En síntesis, este sistema debe generar las salidas correctas para prevenir o mitigar los eventos peligrosos ("hazardous event"). De acuerdo a las normas internacionales, un sistema instrumentado seguro se define como la implementación de una o más funciones instrumentadas seguras y estará compuesto por cualquier combinación de sensores, solucionador o procesador de lógica ("logic solvers") y elementos finales. La figura 1 nos muestra la arquitectura de un sistema SIS.

Figura 1.

En otras palabras, un Sistema Instrumentado Seguro, tiene como propósito evitar o reducir que ocurra riesgo o accidente, y el arreglo, estructura o arquitectura que lo contiene, debe llevar el proceso a un estado seguro cuando condiciones predeterminadas son violadas. Así, una arquitectura SIS está compuesta por un lazo de control que incluye sensores, transmisores, procesadores o controladores, tales como PLCs, DCS, SLC, elementos finales, válvulas actuadores, alambrado, tuberías, fuentes de poder y otros dispositivos.

Al observar la definición de SIS, en el párrafo anterior, aparece un nuevo concepto: funciones instrumentadas seguras, o SIF ("Safety Instrumented Functions"). Aquí, una función de seguridad está referida al riesgo o peligro, y a la reducción de éstos y usando tecnología adecuada, con el fin de llevar el proceso a un estado seguro frente a la presencia de eventos peligrosos. Un estado seguro es el estado del proceso cuando hay presencia de seguridad plena. De esta manera, SIF es una función de seguridad que puede ser implementada por medios Eléctricos, Electrónicos o de Programación Electrónica (E/E/PE), que ofrecen los mínimos requerimientos de implementación dados por los requerimientos funcionales y con diferentes niveles de seguridad, o bien, bajo Niveles de Integridad Segura, o SIL ("Safety Integrity Level").

Con el fin de analizar este problema desde el punto de vista de la ingeniería del proyecto, se debe desarrollar un marco conceptual para cada etapa del SIS, que cubra desde la concepción hasta el decomiso o retiro de la fase proyecto. Para esto se desarrolla un ciclo de vida de seguridad. La figura 2 nos muestra un típico ciclo de vida.

Fig. 2: Ciclo de vida de seguridad (REF: P. Gruhn & H. Cheddie.
SIS: Design, Analysis and Justification, ISA book 2006)

Aquí deben establecerse -de manera clara- las definiciones acerca del riesgo y del peligro. Al riesgo se le considera como la combinación de la probabilidad de ocurrencia de daño y la severidad de éste. En cambio, el peligro se considera como una fuente potencial de algún tipo de daño, herida o lesión a la salud de la personas, tanto de forma directa como indirecta, y que incluya el medioambiente. Posteriormente se debe establecer un análisis e identificación del peligro. Un método es mediante las HAZOP, siendo éstas, técnicas cualitativas sistemáticas para identificar el peligro en los procesos y los problemas a la operación, y usa una serie de conceptos y reglas. Una HAZOP se usa para examinar todas las partes del proceso y determinar qué desviaciones pueden ocurrir, y las causas y consecuencias que pueden producir. Se aplica tanto a procesos tipo "batch" como continuos, nuevos o existentes, con el fin de determinar el peligro.

Después se debe determinar los niveles de desempeño a cada una de las funciones asignadas a la instrumentación, o sea, las SIL a las SIF.

Para definir una SIL debemos considerar otro término importante, "integridad segura", siendo ésta la probabilidad de desempeño satisfactorio de una SIF. Así, el nivel íntegramente seguro, o SIL ("Safety Integrity Level") es un número entre cuatro, y su valor especifica los requerimientos de integridad segura de las funciones instrumentadas seguras que están dispuestas en los SIS. Un SIL de valor 4 representa el más alto nivel de integridad segura, o sea, es la menor probabilidad que pueda ocurrir una falla en las funciones instrumentadas seguras dentro de un SIS; por ende, el nivel 1 es el más bajo nivel de integridad segura.

Cabe destacar que estos conceptos no nos ofrecen una medida de riesgo dentro de un proceso, sino una medida de desempeño o eficiencia de los requerimientos de sistemas de seguridad con el fin de controlar el riesgo. Usar un SIS es un medio para llevar el riesgo dentro de límites tolerables; un hecho que no deja de tener valor donde hay vidas humanas y grandes inversiones. Las normas ISA 84, IEC61508 e IEC61511 nos ofrecen cómo hacer esto, de ahí su importancia en los sistemas industriales, lo que ha hecho que -hasta ahora- 144 países ya las hayan adoptado.