La detección de fuego y gas, ¿debemos asignar un SIL?

Luis Andrés Méndez
InTech México Automatización,
Edición Enero  – Marzo 2012.

En el contexto internacional actual, aún se llevan a cabo intensos debates relacionados con la forma en que deben ser diseñados los Sistemas de Mitigación de Fuego y Gas sin que exista un consenso acerca de cómo diseñarlos, operarlos y mantenerlos.

INTRODUCCIÓN

Al sugerirse que los sistemas de mitigación deben ser considerados sistemas instrumentados de seguridad, en automático se ha buscado la manera de asignarles un número de SIL, sin embargo el concepto va más allá de este pequeño detalle:

¿CÓMO EVALUAR EL DESEMPEÑO DE UN SIS DE MITIGACIÓN?

En la comunidad internacional, se cuenta actualmente con esfuerzos muy serios relacionados con la promulgación de “reglas de juego” claras para asignar niveles adecuados de desempeño a un sistema de mitigación de fuego y gas, sin embargo de esto se han ocupado otros autores en este mismo espacio, por lo que nos limitaremos a discutir qué es lo que existe en México a la fecha y cuáles son los pasos que se deberían dar a continuación para llegar a una normatividad propia adecuada.

Inicialmente se diseñó un estándar de referencia, como la Norma 11 (NRF-11-Pemex-2002 conocida como SAAFAR), con un ámbito de aplicación obligatoria restringido a las instalaciones de Petróleos Mexicanos y sus organismos subsidiarios, éste estándar que data del 2002 es un esfuerzo de Pemex  reglamentar la instalación de estos importantes sistemas en sus instalaciones, con la única intención de hacerlos efectivos y comprarle tiempo a sus operadores para reaccionar a emergencias reales.

Esta norma de referencia de la petrolera, aparte de las reglas internacionales marcadas en el NFPA, era prácticamente la única referencia para el diseño de tales sistemas en México, por lo que de inmediato se vislumbran varios problemas:

  1. Es de aplicación exclusiva para Pemex, su aplicabilidad en la industria privada no es mandataria.
  2. Habla únicamente de los equipos que la componen y de algunos criterios para su selección.
  3. Deja la responsabilidad de la ubicación de los equipos al análisis de riesgos.
  4. No establece criterios para evaluar el desempeño de un sistema de detección mitigación de fuego y gas.

Hay aspectos importantes en esta norma de referencia en el sentido de que no establece criterios de desempeño para los elementos de campo ni para el equipo de control tradicionalmente llamado PLC de seguridad.

Posteriormente, los problemas recurrentes de este estándar y su aplicación llevaron al desarrollo de nuevas normas de referencia en un intento por clarificar la forma en que deben ser diseñados; de forma tal que la conocida SAAFAR se dividió para generar otras normas, entre las que podemos mencionar las siguientes:

Todas ellas tienen un común denominador; hacen referencia al SIL como el método para determinar el desempeño de los sistemas o lo utilizan como referencia para decidir si se requiere un PLC de seguridad o un tablero contraincendio.

A partir de 2008 se hace referencia a nivel internacional a nuevas reglas de juego para el diseño de sistemas instrumentados de seguridad de mitigación (específicamente, sistemas de fuego y gas) basándose en el desempeño probable de los elementos que lo conforman, pero sobre todo, evitando hacer referencias al Nivel de Integridad de Seguridad o SIL por sus siglas en inglés.

El SIL es por definición una medida del desempeño de un Sistema Instrumentado de Seguridad, y por tanto, pudiera ser usado para medir el desempeño de un Sistema de Monitoreo y Control de Fuego y Gas, pero, ¿por qué la normativa internacional actual no menciona el SIL como la medida adecuada para el desempeño de un sistema de Fuego y Gas?

La razón es relativamente simple; la práctica e información estadística de los niveles .de desempeño de este tipo de sistemas a nivel mundial demuestra una efectividad promedio de entre 60 y 80 por ciento en un lazo de mitigación que incluya detección, procesamiento de las señales y activación de elementos de control. Esto implica de inmediato una falla en el cumplimiento de los estándares referidos al SIL, dado que para hablar de éste se debe hablar de niveles de desempeño de por lo menos el 90 por ciento para una función de seguridad.

Esta aparentemente sencilla conclusión ha dado origen a todas las discusiones a nivel internacional con relación a la forma en que deben ser calculados los niveles de desempeño de los Sistemas de Mitigación de Fuego y Gas, esto no significa que no se deba evaluar el desempeño, sino que las reglas de aplicación deben ser diferentes a las de un Sistema de Paro por Emergencia, si se pretendiera hacer cumplir con un nivel de desempeño equivalente a SIL 1 a un sistema de Fuego y Gas, se le estaría condenando a fracasar en su objetivo.

¿Por qué teniendo tecnologías sofisticadas y con certificación SIL para aplicaciones de fuego y gas no es posible alcanzar niveles de desempeño adecuados en comparación con un sistema de paro por emergencia? La diferencia estriba en la forma en que este último “ve” con respecto a uno de fuego y gas. Para ser más exactos, un sistema de paro por emergencia no tiene otra opción más que ver lo que sucede en el proceso, ya que normalmente se encuentra conectado a él; es decir, la presión, flujo, temperatura, etcétera, se miden directamente del proceso y, a menos que fallen, los instrumentos toman conocimiento todo el tiempo con respecto a lo que sucede en recipientes y tuberías.

Al hablar de un sistema de fuego y gas se asume que ha ocurrido una pérdida de contención del fluido involucrado en el proceso, cualquiera que este sea. Una vez perdida la contención, es imposible garantizar  que sucedan varios fenómenos de acuerdo con las simulaciones más estrictas y los análisis de consecuencias ejecutados con las máximas capacidades técnicas posibles. Ya que se perdió la contención, el fluido se comportará según las condiciones que determine el momento en que se presente el evento de pérdida; es decir, si es de día o de noche, la dirección en que estará soplando el viento, o si existe humedad o nubosidad en el ambiente, por mencionar algunos factores.

Esto representa un reto formidable para los sistemas de detección temprana de fugas e incendios; cuando se cuenta con elementos de detección con certificaciones y capacidades de desempeño muy altas, lo único que se garantiza es que en caso de que se tenga la suerte de que la pérdida de contención ocurra en el lugar adecuado y bajo las condiciones adecuadas, el sistema será capaz de ver lo que sucede fuera del proceso en el punto en que ha ocurrido la pérdida de contención; no obstante, existen enormes posibilidades de que los sistemas muy sofisticados y con altos niveles de diagnósticos sean incapaces de ver lo que sucede porque simplemente están mal ubicados para el sitio donde comienza a desarrollarse el evento. Con el tiempo, seguramente alguno de los detectores logrará ver algo, pero tal vez para entonces sea demasiado tarde.

Es por ello que la discusión no se centra en el hardware del PLC, en las capacidades de diagnóstico de los detectores o en la habilidad de operar de la válvula de diluvio (lo cual no significa que poner atención a esto no sea importante), sino en ·el posicionamiento y cobertura de los equipos de detección.

La tendencia que se propone a nivel internacional se relaciona con la forma en que se ubican los detectores, para lo cual, en México se utilizan actualmente referencias normativas de carácter prescriptivo, es decir, buscamos reglas de NFPA, API, Pemex, etcétera, y con base en las recomendaciones ponemos un detector de gas combustible cerca de los sellos de las bombas, cubrimos de forma cruzada con detectores de fuego una casa de bombas, ponemos detectores de HF cercanos a las torres de regeneración en las plantas de alquilación, tomamos las recomendaciones del fabricante para colocar el detector a determinada altura.

No obstante, surgen las cuestiones; ¿tomamos en cuenta las obstrucciones propias de los equipos en campo? ¿Consideramos la dirección predominante de los vientos? ¿Consideramos la posibilidad de que el elemento sensor esté tan cerca del área que deseamos detectar que se “envenene” y falle en sus lecturas? ¿Estamos seguros que el plano indicativo mostrado en la ingeniería no será literalmente interpretado por el constructor colocando el detector en una posición en la que sea literalmente inútil pues sea instalado justo frente a un soporte?

Por estas consideraciones se hace necesario realizar una normatividad nacional basada en tendencias internacionales como las registradas en el Reporte Técnico ISA TR-84.00.07-2010 que hace énfasis en cómo evaluar el desempeño de detección específico para aplicaciones de fuego y gas, partiendo por definir lo que esperamos que se fugue, cuál será su comportamiento, la trayectoria más esperada y por supuesto las obstrucciones específicas del sitio donde serán instalados los detectores, mediante la aplicación de técnicas específicas como simulación tridimensional de las áreas de visión de los elementos sensores, variaciones en altura, o ángulo de inclinación.

Ello se hace de forma tal que se pueda definir un criterio de desempeño para cada caso (por ejemplo, tamaño de fuga o de incendio, tipo de incendio) y posteriormente definir la mejor forma de cubrir los riesgos por medio del uso de la tecnología disponible actualmente en el mercado.

En conclusión, hablar de asignar un SIL a un sistema de fuego y gas es asignarle criterios y capacidades de desempeño demasiado altas que un procedimiento aún con el mejor diseño tradicional no podrá alcanzar, por lo que se hace necesario trabajar en la normatividad adecuada para asignar criterios de desempeño adecuados a este tipo de sistemas partiendo de la base de que la mitigación ve el .proceso de otra manera con respecto a otros SIS, pues no tiene un contacto directo con el proceso.

Es así que se asume que un evento no deseado, por pequeño que sea, ya sucedió y lo que buscamos es ganar tiempo para activar los equipos y sistemas de emergencia o para lograr la evacuación segura del personal. Actualmente las mejoras en detectores y sistemas electrónicos programables tienen muy poco que ofrecer para atacar la deficiencia real de los sistemas de gas y fuego, la ubicación geográfica y capacidad de visión de los detectores.

ACERCA DEL AUTOR

El autor es gerente de ingeniería y seguridad funcional de SIS Automatización Global, una empresa de Grupo ARPO.

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