Evaluación Cuantitativa de Riesgos (QRA)

La Evaluación Cuantitativa de Riesgos, conocida como QRA por sus siglas en inglés (Quantitative Risk Assessment), es una de las metodologías más robustas y avanzadas dentro de la gestión moderna de riesgos industriales. Se trata de un enfoque analítico que permite identificar, modelar, cuantificar y evaluar de manera numérica los riesgos asociados a instalaciones, procesos y actividades críticas, especialmente en sectores donde las consecuencias de un accidente pueden ser catastróficas, como petróleo y gas, química, petroquímica, energía, minería y transporte de sustancias peligrosas.

A diferencia de evaluaciones cualitativas o semicuantitativas, el QRA tiene como característica central la capacidad de expresar el riesgo en términos matemáticos y probabilísticos, permitiendo responder de forma objetiva a preguntas esenciales:

• ¿Qué tan probable es que ocurra un accidente mayor?

• ¿Cuáles serían sus consecuencias reales sobre personas, instalaciones y ambiente?

• ¿Cuál es el riesgo residual después de aplicar controles y barreras?

• ¿Es el riesgo aceptable bajo criterios regulatorios o corporativos?
  
  

En este sentido, el QRA se convierte en un instrumento estratégico para la toma de decisiones, la planificación de emergencias y el diseño de sistemas de seguridad.

Fundamento conceptual del QRA

El riesgo, desde una perspectiva cuantitativa, se define como la combinación de dos componentes fundamentales:

• Probabilidad de ocurrencia de un evento peligroso

• Magnitud de sus consecuencias
  
  

De forma general:

Riesgo = Frecuencia × Consecuencia

Esto significa que un evento puede ser extremadamente grave pero poco probable, o moderado pero frecuente, y el QRA permite integrar ambos elementos de manera objetiva.

El propósito principal no es solamente calcular números, sino comprender con precisión cómo se generan los escenarios accidentales y qué tan efectivas son las capas de protección disponibles.

Objetivos principales de la Evaluación Cuantitativa de Riesgos

El QRA es ampliamente utilizado para establecer un control integral sobre instalaciones críticas. Entre sus objetivos destacan:

• Identificar escenarios accidentales con potencial de accidente mayor

• Cuantificar frecuencias de ocurrencia mediante datos históricos y modelos probabilísticos

• Evaluar consecuencias físicas como explosiones, incendios o liberaciones tóxicas

• Estimar impactos sobre la población, trabajadores e infraestructura

• Determinar niveles de riesgo individual y social

• Comparar riesgos contra criterios de aceptación establecidos

• Sustentar decisiones de diseño, inversión y mitigación

• Cumplir con requisitos regulatorios nacionales e internacionales
  
  

En sistemas de Seguridad de Procesos (PSM, SASP), el QRA representa una herramienta de validación técnica que evidencia control operativo y confiabilidad.

Componentes principales de un QRA

Una evaluación cuantitativa de riesgos se desarrolla mediante etapas estructuradas, integrando metodologías como HAZOP, FMEA, ETA, FTA y LOPA. Sus principales componentes son:

Identificación de peligros (Hazard Identification)

El proceso inicia con la identificación de fuentes de peligro en la instalación:

• Sustancias inflamables

• Sustancias tóxicas

• Equipos presurizados

• Reactores químicos

• Almacenamientos masivos

• Procesos con energía elevada
  
  

Herramientas como HAZID o HAZOP suelen emplearse como base inicial.

Definición de escenarios accidentales

Una vez identificados los peligros, se construyen escenarios representativos, por ejemplo:

• Ruptura total de tubería con gas natural

• Fuga de cloro en sistema de dosificación

• Explosión por sobrepresión en reactor

• Incendio en tanque de almacenamiento

• BLEVE en recipiente presurizado
  
  

Cada escenario se modela considerando condiciones reales de operación.

Análisis de frecuencia (probabilidad)

El QRA requiere estimar con qué frecuencia puede ocurrir cada evento iniciador. Para ello se utilizan:

• Bases de datos industriales (OREDA, CCPS, API)

• Tasas de fallo de equipos

• Historial de incidentes

• Modelos probabilísticos
  
  

Aquí se aplican herramientas como:

• Árbol de Fallas (FTA) para causas

• Árbol de Eventos (ETA) para evolución del accidente
  
  

El resultado es una frecuencia anual estimada, por ejemplo:

• 1 × 10⁻⁴ eventos/año

• 5 × 10⁻⁶ eventos/año
  
  

Modelado de consecuencias

Una de las etapas más críticas del QRA es evaluar qué ocurre físicamente si el evento se materializa. Esto incluye:

Liberaciones tóxicas
Se modela la dispersión atmosférica de sustancias como:

• H₂S

• Amoniaco

• Cloro

• VOCs
  
  

Y se estiman concentraciones y zonas de afectación (AEGL, ERPG, IDLH).

Incendios
Se evalúan escenarios como:

• Jet fire

• Pool fire

• Flash fire
  
  

Explosiones
Se analizan fenómenos como:

• Vapor Cloud Explosion (VCE)

• Explosión confinada

• Sobrepresión
  
  

El modelado permite determinar radios de daño y niveles de exposición térmica o tóxica.

Estimación del riesgo

Con frecuencia y consecuencias definidas, se calculan diferentes métricas:

Riesgo Individual
Probabilidad anual de que una persona en un punto determinado muera debido a un accidente industrial.

Ejemplo: 1 × 10⁻⁶ por año

Riesgo Social
Evalúa el riesgo colectivo sobre la población, representado mediante curvas FN:

• F = frecuencia

• N = número de fatalidades
  
  

Riesgo a infraestructura y ambiente
Incluye daños estructurales, contaminación y pérdidas económicas.

Representación de resultados

El QRA se comunica mediante productos técnicos como:

• Mapas de riesgo (contornos de fatalidad o toxicidad)

• Curvas FN de riesgo social

• Tablas de escenarios críticos

• Comparación con criterios ALARP

• Recomendaciones de mitigación
  
  

Esto permite transformar cálculos complejos en decisiones prácticas.

Criterios de aceptación del riesgo

Una parte esencial del QRA es determinar si el riesgo calculado es aceptable. Para ello se aplican criterios como:

• Riesgo aceptable

• Riesgo tolerable bajo reducción ALARP (As Low As Reasonably Practicable)

• Riesgo inaceptable
  
  

El concepto ALARP es ampliamente utilizado para justificar inversiones en seguridad hasta el punto razonable.

Ejemplo:

• Riesgo individual < 10⁻⁶/año: aceptable

• Riesgo entre 10⁻⁶ y 10⁻⁴/año: tolerable con mitigación

• Riesgo > 10⁻⁴/año: inaceptable
  
  

Aplicaciones prácticas del QRA en la industria

El QRA es fundamental para decisiones críticas como:

• Ubicación de plantas e instalaciones peligrosas

• Diseño de zonas de amortiguamiento

• Justificación de sistemas instrumentados de seguridad (SIS)

• Evaluación de almacenamiento de combustibles o gases tóxicos

• Análisis de integridad mecánica en equipos críticos

• Planeación de rutas de evacuación y emergencias

• Control de riesgos en terminales marítimas, refinerías y gasoductos
  
  

En instalaciones como PEMEX, donde existen operaciones de alta energía y sustancias peligrosas, el QRA es una herramienta estratégica dentro del SASP y los sistemas SSPA.

Beneficios del enfoque cuantitativo

El QRA aporta ventajas únicas:

• Objetividad basada en probabilidad y datos

• Priorización de escenarios verdaderamente críticos

• Optimización de inversiones en seguridad

• Mejora de diseño y redundancia de barreras

• Sustento técnico ante auditorías y regulaciones

• Fortalecimiento de la cultura de prevención de accidentes mayores
  
  

Limitaciones y desafíos

A pesar de su potencia, el QRA enfrenta retos importantes:

• Necesita datos confiables de fallo

• Los modelos dependen de supuestos técnicos

• Puede generar falsa precisión si se interpreta mal

• Requiere especialistas y software especializado

• Debe actualizarse ante cambios operativos (MOC)
  
  

Por ello, un QRA debe considerarse un instrumento vivo dentro del sistema de gestión de riesgos.

Integración con metodologías de Seguridad de Procesos

El QRA se complementa con:

• HAZOP para identificación de desviaciones

• FMEA para modos de fallo

• FTA para causas de eventos iniciadores

• ETA para secuencias accidentales

• LOPA para capas de protección

• SIL para confiabilidad de sistemas instrumentados
  
  

Este conjunto conforma la base de la ingeniería moderna de prevención de accidentes mayores.

Conclusión

La Evaluación Cuantitativa de Riesgos (QRA) representa el estándar más avanzado para comprender, medir y gestionar riesgos industriales complejos. Su capacidad para integrar frecuencias probabilísticas con consecuencias físicas permite a las organizaciones anticipar accidentes mayores, optimizar sistemas de seguridad y demostrar control real sobre operaciones críticas.

En sectores como petróleo, gas, petroquímica y transporte de sustancias peligrosas, el QRA no solo es una herramienta técnica, sino un pilar estratégico para proteger vidas, infraestructura y medio ambiente, consolidando operaciones seguras, confiables y sostenibles.