Introducción

El Árbol de Eventos es una ilustración gráfica de sucesos potenciales que puedan dar

como resultado fallas de equipos específicos o errores humanos. El Análisis por Árbol

de Eventos considera la respuesta del personal y los sistemas de seguridad en relación

con la presentación de la falla. El resultado del análisis de un evento por Árbol de

Eventos son las secuencias de un accidente, por ejemplo, un juego de fallas/errores, en

forma ramificada y cronológica, que definen un accidente. El Árbol de Eventos no es

aplicable al análisis de riesgos, pero es de gran utilidad para analizar el efecto de

sistemas de seguridad o procedimientos de emergencia en la prevención y mitigación de

eventos peligrosos.

Método del árbol de sucesos

Descripción

La técnica de análisis por árboles de sucesos consiste en evaluar las consecuencias de

posibles accidentes resultantes del fallo específico de un sistema, equipo, suceso o error

humano, considerándose como sucesos iniciadores y/o sucesos o sistemas intermedios

de mitigación, desde el punto de vista de la atenuación de las consecuencias.

Las conclusiones de los árboles de sucesos son consecuencias de accidentes, es decir,

conjunto de sucesos cronológicos de fallos o errores que definen un determinado

accidente.

Partiendo del suceso iniciador, se plantean sistemáticamente dos bifurcaciones: en la

parte superior se refleja el éxito o la ocurrencia del suceso condicionante y en la parte

inferior se representa el fallo o no ocurrencia del mismo.

Construcción del Árbol

La construcción del árbol comienza por la identificación de los N factores

condicionantes de la evolución del suceso iniciador. A continuación se colocan estos

como cabezales de la estructura gráfica. Partiendo del iniciador se plantea

sistemáticamente dos bifurcaciones: en la parte superior se refleja el éxito o la

ocurrencia del suceso condicionante y en la parte inferior se representa el fallo o no

ocurrencia del mismo.

El suceso iniciador puede ser cualquier desviación importante, provocada por un fallo

de un equipo, error de operación o error humano. Dependiendo de las salvaguardias

tecnológicas del sistema, de las circunstancias y de la reacción de los operadores, las

consecuencias pueden ser muy diferentes. Por esta razón, un AAS, está recomendado

para sistemas que tienen establecidos procedimientos de seguridad y emergencia para

responder a sucesos iniciadores específicos. La disposición horizontal de los cabezales

se suele hacer por orden cronológico de evolución del accidente si bien este criterio es

difícil de aplicar en algunos casos.

Evaluación del Árbol

El árbol de sucesos así definido tiene las siguientes características:

El suceso iniciador viene determinado por una frecuencia (f), expresada

normalmente en ocasiones por año.

Los N factores condicionantes son sucesos definidos por su probabilidad de

ocurrencia: pi, i=1,N.

Los sucesos complementarios de estos tienen asociados una probabilidad de 1-

pi, i=1,N.

Ámbito de Aplicación

La técnica se utiliza con especial énfasis para describir la evolución de fugas de

productos según sus características y el entorno en el cual tienen lugar.

Recursos necesarios

La técnica es poco laboriosa y no requiere preparación específica en su uso, si bien los

analistas deberán conocer los fenómenos en juego.

Soportes Informáticos

El uso de un código de ordenador se recomienda en el caso en que el número de

sistemas y componentes sea muy elevado y se quiera llevar a cabo un estudio de los

conjuntos mínimos de las secuencias accidentales (básicamente si existen dependencias

funcionales en la estructura).

Ventajas/Inconvenientes

Ventajas

1. Permite un estudio sistemático y exhaustivo de la evolución de un suceso.

2. Su aplicación es muy sencilla.

Inconvenientes

1. El valor obtenido está sujeto a incertidumbre por la dificultad que existe

normalmente en evaluar las probabilidades de los factores asociados.

2. Si el árbol es grande su tratamiento puede hacerse laborioso.

Ejemplos

Ejercicio 1: Se presenta un árbol de sucesos correspondiente a un suceso iniciador

denominado "fuga de GLP en zona próxima a depósitos de almacenamiento". Se

estudian las distintas secuencias accidentales y las consecuencias posibles de cada una

de ellas. Algunas de estas consecuencias no conllevan un peligro especial, pero otras

representan sucesos verdaderamente peligrosos, como BLEVE, UVCE o incendios de

charco.

Árbol de sucesos para fuga de GLP en zona próxima a depósitos de

almacenamiento

(1)         Incendio de charco.

(2)         Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion.

(3)         Unconfined Vapour Cloud Explosion.

(4)         Llamarada.

(5)         f = 10-3 oc/año.

Posteriormente a este análisis cualitativo, la estimación de la magnitud de cada suceso

requiere de un análisis de consecuencias mediante modelos de cálculo adecuados,

capaces de estimar los efectos del suceso contemplado.

El método se puede usar además para estimar las probabilidades de ocurrencia del

suceso final, asignando valores de probabilidad al suceso incidental y valores sucesivos

de probabilidad para cada acción enumerada en el árbol.

Suceso iniciador. Se considera la fuga de hidrocarburo líquido en la proximidad de

unas esferas. Este suceso tiene una frecuencia de 10-3 oc/año.

Factores condicionantes de la evolución del suceso que se indican en la cabecera del

esquema:

o Ignición inmediata, representa la probabilidad de que se produzca la ignición en

el momento de la fuga. Se considera que la probabilidad de que esto ocurra es de

0,3 El suceso complementario tiene una probabilidad de 1-0,3 = 0,7.

o Correcto funcionamiento del dispositivo contra incendios. Se refiere a la puesta

en marcha de los sprinklers que son capaces de refrigerar la esfera sometida a

radicación térmica. Se considera que la probabilidad de correcto funcionamiento

es de 0,99.

o Llamas contra esfera, representa, la probabilidad de que las llamas incidan

directamente sobre la esfera, dependiendo del punto de fuga. Se considera una

probabilidad de 0,01.

o Ignición retardada, representa la probabilidad de que la ignición se produzca a

cierta distancia del punto de fuga, dependiendo de la presencia de fuentes de

ignición. Se considera una probabilidad de 0,2.

o Por último, se indica en la columna Condiciones para generar una UVCE, la

probabilidad de que el gas entre límites de inflamabilidad sea suficiente para dar

lugar a una explosión no confinada. Se estima esta probabilidad en 0, 1.

Consecuencias

Inicialmente en la columna consecuencias se indica el tipo de fenómeno asociado a la

secuencia planteada. En el caso de la primera secuencia se contemplan los fenómenos

siguientes:

Fuga de GLP.

Ignición inmediata.

Correcta refrigeración de la esfera.

Tal secuencia conduce a un incendio del charco de GLP derramado.

La segunda secuencia comporta:

Fuga de GLP.

Ignición inmediata de los vapores.

Mal funcionamiento de los sprinklers.

Incidencia directa de las llamas sobre la esfera.

Tal secuencia puede producir la BLEVE de la esfera.

Evaluación del Árbol de Sucesos

Para cada una de las secuencias se procede a la evaluación de las secuencias obtenido

por producto de la frecuencia del iniciador y la probabilidad de los sucesos de la

secuencia. Así las dos primeras secuencias tienen unas frecuencias respectivas de:

10-3 oc/año x 0,3 x 0,99 = 2,9.10-4

10-3 oc/año x 0,3 x 0,01 x 0,01 = 3.10-8

De forma que globalmente se tiene:

Suceso Frecuencia (oc/año)

Pool fire 3.10-4 (secuencia 1 y 2)

BLEVE 3.10-8

UVCE 1,4. 10-5

Flash fire 1,26.10-5

Dispersió

n

5,6.10-4

Ejercicio 2: Árbol de sucesos para un suceso inicial de pérdida de agua de

refrigeración en proceso químico exotérmico

Se trata de estudiar las condiciones de seguridad de un reactor químico que dispone de

los siguientes sistemas de control térmico frente a procesos exotérmicos:

Un indicador de temperatura visual en el área de trabajo, un indicador de temperatura

con alarma al alcanzarse la temperatura T, y finalmente un indicador de la temperatura

máxima T2 asociado a un sistema automático de cierre de la válvula de entrada de

materias primas al reactor.

Por motivos de simplificación se han integrado en el árbol algunas funciones de

seguridad en una sola. Así, la función B "Detección y actuación del operario" integra

tres funciones de seguridad: que el indicador de temperatura funcione correctamente,

que el operario visualice en el momento oportuno la lectura y finalmente que el operario

actúe correctamente, tras observar que aquella es superior a la normalmente esperada.

Por tanto, cuando se indica que tal función tiene una probabilidad de fallo de 10 -1 (muy

alta) se entiende que esta representa la adición de las correspondientes probabilidades de

los susodichos posibles fallos, ya que con cualquiera de ellos en último término el

operario no actuaría, ya sea porque no se entera de lo que acontece o porque omite

hacerlo.

Téngase en cuenta que cuando un acontecimiento final requiere la conjunción o

simultaneidad de varios fallos, su probabilidad resultante es igual al producto de las

probabilidades de cada uno de tales fallos.

En cambio, cuando un acontecimiento indeseado puede tener lugar de varias formas

diferentes, su probabilidad de materialización es igual a la suma de las probabilidades

de cada una de ellas. Por ello, como fase final del árbol de sucesos, al determinar la

probabilidad de una situación descontrolada debemos sumar las probabilidades de cada

una de las situaciones finales indeseadas.

Árbol de sucesos para un suceso inicial de pérdida de agua de refrigeración en

proceso químico exotérmico

Probabilidad de acontecimiento indeseado     C     (fallo A, fallo de B, respuesta

favorable C, fallo de D y fallo de E):

P (    C   E) = 1.10-1 X 10-1 X 9,9.10-1 X 10-2 X 10-3 = 9,9.10-8

Probabilidad del acontecimiento indeseado        :

P (       ) = 1.10-1 x 10-1 x 10-2 X 10-3 = 10-7

Probabilidad de reacción descontrolada =     C     +       

P = 9,9.10-8 + 10-7 = 2.10-7

Se trata de una posibilidad remota, por lo que los sistemas de seguridad existentes se

considerarían suficientes.

Ejercicio 3: Árbol de sucesos para un suceso inicial de fallo de control térmico en

túnel de secado

Un secadero por aire caliente utilizado para el secado de piezas impregnadas de

disolvente dispone de un sistema de ventilación forzado que aspira aire del exterior

calentándolo mediante resistencias eléctricas protegidas, y lo expulsa al exterior, salvo

una parte que por razones de aprovechamiento energético se recircula en el secadero.

Existe un control de temperatura del aire de impulsión asociado al funcionamiento del

ventilador. Por características de diseño solamente, en caso de fallar tal control térmico,

puede formarse atmósfera inflamable.

Para evitar que se pueda formar atmósfera inflamable en el interior del secadero, se ha

instalado un explosímetro de medición continua con dos unidades de lectura

independientes, conectado con la válvula de regulación de la recirculación del aire, de

tal forma que cuando se supera el 30% del límite inferior de inflamabilidad, se cierra

automáticamente mediante servosistema dicha válvula. La segunda unidad de lectura

debería dar señal acústica perceptible, al alcanzarse el límite inferior de inflamabilidad,

a fín de avisar para situar el sistema en condiciones de seguridad. Un fallo en el

funcionamiento del explosímetro provocaría el paro de las dos unidades de lectura.

1. Representar el árbol de sucesos tras el fallo del control térmico (probabilidad de

fallo 2.10-2).

2. Determinar cada una de las probabilidades de las diferentes consecuencias

indeseadas a partir de las siguientes probabilidades de fallo obtenidas de bancos

de datos del suministrador de equipos y de la experiencia. Determinar la

probabilidad de tener una atmósfera inflamable en el secadero.

Fallo de funcionamiento del explosímetro  1.5·10-2

Fallo de lectura del explosímetro  2.0·10-1

Fallo del sistema de accionamiento de la válvula de regulación de la

recirculación  1.8·10-2

Fallo del sistema de alarma  1.0·10-3

Fallo por actuación incorrecta tras alarma  1.0·10-1

3. A la vista de los resultado del apartado anterior, ¿qué medida preventiva

prioritaria recomendaría para mejorar la seguridad del sistema?

Árbol de sucesos para un suceso inicial de fallo de control térmico en túnel de

secado

Probabilidades de acontecimientos indeseados, igual al producto de probabilidades

de cada uno de los sucesos confluyentes:

BC EF 2,3  ·10-5

BC F 2  ·10-7

BC 5,7  ·10-5

B EF 3,15  ·10-4

B E 3,2  ·10-6

B 7,88  ·10-4

3  ·10-4

Probabilidad de formación de atmósfera inflamable en el secadero:

P =  Probabilidades de acontecimientos indeseados

P =1,48.10-3

En los resultados obtenidos podemos observar que el explosímetro es el factor

predominante en la determinación de las probabilidades de las situaciones de riesgo, ya

que el fallo de este instrumento nos produce directamente el acontecimiento indeseado.

con una probabilidad digna de consideración (10-4)

Sería conveniente instalar un segundo explosímetro de medición continua con dos

unidades de lectura, este segundo explosímetro deberá ser totalmente independiente del

primero, con el fin de evitar fallos en los dos por causa común.

Conclusiones

Los métodos para la identificación, análisis y evaluación de riesgos son una

herramienta muy valiosa para abordar con decisión su detección, causa y

consecuencias que puedan acarrear.

Los métodos generalizados de análisis de riesgos, se basan en estudios de las

instalaciones y procesos mucho más estructurados desde el punto de vista

lógico-deductivo que los métodos comparativos.

La estimación de riesgos se realiza a través de la combinación de las frecuencias

de que ocurran las hipótesis de accidentes y sus respectivas consecuencias.

Los métodos utilizados para la estimación de frecuencias de eventos peligrosos

permiten minimizar y evitar la ocurrencia de los mismos con la finalidad de de

señalar algunas medidas para resguardar la integridad de las personas, bienes

materiales y el medio ambiente.