Por Gabriela Reyes Delgado | Jefe de Área Seguridad de Procesos, División de Seguridad Industrial de INERCO ; Alfredo Ramos Rodríguez  | Jefe de Departamento, División de Seguridad Industrial de INERCO & Juan Santos Remesal | Director División de Seguridad Industrial de INERCO

 

Los reglamentos industriales, la normativa técnica de referencia, los estándares de diseño y la experiencia acumulada son avales importantes para conseguir altos niveles de seguridad en el diseño e ingeniería de las grandes instalaciones industriales y, por tanto, asegurar la continuidad de la operación y del negocio.

 

No obstante, a pesar de cumplir con la normativa y códigos de diseño, el riesgo cero no existe y las instalaciones industriales diseñan e implementan medidas de seguridad para la gestión de sus activos con objeto tanto de reducir al máximo la probabilidad de ocurrencia de un incidente como de minimizar las consecuencias asociadas al mismo, siempre en consonancia con la seguridad de las personas, el medioambiente y las necesidades de producción y de rentabilidad de sus inversiones.

 

En la actualidad, la mayoría de las organizaciones que gestionan activos industriales implementan normas, estándares y procedimientos que van más allá de lo estrictamente legal y han superado las etapas tempranas en las que se asumía que los accidentes ocurrían o en la que se reaccionaba tras el suceso. La actitud proactiva para prevenir y evitar accidentes es la práctica habitual y para ello, los gestores de activos industriales deben asegurar la continuidad del negocio en todo su ciclo de vida utilizando herramientas dirigidas a conseguir la INTEGRIDAD en los siguientes tres vectores (ver Figura 1):

 

• Integridad del diseño, aplicando herramientas de análisis de riesgo que permitan un diseño en el que los riesgos sean tan bajos como sea razonablemente práctico e identificando las capas de protección más óptimas a instalar.

• Integridad de la operación, implementando sistemas de gestión de seguridad de procesos que garanticen una operación segura de los activos y las capas de protección o barreras de seguridad.
• Integridad de los activos, adoptando estrategias de manteniendo y fiabilidad optimizadas en los equipos, las infraestructuras y las capas de protección o barreras de seguridad.

FIGURA 1
SEGURIDAD DE PROCESOS. INTEGRIDAD EN EL DISEÑO,
operación Y MANTENIMIENTO

Por tanto, un aspecto clave para garantizar la seguridad en las instalaciones de proceso, y por tanto, la continuidad del negocio, se basa en el diseño, operación y mantenimiento adecuado de las distintas capas de protección. Estas capas o barreras de seguridad (ver Figura 2) se pueden dividir en:

 

• Capas de prevención: Son aquellas que tienen el propósito de detectar y evitar los sucesos que dan lugar al accidente, o lo que es lo mismo, son las que han de actuar antes de la pérdida de contención de materia o energía (Reducen el riesgo disminuyendo la frecuencia del accidente). Las más comunes son:

• El sistema básico de control de procesos (Basic Process Control System – BPCS).
• Las alarmas críticas e intervención humana.
• Los Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS).
• La protección física ante sobrepresiones o vacío: Válvulas de seguridad (Pressure Safety Valves – PSV), discos de ruptura (Rupture Disk – RD) y válvulas rompedoras de vacío.

 

• Capas de mitigación: Son aquellas diseñadas para minimizar la severidad de las consecuencias del accidente, es decir, han de actuar después de la pérdida de contención de materia o energía (Reducen el riesgo disminuyendo las consecuencias del accidente). Dentro de éstas se incluyen entre otras:
• Protección física (pasiva): Cubeto, aislamiento ignífugo, paredes anti-explosiones/búnker.
• Sistemas instrumentados de mitigación: sistemas Fire & Gas, sistemas de paro de emergencia, válvulas de aislamiento de accionamiento remoto manual, sistemas de aislamientos de deflagraciones, etc.).
• Respuesta de la planta ante emergencia.
• Respuesta de la comunidad ante emergencia

FIGURA 2
CAPAS DE PROTECCIÓN EN INSTALACIONES DE PROCESO.
“FIGURA DE la pajarita”

En concreto, de las Capas de Protección indicadas, en el presente artículo nos vamos a centrar en el análisis de los Sistemas Instrumentados de Seguridad. Un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS) (Ver Figura 2) es un sistema compuesto por sensor, convertidor lógico y elementos de control finales o actuadores con objeto de llevar el proceso a un estado seguro cuando se vulneran unas condiciones predeterminadas.

              Por otro lado, una Función Instrumentada de Seguridad (SIF) (Ver Figura 3) se define como una función, a ser implementada por un SIS, la cual tiene por finalidad el lograr o mantener el proceso en un estado seguro frente a un elemento peligroso específico. El Análisis SIL, permitirá evaluar cuál es el nivel de Seguridad, mediante la Asignación del Índice SIL (Safety Integrity Level) o Nivel de Integridad de Seguridad exigible a cada una de estas SIFs, así como verificar que éstas cumplen los requerimientos de seguridad conformes a dicho nivel.

Figura 3
Funciones instrumentadas de seguridad DE LOS SIS

A continuación, en el punto 2.1, se describen las distintas etapas a considerar en el Ciclo de Vida de los SIS desde su concepción inicial, las cuales dan respuesta a los tres vectores básicos descritos de la Seguridad de Procesos: Integridad en el diseño, integridad en la operación e integridad de los activos.

 

2. MANTENIMIENTO DE LOS SIS DENTRO DEL CICLO DE VIDA

 

2.1. Etapas en el ciclo de vida

Las normativas y estándares sobre Seguridad Funcional, ANSI-ISA-S84 e IEC-61511/61508 establecen las distintas etapas a cubrir en el Ciclo de Vida de Seguridad de un Sistema Instrumentado de Seguridad, desde la concepción inicial del mismo hasta su desmontaje.

Las distintas etapas a considerar se esquematizan en la Figura 4 y se enumeran a continuación:

• Diseño conceptual del proceso. Desarrollo de Ingeniería básica y detalle.
• Análisis de riesgos (p.e., HAZOP).
• Asignación del índice SIL.
• Desarrollo de las especificaciones de los requisitos de seguridad (SRS).
• Diseño conceptual del SIS y verificación del diseño.
• Diseño detallado del SIS.
• Instalación y comisionado. Procedimientos de validación del SIS. Pruebas FAT (Factory Acceptance Test) y SAT (Site Acceptance Test).
• Operación y mantenimiento. Procedimientos para pruebas funcionales
  del SIS.
• Modificaciones
• Desmantelamiento y retirada de servicio.

FIGURA 4
CICLO DE VIDA DE UN SISTEMA INSTRUMENTADO DE SEGURIDAD

A continuación, en el apartado 2.2, se describe la fase a cubrir dentro del Ciclo de Vida de los SIS, mediante la cual se persigue diseñar e implantar un plan de mantenimiento y prueba de los SIS, con criterios de seguridad y fiabilidad, a aplicar durante toda la vida útil del sistema, garantizando de esta forma la integridad de los activos mediante la adopción de estrategias de manteniendo y fiabilidad optimizadas en los equipos.

 

2.2. Etapa de operación y mantenimiento: PROCEDIMIENTOS para pruebas funcionales DEL SIS

La realización de Pruebas Funcionales de Operación y Mantenimientos al SIS constituye otro paso fundamental e imprescindible en todas aquellas instalaciones que contengan un Sistema Instrumentado de Seguridad.

Cuando el Sistema Instrumentado de Seguridad entra en servicio es necesario asegurar que el SIL (Safety Integrity Level) requerido para cada Función Instrumentada (SIF) se mantenga durante la operación de la planta.

Los Sistemas Instrumentados de Seguridad compuestos por un conjunto de Funciones Instrumentadas de Seguridad (SIF) no son sistemas en demanda continua. La función de cada SIF es actuar en caso de aparecer el evento potencialmente inseguro para el que fue diseñada, con el fin de evitar las consecuencias que podían derivarse del mismo. Esta característica hace imprescindible un seguimiento de los componentes que constituyen cada Función Instrumentada.

Las pruebas pueden llevarse a cabo con el proceso en operación (pruebas on-line) o con el proceso en parada (off-line), dependiendo de múltiples factores como: las características del proceso, las sustancias presentes, los riesgos asociados al proceso, los elementos redundantes, el tiempo de parada de planta o la presencia de bypass.

Cada Función Instrumentada de Seguridad (SIF) presenta características totalmente distintas al resto de Funciones que componen el SIS. Por ello, las pruebas deben individualizarse para cada una de ellas. Los procedimientos deberán recoger paso a paso las acciones a seguir y la responsabilidad del personal encargado para las mismas. De modo que deben comprobarse los elementos iniciadores, el PLC, los elementos finales y las alarmas asociadas, así como la SIF completa.

Las operaciones de mantenimiento implican el desarrollo de una serie de actividades:

              –    Formación de operarios.

              –    Definición de actividades a ejercer por cada operario.

–   Definición de las tareas a realizar durante el mantenimiento.

–  Elaboración de informes que recojan los resultados de las pruebas de mantenimiento.

              –    Revisión de modificaciones en la configuración de los SIS.

              –    Gestión del tiempo entre pruebas de mantenimiento.

              –    Establecimiento de responsabilidades en las distintas pruebas.

Es importante que la persona que se encarga de hacer las pruebas funcionales conozca:

              –    Los riesgos de los que protege la función SIF a mantener.

              –    Las acciones del SIS.

              –    Los sistemas manuales de la función instrumentada SIF y cuándo usarlos.

              –    Cuándo se permite bypass y la operación con el mismo.

              –    Las alarmas existentes.

La realización de las Pruebas Funcionales, como se ha descrito anteriormente debe quedar documentada mediante sus informes correspondientes. Para ello, se seguirá el procedimiento recogido para cada uno de los elementos que constituyen una Función Instrumentada, anotando la conformidad de los mismos paso a paso. En estos documentos deben quedar recogidos:

      –   Elemento al que se le realiza la Prueba Funcional (Sensor, Válvula, PLC,..) con su             correspondiente TAG.

              –    Unidad/Proyecto al que pertenece la SIF objeto de estudio.

              –    Descripción de la Función Instrumentada a la que pertenece el elemento                                    probado.

              –    P&ID que recoge el enclavamiento.

              –    Tag del enclavamiento correspondiente.

              –    Intención de diseño de la Función Instrumentada.

              –    Consecuencias en caso de fallo de la Función Instrumentada.

              –   Riesgo de perturbar el proceso o el disparo de la planta en caso de pruebas con                         planta en marcha.

              –   Procedimiento paso a paso para los elementos de la SIF.

              –  Conformidad y observaciones de cada uno de los pasos a comprobar en el                                   procedimiento.

              –   Período de chequeo o período entre pruebas (dato que se establece en la etapa de                     Verificación SIL).

              –    Nombre y firma del responsable de la ejecución de las pruebas pertinentes.

              –    Fecha de la realización de las Pruebas Funcionales.

Las características particulares de cada elemento y cada proceso hacen que los pasos a seguir para cada uno de los elementos a ser probados sean diferentes, requiriendo unos procedimientos específicos para cada una de las Funciones Instrumentadas.

 

3.         CONCLUSIONES

Los riesgos originados por el manejo, transporte, utilización y manipulación de sustancias consideradas peligrosas, conlleva la utilización de un mayor avance en dispositivos de seguridad que eviten los posibles peligros derivados de un mal funcionamiento de dichos dispositivos. Es por eso, por lo que en materia de seguridad funcional se intenta mejorar y avanzar con los denominados Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS). La Seguridad Funcional persigue que los SIS operen correctamente y que, por tanto, sean altamente confiables.

La implementación de estos Sistemas Instrumentados de Seguridad en instalaciones de proceso, así como el desarrollo de un Análisis SIL que garantice la correcta instalación y gestión de dichos sistemas, permite al industrial obtener los siguientes beneficios o ventajas:

• Diseñar e implantar un plan de mantenimiento y prueba de los SIS con criterios de seguridad, garantizando de esta forma la integridad de los activos mediante la adopción de estrategias de manteniendo y fiabilidad optimizadas en los equipos.

• Incrementar la seguridad de las instalaciones mediante la implementación de medidas de prevención con fiabilidad demostrada.

• Verificar los niveles de seguridad de las distintas capas de protección (prevención y mitigación) para cumplir con los criterios de aceptabilidad del riesgo establecidos por la corporación.

• Diseñar un ciclo de vida para todas las Funciones de Seguridad Instrumentadas que permita cubrir todas las etapas desde la concepción inicial del sistema hasta el posible desmontaje del mismo.

• Adquirir los distintos elementos del SIS con especificaciones de seguridad y fiabilidad.

• Adecuarse a las recomendaciones del seguro, obteniéndose de esta forma una disminución de las primas en la contratación de pólizas de seguros.

• Cumplir requisitos de la licenciataria del proceso con objeto de no perder garantías y mantener las condiciones de seguridad del proceso.

• Adaptarse a las normativas sobre Seguridad Funcional, Normas ANSI-ISA84 e IEC-61511/61508, que constituyen una guía de buenas prácticas de ingeniería para el diseño conceptual de los Sistemas Instrumentados con criterios de seguridad.

• Disminución de pérdidas financieras, por costes materiales propios, lucro cesante y responsabilidad civil derivados de accidentes graves en las instalaciones.

• Aumento de la disponibilidad de las instalaciones y de los niveles de producción.

• Alineación de la organización hacia la consecución de los objetivos empresariales.

• Mejora de la imagen corporativa de la compañía tanto interna como externa y otros beneficios intangibles.