Simulación y análisis de riesgos de accidentes químicos usando software libre ALOHA – EPA

Adrián Irurzun & Néstor Zirulnikoff

ANTECEDENTES: Esta ponencia reconoce numerosos antecedentes internacionales y locales pero se diferencia de ellos por el empleo exclusivo de programas y productos informáticos de libre disponibilidad para la explotación de la IG (información geográfica), aprovechando otros recursos interoperables y accesibles en Internet.

Gestión del riesgo: Involucra tres políticas distintas que cubren diferentes enfoques disciplinarios donde necesariamente están involucrados diversos actores sociales. Su efectividad solo puede favorecerse si existe interdisciplinariedad, coordinación y un enfoque holístico. Identificación (análisis-estudio)

Manejo (respuesta-reconstrucción)

Reducción (prevención-mitigación)

Tecnología disponible Mapas digitales (SIG)

Imágenes satelitales

Datos ambientales Modelos de simulación

Información final

Mapas digitales (SIG) * Información geográfica localizada * Esencial para trazar mapas de riesgo

Los sistemas de información geográfica permiten interactuar a distintas bases de datos conocer como: * Poblacionales (habitantes, escuelas, hospitales) * Imágenes de satélites * Salida de modelos de dispersión de contaminantes y otros elementos asociados con la localidad de probable impacto.

Existe información básica proveniente de: * GCBA * INTA * INDEC * IGM y otros Ventajas: información diaria y horaria.

Los mapas de riesgo permiten obtener información localizada de cómo se verá afectada la zona de impacto, visualizando: * Zonas bajo impacto * Población en riesgo * Infraestructura afectada * Nivel de riesgo y otras variables asociadas con la zona de impacto.

Modelos de simulación * CAMEO * ALOHA * MARPLOT

Base de datos CAMEO la provee la EPA, se obtienen datos acerca de: * Nomenclatura de sustancias químicas * Codificación por CAS u ONU * Salida de modelos de dispersión de contaminantes y otros elementos asociados con la localidad de probable impacto.

El modelo ALOHA al introducirle datos relativos al accidente o emergencia química simula la posible afectación una vez producido el incidente, informa sobre: * Zonas bajo impacto * Concentración del contaminante * Tasa de dispersión

MARPLOT u otro programa de SIG: Despliega el área afectada sobre un mapa de la zona permitiendo superponer distintas capas de información geográfica.

INFORMACION FINAL * QUE NECESITAMOS? * CUAL ES EL RESULTADO?

NECESITAMOS: * Obtener datos, con equipos propios, por compra o por convenios. * Procesar los datos, es indispensable y fundamental para convertir los valores numéricos registrados por los sensores o disponibles en bases de datos en información útil Para ello es necesario contar con: Personal capacitado - Equipamiento IMPORTANTE: a) RRHH capacitados y de distintas especialidades b) Imágenes y bases de datos disponibles c) Demanda de información RESULTADOS....

Programa ALOHA El programa ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres) fue desarrollado por la EPA (Environmental Protection Agency) y la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). ALOHA utiliza el modelo gaussiano para predecir la dispersión de gases neutros considerando la siguiente distribución de la concentración:

Para el caso de los gases pesados, ALOHA calcula la dispersión utilizando una versión simplificada del modelo DEGADIS, elegido por ser aceptado en forma generalizada y haber sido extensamente probado por sus autores. Los modelos implementados en ALOHA permiten considerar dispersiones originadas en fuentes continuas o instantáneas.

Programa ALOHA Como resultado del modelado se obtiene la distancia máxima a la cual se alcanza determinada concentración de interés. A partir de esta información el programa establece el contorno de la nube formada para la concentración elegida (valor umbral) y predice, en forma gráfica, el perfil de concentración y la dosis para cualquier punto de coordenadas (x,y) a cierta distancia de la fuente. En la siguiente figura se esquematiza la información gráfica provista por ALOHA.

Salida gráfica del programa ALOHA Está definida a través de un área que representa un cierto nivel de preocupación (LOC). Allí se pueden visualizar: • Una línea roja que representa la concentración prevista al aire libre, a nivel del suelo. • Una línea punteada azul que representa la concentración prevista dentro de un edificio, para trazar esta línea, se asume que las puertas y las ventanas están cerradas y que el sistema de ventilación está apagado. Qué pasaría con los llamados “edificios inteligentes”? • Una línea verde horizontal que representa el valor umbral de la sustancia química

Niveles del LOC del programa ALOHA El LOC (Level Of Concern) o nivel de preocupación: representa un área que define las condiciones peligrosas y no peligrosas. Hay que tener en cuenta que las personas difieren en su sensibilidad a los productos químicos (por ejemplo, ancianos, enfermos, o niños pueden ser más sensibles a las sustancias químicas que los adultos sanos). Un LOC apropiado para una persona puede ser demasiado alto para alguien más susceptible. Cuando se utiliza un LOC en ALOHA hay que tener en cuenta que se trata de una estimación de la zona de peligro cierto para una liberación accidental de una sustancia química. El LOC para un escenario dado puede ser alguno de los siguientes índices: IDLH AEGL ERPG TEEL o puede estar definido especialmente por un usuario calificado para establecer algún tipo de Índice o umbral de preocupación para una sustancia química dada.

Índices del LOC del programa ALOHA IDLH (Immediately Dangerous to Life and Health o nivel de peligro inmediato para la vida y la salud). Está definido por el National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) como la máxima concentración en aire de una sustancia química que puede soportar un trabajador sano sin que le produzca efectos sobre su salud. Distintos IDLH son establecidos para diferentes químicos (Ej. IDLH del para el cloro: 10 ppm). IMPORTANTE: no fue diseñado para ser un límite de exposición para la población general. No toma en cuenta la mayor sensibilidad de algunas personas, como los niños y los ancianos. No utilice los valores IDLH para identificar definitivamente condiciones peligrosas. Referencia IDLH: National Institute for Occupational Health and Safety (NIOSH). NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Publication No. 2005-149. Web site: http://www.cdc.gov/niosh/npg/

Índices del LOC del programa ALOHA AEGL (Acute Exposure Guideline Levels o guía de niveles de exposición aguda). Está elaborado por el National Research Council's National Advisory Committee on AEGLs, tiene en cuenta para su determinación a las personas sensibles a ciertas concentraciones de sustancias químicas. IMPORTANTE: cuando el AEGL está disponible puede ser la mejor opción para usar como un nivel tóxico de preocupación. Niveles de AEGL: concentración de una sustancia química en el aire por encima de la cual se prevé que la población general, incluyendo individuos susceptibles, podría: AEGL_1: experimentar molestias notables, irritación o ciertos efectos sensoriales asintomáticos Los efectos no son discapacitantes, son transitorios y reversibles al cesar la exposición. AEGL_2: experimentar graves e irreversibles efectos adversos sobre su salud. Estos efectos pueden ser de larga duración y pueden provocar que las personas no puedan escapar por sus propios medios del lugar. AEGL_3: experimentar efectos sobre su salud que pueden provocarle la muerte. Referencia AEGL: AEGL program Web site: http://www.epa.gov/oppt/aegl/index.htm

Índices del LOC del programa ALOHA ERPG (Emergency Response Planning Guidelines o guía de planificación de respuesta a emergencias). Elaborado por el ERPG Committee of the American Industrial Hygiene Association. Tiene en cuenta las máximas concentraciones que durante una (1) hora pueden estar expuestas la mayoría de las personas a ciertas concentraciones de sustancias químicas en aire. IMPORTANTE: los niveles de ERPG no contienen factores de seguridad incorporados en sus normas de exposición. Hacen una estimación de cómo las personas en general reaccionan a la exposición química. Los niveles ERPG deben servir como instrumento de planificación, no como una norma para proteger al público. Niveles de ERPG: máxima concentración en aire por debajo de la cual casi todos los individuos pueden estar expuestos hasta 1 hora ERPG_1: sin experimentar efectos transitorios perjudiciales para la salud o percibir olor desagradable. ERPG_2: sin experimentar o desarrollar efectos graves o irreversibles para su salud, o síntomas que podrían afectar la capacidad de un individuo para tomar medidas de protección. ERPG_3: sin experimentar efectos sobre su salud que puedan provocarle la muerte.

Índices del LOC del programa ALOHA

TEEL (Temporary Emergency Exposure Limits o límites de exposición de emergencia ). Elaborado por el por el U.S. Department of Energy para su uso cuando niveles de ERPGs no están disponibles. A diferencia de AEGLs y ERPGs, los TEELs no son revisados por expertos, y pretenden ser una orientación temporal de emergencia. IMPORTANTE: los niveles de Los niveles de TEEL deben utilizarse solo cuando no se dispone de niveles AEGL o ERPG puesto que no son una norma para proteger al público. Niveles de TEEL: máxima concentración en aire por debajo de la cual casi todos los individuos pueden estar expuestos hasta 1 hora TEEL_1: sin experimentar efectos transitorios perjudiciales para la salud o percibir olor desagradable. TEEL_2: sin experimentar o desarrollar efectos graves o irreversibles para su salud, o síntomas que podrían afectar la capacidad de un individuo para tomar medidas de protección. TEEL_3: sin experimentar efectos sobre su salud que puedan provocarle la muerte.

Referencias TEEL: http://tis-hq.eh.doe.gov/web/Chem_Safety/teel.html Information about TEEL methodology can be found at http://www.orau.gov/emi/scapa/index.htm

La incertidumbre de los resultados está asociada a la precisión de la IG con los datos colectados y procesados. La pirámide de Heinrich atribuye la probabilidad de los eventos adversos a la clase y escala del impacto, asignándole una jerarquía según el daño provocado (*) Por cada evento adverso grave se producen 29 leves y 300 sin consecuencias. Los eventos adversos graves son el pináculo de una amplia base de sucesos leves e incidentes menores. El conocimiento adquirido analizando hechos con efectos mínimos o irrelevantes es útil para los eventos que producen daños mayores o irreparables. En algunas ocasiones el proceso causal coincide, pero no sus consecuencias. * Heinrich HW. Industrial accident prevention: a scientific approach. New York and London: McGraw-Hill; 1941.)

Definir al análisis como la distinción y separación de las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios o elementos impone establecer sus alcances considerando que es cualitativo cuando se descubren y aislan los componentes de un fenómeno, y que es cuantitativo al determinar el aporte de cada factor o variable. Esta ponencia limita su alcance a la intervención humana en el hábitat, sus actividades y omisiones y a los riesgos tecnológicos que ella trae aparejada. Analizar riesgos y obtener resultados válidos exige un procedimiento cualitativo que clasifique la exposición ante los peligros (¿qué es más frente a qué es menos significativo?), además si es cuantitativo, precisa cuánto más y cuánto menos se esta expuesto. El abordaje proactivo y holístico identifica los riesgos y valora su probabilidad.

BIBLIOGRAFIA: Cartografía de la Exposición a Riesgos Tecnológicos, Joaquín Bosque Sendra http://www.geogra.uah.es/usuarios/joaquin/pdf/Cartografia-exposicion-riesgos-tecnologicos.pdf Revista de la Asociación Argentina de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente Nº 68, Jornada sobre incidentes con materiales peligrosos en grandes ciudades. “Aplicación Tecnológica en la Gestión del Riesgo” Néstor Zirulnikoff, Adrián Irurzun. Boletín del Centro Argentino de Cartografía NO 43 “Geomática Aplicada Para la Gestión Censal” Néstor Zirulnikoff “Geomática Aplicada a Riesgos Químicos” Néstor Zirulnikoff - Oscar Moscardini http://www.hidro.gov.ar/Noticias/TResumenes.asp “Geomática Aplicada a la Gestión de Riesgos en Coronel Brandsen” Néstor Zirulnikoff - Adrián Irurzun http:/www/.igm.gov.ar/descargas/sig/dia_del_sig/geomatica.pdf “Geomática Aplicada a Riesgos Químicos” Néstor Zirulnikoff - Oscar Moscardini http://www.tiaftbuenosaires.org/fotos/posters/dia1/pages/i%20002_jpg.htm

¡MUCHAS GRACIAS! Adrián Irurzun & Néstor Zirulnikoff

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