La importancia de la evaluación térmica de los procesos químicos en el análisis de riesgos de una instalación industrial

Actualmente es difícil pensar que una instalación en la que se llevan a cabo procesos químicos no disponga de análisis de riesgos de sus procesos e instalaciones, y la realidad es que en mayor o menor grado esto es así.

Dentro de los análisis de riesgos de instalaciones industriales en las que se realizan procesos químicos cobra vital importancia la evaluación térmica de los citados procesos. Podemos plantearnos por tanto, por qué es tan importante la evaluación térmica de un proceso químico. En cualquier instalación industrial en la que se desarrollan procesos químicos, preguntas como las siguientes deberían ser habituales:

¿Nuestro sistema de refrigeración es suficiente para controlar el proceso? ¿En caso de que tengamos un problema en el sistema de refrigeración durante el proceso podemos tener algún problema de seguridad por incrementos de presión o temperatura? ¿Cuánto tiempo de actuación tengo antes de que ocurra una reacción no deseada? ¿Qué pasaría si olvido cargar solvente? ¿Y si olvido arrancar el agitador?

La respuesta a estas y otras muchas preguntas relacionadas con la seguridad del proceso e instalaciones (por tanto, análisis de riesgos) no es posible sin la evaluación térmica del proceso, por tanto es imprescindible de cara al diseño seguro tanto del proceso como de las instalaciones en las que se lleva a cabo.

Parámetros clave de diseño de proceso como temperatura de trabajo, temperaturas máximas y mínimas de dosificación, determinación de puntos del proceso en los que se puede interrumpir el proceso de forma segura, etc. son parámetros que no pueden determinarse sin haber realizado una evaluación térmica del proceso. Ahora bien, como se ha indicado, no solo es un análisis clave para el diseño de procesos, sino que también lo es para la definición de medidas técnicas de control, así como para el diseño de sistemas de seguridad de los equipos, como pueden ser la definición de enclavamientos o el dimensionamiento de sistemas de alivio de presión (discos de ruptura, válvulas de seguridad), siendo todos los puntos anteriores necesarios para poder asegurar que el proceso se desarrollará en condiciones controladas y seguras.

El análisis consiste en realizar el estudio térmico de las reacciones asociadas al proceso, tanto las deseadas como las no deseadas que pudieran ocurrir en caso de un escenario no deseado (fallo en el sistemas de refrigeración) para poder determinar parámetros imprescindibles para la determinación de la criticidad del proceso, así como para poder dar respuesta a las preguntas anteriormente citadas. Algunos de estos parámetros son:

• MTSR (Maximum Temperature of the Synthesis Reaction): qué temperatura alcanzará mi masa de reacción en base a la energía presente en el reactor
• TMRad (Time to Maximum Rate): en caso de que puedan darse reacciones no deseadas, cuánto tiempo dispongo antes de que se produzca la citada reacción.

Como cualquier análisis de riesgos, debería realizarse en la fase del diseño del proceso para poder validar tanto el proceso como las instalaciones, previo a la producción a nivel industrial. Esto no implica que para aquellos procesos existentes a escala industrial no sea necesario realizar la evaluación. El análisis también debe realizarse en estos procesos para poder corroborar que el diseño y las instalaciones en las que ya se efectúa son intrínsecamente seguros, y tener en cuenta los resultados de la evaluación a la hora de plantear modificaciones del proceso, tanto en diseño del mismo (kg, temperaturas, ...) como en la determinación de la idoneidad de los equipos utilizados para llevarlo a cabo.

En base a todo lo mencionado anteriormente y tal y como se ha indicado inicialmente, es necesario incluir la evaluación térmica de los procesos dentro de la estrategia de análisis de riesgos de una instalación industrial en la que se llevan a cabo procesos químicos de cara a poder realizar un diseño seguro tanto del proceso como de las instalaciones.