Control de Proceso v/s Control de Seguridad

El control de procesos es un control activo y dinámico, en el que normalmente nos encontraremos con lazos de control, entradas y salidas análogas, procesamiento de información matemática para implementar los algoritmos de control y hacer otros cálculos. Si una válvula de control abre o cierra totalmente cuando no se desea, impactará en la producción y -por ende- creará un problema evidente. Por lo tanto, el sistema de supervisión y diagnóstico del proceso o el operador, deberán anunciar tal falla asociada a la producción para así tomar las acciones adecuadas.

Figura 1: Recomendación HSE para SIS.

Por su parte, un control de seguridad es lo opuesto: es pasivo y latente (siempre en estado de alerta), y opera en periodos largos de tiempo sin hacer nada o sin llamar la atención. Por ejemplo, una válvula de alivio siempre estará cerrada y sólo abrirá cuando la presión alcance un valor superior al límite definido. Aquí se debe tener cuidado con los instrumentos que están en función, pero no están operando bajo condiciones normales; es decir, la confianza o seguridad de la operación para la función que se le asignó debe ser un tema de preocupación.

La propuesta para que ambos sistemas de control (seguridad y proceso) concurran en un proceso industrial es dada por HSE (Health & Safety Executive) del Reino Unido, que recomienda estrictamente separar las partes (tanto de proceso como de seguridad) frente a las funciones que debe satisfacer el SIS. La figura 1 nos ilustra esta recomendación.

Existen varias tecnologías disponibles para implementar un sistema instrumentado seguro. Estas no son excluyentes y cada una posee sus propias ventajas y desventajas, dependiendo la decisión para adoptar una de ellas de las propiedades del proceso y factores particulares (presupuesto, tamaños, riesgo, niveles, entre otros).

Por ejemplo, los sistemas de tipo neumáticos son aplicados en aquellos ambientes donde se requiere seguridad intrínseca o simplemente neumática, o hay falta de electricidad. Los sistemas basados en relés son simples, baratos, inmunes a varios efectos (como interferencias EMI/RFI), usan diferentes niveles de tensión y sólo se usan en aplicaciones pequeñas o muy necesarias. Por su parte, los sistemas basados en estado sólido, sin software, son útiles y se construyen exclusivamente para propósitos de seguridad; en otras palabras, son hechos "a medida". En algunos casos, incluyen pruebas, "by-pass", redundancia y comunicación, y se aplican en soluciones simples y de alto nivel de seguridad SIL. En el caso de los Autómatas Programables o PLCs, son soluciones para grandes aplicaciones, basados en software y son de propósito general: ofrecen gran flexibilidad, auto documentación, procesamiento, comunicación y diferentes posibilidades de SIL y análisis del riesgo. En este ámbito, se tienen PLCs de propósito general para desarrollar un SIS, pero también hay disposiciones de tipo "Hot Backup" (con CPU redundantes, pero sólo una en línea a la vez). Otra disposición usada es con Redundancia Dual, donde existe redundancia tanto en CPU y en las unidades I/O, como también en su programación.

Otra disposición que puede ser implementada, ya sea con PLC, DCS u otra tecnología de similares prestaciones es la Redundancia Modular Triple (TMR), donde se triplica todo. Fue implantada por la NASA en los años ´70, pero actualmente se usa ampliamente en muchas aplicaciones. Las industrias química, petrolera, celulosa (calderas de alto rendimiento y presión), nuclear, de defensa y otras, son usuarias de esta técnica, donde pueden encontrarse un SIL 3 o más.

Conclusiones

Lo expuesto en estos artículos es meramente una introducción del tema. Claramente, existen muchos otros argumentos que abordar así como otras normas a considerar. De igual modo, estamos conscientes que faltó tratar aspectos más técnicos, como el Diseño, la Ingeniería, las Capas de Seguridad, los Niveles SIL, la Implementación y muchos otros tópicos.

Al ser normas, se presenta un lenguaje basado en definiciones y técnicas muy exhaustivas, que es importante dominar para un buen diseño del sistema y toma de decisión de la tecnología a adoptar. No se trata de comprar instrumentos con ciertas prestaciones o desarrollar programas de seguridad, sino de desarrollar una buena ingeniería, que se inicia con un buen ciclo de vida y una buena arquitectura para el sistema de seguridad. En ambientes industriales, los Sistemas Instrumentados Seguros son una cultura que se debe adoptar y el mercado ofrece una gran oferta en este sentido.