En seguridad funcional, un sistema instrumentado de seguridad ( SIS ) es un conjunto diseñado de controles de hardware y software que proporciona una capa de protección que apaga un sistema químico, nuclear, eléctrico o mecánico, o parte de él, si se detecta una condición peligrosa. [1]
Un SIS realiza una función instrumentada de seguridad (SIF) . Al SIS se le atribuye una cierta medida de confiabilidad dependiendo de su nivel de integridad de seguridad (SIL) . El SIL requerido se determina a partir de un análisis cuantitativo de riesgos de proceso (PHA), como un análisis de capas de protección (LOPA). Los requisitos SIL se verifican durante el diseño, construcción, instalación y operación del SIS. La funcionalidad requerida puede verificarse mediante revisiones de diseño, pruebas de aceptación en fábrica, pruebas de aceptación en sitio y pruebas funcionales periódicas. La PHA, a su vez, se basa en un ejercicio de identificación de peligros. En las industrias de procesos (producción de petróleo y gas, refinerías , plantas químicas , etc.), este ejercicio suele ser un estudio de peligros y operatividad (HAZOP). El HAZOP generalmente identifica no solo los peligros del proceso de una planta (como la liberación de materiales peligrosos debido al proceso que opera fuera de los límites seguros de la planta), sino también los SIF que protegen a la planta de tales excursiones. [1] [2]
Un SIS está destinado a realizar funciones de control específicas para evitar operaciones de proceso inseguras cuando ocurren condiciones inaceptables o peligrosas. Debido a su importancia, los sistemas instrumentados de seguridad deben ser independientes de todos los demás sistemas de control que controlan el mismo equipo, para garantizar que la funcionalidad del SIS no se vea comprometida. Un SIS está compuesto por los mismos tipos de elementos de control (incluidos sensores , solucionadores lógicos, actuadores y otros equipos de control) que un Sistema de control de procesos básico (BPCS). Sin embargo, todos los elementos de control de un SIS están dedicados únicamente al correcto funcionamiento del SIS.
La característica esencial de un SIS es que debe incluir instrumentos que detecten que las variables del proceso (flujo, temperatura, presión, etc. en el caso de una instalación de procesamiento) están excediendo los límites preestablecidos ( sensores ), un solucionador lógico que procese esta información y toma decisiones apropiadas basadas en la naturaleza de la(s) señal(es) y los elementos finales que reciben la salida del solucionador lógico y toman las acciones necesarias en el proceso para lograr un estado seguro. Todos estos componentes deben funcionar correctamente para que el SIS realice su SIF. El solucionador lógico puede utilizar equipos eléctricos, electrónicos o electrónicos programables, como relés , amplificadores de disparo o controladores lógicos programables . Generalmente se requieren sistemas de apoyo, como energía, aire de instrumentación y comunicaciones, para el funcionamiento del SIS. Los sistemas de soporte deben diseñarse para proporcionar la integridad y confiabilidad requeridas . Un ejemplo de SIS es un sensor de temperatura que proporciona una señal a un controlador, que compara la temperatura del proceso detectada con el punto de ajuste de temperatura deseado y envía una señal a un actuador de válvula de cierre de emergencia que detiene el flujo de fluido de calentamiento al proceso si la temperatura del proceso se excede por un margen inseguro.
Los SIF se implementan como parte de una estrategia general de reducción de riesgos cuyo objetivo es minimizar la probabilidad de un accidente previamente identificado que podría variar desde daños menores al equipo hasta la liberación catastrófica incontrolada de energía o materiales.
El estado seguro debe alcanzarse en un período de tiempo suficientemente corto (conocido como tiempo de seguridad del proceso ) para evitar el accidente. [1] [2]
La norma internacional IEC 61511 se publicó en 2003 para brindar orientación a los usuarios finales sobre la aplicación de sistemas instrumentados de seguridad en las industrias de procesos . Esta norma se basa en IEC 61508 , una norma genérica para seguridad funcional que incluye aspectos sobre diseño, construcción y operación de sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables. Otros sectores industriales también pueden tener normas basadas en IEC 61508, como IEC 62061 (sistemas de maquinaria), IEC 62425 (para sistemas de señalización ferroviaria), IEC 61513 (para sistemas nucleares) e ISO 26262 (para vehículos de carretera).
Otros términos utilizados frecuentemente junto con y/o para describir sistemas instrumentados de seguridad incluyen: