Revisión al Reporte Técnico ISA-TR18.2.2-2016: Identificación y Racionalización de Alarmas

Revista InTech México Automatización
Edición Abril – Junio 2019.


Revisión al Reporte Técnico ISA-TR18.2.2-2016: Identificación y Racionalización de Alarmas: Definiciones, alcances y propósito de la identificación y racionalización de un sistema de alarmas.


Ing. Erick Oswaldo Martínez Aguirre
Comité Seguridad ISA México / IMP
erick.martinez@isamex.org

Resumen

En junio de 2016, junto con la actualización del estándar ANSI/ISA-18.2-2016 el Comité de desarrollo de estándares de ISA llamado grupo ISA18 aprobó y publicó el reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016 “Alarm Identification and Rationalization”. Este documento como otros reportes técnicos, fue escrito como un apoyo para complementar lo dicho en el estándar ANSI/ISA-18.2-2016 y que se encuentra indicado en el “Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas”.

El reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, se documenta una guía y ejemplos de cómo se debe comprender e implementar la identificación y racionalización de alarmas en un sistema de alarmas en la industria de procesos con el propósito de mejorar la seguridad en una planta.

El presente artículo, hará un breve recorrido en el contenido del reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, con el objeto de documentar los requerimientos solicitados en las cláusulas 8 y 9 de ISA ANSI/ISA-18.2-2016.


Palabras clave: Alarma, Alerta, Alarma Molesta (Ruidosa), Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas, Clase de Alarma, Consola de Operación, Filosofía de Alarma, Prioridad de Alarma, Sistema de Administración de Alarmas, Racionalización, Sistema de Control.


INTRODUCCIÓN

La decisión del Comité ISA18, de considerar de manera conjunta en un solo reporte técnico las etapas de Identificación y Racionalización tiene de entrada mucha lógica, pues la etapa de identificación de alarmas en un proceso se vuelve una entrada para las diferentes actividades en la justificación y racionalización de las alarmas. Si bien la racionalización, pretende la revisión de alarmas propuestas en un diseño de ingeniería y/o la revisión de alarmas de un proceso existente (operación), es necesario saber, que se tiene que desarrollar toda una metodología con criterios que ayuden a documentar la priorización y clasificación de cada alarma, además de la causa y consecuencia de una acción o no acción por parte del operador.

El reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, cuenta con un desarrollo más detallado que lo que se indica en el estándar ANSI/ISA 18.2-2016 (Cuarenta y dos páginas) y cada apartado, es explicado con ejemplos que dejan con mayor claridad un entendimiento de cada punto y desarrollo, que debe ser considerado en la etapa de identificación y racionalización de un Sistema de Alarmas.

Es importante subrayar que la etapa de la racionalización está íntimamente relacionada con algunos puntos que son considerados en el documento de “Filosofía de Alarmas”. Recordemos que el documento de “Filosofía de Alarmas”, es la etapa inicial del Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas, por lo cual, las directrices de cualquier etapa comienzan ahí precisamente y, esto da un mensaje claro de que el no contar con este documento, no permite continuar con la implementación de un Sistema de Administración de Alarmas. Figura 1.

Figura 1. Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas (Comité de Seguridad ISA México).

El reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, comienza mencionando el alcance del documento en general y la aplicabilidad para instalaciones en la industria de proceso, con el objeto de mejorar la seguridad de una planta, coadyuvando a la protección de los activos, productividad y protección al medio ambiente. Una mención interesante en el documento, es la aplicación de este reporte, pues variara en su aplicación dependiendo de si el Sistema de Alarmas pertenece a una instalación nueva, de una instalación existente o en su caso, si un sistema de control ha sido actualizado.

En lo referente a los términos y definiciones, se consideraron los más importantes (Cuarenta términos y definiciones) relacionados con ANSI/ISA 18.2-2016 como: alarma, alarma ruidosa o molesta, alerta, base de datos maestra de alarmas, clase de alarma, prioridad de alarma, tipo de alarma, tiempo de respuesta permisible, consola de operación, racionalización, sistema de alarma, sistema de control básico de proceso, supresión, entre otras; necesarios para entender cada clausula y subclausula de dicho reporte técnico.

Sabemos que a través del tiempo que ISA, ha tenido a bien generar reportes técnicos de apoyo al entendimiento y comprensión de algunos de sus estándares, pero también ha sido parte fundamental la publicación de libros que apoyan y refuerzan lo dicho tanto en el estándar y/o reportes técnicos, por lo cual en el estándar ANSI/ISA 18.2-2016 no es la excepción, siempre será conveniente revisar dicha literatura junto con los reportes técnicos entender mejor no solo el ¿Qué hacer para implementar un Sistema de Alarmas?, sino el ¿Cómo debo hacerlo?

ENFOQUE EN LA IDENTIFICACIÓN Y RACIONALIZACIÓN DE UN SISTEMA DE ALARMAS

Desde que se emite el estándar ANSI/ISA-18.2-2016 (Edición año 2009 y 2016) en la cláusula 8 Y 9, quedan referenciados la identificación y racionalización respectivamente, en donde en tan solo cinco páginas ser refiere en que consiste cada punto en el estándar y su importancia en la definición de un Sistema de Alarmas. El reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016 ahora con cuarenta y dos páginas minuciosamente revisadas por el grupo experto ISA18, define la identificación y la racionalización como un plan de trabajo que en conjunto con la “Filosofía de Alarmas” permitirá un proceso de identificación y racionalización más efectivo en un proyecto, sin embargo está escrito tanto en el estándar ANSI/ISA-18.2-2016 y el reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, que el desarrollo dependerá de su aplicación en Sistemas de Alarmas nuevos (En plantas nuevas) o en Sistemas de Alarmas existentes (En plantas existentes o en proceso de modernización). Figura 2.

Figura 2. ISA-TR18.2.2-5016 (Comité de Seguridad ISA México).

IDENTIFICACIÓN Y RACIONALIZACIÓN DE UN SISTEMA DE ALARMAS

A continuación se hace una revisión a algunas cláusulas (5, 6, 7, 8 y 9) o subclausulas del reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, que han llamado la atención, debido a la información indicada y/o los ejemplos de aplicación en las etapas de identificación y racionalización en un Sistema de Alarmas:

Un punto de partida crucial en el Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas, es la identificación de una alarma (Subclausula 5.1), su propósito, determinación e identificación de la fuente de donde proviene esa lista de alarmas (Origen de las alarmas del proceso). Debe quedar muy claro que dado el propósito del Sistema de Alarmas, de llamar la atención del operador debido a una condición anormal de la planta y/o mal funcionamiento de un equipo y que esta situación siempre se requerirá una acción oportuna en el tiempo por parte del operador, la relación de la identificación con la racionalización es un efecto natural en la selección y clasificación de una alarma (Subclausula 5.2). No se debe recomendar una alarma, sino se indica una condición anormal en el proceso o no se requiere una respuesta del operador para evitar una consecuencia que exponga el estado seguro de una planta.

La subclausula 5.3, resulta muy interesante debido a los ejemplos que presenta de las posibles fuentes de identificación de alarmas como son: Bases de datos de alarmas de sistemas de control, regulaciones y prescripciones de autoridades como OSHA USA de aplicar metodologías de identificación de peligros y evaluación de riesgos como HAZOP (Estudio de Peligros y Operabilidad del Proceso), análisis de capas de protección (LOPA), revisando y analizando los límites de operación segura en los procesos. Además se mencionan entre otras metodologías como FMEA (Análisis de Modos de Fallos y Efectos), la revisión de permisos de regulaciones de impacto al medio ambiente, reportes de accidentes, auditorias de calidad, control de objetivos del proceso, procedimientos operativos en la instalación de proceso. Esta subclausula, refuerza la necesidad de revisar en el documento “Filosofía de Alarmas” la acción del operador, pues esta acción puede ser un factor de predeterminación de alarmas (Bajo ciertas condiciones) en donde se afecta la seguridad de una instalación, debido a una mala respuesta del operador en una condición anormal.

La subclausula 5.4, refiere el resultado del proceso de trabajo de identificación (Debido a la subclausula 5.3), el cual es una lista de alarmas propuestas que se utilizarán como entrada para el proceso de racionalización. Para las instalaciones existentes, la lista puede consistir típicamente en todas las alarmas existentes más una lista de alarmas adicionales propuestas. Para las instalaciones nuevas, la lista consistirá completamente en las alarmas propuestas para las nuevas áreas de proceso.

En la subclausula 6.1, se refiere el propósito de la racionalización de las alarmas de proceso, verificando con los criterios del documento “Filosofía de Alarmas” la correcta identificación de las alarmas. Se remarca nuevamente en esta subclausula, que el objetivo de la racionalización es garantizar que cada alarma sea una verdadera indicación de una condición anormal y que por tanto, esta requiere una respuesta del operador.

Desde mi punto de vista, la subclausula 6.2, es uno de los apartados medulares en la preparación del proceso de racionalización de alarmas, pues se indica la conformación de un grupo de trabajo necesario para realizar las diversas tareas de la racionalización, lo cual pudiera resultar fácil, pero la realidad es que no es así, pues las características y habilidades del personal que participara puede ser un factor limitante en el proceso del conocimiento de las diversas áreas involucradas en el proceso y que están relacionadas con las alarmas del proceso. Un ejemplo de lo anterior, es procurar como mínimo contar con la participación de un ingeniero de proceso, un operador, un ingeniero en control, un ingeniero en mantenimiento, un ingeniero en seguridad, entre otros, que dependiendo del tipo de proceso será siempre importante revisar su participación.

Este apartado, definitivamente es crucial, porque aunado la participación del personal adecuado, se refiere además, la previa capacitación del personal involucrado de una metodología de racionalización, además del manejo de documentos de ingeniería, operación, configuración y análisis de la lista de alarmas del proceso, con el objeto de analizar los parámetros del proceso que permitan desarrollar una base de datos maestra resultado del proceso de racionalización. Resulta importante resaltar, que no es posible iniciar un proceso de racionalización de alarmas si el personal involucrado no se encuentra instruido en el significado de identificar y racionalizar las alarmas del proceso, razón por lo cual, será necesario investigar que empresas serias pueden ayudar en la capacitación y entrenamiento del personal en este proceso, como por ejemplo: ISA, EXIDA, PAS, ASM Consortium, entre otras.

Las subclausulas 6.3 y 6.4, refieren la continuidad de la subclausula 6.2 en cuanto a la preparación del proceso de racionalización, pero desde el punto de vista del lugar en donde se realizara la revisión de la información y la participación del personal en cuanto a sus roles y responsabilidades en las tareas de la metodología de racionalización. Esta tarea pudiera no ser significativa en el proceso de la racionalización, pero la adecuada logística de las formas de trabajo traerán seguramente los mejores resultados en la revisión de las alarmas.

La subclausula 6.5 documenta el inicio y trayecto del proceso de la racionalización de alarmas, en donde la primera tarea solicitada al grupo de trabajo involucrado en el proceso de la racionalización es leer el documento “Filosofía de Alarmas”. Lo cual resulta totalmente lógico, debido a que se debe garantizar que todos los miembros del grupo entiendan el objetivo de la Administración de Alarmas y en particular, como se seleccionan y priorizan las alarmas, además de la configuración y funciones opcionales de las alarmas. Recordemos que la justificación de una alarma, la determinación de la consecuencia de no atender una alarma y el tiempo de respuesta permisible por parte del operador, son puntos relacionados con el documento “Filosofía de Alarmas”, las premisas de asignación de la prioridad y clase de una alarma, la condición lógica, su punto de juste de una alarma y el manejo especial de ciertas alarmas, demuestran una simbiosis total entre el proceso de racionalización y el documento “Filosofía de Alarmas”.

La cláusula 7 en mi opinión, es muy interesante debido a que remarca la importancia que guarda la tarea de priorización en la racionalización de alarmas, debido a que la prioridad de una alarma ayuda al operador a saber cuál debe abordar primero, lo que permite a los operadores a concentrarse en las alarmas más urgentes antes que las menos urgentes. Sin embargo, cuando varias alarmas se anuncian en un corto tiempo, la prioridad de la alarma debe ser analizada. Un criterio interesante mencionado en esta cláusula y que considero debe tomarse muy en cuenta, es procurar que el mayor número de alarmas se queden en la prioridad más baja (Es decir, con cada vez menos prioridad), tomando siempre en cuenta, la severidad de la consecuencia debido a una respuesta del operador tardía o inadecuada o tratar que el tiempo disponible del operador, permita tomar la respuesta correcta, antes de que ocurra la consecuencia. Un ejemplo, de lo dicho lo representa la Tabla 1(Figura 3) en el reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, de cómo hacer una priorización de alarmas utilizando varios criterios cualitativos y/o cuantitativos de acuerdo al nivel de riesgo tolerable fijada en la instalación de proceso.

Figura 3. Ejemplo de Matriz de Consecuencias y Priorización del Tiempo de Respuesta del Operador (Comité de Seguridad ISA México).

La cláusula 8, documenta como parte de la administración de las alarmas una asignación de clases de alarmas (Clasificación). La clasificación de alarmas, proporciona una forma de asignar requisitos, pruebas especiales, capacitación al operador y/o administración del cambio de ciertas alarmas, que requieren ser verificadas de acuerdo a criterios establecidos en el documento “Filosofía de Alarmas”. La asignación de clases a las alarmas, definitivamente es un punto muy recomendable realizar en el proceso de la racionalización, debido a que esto permitirá a los operadores tener la distinción de ciertas alarmas de manejo especial en el Sistema de Alarmas.

La cláusula 9, refiere como parte del resultado y seguimiento de la racionalización de las alarmas, el uso de una Base de Datos de Alarmas Maestra (MADB), como la lista autorizada de alarmas que estarán sujetas a la gestión de comparación con indicadores de desempeño y control der cambios en la vida útil del Sistema de Alarmas. Esta cláusula cubre los problemas asociados con la creación y el mantenimiento de la Base de Datos de Alarmas Maestra (MADB) para los Sistemas de Alarmas existentes y nuevos que aun, no han sido revisados conforme a la etapa de racionalización del Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas conforme al estándar ANSI/ISA 18.2-2016.

La cláusula 10, incorpora algunos criterios de cómo realizar las tareas de racionalización de alarmas y elaboración de una Base de Datos de Alarmas Maestra (MADB), en sistemas nuevos o como un cambio a los sistemas existentes. Un punto que considero muy importante a mencionar en esta cláusula, es el requerimiento de un previo entrenamiento al personal o grupo de trabajo que intervenga en un proceso de racionalización, pues como hemos comentado con anterioridad parte del éxito de revisión de la selección priorización y clasificación de las alarmas dependerán de las habilidades y capacidades del personal involucrado, pero también de un entrenamiento que homologue los objetivos y metas de todo el grupo que participara en el proceso de racionalización.

Finalmente en la cláusula 12, se incluye un apéndice “A” que realmente llama un poquito la atención, debido a que se enumeran los posibles obstáculos y/o desafíos a los que un grupo de trabajo se enfrentara cuando se realizan proyectos de identificación y racionalización de alarmas. Desde lo que implica, en cuanto a la administración del proyecto, la logística de las reuniones, la preparación de la documentación correcta y adecuada para realizar el análisis de identificación y racionalización hasta la propia dinámica de las reuniones, lo cual puede entorpecer el proceso y objetivos de la identificación y racionalización de las alarmas de proceso en una planta.

CONCLUSIONES

Como se ha podido observar en la revisión del contenido del reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, es esencial la conformación de un grupo de trabajo con entrenamiento en identificación y racionalización de alarmas, pues este proceso requiere más que el conocimiento de las variables del proceso de una planta, requiere de habilidades, liderazgo, logística y una metodología propia para desarrollar la recolección y revisión de documentos clave en la identificación de alarmas y su propia racionalización.

Es de remarcar, la inmensa conectividad que tiene el proceso de identificación y racionalización de alarmas con el documento “Filosofía de Alarmas” y la secuencia lógica del “Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas”. Esta situación se vuelve crítica, pues este reporte técnico requiere de una sincronización con la primer etapa del Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas, lo cual sino se cuenta con él, definitivamente no permitirá de forma adecuada, revisar algunos criterios necesarios para verificar y validar el proceso de racionalización de alarmas.

Como una conclusión final de lo visto en este reporte técnico ISA-TR18.2.2-2016, se recomienda, el apoyo y consulta de especialistas y expertos que estén relacionados con el Ciclo de Vida de Seguridad Funcional, para su participación en el proceso de identificación y racionalización de alarmas.

Cualquier duda y/o comentario, el Comité de Seguridad de ISA Sección México está a sus órdenes.

GLOSARIO

Alarma: Medios audibles y / o visibles que indican al operador un mal funcionamiento de un equipo, una desviación del proceso o condición anormal que requiere una respuesta oportuna.

Alarma Molesta (Ruidosa): Una alarma que se anuncia excesivamente y/o innecesariamente, que no vuelve a la normalidad después de que se toma la respuesta correcta (Por ejemplo, Alarmas que aparecen y desaparecen (transición) de un estado de alarma a un estado normal, en un corto tiempo (Chattering Alarm), Alarmas que tienen una transición entre un estado de alarma activo y un estado de alarma no activo en un corto período de tiempo, sin que se repita rápidamente (Fleeting Alarm) y Alarmas que permanecen en el estado de alarma por un período prolongado de tiempo (Stale Alarm, por ejemplo en periodos de 24 horas).

Base de Datos de Alarmas Maestra (MADB): Lista autorizada de alarmas racionalizadas y atributos asociados.

Capa de Protección: Cualquier mecanismo independiente que reduce el riesgo por control, prevención o mitigación y que pueden ser entre otros: equipo de proceso, sistema de control básico de proceso, procedimientos administrativos, y/o respuestas planeadas para protección contra un riesgo inminente.

Ciclo de Vida de la Administración de un Sistema de Alarmas: Modelo del ciclo de vida de un sistema de alarmas, que tiene por objeto organizar los requisitos, las etapas y las responsabilidades necesarias para implementar un sistema de administración de alarmas.

Clase de Alarma: grupo de alarmas con un conjunto común de requisitos de administración de alarmas (por ejemplo, requisitos de prueba, capacitación, monitoreo y auditoría)

Clasificación: Proceso de separación de alarmas en clases de alarma, de acuerdo a algunos requisitos comunes (Por ejemplo, Requisitos de Prueba, Capacitación, Monitoreo y Auditoría).

Consola de operación: Interfase en la cual un operador monitorea y/o controla el proceso, que puede incluir pantallas múltiples o anunciadores y donde se definen los límites y alcances de control del operador.

Filosofía de Alarmas: Es el documento marco que establece, los criterios, definiciones, principios y responsabilidades para la implementación de las etapas del Ciclo de Vida de la Administración de Alarmas, incluyendo la especificación de los métodos para identificar, racionalizar, clasificar, priorizar, monitorear, modificar y/o auditar un Sistema de Alarmas.

Prioridad de Alarma: importancia relativa asignada a una alarma dentro del sistema de alarma para indicar la urgencia de la respuesta (por ejemplo, seriedad de las consecuencias y tiempo de respuesta permitido).

Priorización: Proceso de asignar un nivel de importancia operacional a una alarma.

Racionalización: Proceso para revisar alarmas potenciales, usando los principios de la filosofía de alarma, para seleccionar alarmas en el diseño y para documentar la razón de cada alarma.

Sistema de Alarmas: Conjunto de hardware y software que detectan el estado de una alarma, comunicando la indicación del estado del proceso a un operador y donde se registran cambios en el estado de la alarma debida a una acción en un determinado tiempo.

Sistema de Control Básico de Proceso (SCBP, BPCS o SDMC): Sistema que responde a señales de entrada del proceso, sus equipos asociados, a otros sistemas programables y/o un operador y genera señales de salida causando que el proceso y sus equipos asociados operen en el modo deseado, pero que no desempeña ninguna función instrumentada de seguridad.

Situación Anormal: Una perturbación o serie de perturbaciones en un proceso que hace que las operaciones de una planta se desvíen de su estado operativo normal.

Tiempo de Respuesta Permisible: Tiempo máximo entre el anuncio de una alarma y el momento en que el operador debe tomar medidas correctivas para evitar una consecuencia.

Tipo de Alarma: Atributo de una alarma, que da una distinción de la condición de alarma.

REFERENCIAS

Normas, Estándares y/o Mejores Prácticas y Recomendaciones de Ingeniería:

[1] ANSI / ISA-18.2-2016 Management of Alarm Systems for the Process Industries.

[2] ISA-TR18.2.1-2018- Alarm Philosophy.

[3] ISA-TR18.2.2-2016 Alarm Identification and Rationalization.

[4] EEMUA Publication No. 191 Edition 3, 2013, Alarm Systems: A Guide to Design, Management and Procurement.

[5] IEC 62682, Edition 1.0, 2015, International Standard: Management of alarms systems for the process industries.

Libros:

[6] Alarm Management. A Comprehensive Guide by Bill Hollifield and Eddie HAbibi, 2da Edition, ISA.

[7] Alarm Management for Process Control by Rothenberg, D.H., Momentum Press, 2009.

Publicaciones:

[8] Implement an Effective Alarm Management Program, Todd Stauffer, P.E. EXIDA, CEP (Chemical Engineering Progress), July 2012, AICHE.

[9] Using Alarms as a Layer of Protection, Todd Stauffer, P.E. EXIDA, Dr. Peter Clarke, CFSE EXIDA, 8th Global Congress on Process Safety, April 1-4, 2012, Houston, Tx.

Sitios Web:

[10] Abnormal Situation Management Consortium, http://www.asmconsortium.net/

[11] The Engineering Equipment and Materials User´s Association, http://www.eemua.org/

[12] EXIDA, http://www.exida.com/

[13] Health and Safety Executive, http://www.hse.gov.uk/

[14] International Society of Automation (ISA), http://www.isa.org/

[15] International Electrotechnical Commission (IEC), http://www.iec.ch/

[16] PAS, http://www.pas.com/

[17] TiPS Incorporated, http://www.tipsweb.com/

[18] UReason Responding to you enviroment, http://ureason.com/

[19] User Centered Design Services, Inc. Achieving Excellence in Operations, https://mycontrolroom.com/

ACERCA DEL AUTOR

Ing. Erick Oswaldo Martínez Aguirre. Ingeniero Químico egresado de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México, cuenta con una Maestría en Ingeniería de Confiabilidad, Mantenibilidad y Riesgo en la Universidad de las Palmas en las Islas Canarias, España y tiene más de veinte años de experiencia en el área de Automatización, Análisis de Riesgos y Seguridad Funcional. Ha participado en más de 100 proyectos en Offshore, Onshore, Petroquímica y Gas y Refinación en la industria del Petróleo y Gas. Sus intereses profesionales se han dirigido a proyectos de Instrumentación y Control, Sistemas de Medición de Flujo, Sistemas de Administración de Alarmas, Sistemas de Control de Proceso (PLC, SCD, SCADA), Sistemas de Seguridad (SIS) y Sistemas de Protección de Presión de Alta Integridad (HIPPS). Su experiencia y conocimiento se expande desde el desarrollo de proyectos de ingeniería (Diseño, Licitación, Procura, Adquisición, Instalación, Construcción, Pruebas, Arranque y Puesta en Operación), Administración de Proyectos de Ingeniería de Detalle y Consultoría Técnica en Automatización y Seguridad Funcional con empresas privadas. Actualmente labora en el Instituto Mexicano del Petróleo en el área de Administración de Riesgos, es miembro Senior de ISA USA y en ISA Sección Central México, funge como Director del Comité de Seguridad para el período 2019-2020.

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