La aparición de normas internacionales de seguridad funcional ha facilitado en los campos de maquinaria y equipos industriales una mejora de la seguridad laboral.
Lamentablemente, esa aplicación se reduce muchas veces al simple cálculo de la probabilidad de fallo peligroso sin tener en cuenta los fallos sistemáticos y los fallos con causa común. Esta negligencia en la consideración de fallos sistemáticos ha sido la causa principal de muchos de los graves accidentes ocurridos en los últimos años, especialmente en la industria petroquímica. En este artículo se exponen los conceptos generales para la consideración de fallos sistemáticos durante la selección y aplicación de dispositivos de protección para máquinas y ejemplos prácticos. Estas consideraciones se basan en las Normas Tipo-B ya eficazmente probadas.
Seguridad funcional
La seguridad funcional es la rama de la ingeniería que trata de las características y de los requisitos de los mandos relativos a la seguridad de las máquinas. A su vez,, es la aptitud o fiabilidad de las partes de los mandos relativas a la seguridad de desempeñar una función de seguridad en las condiciones previsibles. De acuerdo con la norma internacional ISO 13849-1 esta aptitud depende de las características de las partes de los mandos relativas a la seguridad:
• Probabilidad de fallo de sus elementos (fiabilidad)
• Posibilidad de detección de fallos (diagnóstico)
• Comportamiento ante fallos (estructura)
• Diseño adecuado (proceso)
Los sistemas de mando han de diseñarse y fabricarse de manera que se evite cualquier situación peligrosa en la maquinaria o el equipo al aparecer un fallo en uno de sus componentes. En particular, se deben diseñar y fabricar de manera que un fallo en el soporte material o en el soporte lógico del sistema de mando no provoque situaciones peligrosas o un aumento del riesgo.
Los métodos a usarse para cumplir este requisito son generalmente:
• La exclusión de defectos mediante la aplicación de principios de seguridad fundamentales.
• La reducción de la probabilidad de defectos o fallos empleando elementos y componentes particularmente fiables
• La aptitud de los componentes utilizados para reducir el riesgo.
• El uso de componentes estándares chequeando su función correcta a intervalos adecuados.
• La aplicación de la redundancia para evitar que el defecto de un elemento lleve al fallo del sistema de mando.
• El uso de la diversidad técnica para evitar fallos de causa común.
• El autocontrol para la detección de defectos o fallos resultando en una respuesta adecuada (parada, alarma etc.).
Fallos sistemáticos
La función de componentes de las partes de los sistemas de mandos relativas a la seguridad está unida a sus características físicas y estas definen causas que determinan fallos específicos de dichos componentes, denominados fallos sistemáticos. Los fallos sistemáticos solo pueden eliminarse cambiando el diseño o el método de producción del componente o del sistema de mando. Un fallo sistemático es reproducible, ya que se puede inducir al simular su causa.
Las medidas de diseño fundamentales se basan, por una parte, en evitar o controlar los efectos de la perdida de la alimentación de energía o sus variaciones, como sobrepresiones en sistemas hidráulicos o caídas de tensión en sistemas eléctricos. En el caso ideal, el diseño puede predeterminar el comportamiento de los componentes ante estas situaciones, de manera que estos cambien a un estado seguro o lo mantengan (fail safe).
Por otra parte, el mismo efecto se desea ante la influencia de efectos físicos del medioambiente como la temperatura, humedad, presión atmosférica, las vibraciones etc. En sistemas de mando eléctricos y electrónicos, se han de tener en cuenta las posibles interferencias causadas por campos eléctricos y electromagnéticos. También, se deben controlar las secuencias del programa para detectar situaciones en las que los elementos del programa se procesan de forma en secuencias erró- neas o defectuosas o cuando los tiempos de proceso del ciclo se alargan de manera inapropiada.
La Norma ISO 13849 contiene en sus anexos A, B, C y D listas de las medidas adecuadas a cada tecnología (mecánica, neumática, hidráulica y eléctrica) y que se dividen en los denominados “principios básicos de seguridad” y “principios de eficacia probada”. Estos principios son prerequisitos para las asi denominadas “arquitecturas designadas” en las que se basan los diseños de sistemas de mando relativas a la seguridad según ISO 13849-1.
Artículo gentileza de Otto Görnemann, Manager Safety of Machinery, Standards & regulations SICK A.G.
otto.goernemann@sick.de