1.4: Fallas en Control de Procesos- Bhopal, Isla de Tres Millas
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Autores: (12 de diciembre de 2009) Steve Dzul, Steve Pankratz, Derrick Boroski
Los controles de procesos pueden tener un gran impacto en las comunidades circundantes, así como en el medio ambiente. Un ingeniero de un proceso a gran escala, por lo tanto, tiene una importante responsabilidad ética para operar un proceso de manera segura y adecuada. Estas responsabilidades se extienden mucho más allá del alcance de meramente la empresa para la que trabajan. Las fallas catastróficas en el control de procesos nos recuerdan la importancia de los sistemas de control y la ingeniería en el mundo actual.
Desastre de Bhopal, India
Visión general
La tragedia de Bhopal Gas en Bhopal, India, el 3 de diciembre de 1984, fue una gran fuga de gas tóxico que mató a miles de personas en los alrededores. Un tanque con 42 toneladas de isocianato de metilo (MIC) se contaminó con agua. Esto a su vez provocó una reacción de fuga que incrementó en gran medida la presión y las temperaturas en el tanque, lo que obligó a la ventilación de emergencia de los gases tóxicos a la atmósfera.
Esta tragedia se debió en gran parte a la falla o falta de controles de seguridad:
- Reacción fuera de control al aumentar la temperatura y la presión sin regulación
- Se suponía que la MIC debía enfriarse, sin embargo en la planta de Bhopal no se encendió el sistema de refrigeración. El control de temperatura en el tanque podría haber obstaculizado en gran medida la reacción descontrolada que se produjo con la adición de agua.
- La torre de bengalas para manejar la fuga de gases tóxicos no funcionaba
- La planta también contaba con depuradores de ventilación, que tampoco eran funcionales
- Cortina de agua, que neutralizaría algunos gases que escapan, no diseñados adecuadamente. No era lo suficientemente alto como para llegar a la cima de la torre de bengalas, haciéndola esencialmente inútil.
- Las alarmas que habrían alertado de un mal funcionamiento en el tanque no habían estado operativas desde hace 4 años
La siguiente figura ilustra algunas de estas fallas:
Si al menos algunos de estos hubieran estado funcionando, la cantidad de gas tóxico liberado se habría reducido sustancialmente.
Resultados
De esta tragedia podemos ver que si la planta tuviera controles de seguridad adecuados los efectos del desastre se habrían reducido en gran medida. Por lo tanto, como ingeniero químico es nuestra responsabilidad ante la sociedad proporcionar suficientes controles de seguridad a los procesos químicos para evitar que ocurran desastres como la Tragedia del Gas de Bhopal. Desafortunadamente, la negligencia industrial sigue siendo un problema en muchos países del tercer mundo.
Desastre de Tres Millas
Visión general
Una de las fallas de planta más grandes y de mayor alcance en la historia de Estados Unidos tuvo lugar en una planta de energía nuclear en Three Mile Island en marzo de 1979. El evento fue causado por una falla mecánica o eléctrica de las bombas principales de agua de alimentación, lo que provocó que la central eléctrica comenzara a sobrecalentarse. A medida que el calor aumentaba, el esquema de control provocó que la turbina y el reactor se apagaran. Esto provocó un aumento de presión en el sistema primario (parte nuclear de la planta) y una válvula de alivio se abrió automáticamente para liberar parte de la presión para evitar que el reactor soplara. Todas estas acciones fueron bien diseñadas para evitar que ocurriera un evento significativo. El problema era que la válvula de liberación no se cerraba correctamente cuando se aliviaba la presión en el reactor. Como resultado, cuando el reactor arrancó de nuevo, el refrigerante en el núcleo del reactor se perdió a través de la válvula de alivio de presión. Debido a que no existía un mecanismo de control que midiera el nivel del refrigerante en el reactor, los operadores, que sólo juzgaron el nivel del agua por la presión en el reactor, en realidad disminuyeron el flujo de refrigerante al reactor.
La siguiente figura es un diagrama simplificado de la planta TMI-2-:
El resultado de la falla en el diseño del control que impidió que los operadores enfriaran el reactor fue que las barras que sostenían el combustible nuclear se fundieron provocando que el combustible también se fundiera. Esto es lo peor que ha pasado en una central nuclear y es lo que pasó para causar el desastre en Chernóbil. Agradecidamente, el accidente fue contenido en gran parte y aunque toda la nación observó durante 3 días como se avecinaba la amenaza de una explosión o brecha de contención, resultaron 0 muertos o heridos. De hecho, los pasos correctivos fueron tan exitosos que el incremento promedio de radiación a la población circundante fue de alrededor de 1% y se estima que el incremento máximo en el límite al sitio es menor al 100% de la radiación de fondo natural presente en la región.
Resultados
El accidente en Three Mile Island mostró la importancia del diseño adecuado de los sistemas de control. En consecuencia, la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos tomó medidas para endurecer su regulación y aumentar los requisitos de seguridad de las centrales nucleares. Estos incluyeron renovar la capacitación del operador, así como aumentar los requisitos de diseño y equipos. Esto también puso en primer plano los peligros de todos los procesos industriales y recordó a la gente la importancia de la seguridad de las comunidades aledañas a las centrales químicas y eléctricas.
Desafortunadamente, el incidente también inspiró un intenso miedo a la energía nuclear en la población en general y es parcialmente responsable de la reducción de la tasa de construcción de nuevas centrales nucleares desde entonces. Si bien las fallas de control se pueden corregir con bastante rapidez, después de un problema de seguridad es difícil convencer al público en general de que los ingenieros han solucionado el problema y que no volverá a suceder.
Referencia
Referencias: www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/3mile-isle.html: La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos
Desastre de Texas City
Autores: (14 de diciembre de 2009) Virgil Humes, Fred Garner
Visión general
En marzo de 2005, 15 personas murieron en la explosión de una refinería en Texas City, TX. La refinería es la tercera más grande del país con capacidad para procesar diariamente más de 400,000 barriles de crudo. En este día en particular, se estaba poniendo en marcha la unidad de isomerización (cuyo propósito es impulsar el índice de octano de los combustibles). Como parte de la secuencia normal de arranque, los operadores comenzaron a alimentar hidrocarburos líquidos a la torre. No obstante, se pasó por alto una válvula de descarga que debería haberse abierto. Se ignoró una alarma de alto nivel y aún no se había vuelto a activar una segunda alarma de alto nivel de las diversas actividades de mantenimiento que se habían estado realizando mientras la unidad estaba baja. Al darse cuenta de que la torre se estaba llenando, se abrió una válvula de descarga para liberar el fluido caliente del fondo del recipiente. Este fluido luego pasó a través de un intercambiador de calor, calentando el fluido que aún se estaba bombeando a la torre. La ebullición que resultó en el fondo de la torre provocó que los líquidos se derramaran sobre la parte superior de la pila y en un tambor de soplado con un respiradero atmosférico y sin bengalas. El tambor de soplado no pudo contener el volumen y comenzó a expulsar hidrocarburos líquidos y vapores del respiradero atmosférico. Los vapores pronto fueron encendidos por un camión diesel con su encendido encendido. Quince personas en un tráiler cercano murieron en la explosión resultante. Las insuficiencias en los procedimientos escritos de puesta en marcha, la capacitación del operador y el diseño del sistema de alivio de seguridad provocaron pérdidas trágicas e innecesarias de vidas. Pero ejemplos como estos sirven para hacer que los entornos de proceso sean lugares aún más seguros para trabajar dentro y alrededor.
Durante la investigación, la Junta de Seguridad Química de Estados Unidos dio a conocer una animación que detalla las circunstancias que rodearon la explosión. Algunos relatos del incidente varían en algunos detalles, pero todos están de acuerdo en que los procedimientos escritos, la capacitación del operador y algunos aspectos del diseño del sistema de seguridad fueron los culpables.
Resultados
Después del incidente en la refinería, representantes de BP dijeron que la compañía eliminaría todos los sistemas de batería de soplado/pila de ventilación en servicio inflamable. Además, la Junta de Seguridad Química (CSB) recomendó que BP comisionara un panel independiente para investigar la cultura de seguridad y los sistemas de manejo de BP. Los hallazgos del panel mostraron que la gestión de BP no había distinguido entre seguridad laboral y seguridad de procesos. Esto condujo a nuevas implementaciones de seguridad de procesos en BP North America.
Referencia
Informe final de CSB sobre el desastre de la ciudad de Texas en marzo
Wikipedia - Refinería de la ciudad de Texas (BP)