ANÁLISIS DE RIESGOS DE LA CONTRUCCIÓN DEL METRO POR PRESENCIA DE HIDROCARBURO EN FASE LÍQUIDA/GASEOSA
El objetivo de este estudio fue evaluar los riesgos derivados de la presencia de hidrocarburo en fase líquida, disuelta y/o gaseosa en el subsuelo durante las actividades de pilotaje, excavación y perforación del túnel necesarios para la instalación de la
P ara ello, era básico estudiar estos riesgos e identificar los controles (preventivos, mitigadores y/o de recuperación) aplicados durante la construcción del metro para controlar todos los posibles accidentes creíbles que podrían resultar en un incidente grave y con consecuencias para la seguridad de las personas, equipos, medio ambiente y de reputación de la compañía y/ o la propiedad. Para el análisis de riesgos se ha utilizado la metodología BowTie, que es una herramienta exhaustiva para describir todos los riesgos desde sus causas hasta sus consecuencias en forma de diagrama.
Antecedentes
Era conocida la contaminación del subsuelo por presencia de hidrocarburos que se encontraban entrampados en los suelos tanto en fase líquida como gaseosa, llegando a acumular producto libre en el nivel freático, situado alrededor de los 19 metros de profundidad. En la zona contaminada estaba prevista la construcción de una estación del metro que tendría tres niveles ( 4 losas) y alcanzaría una profundidad de 26 metros. Con anterioridad a la excavación de suelos para la construcción de dicha estación, era necesaria la ejecución e instalación de pilotes secantes, tanto para actuar como paredes de la propia estructura como para estabilizar las rampas de acceso de maquinaria y personal durante su excavación. Por otro lado, la cota de perforación del túnel del metro se situaba alrededor de los 20 metros y, por tanto, interceptaría los suelos contaminados y el nivel freático sobre el que se había acumulado producto hidrocarburado.
¿Qué es el análisis BowTie?
Tal y como se ha mencionado anteriormente, el análisis BowTie es una forma sencilla de describir los riesgos desde sus causas hasta sus consecuencias en forma de diagrama. Puede considerarse como una combinación entre dos metodologías de análisis de riesgos alrededor de un evento principal: los Árboles de Fallos (identificación de causas/amenazas) y los Árboles de Eventos (identificación de consecuencias). La metodología BowTie une ambos estudios a través de un evento principal (Top Event), cuya función es la de nexo de unión formando un diagrama con forma de pajarita; de ahí su nombre en inglés BowTie. Dicho sistema de análisis añade a esta combinación el estudio de las barreras/salvaguardas tanto para la prevención de las causas/amenazas como para la mitigación o recuperación de las consecuen-
cias. El proceso deriva en acciones a implementar además de permitir cuantificar el riesgo. Los primeros diagramas BowTie aparecieron en los años 70 a raíz de distintas catástrofes en la industria y transporte del petróleo que evidenciaron la necesidad de desarrollar una metodología sistemática de análisis que permitiera evaluar el grado de protección de las instalaciones. Pronto ganó popularidad al erigirse como una herramienta clara de identificación y gestión de riesgos a una mayor escala que las metodologías tradicionales, por lo que acabó siendo una herramienta complementaria de sus precedentes. Actualmente, la aplicación de este sistema se ha expandido a multitud de campos, desde la industria del petróleo, química, minería, aviación, transporte marítimo (incluidos puertos), sanidad, respuesta a emergencias hasta sectores como el financiero o gubernamental.
Proceso de análisis
Lo habitual es que los diagramas BowTie se generen directamente a partir de sesiones brainstorming, con la participación de los distintos agentes implicados en el evento principal a evaluar. Para el análisis de riesgos del metro se desarrollaron sesiones lideradas por técnicos especialistas del Grupo Tema-Litoclean con un total de 18 participan- tes entre técnicos, responsables y representantes de distintos departamentos involucrados en la construcción del metro y la estación, desde el consorcio contratista hasta el promotor, incluyendo la dirección facultativa y la entidad fiscalizadora. El proceso de análisis BowTie sólo se considera completo y totalmente efectivo cuando todas estas acciones recomendadas en el estudio han sido realizadas o formalmente descartadas. Asimismo, debe mantenerse actualizado por lo que necesita ser revisado siempre que se produzcan cambios en el proceso analizado y cualquier otra circunstancia o aspecto que así lo precise.
Descripción de los escenarios
El alcance del estudio fue el análisis de tres eventos principales resumidos en los escenarios descritos a
EL PROCESO DE ANÁLISIS BOWTIE SOLO SE CONSIDERA TOTALMENTE EFECTIVO CUANDO TODAS LAS ACCIONES RECOMENDADAS HAN SIDO EJECUTADAS O FORMALMENTE DESCARTADAS
PARA EL ANÁLISIS DE RIESGOS SE UTILIZÓ LA METODOLOGÍA BOWTIE, UNA HERRAMIENTA EXHAUSTIVA PARA DESCRIBIR TODOS LOS RIESGOS DESDE SUS CAUSAS HASTA SUS CONSECUENCIAS EN FORMA DE DIAGRAMA
continuación, identificando las causas que pudieran originar dichos escenarios, sus consecuencias y los controles existentes y/o necesarios para prevenir y/o mitigar dichas consecuencias.
Escenario 1 Contacto de hidrocarburos con los equipos de pilotaje
La perforación de los pilotes se realizaría mediante barrena helicoidal hasta distintas profundidades en función del tipo de pilote, incluyendo cazo de excavación acondicionado para extracción del material. El diámetro máximo de los pilotes sería de 1,5 m y la profundidad máxima aproximada prevista podría alcanzar los 30 m. Se preveía la ejecución de pilotes secantes para asegurar la impermeabilización lateral de las infraestructuras como la estación, rampa de acceso y túnel. Para ello, se intercalarían pilotes armados con pilotes únicamente hormigonados ejecutando en primer lugar éstos últimos. Durante la construcción de los pilotes se utilizarían lodos de estabilización poliméricos que llenarían la perforación hasta casi la superficie del terreno. Dichos lodos se recircularían según necesidad, por lo que se había previsto un cubeto de acumulación circular y abierto. Los lodos de estabilización se irían retirando mediante bombeo en el momento en que se rellenaran los pilotes con el hormigón, asegurando en todo momento la estabilidad de la perforación.
Escenario 2 Contacto de hidrocarburos con equipos de excavación
La excavación de la estación se realizaría por fases. En primer lugar, se excavaría el terreno delimitado
EN ESTE PUNTO SE DEFINIÓ LA NECESIDAD DE EXTRAER HIDROCARBUROS DEL SUBSUELO HASTA LA ELIMINACIÓN DE PRODUCTO LIBRE
previamente por los pilotes y se construiría una losa superior de un metro de espesor situada a dos metros de profundidad respecto de la superficie actual del terreno A continuación, se accedería a la parte inferior de la losa superior una rampa de acceso construida, de igual modo, con pilotes y se continuaría con la excavación bajo la losa superior. Una vez se hubieran excavado seis metros adicionales, correspondientes al nivel vestíbulo, se ubicaría una segunda losa de 0,8 m de espesor. Análogamente, se accedería a la parte inferior de la segunda losa por la rampa de acceso construida mediante pilotes, la cual sería modificada para acceder a esta nueva zona, y se continuaría con la excavación bajo la segunda losa. Una vez excavados 6 metros ( nivel entreplanta) se ubicaría la tercera losa de 0,8 m aprox. De nuevo, se accedería a la parte inferior de la tercera losa mediante la modificación de la rampa de acceso, incluyendo la instalación de puntales provisionales, y se continuaría con la excavación bajo la tercera losa. Excavados otros 12 metros, se construiría la losa inferior (contrabóveda) de dos metros de espesor, construyendo una base semi-circular en el centro de ella para el paso de la tuneladora.
SU VERSATILIDAD LE PERMITE ADAPTARSE A CUALQUIER NIVEL DE ESPECIFICIDAD QUE SE REQUIERA
Escenario 3 Contacto de hidrocarburos con equipos de la tuneladora y equipos back-up
La excavación del túnel en la zona de estudio se realizaría mediante una tuneladora tipo EPB (Earth Pressure Balance) o de balance de presión de tierras. Este tipo de máquinas sostienen el frente con la misma presión que la ejercida por el terreno del interior de la cámara de excavación, evacuando el material excavado mediante un tornillo sinfín de velocidad variable para poder controlar la extracción del material. En este caso particular, la tuneladora trabajaría con un sistema de presurización mediante mezcla de espuma, aire y agua en la zona del cabezal, de manera que los dos tercios inferiores del mismo quedarían llenos del material del terreno y el tercio superior quedaría ligeramente presurizado y lleno con la mezcla de espuma, aire y agua. El material excavado sería transportado mediante tornillo sinfín, hasta una tolva que desemboca en una cinta transportadora instalada a lo largo del túnel ya construido, desde el cabezal del sinfín hasta la salida prevista que se ubicaría en otra estación, situada a 700 metros. Adicionalmente, y a medida que la tuneladora excava, se construye el túnel por la parte posterior, mediante la instalación de las dovelas ( piezas de hormigón armado en forma de arco circular que encajadas forman el túnel). La tuneladora dispondría de un sistema de guiado y posicionamiento que permitiría en todo momento conocer su posición y orientación, tanto en planta como en alzado.
Resultados del estudio BowTie
Durante los análisis BowTie el grupo de trabajo determinó cuatro causas y nueve consecuencias para el evento central de “Contacto de hidrocarburos con los equipos de pilotaje”, cuatro causas y ocho consecuencias para el evento central de “Contacto de hidrocarburos con los equipos de excavación” y cinco causas y nueve consecuencias para el evento central de “Contacto de hidrocarburos con los equipos de la tuneladora y equipos back-up”. Adicionalmente a las causas y consecuencias, se identificaron los controles (preventivos, de mitigación y/o recuperación), los factores de escalación con sus controles y las acciones a implementar para operar en forma segura, resultando en la definición de un total de 48 acciones, así como los responsables implicados en cada una de ellas. Algunos ejemplos de las acciones a realizar serían, entre otras, la instalación de detectores de explosividad a lo largo del túnel hasta la zona de extracción del material, determinación de la compatibilidad de los materiales (juntas, tuberías, etc.) con los hidrocarburos, implementación de sistema de extracción de hidrocarburos de los lodos duran-
te ejecución de pilotes, uso de motores ATEX en zonas clasificadas, etc.
Conclusiones
La metodología BowTie es una herramienta que destaca por su gran capacidad de análisis en todo tipo de procesos. Su versatilidad le permite adaptarse a cualquier nivel de especificidad que se requiera, más genérico a nivel corporativo o más específico a nivel operacional, y también a cualquier vector, ya sea financiero, de estrategia y planificación, operacional y de infraestructuras, seguridad y salud, medioambiental o reputación. En el caso expuesto, se concluyó que los medios existentes no eran suficientes para asegurar el control del riesgo. La implementación de todas las medidas identificadas supondría un coste muy elevado y posiblemente un retraso en la ejecución de las obras del metro. Este punto tiene especial relevancia debido a que los riesgos que se podían generar en los procesos estudiados de pilotaje, excavación y ejecución de túnel con las condiciones actuales se consideraron inasumibles. Cabe destacar que en todos los escenarios evaluados se llegó a la conclusión de que la extracción previa de los hidrocarburos sería la medida, económicamente viable, que minimizaría el riesgo durante la ejecución de los trabajos previstos y, en consecuencia, disminuirían drásticamente las recomendaciones a implementar durante la construcción. En este punto se definió la necesidad de extraer hidrocarburos del subsuelo hasta la eliminación de producto libre y reducción de compuestos orgánicos volátiles (COV’s) hasta valores inferiores a 300 ppm. Hay que tener en consideración que el riesgo cero no existe aún con la implementación de todas las barreras y/ o acciones previstas en el estudio; no obstante, la extracción previa de los hidrocarburos nos acercaría a este punto.