Saltar al contenido
TekRisk®

Memoria de Cálculo Simplificada — Guía de Uso

Cómo leer la memoria de cálculo en Excel del riesgo individual promedio bajo el método simplificado CCPS-4-3.

Leer en EnglishVer Markdown

1. ¿Qué es este archivo?#

Este libro de Excel constituye la memoria de cálculo detallada del Riesgo Individual Promedio de la Población Expuesta (IR_av) para proyectos generados con TekRisk bajo el método simplificado del CCPS-4-3 §4.4.1.3.

Propósito: documentar paso a paso, con tablas explícitas y fórmulas vivas, el aporte específico de cada incident outcome case al riesgo individual en cada punto (x,y) de interés, las frecuencias iniciales y las probabilidades aplicadas. Está pensado para entregarse a autoridades regulatorias (ej. ASEA en México, HSE en UK, RIVM en Países Bajos) y permite auditoría por pares.

Público objetivo:

  • Autoridad reguladora revisora.
  • Ingenieros de proceso que validan los cálculos por pares.
  • Auditores externos que necesitan reproducir el cálculo con sus propios supuestos.

2. Estructura del libro#

El libro contiene 7 hojas ordenadas secuencialmente. Cada hoja arranca con un bloque introductorio gris que explica su contenido y propósito.

#HojaContenido
1ResumenMetadatos del proyecto, método aplicado, umbral, criterios IR, población y resultado IR_av. Define los named ranges THRESHOLD_PCT, INTOL_THR, TOL_THR, POBLACION_PROYECTO, DENSIDAD_PROYECTO.
2EscenariosUna fila por cada incident outcome case: frecuencia inicial f_i, radio analítico r_i, factor direccional, contribución potencial IR.
3ReceptoresCoordenadas (x,y) de interés (receptores definidos en el proyecto), con población y densidad.
4Aportes por PuntoMatriz Receptores × Escenarios. Cada celda con fórmula viva =SI(distancia ≤ radio; contribución; 0). Columna final IR(x,y) = SUMA(aportes).
5IR PromedioPor cada receptor, IR(x,y) × P(x,y). IR_av Eq. 4.4.6 (población expuesta) y Eq. 4.4.7 (población total).
6Niveles de ContornoAplicación de CCPS Eq. 4.4.5 (suma cumulativa por cluster) — niveles iso-contorno reales del mapa.
7MetodologíaEcuaciones canónicas, tabla de variables/unidades y referencias bibliográficas.

3. Cómo auditar el IR_av paso a paso#

Paso 1 — Hoja 1 (Resumen)#

  1. Verifique que Método aplicado = Simplificado (CCPS-4-3 §4.4.1.3).
  2. Anote el Umbral de fatalidad (% de fatalidad probit que define el discriminador binario).
  3. Confirme los criterios IR (intolerable / tolerable) y el preset/país aplicable.
  4. Observe la población total P_T y la densidad del proyecto.
  5. La celda IR_av Exposed Population referencia el resultado final desde la Hoja 5.

Paso 2 — Hoja 2 (Escenarios)#

  1. Cada fila es un escenario (incident outcome case): combinación de fuente + modelo de riesgo + método.
  2. Columna E (Frecuencia f_i): frecuencia inicial en eventos/año, ingresada por el ingeniero.
  3. Columna G (Radio r_i): distancia precalculada por el motor donde la probabilidad de fatalidad cruza el umbral del paso 1.
  4. Columna H (Factor direccional): 1 para modelos térmicos / VCE radial; θ/360 para Flash Fire (CCPS Eq. 4.4.4).
  5. Columna J (Contribución IR): fórmula viva =E×I = f_i × factor. Es lo que aportará al IR de cualquier punto que caiga dentro del círculo.
  6. Columna L (Notas): indica casos especiales como "fuente dentro polígono LEL → θ=360°".

Paso 3 — Hoja 3 (Receptores)#

  1. Cada fila es un punto (x,y) de interés con su nombre, tipo, lat/lon y población.
  2. Si Geometría ≠ Point, el lat/lon es el centroide de la geometría original (LineString/Polygon) — la columna Notas lo indica.

Paso 4 — Hoja 4 (Aportes por Punto) — la hoja clave para la autoridad#

  1. La fila Referencia (fila 6 aprox.) trae los radios y contribuciones potenciales desde la Hoja 2 vía INDEX(RADIOS_SCENARIOS, #) e INDEX(CONTRIBUCIONES_SCENARIOS, #).
  2. Por cada receptor (fila):
    • Distancia (precalculada): haversine entre el receptor y el centro del círculo del escenario.
    • Aporte (fórmula viva): =SI(distancia ≤ radio; contribución; 0). Si el receptor cae dentro del círculo, el aporte es la contribución; si no, 0.
  3. La columna final IR(x,y) suma los aportes individuales: =SUMA(aportes en la fila). Esta es la ecuación CCPS Eq. 4.4.1 en su forma binaria.

Cómo verificar manualmente un punto:

  • Calcule a mano la distancia desde el receptor a la fuente del escenario.
  • Compare con el radio r_i de la Hoja 2.
  • Si distancia ≤ r_i → el aporte debe ser f_i × factor_direccional.
  • Sume todos los aportes ≠ 0 → debe coincidir con la columna IR(x,y).

Paso 5 — Hoja 5 (IR Promedio)#

  1. Por cada receptor: IR(x,y) se referencia desde la Hoja 4 (INDEX(IR_POR_RECEPTOR, #)).
  2. IR × P es fórmula viva.
  3. Si hay población de fondo (densidad × área por banda fuera de receptores), aparece un bloque adicional debajo.
  4. Fila TOTAL: Σ(P) y Σ(IR×P) con fórmulas SUMA.
  5. IR_av (Eq. 4.4.6) = Σ(IR×P) / Σ(P) — riesgo individual promedio de la población expuesta.
  6. IR_av (Eq. 4.4.7) = Σ(IR×P) / P_T — riesgo individual promedio sobre la población total del proyecto.

Paso 6 — Hoja 6 (Niveles de Contorno)#

  1. Para cada cluster de discos concéntricos (escenarios en la misma fuente), los discos se ordenan por radio descendente.
  2. La columna Cumulativa IR aplica CCPS Eq. 4.4.5: F = F_anterior + E_actual (suma cumulativa).
  3. Cada cumulativa corresponde a un nivel real del iso-contorno dibujado en el mapa.
  4. El último valor de cada cluster (negrita roja) = máximo IR del cluster.

Paso 7 — Hoja 7 (Metodología)#

  1. Tabla de ecuaciones canónicas con su forma matemática y descripción.
  2. Tabla de variables con unidades en SI.
  3. Lista de referencias bibliográficas (CCPS QRA 2nd Ed., NTE-002, etc.).

4. Cómo hacer un análisis de sensibilidad#

El libro contiene fórmulas vivas que se recalculan automáticamente al abrirlo. Para auditar sensibilidades:

  • Cambiar el umbral de fatalidad: modifique la celda THRESHOLD_PCT en Hoja 1. Esto solo afecta el etiquetado; los radios r_i son precalculados por el motor para el umbral fijado en el momento del cálculo. Para reflejar un nuevo umbral debe regenerar el Excel desde la aplicación.
  • Cambiar una frecuencia inicial: modifique la celda E correspondiente en Hoja 2. La contribución (Columna J) y el IR(x,y) de cada receptor (Hoja 4) se recalculan al instante.
  • Cambiar el factor direccional: modifique la columna H en Hoja 2. Útil para evaluar escenarios donde θ es incierto en FF.
  • Cambiar la población de un receptor: modifique la columna D en Hoja 5. Σ(P) y IR_av se recalculan.
  • Cambiar los criterios de tolerabilidad: modifique INTOL_THR / TOL_THR en Hoja 1. La banda en Hoja 5 cambia de categoría.

Nota: el libro tiene fullCalcOnLoad = true, así que Excel recalcula todas las fórmulas al abrirlo. Si las celdas aparecen en blanco, presione F9 para forzar el recálculo.

5. Glosario#

SímboloSignificadoUnidad
IR(x,y)Riesgo individual en la ubicación (x,y)yr⁻¹
IR_avRiesgo individual promedio (por población)yr⁻¹
PfProbabilidad de fatalidad (0–1). En el método simplificado: 0 ó 1.—
f_iFrecuencia inicial del escenario i (eventos/año)yr⁻¹
P(x,y)Personas en la ubicación (x,y)personas
P_TPoblación total predeterminada del proyectopersonas
r_iRadio analítico donde Pf cruza el umbralm
θÁngulo encerrado por el polígono LEL desde la fuentegrados
θ/360Factor direccional de Flash Fire (CCPS Eq. 4.4.4)—
ClusterGrupo de escenarios concéntricos en la misma fuente—
Círculo analíticoAproximación circular del escenario en el método simplificado—
Banda de tolerabilidadIntolerable / ALARP / Aceptable según criterios—

6. Referencias#

  • CCPS, Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis, 2nd Ed., AIChE/CCPS, 2000. Capítulo 4 §4.4.1.3.
  • CCPS QRA 2nd Ed., Ecuaciones 4.4.1, 4.4.4, 4.4.5, 4.4.6, 4.4.7.
  • Norma técnica aplicable según jurisdicción del proyecto (ej. NTE-002, ASEA Guidelines).

7. Limitaciones y supuestos#

  1. Discriminador binario: en el método simplificado, Pf = 1 si la fatalidad probit ≥ umbral, sino Pf = 0. No se usa la curva probit continua del método general.
  2. Flash Fire simplificado: para escenarios FF, el motor fuerza CCPS Eq. 4.4.4 (zona circular de radio R con factor θ/360), independiente de la rosa de vientos del modelo individual.
  3. VCE direccional: para escenarios VCE con dispersión SLAB, el motor colapsa el envolvente direccional a un círculo worst-case centrado en la fuente.
  4. Receptores con geometría compleja: para LineString/Polygon se usa el centroide como punto de evaluación. Esto puede subestimar el IR para receptores extendidos cerca del borde del círculo.
  5. Fuente dentro de polígono LEL: si la fuente cae dentro del polígono LEL en FF, θ se satura a 360° (factor direccional = 1).
  6. Población de fondo: cuando se usa la densidad poblacional, el cálculo asume distribución uniforme de personas dentro de la banda. Esto puede no reflejar concentraciones reales (zonas urbanas vs rurales).
  7. Recálculo del Excel: las fórmulas vivas se recalculan automáticamente al abrir el archivo en Excel/LibreOffice. Si el archivo se abre en visores que no evalúan fórmulas, los valores cacheados muestran el resultado original.

Generado por TekRisk — Memoria de Cálculo del Método Simplificado (CCPS-4-3 §4.4.1.3).