de transporte de

hidrocarburos en Europa (EGIG, 2008).

10

0

10

20

30

40

50

60

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

No.

Acc

iden

tes

Fig. 1.14 Incidentes de ductos en Europa de 1970-2007 (EGIG, 2008)

La Fig. 1.14 muestra datos de accidentes que han ocurrido por un periodo de 37 aos, es decir de 1970 al 2007. El

nmero de accidentes que han ocurrido tiene una media de 100 por ao. De la Figura se puede observar que de

1970 a 1985 hubo un aumento del nmero de accidentes, alcanzando la cifra ms alta en el ao de 1985. Sin

embargo, a partir de este ao hasta el 2007 el nmero de accidentes ha ido a la baja, siendo el ao 2007 el ms

bajo con un total de 14 accidentes. (EGIG, 2008).

1.3.2 Algunas estadsticas de accidentes a nivel nacional

Esta seccin describe estadsticas de incidentes y accidentes que han ocurrido en la industria del transporte por

medio de ductos de hidrocarburos a nivel nacional. Cabe mencionar que los datos mostrados en las Figs. 1.15

1.18 han sido recopiladas de diferentes medios de informacin principalmente peridicos de circulacin nacional.

Por otro lado, la Fig. 1.19 muestra las estadsticas de PEMEX en relacin a la frecuencia de accidentes entre

1996 y 2007.

11

0

20

40

60

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120

140

1993

1994

1995

1996

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1998

1999

2000

2002

2002

2003

2004

2005

No.

Fat

alid

ades

Fig. 1.15 Fatalidades-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)

La Fig. 1.15 muestra el nmero de fatalidades debidas a accidentes de ductos que han ocurrido entre 1993 al

2005. El nmero de fatalidades por ao es de 100. Siendo los aos 1999 y 2005 los ms crticos ya que hubo

un total de 132 y 107 fatalidades respectivamente. Por otro lado, la Fig. 1.16 muestra el nmero de personas

que han sido intoxicadas por estos eventos; siendo el ao de 1996 el ms crtico con 1336.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1993

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1996

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1998

1999

2000

2002

2002

2003

2004

2005

No.

Into

xica

dos

Fig. 1.16 Intoxicados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)

12

050

100150200250300350400450500

1993

1994

1995

1996

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1998

1999

2000

2002

2002

2003

2004

2005

No.

Les

iona

dos

Fig. 1.17 Lesionados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2002

2002

2003

2004

2005

No.

Eva

cuad

os

Fig. 1.18 Evacuados-accidentes en ductos (PEMEX, 2007)

La Fig. 1.17 muestra el nmero de personas que han sido lesionadas (Ej., quemaduras, entre otros) con una media

de 200 por ao. El nmero de personas que han sido evacuadas de sus hogares o centros de labores debidos a

accidentes de ductos se muestra en la Fig. 2.18. Se puede observar que los aos ms crticos han sido el 2004 y

2005; con cifras de 22,978 y 24,111 evacuados respectivamente.

13

La Fig. 1.19 muestra las estadsticas de PEMEX en relacin al Nmero de lesiones incapacitantes por cada

milln de horas hombre. Los datos mostrados no muestran explcitamente los incidentes o accidentes ocurridos

en ductos.

0

1

2

3

4

5

6

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Indi

ce d

e Fr

ecue

ncia

Fig. 1.19 ndice de frecuencia PEMEX (PEMEX, 2008)

La Fig. 1.19 muestra que, el ndice de frecuencia de accidentes tiene mejoras entre 1996 y 2001 de manera

consistente, segn Pemex, lleg a ubicarse incluso por debajo de las referencias internacionales. Sin embargo,

dicho ndice repunt en 2004. Por otro lado, el ndice de frecuencia para personal de Petrleos Mexicanos en 2007

se ubic en 0.59, comparado con 0.67 durante 2006. Dicho ndice repunt en octubre, al alcanzar 1.14, debido

principalmente a tres accidentes en las actividades de exploracin y produccin (una intoxicacin en la plataforma

Ixtal-A, una reparacin de fugas en el ducto Potrero-Naranjos, y la colisin de la plataforma Usumacinta). Otras

reas, como Pemex Gas y Petroqumica Bsica, Pemex Refinacin y Pemex Petroqumica mantuvieron ndices

decrecientes respecto a otros aos. Lamentablemente, en 2007 fallecieron dieciocho trabajadores de Pemex.

14

1.4 Justificacin del Proyecto de Tesis

La industria del petrleo y gas indudablemente representa una de las fuentes de energa ms importantes de la

sociedad moderna. En la actualidad se estn investigando energas alternativas; sin embargo hasta ahora no se ha

logrado una opcin que realmente lo sustituya (ver seccin 1.1). Por otro lado, accidentes ocurren con frecuencia

en los ductos de transporte de hidrocarburos y con graves consecuencias en trminos de prdidas de vidas

humanas, lesiones graves, interrupcin de las operaciones, etc., (ver seccin 1.4).

Las secciones anteriores han demostrado que existe el problema de este tipo de eventos y es necesario prevenirlos

y mantener los riesgos a las personas y a la sociedad en general dentro de niveles aceptables. Esto quiere decir que

existe la necesidad de llevar acabo anlisis de riesgos y as poder disear mecanismos de control para la

prevencin de este tipo de eventos.

1.5 Conclusiones del Captulo

Este captulo present la justificacin del proyecto de tesis. En particular se concluy que es imperativo llevar a

cabo un anlisis de riesgos para identificar el nivel de riesgo individual y de la poblacin y as poder disear

mecanismos de control y prevenir fatalidades y lesiones debidas a accidentes en ductos en el futuro. Los aspectos

tericos en la cual se basa este proyecto de investigacin se describe en el Captulo 2.

15

Captulo Dos

Marco Terico

Este capitulo presenta las reas del conocimiento que forman la base terica para el desarrollo de este proyecto de

investigacin. El captulo comienza con un mapa mental del marco terico y esto se presenta en la seccin 2.1. En

la seccin 2.2 se presenta la teora de ciencia de sistemas. Mientras que en la seccin 2.3 discute y desarrolla

conceptos importantes de la teora del anlisis de riesgos. La seccin 2.4 presenta una revisin de teora de

Explosiones e incendios enfocado a la Industria Qumica y del Petrleo. Finalmente, se presentan conclusiones del

captulo en la seccin 2.5.

2.1 Marco Terico

La Fig. 2.1 muestra las reas del conocimiento que se han usado para el desarrollo de la tesis. En las subsecuentes

secciones se describen brevemente cada una de ellas.

Fig. 2.1 Modelo del Captulo Dos.

An

lisis

del

R

iesg

o In

divi

dual

pa

ra e

l cas

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un

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plos

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de

un g

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ucto

Teora sobre DRT

Definicin Matemtica

Teora de Anlisis

Metodologa

Prevencin y Proteccin

Niveles de Riesgos

Teora de Explosin e

Incendio

Explosin

Incendio

Ciencia de Sistemas

Clases de sistemas

Recursividad

Sistemas duros y suaves

16

2.2 Ciencia de sistemas

La palabra sistema esta de moda y hablamos sobre sistemas sociales, ecosistemas, sistemas de control, sistemas

informticos, sistema solar, sistemas filosficos, sistemas biolgicos, entre otros. El hecho de que la palabra se usa

en muy diferentes contextos indica la complejidad del concepto mismo. Pero sin que nos involucremos en

lingstica o semntica se puede afirmar que un sistema es un conjunto de elementos (partes) interrelacionados

entre s con un propsito. Para detalles de los orgenes, conceptos y desarrollo de la ciencia de sistemas, ver por

ejemplo, Emery (1981), Bertalanffy (1981), Forrester (1961) Kim (1993), Flood (2001), Checkland (1981),

Checkland y Scholes (1990). Para empezar hay que aclarar la diferencia que hace Checkland entre mtodo y

metodologa: La distincin entre mtodo y metodologa es importantsima para entender la Metodologa de

Sistemas Blandos. Un mtodo es algo ms cercano a una tcnica, es una secuencia de pasos que lleva a un

resultado especifico (Checkland; 2000), y la metodologa, es el estudio del mtodo, se puede decir que la

diferencia fundamental es la flexibilidad, un mtodo es rgido, y aplicable a casos con ciertas caractersticas

especficas, que representar un conjunto menor de las que podran ser tratadas en una metodologa.

Fig. 2.2 Clases de Sistemas (Adaptado de Checkland, 1995)

17

2.2.1 Clases de sistemas

Checkland (1995) ha propuesto cuatro clases de sistemas necesarias para describir el todo del mundo real: (1)

sistemas naturales, (2) sistemas fsicos diseados; (3) sistemas abstractos diseados; y (4) sistemas de actividad

humana, tal como se muestra en Fig. 2.2.

2.2.1.1 Sistemas naturales

Son aquellos cuyos orgenes se encuentran en el origen del universo, Checkland (1995).

2.2.1.2 Sistemas fsicos diseados

Son los que estn diseados como el resultado de algn propsito humano, Checkland (1995).

2.2.1.3 Sistemas abstractos diseados

Estos sistemas representan el producto consciente ordenado de la mente humana, Checkland (1995).

2.2.1.4 Sistemas de actividad humana

Estos son sistemas menos tangibles que los sistemas naturales y diseados. Checkland (1995) argumenta que en el

mundo se puede observar claramente innumerables grupos de actividades humanas ms o menos ordenadas, como

resultado de algn propsito o misin fundamental.

2.2.2 Recursividad

Es el hecho de que un sistema est compuesto de partes con caractersticas tales que son a su vez objetos

sinrgicos, formando subsistemas-sistemas y suprasistemas. La recursividad es que cada objeto, no importando su

tamao, tiene propiedades que lo convierten en una totalidad, es decir, en un elemento independiente. Se requiere

que cada parte del todo posea, a su vez, las caractersticas principales del todo, o sea podemos entender por

recursividad el hecho de que un objeto sinergtico (un sistema), est compuesto de partes con caractersticas tales

que son a su vez objetos sinergticos (sistemas) segn Gigch (2003). Un Subsistema es un sistema alterno al

sistema principal (o que es el objeto de estudio y/o enfoque) que se desarrolla en segundo trmino tomando en

cuenta el intercambio de cualquier forma o procedimiento. Un suprasistema es aquel que comprende una jerarqua

mayor a la de un sistema principal determinado, enlazando diferentes tipos de comunicacin interna y externa.

Recursividad se aplica a sistemas dentro de sistemas mayores. La reduccin (o ampliacin) no consiste el sumar

partes aisladas, sino, en integrar elementos que en si son una totalidad dentro de una totalidad mayor.

Recursividad se presenta en torno a ciertas caractersticas particulares de diferentes elementos o totalidades de

diferentes grados de complejidad. Entonces, el problema consiste en definir de alguna manera las fronteras del

sistema (que ser un subsistema dentro de un supersistema mayor, de acuerdo con el concepto de recursividad).

18

Principio de Recursividad: Lo que este principio argumenta es que cualesquier actividad que es aplicable al

sistema lo es para el suprasistema y el subsistema. Tambin se observa analizando que todos sus componentes

producen algo que a su vez retroalimentan a otro u otros componentes, la base de los objetos del sistema es la

investigacin y esta produce una informacin que es utilizada por los otros componentes.

Por ejemplo, en relacin a nuestro caso de estudio podemos considerar como suprasistema o sistema a Industria

Gas Natural; esto es a la cadena de valor de la industria del gas natural y esto se ilustra en la Fig. 2.3.

Fig. 2.3 Recursividad Sistema Industria Gas Natural

Fig. 2.4 Recursividad Subsistema Transporte

Martimo Terrestre

Sistema Transporte

Ambiente

Produccin Comercializacin

Distribucin

Transporte

Sistema Industria Gas Natural

Ambiente

19

Fig. 2.5 Recursividad Sistema Transporte Terrestre

Fig. 2.6 Recursividad Sistema de inters Gasoducto-Alta Presin

As por el principio de recursividad, el subsistema Transporte tiene propiedades que lo convierte en una

totalidad (ver Fig. 2.4). Aplicando el principio de recursividad se obtienen sistemas dentro de sistemas (ver Figs.

2.5 -2.6) hasta obtener nuestro sistema de inters; esto es Sistema Gasoducto-Alta presin (ver Fig. 2.6).

2.2.3 Metodologas de sistemas suaves La Metodologa de Sistema Suaves o Blando (SSM) fue introducido por primera vez por Checkland en 1981 en su

libro, systems thinking, systems practice (Checkland, 1981). SSM ha estado agrupado acerca del Suave (soft)

contra el Duro (hard). Esta es una metodologa de anlisis y modelacin. El Duro (Hard) se define como un

sistema complejo (hard systems) y el Sistema Blando como un Sistema Humano (Human Soft Systems), el cual es

ms tarde definido por Checkland como un Sistema de Actividad Humana (HAS). Estos sistemas son diferentes

de uno natural o un sistema designado (el cual puede ser fsico o abstracto). Un HAS esta definido como una

coleccin de actividades, en donde la gente esta resuelta a ser empleado, y las relaciones entre estas actividades.

Checkland propone que los mismos mtodos sean usados para ingenieras.

Ferrocarriles Carretero

Sistema Transporte-Terrestre

Gasoducto

Ambiente

Alta Presin

Baja Presin

Sistema Gasoducto

Ambiente

20

2.2.4 Metodologas de sistemas duros Chekland (1990) sugiere que las metodologas de sistemas duros estn basadas en el paradigma de la

optimizacin, mientras que el SSM est basado en el paradigma del aprendizaje. Los mtodos de sistemas duros

estn relacionados con el logro de objetivos, y hacen posible la construccin de sus modelos con base en el

mtodo cientfico proporcionando un conocimiento generalizable sobre ocurrencias estructuradas. As se asume,

que el mundo est compuesto de sistemas que pueden ser optimizados siguiendo procedimientos sistemticos. En

el enfoque de Chekland (1990). Los sistemas duros dependen de los objetivos y propsitos asumidos o impuestos.

Usando una terminologa diferente, Checkland, P., 1990 argumenta que los mtodos de sistemas duros persiguen

unos modelos de bsqueda de objetivos, mientras que la SSM refleja un modelo de comportamiento humano

orientado al mantenimiento de relaciones.

Esto se demuestra en el pensamiento duro en la discusin sobre el como deben lograrse objetivos conocidos,

con prediccin, control y optimizacin. En pensamiento sistmico suave, el nfasis es sobre que debemos hacer y

sobre la participacin y el aprendizaje.

En la Fig. 2.7 se muestra el espectro de sistemas suaves y sistemas duros.

Fig. 2.7 Espectro de metodologas de sistemas suaves y duros, se muestran como los extremos opuestos.

Adaptado de Beard, et al. 2005.

2.2.5 La MARI en relacin al espectro de sistemas suaves y duras

Y para el caso de la metodologa empleada para el anlisis de riesgo individual (MARI), se muestra dentro del

espectro de metodologas, ver Fig. 2.8.

Suaves (Ejemplo, SSM)

Duros (Ejemplo, OR)

21

Fig. 2.8 MARI en el contexto de metodologas Suaves y Duras

2.3 Teora del Anlisis de Riesgos

Se puede argumentar que el anlisis de riesgos es una condicin necesaria para llevar a cabo tareas y operaciones

en forma ms segura (Weisz, 2003). El anlisis de riesgo de un sistema consiste en la utilizacin de la informacin

disponible para estimar el riesgo de personas o procesos. En general, se trata en esencia de identificar, evaluar y

controlar los riesgos en forma sistemtica y econmica. A pesar de los esfuerzos de los especialistas de diferentes

disciplinas para estimar o valorar el riesgo, cualquiera que sea el enfoque de concepcin del riesgo que se tenga,

es necesario tener un referente para efectos de estimar cundo unas consecuencias ambientales, econmicas o

sociales pueden considerarse graves, importantes o insignificantes y si son o no aceptables por quien tiene la

posibilidad de sufrirlas o afrontarlas. A continuacin se presentan algunos conceptos importantes para el

desarrollo de la tesis.

2.3.1 Tolerabilidad del riesgo

Antes de que se pueda determinar si un sistema es seguro o no, primero es necesario determinar qu es un nivel de

riesgo aceptable para el sistema. Lo cual los riesgos a menudo se expresan como probabilidades; sin embargo, el

concepto de riesgo supone mucho ms que probabilidades. La evaluacin de la aceptabilidad de un riesgo dado

con relacin a un peligro en particular siempre debe tener en cuenta dos aspectos: a) la probabilidad de que el

hecho peligroso se produzca, y b) la gravedad de sus posibles consecuencias. La Fig. 2.9 muestra las tres

categoras de los niveles de riesgo. (Ver captulo 4 y 5 para ms detalles de niveles de aceptabilidad).

MARI

Cualitativo Subjetivo Relativo

Criticable

Cuantitativo Objetivo Absoluto Analtico

Suaves Duros

22

Fig. 2.9 Tolerancia del riesgo

a) Riesgos que son tan elevados que son inaceptables (Zona inaceptable);

b) Riesgos que son tan bajos que son aceptables (Zona aceptable), y

c) Riesgos que estn entre las zonas a) y b), es decir, los Tolerables (Zona Tolerable ALARP) por lo que es

necesario considerar las formas en que se compensan recprocamente los riesgos y los beneficios. (ALARP, as

low as reasonably practicable).

Si el riesgo no satisface los criterios de aceptabilidad predeterminados, siempre se puede procurar reducirlo a un

nivel que sea aceptable empleando procedimientos apropiados para mitigarlo. Si el riesgo no se puede reducir para

llevarlo a un nivel aceptable o ms bajo, se podr considerar que es tolerable si:

a) El riesgo es menor que el lmite inaceptable predeterminado;

b) El riesgo ha sido reducido al nivel ms bajo prcticamente posible; y

c) Los beneficios del sistema o de los cambios propuestos son suficientes como para justificar que se acepte el

riesgo.

Nota: Antes de clasificar un riesgo como tolerable, deben satisfacerse los tres criterios anteriores.

Zona Tolerable ALARP

Riesgo Despreciable

Zona Aceptable

Zona Inaceptable

23

El acrnimo ALARP (as low as reasonably practicable) se emplea para describir un riesgo que se ha reducido a un

nivel que es el ms bajo prcticamente posible. Para determinar qu es prcticamente posible en este contexto,

deben tenerse en cuenta si es tcnicamente posible reducir ms el riesgo de fatalidades y en consecuencia, reducir

ms el costo; esto podra incluir un estudio de costos y beneficios.

Demostrar que el riesgo en un sistema es ALARP significa que toda nueva reduccin del riesgo es impracticable o

bien que su costo es excesivo. No obstante, se debe tener presente que cuando un individuo o una sociedad

acepta un riesgo, esto no significa que el riesgo queda eliminado. Algn nivel de riesgo sigue existiendo; sin

embargo, el individuo o la sociedad ha aceptado que el riesgo residual es lo suficientemente bajo como para que

las ventajas excedan a ese riesgo.

Finalmente, debe mencionarse que an cuando el riesgo se clasifique como aceptable (tolerable), s se encuentran

medidas que podran dar como resultado una mayor reduccin del riesgo, y la aplicacin de estas medidas requiere

poco esfuerzo o pocos recursos, deberan aplicarse.

2.3.2 Riesgo y peligro

El concepto de riesgo est presente en la prctica, en la totalidad de las actividades que realiza el ser humano,

y es importante aclarar el alcance y significado del mismo para poder llevar a cabo un estudio adecuado y

consistente de su tratamiento en explosin de gasoducto. En muchos casos se confunden los conceptos de

peligro y riesgo.

El Peligro, se refiere al potencial de dao dentro de un sistema. Por lo consiguiente puede haber varios tipos de

peligros, por ejemplo, peligro de incendio, hay que considerarlo como riesgo potencial dentro de un sistema.

Por otro lado, un evento crucial, puede conducir a un dao, ver representacin del evento crucial en la Fig. 2.10.

24

Fig. 2.10 Representacin esquemtica de un Evento Crucial (Beard & Santos-Reyes, 2005).

El riesgo puede ser definido como la probabilidad de un tipo particular de dao, por ejemplo, una fatalidad

como resultado de un evento crucial.

Por otro lado, segn el Diccionario de la Real Academia Espaola define los mismos como (RAE, 2007):

Riesgo: contingencia o proximidad de un dao.

Peligro: contingencia inminente de que suceda algn mal.

Por consiguiente la diferencia esencial entre los dos trminos es la inminencia de ocurrencia. Se puede por

tanto aseverar que el concepto de riesgo implica dos aspectos: La probabilidad de ocurrencia, ya que el

hecho no es inminente, cuando se habla de riesgo hay que ligarlo a un concepto estadstico que concrete de

manera alguna las posibilidades de ocurrencia. La consecuencia, que podr ser en uno u otro sentido

(prdidas de vidas humanas, instalaciones, econmicas, entre otros).

2.3.3 Prevencin y Proteccin Prevencin y Proteccin pueden ser vistos en relacin al concepto de un Evento Crucial. Todas las medidas

relacionadas a la prevencin pueden ser consideradas como todas aquellas que reducen la probabilidad de un

evento crucial. Por otro lado, todas aquellas medidas relacionadas con la proteccin pueden ser consideradas

como aquellas concernientes a las consecuencias despus de un evento crucial. Proteccin incluye proteccin

total (no ocurre ningn dao), o mitigacin (proteccin parcial, algn dao puede ocurrir). La Fig. 2.11

muestra la prevencin y proteccin en relacin a un evento crucial.

Evento

Crucial

Fact

ores

Cau

sale

s

Con

secu

enci

as

25

Fig. 2.11 Prevencin y proteccin en relacin a un Evento Crucial (Beard & Santos-Reyes, 2005).

2.3.4 rbol de fallas y eventos

Existe una variedad de herramientas que pueden ayudar a la identificacin y cuantificacin de posibles accidentes

e incidentes (DARTS, 2002). Por ejemplo, un Checklist ayuda a evaluar equipamientos, materiales o

procedimientos. Los resultados facilitan e identifican reas que requieren un estudio ms detallado.

Los rboles de falla se usan para determinar el porque un sistema fall de un modo particular de falla. Este rbol

usa la informacin sobre la manera en la que opera un sistema, y no nada ms la manera en la que fallaron sus

componentes, y tambin considera las Amenazas del Ambiente y el error humano (Schneider, 1997). El rbol

de fallas es un ejemplo de lo que se conoce como el mtodo de no-causa directa (es decir, no determina la causa

directa del fallo de un sistema). La probabilidad del fallo de un sistema llamada el evento principal (Top Event) se

determina de los eventos primarios los que identifican los modos de fallos especficos.

El mtodo anlisis de rbol de eventos o sucesos, es una herramienta de anlisis cualitativo y cuantitativo de

riesgos que permite estudiar procesos secuenciales, de hipotticos accidentes a partir de sucesos iniciales

indeseados, verificando as la efectividad de las medidas preventivas existentes. (McGrath, 1990). Un rbol de

sucesos identifica posibles sucesos subsiguientes partiendo de un suceso inicial. Cada camino consiste en una

secuencia de sucesos y finaliza en un nivel de consecuencia. El objetivo en el anlisis de un rbol de sucesos es

identificar las posibles consecuencias de un suceso inicial y calcular las probabilidades de que acontezcan las

consecuencias correspondientes a diferentes secuencias de sucesos.

Peligro A

Peligro B

Peligro C

Consecuencia mayor (fatalidad)

Consecuencia mediana (lesin grave)

Consecuencia menor (lesin menor)

ANDEvento Crucial

Prevencin Proteccin

26

2.4 Explosiones e Incendios en la industria del gas y del petrleo

2.4.1 Explosin Una explosin puede definirse como la generacin de una onda de presin en el aire como consecuencia de la

liberacin de energa extremadamente rpida. Dentro de esta definicin tan amplia tienen cabida diversos

fenmenos fsicos y qumicos que, con cierta probabilidad, pueden presentarse en la industria que procesa o utiliza

sustancias peligrosas (IChemE, 1994). En estas industrias las explosiones representan, junto con los incendios, los

accidentes ms frecuentes y destructivos (Cosham, 2000), destacando las dedicadas a la fabricacin de explosivos

o materiales pirotcnicos, las que utilizan gases inflamables o las Instalaciones que, sin haber sustancias capaces

de provocar una explosin por s mismas, disponen de recipientes donde pueden generarse elevadas presiones que

al provocar su estallido liberan la energa contenida de forma violenta.

Las Tablas 2.1 y 2.2 proporcionan una visin general de la importancia de las explosiones en las industrias

mencionadas.

Tabla 2.1 Distribucin de incendios y explosiones en industrias que utilizan o procesan hidrocarburos

(Garrison, 1988)

Accidente Proporcin %

Incendios 35

Explosiones de Nube 42

Otras explosiones 22

Otros 1

Tabla 2.2 Incendios y explosiones en la industria del proceso

Tipologa Porcentaje (%)

Incendios 32

Explosiones dentro de equipos por entrada de aire 11

Explosiones dentro de equipos por reaccin fuera de control, o descomposicin explosiva

23

Explosiones fuera de equipos, pero en el interior de edificios 24

Explosiones en exteriores 3

Explosiones de recipientes (debidas a corrosin, dao de terceros, sobrecalentamiento o sobrepresin)

7

27

2.4.1.1 Explosiones de nube de gas o vapor

Las instalaciones que almacenan, producen o utilizan combustibles gaseosos (como PGPB) son ms

numerosas que las que utilizan sustancias explosivas. Por otro lado, hay que destacar la mayor facilidad con

la que las nubes gaseosas pueden encontrar puntos de ignicin que originen la combustin de las mismas,

fuera incluso de la propia instalacin donde se ha generado.

El trmino explosin de nube de vapor (en ingls VCE, de Vapour Cloud Explosion) es usado para definir la

combustin de la mezcla combustible-aire formada por la fuga y dispersin de una sustancia combustible en la

atmsfera tal es el caso del GN, dando lugar a temperaturas muy elevadas, y generando una onda de presin. En

general, la mayora de los combustibles tienen pesos moleculares mayores que el aire y, por consiguiente, se

comportan como nubes pesadas que se mueven a ras de suelo y pueden encontrar fcilmente una fuente de

ignicin. Las principales caractersticas de las fuentes de ignicin y los modos de evitarlas se discuten en la

bibliografa (US, 2004,2006; Horlek, 2001).

Para que tenga lugar la explosin de la nube, debe producirse la mezcla entre el combustible y el aire dentro de los

lmites de inflamabilidad que para el caso del GN es de 5%-15%. Si el punto de ignicin est muy cerca del origen

de la fuga el resultado ser un incendio de chorro o de charco, segn las caractersticas de la fuga. Se considera

que la mxima probabilidad de formacin de una nube explosiva ocurre cuando el periodo de tiempo entre el

inicio de la fuga y la ignicin est comprendido entre 1 y 15 minutos, si bien se encuentran documentados

accidentes en los que se estima que dicho perodo fue de menos de un minuto, en unos casos, y entre 16 y 30

minutos, en otros (Lees, 1996).

Por otro lado, la magnitud de la onda de sobre presin generada depende de la velocidad de propagacin de la

llama (frente de reaccin). Cuanto mayor sea sta, mayor ser la sobre presin alcanzada. La velocidad de

propagacin de la llama depende, a su vez, de la forma en que se inicie y progrese la combustin. Segn ocurra

sta, el resultado puede ser una deflagracin o, en condiciones ms especiales, una detonacin.

2.4.2 Deflagracin de nubes

Cuando la mezcla inflamable encuentra una fuente de ignicin (una pequea llama, por ejemplo), se inicia el

proceso de combustin, donde el frente de llama se propaga inicialmente en rgimen laminar. Este frente deja

tras de s los productos de combustin calientes y contina inflamando los reactivos.

2.4.3 El estallido de ductos o recipientes

Las causas por las que se puede producir la rotura de un ducto o recipiente son diversas: por debilidad estructural

(corrosin, erosin, fatiga, defectos de los materiales), por impactos externos, por aumento de la presin debido a

28

diferentes causas (sobrellenado, reaccin fuera de control, explosin interna...) o por combinacin de los

anteriores fenmenos. As, el recalentamiento por un incendio externo producira conjuntamente el incremento de

la presin interior del recipiente y el debilitamiento y falla de los materiales que lo constituyen.

2.4.4 Incendios

El riesgo de incendio y explosin se nos presenta en el lugar de trabajo con un