Contributions to the risk assessment of major accidents in port areas

Abstract

Esta tesis se presenta como un conjunto de artículos (ya publicados en revistas internacionales, con la excepción del Artículo 6) precedidos por una serie de capítulos introductorios. 1. Introducción. Describe los puertos en relación al análisis del riesgo, al manejo de materias peligrosas (MMPP) y a leyes y convenciones internacionales relevantes. 2. Análisis bibliográfico. Lista trabajos sobre materias peligrosas, vertidos de hidrocarburos y análisis del riesgo de accidentes portuarios, tocando varias técnicas de evaluación del riesgo. 3. Objetivos y metodología. Esta capítulo define los objetivos de la investigación, es decir analizar los sistemas portuarios desde el punto de vista de la evaluación del riesgo de manipulación de MMPP y diseñar herramientas para evaluar dicho riesgo. Además se detallan la metodología empleada y los principales resultados para cada artículo incluido en la tesis. 4. Conclusiones. Artículos Artículo 1 – A Survey of Accidents in Ports (Loss Prevention Bulletin, 183, pp. 23-28, 2005). Presenta los resultados de un análisis histórico de 1033 accidentes, acerca de varios aspectos (tipo y causa de los accidentes, consecuencias sobre la población, etc.). Artículo 2 – Predicting the Frequency of Accidents in Port Areas by Developing Event Trees from Historical Analysis (Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 16, pp. 551–560, 2003). Se utilizó el análisis histórico −sobre una muestra parecida a la del Artículo 1− identificando secuencias accidentales, es decir árboles de eventos generales. Se determinó a continuación la frecuencia de algún típico accidente portuario, demostrando que los árboles propuestos pueden utilizarse en el análisis cuantitativo del riesgo (ACR). Artículo 3 – Using Transportation Accident Databases to Investigate Ignition and Explosion Probabilities of Flammable Spills (Journal of Hazardous Materials, 146(3), pp. 106–123, 2007). Se analiza la literatura especializada sobre probabilidad de ignición y explosión. Se presentan los resultados de la investigación de varias decenas de miles de registros accidentales procedentes de dos bases de datos de vertidos/accidentes de organismos federales estadounidenses. Se proponen ecuaciones para predecir la probabilidad de ignición y explosión a partir de la cantidad y de la sustancia vertida. Artículo 4 – A Quantitative Risk Analysis Approach to Port Hydrocarbon Logistics (J. Haz. Mat., 128(1), pp. 10-24). Se presenta un método para llevar a cabo ACRs de terminales de hidrocarburos, que tiene en cuenta vertidos menores y graves. Se propone una técnica simplificada para el cálculo de la frecuencia de los accidentes y se da un ejemplo de aplicación, basado en un estudio llevado a cabo en el Puerto de Barcelona. Artículo 5 – Consequences of Major Accidents: Assessing the Number of Injured People (J. Haz. Mat., 133(1-3), pp. 46-52). El ACR requiere que se estime el número de muertos de los accidentes. El número de heridos, si bien importante, se evalúa raras veces, ya que supone un esfuerzo importante. En este artículo se utilizó un conjunto de registros accidentales para definir una relación entre el número de muertos y de heridos. Se utilizaron el análisis de los componentes principales y el cluster analysis, obteniendo el número verosímil de heridos en función del número de muertos. Artículo 6 – Economic Valuation of Damages Originated by Major Accidents in Port Areas (J. Loss Prev. Proc. Ind., en impresión). Se presenta un procedimiento para estimar el coste de los daños sufridos por la población, las instalaciones y el medio ambiente como consecuencia de accidentes en puertos. Se proponen niveles de compensación económica para daños a personas. Se consideran asimismo los daños al medio ambiente (atmósfera, agua, fauna). Se plantean costes de instalaciones y edificios afectados. Finalmente, se analizan las pérdidas debidas a la parada de actividades y a los costes indirectos. This thesis is structured as a series of papers, all but one already published in international journals, preceded by a series of introductive sections. 1. Introduction. Port areas are described as related to risk assessment, handling of hazardous materials, accidents, relevant regulations and international conventions, and security. 2. Bibliographic survey. References are collected above all on port-HazMat topics, i.e. oil spills and risk assessment of port accidents, touching various risk assessment techniques. 3. Objectives, methodology and main results. This chapter defines the objectives of the research, i.e. to analyse port systems from the point of view of risk assessment of HazMat handling and to design proper risk assessment tools. Moreover, it lists the methodology followed and the major results obtained for each of the papers included in the thesis. 4. Conclusions. Papers Paper 1 – A Survey of Accidents in Ports (Loss Prevention Bulletin, 183, pp. 23-28, 2005). A historical analysis of 1,000+ port accidents was carried out allowing for various aspects (type and cause of accidents, consequences on people, etc.). The relative importance of diverse types of accidents was studied. Paper 2 – Predicting the Frequency of Accidents in Port Areas by Developing Event Trees from Historical Analysis (Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 16, pp. 551–560, 2003). Historical analysis of a sample of port accidents similar to that of Paper 1 was used to identify accident sequences, i.e. general port accident scenario event trees. The frequency of some typical port accidents was then determined, showing that the event trees proposed can be used in QRA. Paper 3 – Using Transportation Accident Databases to Investigate Ignition and Explosion Probabilities of Flammable Spills (Journal of Hazardous Materials, 146(3), pp. 106–123, 2007). Literature analysis of ignition and explosion probability data is performed. The results of a scrutiny of some tens of thousands of records obtained from two vast spill databases are reported. Equations are proposed to predict the ignition and explosion probability as a function of the amount and the substance spilled. Paper 4 – A Quantitative Risk Analysis Approach to Port Hydrocarbon Logistics (J. Haz. Mat., 12 (1), pp. 10-24). A method is presented to perform QRA on hydrocarbon terminals. The approach accounts for minor and massive spills due to loading arm failures and hull ruptures. A shortcut approach for frequency calculation is proposed. An example application is given, based on a pilot study conducted in the Port of Barcelona. Paper 5 – Consequences of Major Accidents: Assessing the Number of Injured People (J. Haz. Mat., 133(1-3), pp. 46-52). QRA usually requires the estimation of the number of fatalities of accidents. The number of people injured, although important, is seldom evaluated, since this entails significant effort. A set of accident records were used to define a relationship between the number of people killed and the number of people injured. Principal component and clustering analyses were applied, thus obtaining expressions estimating the probable number of injured people as a function of the number of fatalities. Paper 6 – Economic Valuation of Damages Originated by Major Accidents in Port Areas (J. Loss Prev. Proc. Ind., in press). A procedure is presented to estimate the cost of damages suffered by people, equipment and the environment in consequence of port accidents. Economic compensation is proposed for damage to people, including fatal victims, injured victims and evacuees. Environmental harm is also considered, allowing for damage to the atmosphere, soil, water and fauna. Subsequently, estimates of the cost of the equipment and buildings affected are proposed. Finally, an assessment of the loss of profits due to activity breakdown and indirect costs is analysed.

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