SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD

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SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD
Integrantes:
David Alexander Reyes De la O RD182670
Diego Alberto Sandoval Jovel SJ160154
Sistemas instrumentados de seguridad
Mantenimiento de los sistemas instrumentados de seguridad en la industria de los procesos
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.
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
Tres factores a tener en cuenta para conseguir la integridad
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.
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.
Las cuales son:
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
Capas de protección en instalaciones de proceso
¿QUÉ SON LOS SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD?
Un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS) es la implementación en un proceso crítico de una, o varias Funciones Instrumentadas de Seguridad (SIF). Y consiste en cualquier combinación de sensores, controladores lógicos y elementos finales de control que garanticen la operación segura del proceso en caso de una falla inaceptable. Estando el proceso en operación o no, un SIS debe activar un estado de seguridad en caso de cualquier problema. Evitando así cualquier atentado a la seguridad, salud y medio ambiente.
Ejemplo de un SIS
Un buen ejemplo de proceso crítico es la operación de una caldera. Donde el SIS deberá tomar en cuenta el control de toda variable crítica, como, por ejemplo, la presión de vapor. Para cada variable, deberá determinarse las funciones que tiene que cumplir el SIS, También, deberá definirse qué tan extenso tiene que ser desarrollado el SIS para garantizar la seguridad en planta.
UN SIS ES UN SISTEMA DE CONTROL INDEPENDIENTE A AQUEL DEL PROCESO
Un SIS tiene funciones de control específicas llamadas Funciones Instrumentadas de Seguridad (SIF). Así mismo, cada SIF tiene un Nivel de integridad de Seguridad (SIL). Un SIS debe tener tantos SIF sean necesarios por Operación Unitaria. Cada SIF tiene como misión mitigar los riesgos de cada escenario que pueda poner en peligro la integridad de la operación unitaria.
Funciones de un SIS
Las funciones de un SIS pueden ser verificadas mediante técnicas de análisis de diseño. Algunos de los más comunes, pero no los únicos, son el Análisis Modal de Fallos y Efectos AMFE (o FMECA en inglés); Pruebas de Validación de Proceso; Pruebas de Validación de Planta; entre otros. Por otro lado, para asegurar la integridad y seguridad de operación, es necesario utilizar otro tipo de técnicas de análisis. Entre ellos se encuentra el Análisis Funcional de Operatividad AFO (o HAZOP en inglés); el Análisis de Capas de Protección (o LOPA en inglés); Gráficas de Riesgos, entre otros. Lo que tienen en común, es que estas técnicas analizan la fiabilidad del SIS, y calcula su probabilidad de fallo.
Arquitectura de un SIS
Físicamente, un SIS está compuesto por elementos de control tales como: Sensores, controladores lógicos programables, actuadores y otros equipos de control. Y tienen como función, llevar a la operación unitaria a un estado de seguridad en caso de cualquier problema. El tiempo de respuesta de un SIS se llama Tiempo de Seguridad del Proceso. Incluye el tiempo entre la detección de la falla, mitigar el riesgo y llevar la operación unitaria al estado de seguridad. Cabe destacar, que todos los elementos de control del SIS deben ser independientes a los sistemas de control del Proceso. Esto se hace para garantizar la funcionalidad del SIS en caso de cualquier falla.
¿Qué es una función instrumentada de seguridad (SIF)
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.
MANTENIMIENTO DE LOS SIS DENTRO DEL CICLO DE VIDA
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 son:
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.
Ciclo de vida de un sistema instrumentado de seguridad
ETAPA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO: PROCEDIMIENTOS PARA PRUEBAS FUNCIONALES DEL SIS
La realización de Pruebas Funcionales de Operación yMantenimientos 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.
Dichas operaciones de mantenimiento implican el desarrollo de una serie de actividades las cuales son:
– 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.
Por lo que, es importante también que la persona que se encargue de hacer dichas pruebas conozca de:
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 dichos documentos debe quedar recogido lo siguiente:
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.