SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD

CLASE 1 INTRODUCCION

Miguel Villalobos

INTRODUCCION

QUE SON LOS SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE

SEGURIDAD?

INTRODUCCION

INTRODUCCION

INTRODUCCION

POR QUE SON NECESARIOS LOS SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD (SIS): Para resguardar la integridad fsica, salud y vida de las

personas. Para evitar accidentes dentro y fuera de las

instalaciones donde se ejecute el proceso. Para evitar impactos catastrficos sobre la comunidad

vecina a las instalaciones donde se ejecute el proceso. Para mantener la seguridad operativa dentro los

valores . Para garantizar interrupciones de emergencia dentro

de limites considerados seguros.

INTRODUCCION

Hecho condicionante:

Ningn sistema es totalmente inmune a fallas y debe siempre proveer condiciones seguras

cuando ocurra una falla.

INTRODUCCION

Antecedentes: En el ao 1995 en una publicacin de la HSE,

donde se discute el por qu los sistemas de control fallan y como evitar que los mismos fallen.

INTRODUCCION

En esta publicacin se analiz el origen de las causas de varios accidentes industriales, los cuales fueron iniciados por fallas en los equipos de control y se concluy lo siguiente:

44% de los accidentes, se debieron a deficiencias en las especificaciones de los equipos e instrumentos.

15%, a deficiencias en el diseo e instalacin. 6%, durante el arranque de la planta. 15%, durante el mantenimiento y operacin. 20%, a cambios y modificaciones despus del arranque

de la planta.

INTRODUCCION

El resultado de este estudio es lo que llev al desarrollo de el ciclo de vida de seguridad funcional y a implementar las normas internacionales de seguridad funcional tales como: la ISA S84.01 de 1996, la IEC 61508 de 1998 y la IEC 61511 del ao 20033.

Estas normas han sido actualizadas: En el ao 2004 la norma ANSI/ISA S84.00.01 adopt ntegramente la Norma IEC 61511 del ao 2003. La norma IEC 61508 se ha actualizado en el ao 2010.

INTRODUCCION

Es as que, actualmente en la literatura tcnica de Seguridad, encontramos trminos comunes tales como:

SIS, Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS, Safety Instrumented System)

BPCS, Sistema de Control Bsico de Proceso (BPCS, Basic Process Control System)

SIF, Funcin Instrumentada de Seguridad (SIF, Safety Instrumented Function)

SIL, Nivel de Integridad de Seguridad (SIL, Safety Integrity Level) PFD, Probabilidad de Falla en Demanda (PFD, Probability of Failure on

Demand) SLC, Ciclo de vida de seguridad (SLC, Safety Life Cycle) FS, Seguridad Funcional (FS, Functional Safety) LOPA, Anlisis de Capas de Proteccin (LOPA, Layers of Protection Analysis) HAZOP, Anlisis funcional de operatibilidad (Hazard and Operability Study)

INTRODUCCION

Entonces, se exigen criterios estrictos en: Diseo de las instalaciones y equipos.

Adopcin de medidas de seguridad.

Elaboracin de un anlisis de riesgos especfico y aplicacin de una o varias tcnicas de identificacin y evaluacin de riesgos.

Medidas de seguridad o capas de proteccin a implementarse en las instalaciones industriales, entre ellas un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS).

INTRODUCCION

En trminos genricos entonces un SIS:

Es una capa de proteccin de un complejo industrial, que ha definido variables criticas del proceso, que con un sistema configurado monitorea y una vez que detecta que una variable del proceso ha alcanzado un valor peligroso predeterminado, realiza las acciones correctivas pre establecidas para conducir el estado de las instalaciones a una condicin segura.

SISTEMAS INTEGRADOS DE SEGURIDAD

CONCEPTOS

Miguel Villalobos

CONCEPTOS

Un SIS es un sistema conformado por sensores, procesadores de control lgico que tienen el propsito de implementar las funciones de seguridad pre establecidas necesarias para llevar al proceso a un estado seguro, cuando se han incumplido condiciones pre establecidas.

CONCEPTOS

Un SIS no aumenta la eficiencia del proceso ni mejora la produccin.

Puede ahorrar dinero mediante la reduccin de las perdidas.

Los SIS no son aptos para el control de procesos y no sirven para este objeto. Son sistemas paralelos diseados para actuar por seguridad, por lo que se impone la independencia de estos sistemas de seguridad de los sistemas de regulacin y control.

CONCEPTOS

Los sistemas del SIS pondrn fuera de servicio los equipos, reas de proceso y la planta misma si es requerido dentro de su estrategia de seguridad (software de seguridad).

Estos sistemas debern apegarse a los requisitos de seguridad funcional establecidos en las normas internacionales IEC-61508, IEC 61511 e ISA/ANSI S.84.01 en su fabricacin, diseo de aplicaciones, manejo por integradores y uso y mantenimiento por el usuario final.

CONCEPTOS

Un esquema de un SIS se puede mostrar como:

CONCEPTOS

El sensor, que generalmente es un transmisor de presin, de nivel, de temperatura, o de flujo, etc., mide la variable del proceso en forma continua y enva una seal a la unidad lgica o controlador.

El controlador decidir si la seal recibida ha superado o no un valor predeterminado (que es el set point o punto de ajuste) y finalmente enviar una seal de correccin al actuador o elemento final de control, que generalmente es una vlvula de control, una vlvula de cierre rpido,un pistn, o un servomecanismo, etc.

CONCEPTOS

El nivel de control del SIS y del BPCS hasta ese punto es genricamente igual.

Donde esta la diferencia?

CONCEPTOS

Las diferencias estn en las seales que van al actuador.

En un BPCS, la seal actuar sobre la vlvula para regular o controlar el proceso.

En un SIS, la seal actuar sobre la vlvula para brindar seguridad a las instalaciones, abrindola o cerrndola totalmente de acuerdo al diseo del SIS.

Otra diferencia es que la seal del SIS prevalece o tiene preferencia sobre la seal del BPCS, es decir, una vez que acta la seal del SIS la seal del BPCS queda anulada.

CONCEPTOS

Un esquema de un SIS se puede mostrar como:

CONCEPTOS

El BPCS es el nivel de automatizacin que permite el control del proceso manteniendo las variables dentro los valores de operacin normales predefinidos.

El BPCS tiene el primer nivel de proteccin que se implementa en una instalacin industrial y es completamente independiente de un SIS.

CONCEPTOS

CONCEPTOS

En el grafico anterior el BPCS consta de: Dos transmisores de temperatura

Un transmisor de presin

Instalados a la salida del reactor y que envan seales al controlador, el cual procesa los datos y enva una seal a la vlvula de control para regular la entrada al reactor.

Ante una desviacin de la presin o temperatura del reactor, acta la vlvula de control para eliminar la desviacin y estabilizar el proceso.

CONCEPTOS

En la parte que consta al SIS de la grfica, se denota: Dos transmisores de presin. Un transmisor de temperatura.

Instalados a la salida del reactor y que envan seales al controlador.

Que procesa los datos y enva una seal a dos vlvulas de cierre rpido shut off valves.

Ante una desviacin excesiva y peligrosa de la presin o temperatura del reactor, cierran las shut off valves para brindar seguridad a las instalaciones.

Ntese la redundancia tanto en los sensores como en los actuadores, para brindar mayor confiabilidad al sistema.

CONCEPTOS

Un SIS debe tener acreditado el sello de certificacin TUV (Alemana) o la aprobacin de FMR (USA).

Los componentes por separado, sensores, controlares y actuadores deben tener por separado la acreditacin de uso para SIS, segn el nivel de seguridad que califique.