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Disponibilidad del Proceso y de la Seguridad por medio de la
Gestión de la Seguridad Funcional y la Confiabilidad
Lic. Ricardo A. Vittoni - RISKNOWLOGY
Gestión SIS - "El equilibrio entre la seguridad y la productividad"
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Objetivo
El objetivo de esta presentación es darles una visión clara acerca de cómo la apropiada
gestión de la seguridad funcional y de
la confiabilidad de los sistemas instrumentados de seguridad (SIS) influencia y ayuda a la disponibilidad del
proceso y de la seguridad
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¿Qué es Seguridad?
Es un estado en el que se está libre de r i e s gos i nacep tab l e s p a r a l a s
personas, tales como daños a la salud o
muerte , ya sea en forma directa o
indirecta como resultado de daños a los
activos o al ambiente
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¿Cómo se gestiona la Seguridad?
PropiedadAmbiente
Personas
HSE
SVM
EPM
PSM
FSM (gestión de los SIS)
Producción
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"El equilibrio entre la seguridad y la productividad"
Gestión de los SIS
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Inherent safe plant designDiseño de la Planta y del Proceso
High Level
Process control layerLow Level
Sistema de control del Proceso
(BPCS o DCS)
High Alarm
Process control layerLow Alarm
Alarmas e intervención del
operador
High High Trip
Isolated protection layerLow Low Trip
ESD SIS (Sistema Instrumentado de
Seguridad)
Active protection layerVálvulas de alivio, discos
de ruptura, Sistemas F&G (SIS)
Passive protection layerDiques y contenciones
Emergency response layerSistema de respuesta a emergencias
Prev
enci
ónM
itiga
ción
Pero... ¿qué rol cumple el SIS?
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SIS
Nosotros instalamos
paraproteger
PersonasAmbientePropiedad
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NO
para que causen innecesarias
¿Verdad…?Paradas de Planta
PeroinstalamosSIS
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entonces
pero SIN
Producción
perder
Queremos
que el SISnos proteja
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Disponibilidad
Análisis de Peligros y Riesgos
Documentación
Gestión de la Seguridad Funcional
Operación
Mantenimiento
Reparación
Instalación Comisionado
Compras
Planificación
Pruebas
Proveedores
Competencia
Permiso para Operar
Diseño Hardware
Confiabilidad
Software
Proceso Seguridad
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Disponibilidad del Proceso
≠Disponibilidad de la
Seguridad
Pero ambas dependen de las fallas del SIS
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SIS OK
Falla Segura
Proceso y SeguridadDISPONIBLES
SeguridadDISPONIBLE
Falla Peligrosa
ProcesoDISPONIBLE
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SIS OK
Falla Segura
Proceso y SeguridadDISPONIBLES
SeguridadDISPONIBLE
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SIS OK
Falla Peligrosa
Proceso y SeguridadDISPONIBLES
ProcesoDISPONIBLE
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SIS OK
Falla Peligrosa
Proceso y SeguridadDISPONIBLES
ProcesoDISPONIBLE
Accidente
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¿Por qué hay accidentes?
Fuente: Aseguradora Liberty, 2009
SpecificationChanges after commissioningOperations and maintenanceInstallations and commissioningDesign and implementation
Out of control: Why control systems go wrong and how to prevent failure? (2nd edition, source: © Health & Safety Executive HSE – UK)
Falta
de G
estió
n
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¿Por qué hay accidentes?
•20% por fallas de inspección
•12% por operación fuera del margen de diseño
•9% por fallas en permisos de trabajo
•7% por fallas en la capacitación y el entrenamiento•15% se producen durante el arranque y la parada
•En resumen, por...Fa
lta de
Ges
tión
Fuente: Aseguradora Liberty, 2009
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Veamos un ejemplo...
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¿Por qué ocurrió este accidente?
Falta de Gestiónde la Seguridad Funcional
Falta de
Análisis de Riesgo
Lack of
Falta de análisisde Confiabilidad
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Breve cuestionario...
‣ Seguramente estas señales son muy conocidas por nosotros
‣ ¿Pero realmente entendemos para qué están...?
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¿Qué es lo que está mal?
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Gestión de la Seguridad Funcional
Es implementada por
>75% de los fabricantes de PLCs de seguridad30-40% de los fabricantes de instrumentos10-15% de los fabricantes de válvulas
<5% de los fabricantes de equipos accesorios<5% de los integradores de sistemas0 % de las empresas de ingeniería<5% de los usuarios
Source: Risknowlogy 2010
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Hazard & Risk Assessment
Allocation of safety functions to protection layers
Safety Requirements specification for the SIS
Design and Engineering of SIS
Installation, Commissioning and Validation
Operation and Maintenance
Modifications
Decommissioning
Design and Development of other
Means of Risk Reduction
Ges
tión
de
la S
egur
idad
Fun
cion
al
Plan
ning
and
Doc
umen
tatio
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Veri
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Ass
essm
ent
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¿Cumple usted con la Norma?
¿Está usted realizando la Gestión de la Seguridad Funcional?
¿Están sus proveedores entregando productos y servicios de seguridad, de acuerdo con los requirimientos de
IEC 61508/61511?
¿Su trabajo es verificado? ¿Validado? ¿Auditado?
¿Cómo sabe si ellos lo están haciendo?Toda respuesta del tipo “no estoy seguro”, “parcialmente”, “algunas veces”, o
simplemente “no” llevará en cualquier momento a la indisponibilidad de la seguridad y del proceso
Gobiernos, compañías de seguro, todos empiezan a hacer esta pregunta...
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¡El no cumplimiento cuesta!
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¡El no cumplimiento cuesta!
Tolouse, Francia, setiembre 2001, 31 muertos
Texas, USA, marzo 2005, 15 muertos
Golfo de México, abril 2010, 17 muertos
Tolouse, Francia, setiembre 2001, 31 muertos
Argelia, África, enero 2004, 27 muertos
Venezuela, agosto 2012, 39 muertos
México, setiembre 2012, 26 muertos
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¡El no cumplimiento cuesta!
•Por otro lado, económicamente hablando, los daños a la producción son, muchas veces, mayores que los daños a la propiedad:
•Pérdida media por evento, en refinerías, USD 120 Millones
Fuente: Aseguradora Liberty, 2009
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Igualmente las fallas siempre están…
SIS OK
Falla Segura
Falla Peligrosa
Accidente
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Pero podemos predecir el comportamiento de un SIS
¡La función de seguridad se ejecuta por sí sola!
¡La función de seguridad no trabaja!
Probabilidad de falla en demanda - PFD
Nivel de Integridad de la Seguridad - SIL
Probabilidad de falla segura - PFS
Nivel de Disparo Espurio® - STL
Parámetros
de Diseño
Parámetrosde Diseño
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Nivel de Integridad de la Seguridad
SIL PFDavgLow demand
PFH High demand, continuous demand
4 ≥10-5 to <10-4 ≥10-9 to <10-8
3 ≥10-4 to <10-3 ≥10-8 to <10-7
2 ≥10-3 to <10-2 ≥10-7 to <10-6
1 ≥10-2 to <10-1 ≥10-6 to <10-5
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Nivel de Disparo Espurio®
STL PFSavgLow demand
PFSh High demand, continuous demand
X ≥10-(X+1) to <10-X ≥10-(X+5) to <10-(X+4)
… … …4 ≥10-5 to <10-4 ≥10-9 to <10-8
3 ≥10-4 to <10-3 ≥10-8 to <10-7
2 ≥10-3 to <10-2 ≥10-7 to <10-6
1 ≥10-2 to <10-1 ≥10-6 to <10-5
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SIL versus STL
SIL STLConseuencias Personas, Ambiente, Activos Pérdida Producción, Paradas
Medida para Disponibilidad de Seguridad Disponibilidad del Proceso
Niveles 1 a 4 1 a… ilimitado
Alto nivel significa Mayor protección Mayor productividad
¿Basado en riesgo? Sí Sí
¿Quién lo especifica? Usuario Usuario
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Debemos entonces evitar y controlar fallas
Cuanto menos fallas
Más confiabilidad
Para protegernos y para producir
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Gestión de la ConfiabilidadNos ayuda a...
Predecir la conducta de una falla
Monitorear nuestras predicciones
Tomar decisiones sobre la base de esas predicciones
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Significa que tomamos conocimiento acerca de la información de confiabilidad del equipamiento, y la
usamos para tomar decisiones según diferentes soluciones de diseño.
¿Qué significa?
Decisiones Informadas de Confiabilidad
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Ejemplo…¿De qué forma conectaremos las válvulas solenoide: en 1oo1, en 1oo2 o en 2oo2?
Disponibilidad del Proceso:⬇
Disponibilidad de la Seguridad:⬇
Disponibilidad del Proceso: ⬇
Disponibilidad de la Seguridad: ⬆
Disponibilidad del Proceso: ⬆
Disponibilidad de la Seguridad: ⬇
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Decisiones Informadas... Plant information
Plant operational time 6 Years
Proof test every 6 Years
Proof test coverage 99 %
Expect a demand every 14 Years
Expected demands 0,4285714 Per plant
operational time
Equipment under investigation
Type Solenoid
CAPEX €5.000,00 Per equipment
OPEX €200,00 Per equipment per year
Cost safety function not operating on demand (dangerous failure)
Plant replacement cost €5.000.000,00
Loss of production 14 Days
Loss of production €200.000,00 Per day
Loss of production €2.800.000,00 Due to safety function not operating on demand
Cost safety function operating without a demand – Trip (safe failure)
Equipment replacement cost €500.000,00
Loss of production (trip) 14 Days
Loss of production (trip) €200.000,00 Per day
Loss of production (trip) €2.800.000,00 Per spurious trip
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Decisiones Informadas... OPTION COST Probability Prob.
ScenarioArchitecture probability
Architecture Scenario Equipment CAPEX OPEX Losses Scenario Cost Weighted cost
1oo1
Tripped 1 €5.000,00 €1.200,00 €3.300.000,00 0,000016405 €54,24 €9.257,67
PFD 1 €5.000,00 €1.200,00 €7.800.000,00 0,000899445 €3.009,11
Available 1 €5.000,00 €1.200,00 €0,00 0,99908415 €6.194,32
1oo2
Tripped 2 €10.000,00 €2.400,00 €3.300.000,00 0,000033627 €111,39 €12.664,47
PFD 2 €10.000,00 €2.400,00 €7.800.000,00 0,000046017 €154,07
Available 2 €10.000,00 €2.400,00 €0,00 0,999920355 €12.399,01
2oo2
Tripped 2 €10.000,00 €2.400,00 €3.300.000,00 0,000001095 €3,63 €18.513,30
PFD 2 €10.000,00 €2.400,00 €7.800.000,00 0,001831566 €6.132,40
Available 2 €10.000,00 €2.400,00 €0,00 0,998167339 €12.377,28
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En resumen…Trabajamos con procesos que requieren capas de protección
Necesitamos gestión de la Seguridad Funcional
Necesitamos gestión de la Confiabilidad
Tolouse, Francia, setiembre 2001, 31 muertos
Un SIS el la última frontera, por lo cual debe funcionar muy bien
Necesitamos tomar decisiones informadas
para proteger a las personas, al ambiente, a la empresay a la producción
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