Determinación de la clase de criticidad: Garantizando la Seguridad en Planta
- Estudio importante previo al escalado de una reacción exotérmica a planta
- Se requieren datos de seguridad
- Nos indica si la reacción es inherentemente segura o se requiere la instalación de medidas de seguridad para lograr un proceso seguro
La clase de criticidad es un método efectivo para evaluar el riesgo que puede suponer una reacción en planta debido a su propia química (el calor que se desarrolla durante el proceso).
La evaluación de la clase de criticidad es un paso crucial en la planificación y ejecución de cualquier proceso químico, especialmente en aquellos que involucran reacciones exotérmicas. Este estudio previo al escalado de una reacción a planta proporciona una comprensión profunda del riesgo inherente asociado con la química del proceso y, por lo tanto, permite tomar medidas proactivas para garantizar la seguridad del personal y la integridad de la instalación.
Para llevar a cabo esta evaluación de manera efectiva, se requiere recopilar una serie de datos de seguridad, incluyendo la temperatura normal del proceso (Tp), la máxima temperatura de reacción de síntesis (MTSR), la máxima temperatura por razones técnicas (MTT), y la temperatura a la cual los materiales involucrados permanecen estables (Td24 o Tseg). Estos datos actúan como puntos de referencia cruciales para entender la dinámica térmica de la reacción y sus posibles implicaciones en términos de seguridad.
En el siguiente ejemplo, podemos ver cómo utilizando nuestra herramienta de determinación de la clase de criticidad, a partir de estos datos, podemos evaluar dicha reacción y de esta forma ver si el proceso es inherentemente seguro (Clase 1) o necesitamos replantear el proceso (cambiar la temperatura, aumentar la cantidad de disolvente, incrementar el tiempo de dosificación, etc) o instalar medidas de seguridad al reactor (enclavamiento de la adición, refrigeración auxiliar, etc).
Las clases de criticidad 1 y 2 son inherentemente seguras (en ausencia de generación de gas) y en condiciones normales no requieren medidas de protección. No obstante, también debe hacerse una evaluación de riesgos completa de estos procesos ya que, una desviación simple del proceso puede hacer aumentar la criticidad de la reacción. Por ejemplo, en un proceso químico, el no cargar el disolvente puede incrementar el aumento de temperatura adiabática ya que disminuiría la capacidad calorífica de la masa de reacción, disminuir la temperatura onset y elevar el punto de ebullición, todo simultáneamente. Por tanto, una única desviación podría hacer pasar de clase 1 a clase 5.
Las reacciones de clase 3 ó 4 requieren medidas técnicas de seguridad. En estas clases, la reacción normal combinada con un fallo de refrigeración presenta riesgo de sobrepresurización en el reactor. Sistemas de prevención o protección son necesarios para prevenir la posibilidad de que se produzca el escenario descrito o para proteger al reactor frente a las consecuencias.
Las reacciones de clase 5 deben evitarse y se debería considerar realizar modificaciones en el proceso.
Fundamentalmente, deben aplicarse esfuerzos para desarrollar procesos que sean relativamente robustos y que permitan desviaciones sin riesgos (Clases 1 y 2). Esto es un enfoque inherentemente seguro, mejor que dejar las decisiones de seguridad para el momento en que el proceso ya está definido y listo para escalar.
En conclusión, la determinación de la clase de criticidad es un paso fundamental en la gestión de riesgos en procesos químicos exotérmicos. Al emplear herramientas adecuadas y datos precisos, podemos garantizar la seguridad y la eficiencia en la implementación de estos procesos en planta, salvaguardando tanto a los trabajadores como a las instalaciones.