La seguridad, el motor de la Industria Química

Sistema automatizado de control de seguridad

A partir de la década de los ochenta, cuando sucedieron los más grandes accidentes de la industria química: la fuga de isocianato de metilo en Bhopal, India, y las explosiones de gas LP en San Juan Ixhuatepec, México; la industria química internacional tuvo que revisar sus procesos y controles de seguridad para que nunca se repitieran estos lamentables sucesos.

Los esfuerzos de los profesionales de la seguridad industrial llevaron a la creación de sistemas que garantizaran niveles de riesgo aceptables dentro de las operaciones normales de las plantas, es así como se han creado los métodos contemporáneos de seguridad, los cuales han permitido que el desarrollo de la industria química se realice con procesos cada vez más seguros.

Para averiguar más acerca de estos importantes temas, Tu Interfaz de Negocios se reunió con el Dr. Javier Cruz Gómez, profesor de la Facultad de Química, y con el Ing. Héctor Javier Cruz Campa, consultor en seguridad industrial de la Torre de Ingeniería, ambos de la UNAM, para que nos compartieran sus experiencias.

PROTEGER PERSONAS, RENTABILIDAD, PRODUCTIVIDAD Y MEDIO AMBIENTE

En la industria química se manejan grandes volúmenes de sustancias peligrosas, muchas de las cuales se encuentran, además, a altas presiones y temperaturas. Una fuga de dichos materiales pondría en peligro a los trabajadores de la fábrica, y en casos extremos afectaría a la población y a los ecosistemas aledaños.

Es por esto que se han diseñado sistemas automatizados de seguridad que, además de cumplir con las normas internacionales, permiten llevar las condiciones de operación vulneradas a un estado seguro; por ejemplo: válvulas de corte que cierran el paso de combustible a una caldera, sistemas de desfogue que reducen la presión dentro de los reactores, etc. En situaciones extremas incluso pueden parar totalmente una planta.

A todo el sistema automatizado de control de seguridad de una planta se le denomina SIS (por sus siglas en inglés: Safety Instrumented System), el cual es una estructura altamente sofisticada compuesta por: sensores, un equipo electrónico en donde se programan la secuencia de respuestas automáticas, y elementos finales de control, incluyendo válvulas o interruptores. La activación del SIS implica que fallaron todos los controles normales del plan de seguridad y que las respuestas del personal de operación ante una o varías alarmas no fueron eficaces.

Dr. Javier Cruz Gómez, profesor de la Facultad de Química de la UNAM.

Por otra parte, el SIS al ser altamente sofisticado requiere de un parámetro que permita saber qué tipo de controles se tienen que aplicar dependiendo de los riesgos y protecciones particulares de cada planta; este parámetro se le denomina SIL (por sus siglas en inglés: Safety Integrity Level, en español se le conoce como NIS, Nivel Integral de Seguridad).

Es así como, la integridad de un sistema de seguridad se basa en tres factores:

1) Confiabilidad, es decir, la probabilidad de que funcione cuando se le requiera

2) Falibilidad, en caso de que falle el sistema lo haga de manera segura, sin afectar negativamente el proceso al que protege

3) Efectividad, asegurar que se tengan las medidas necesarias para verificar y validar que el sistema funciona y es efectivo (por ejemplo, a través de pruebas periódicas)

El nivel de integridad de seguridad SIL es una medida simplificada de la magnitud de estos factores.

¿CÓMO SE DETERMINA EL SIL?

Lo primero que debe llevarse acabo es un análisis de riesgo, en el cual se determinan los posibles accidentes y la probabilidad de que ocurran, tomando en cuenta las protecciones existentes, como los sistemas de relevo y contención. Con este conocimiento se determina el nivel de protección que requiere el proceso (nivel de SIL), “el cual nos proporciona los requerimientos mínimos de integridad para los diferentes grados de riesgo”, puntualiza el Ingeniero Héctor Cruz.

En la industria de procesos, la integridad SIL se expresa con tres niveles (Figura 1). Así, si en un análisis de riesgo se obtiene que una planta requiere un SIL 2, entonces se tiene que implementar un SIS con el mismo nivel de integridad.

Figura1. Nivel de SIL, integridad y fallas.

Los niveles de SIL no indican que sean más seguros unos que otros; es decir, un SIL 3 no tiene que ser más confiable que un SIL 1 para un planta específica. En muchas ocasiones una planta cuenta con las suficientes protecciones para que un Sistema Instrumentado de Seguridad con nivel SIL 1 garantice un riesgo aceptable.

“Cuando se evalúan los riesgos hay que tomar en cuenta todas las protecciones existentes; no porque el riesgo inherente a un proceso sea alto, se tiene que utilizar forzosamente el grado máximo de integridad de la seguridad, SIL 3, pues esto implicaría que no existen otros medios que protejan al proceso”, comenta el Ingeniero Héctor Cruz.

MEDIDAS DE PROTECCIÓN EN PLANTA

Todas las medidas independientes de protección en una planta se pueden englobar en lo que se denomina como las capas de protección (Figura 2), este concepto abarca desde el mismo diseño del proceso, tomando en cuenta aspectos de seguridad, hasta los planes de respuesta a emergencias de las comunidades cercanas; pasando por la respuesta humana a las alarmas, sistemas instrumentados de seguridad y sistemas de contención.

Figura 2. Capas de protección de un proceso químico industrial.

“Para que ocurra un incidente catastrófico se requiere que fallen todas las capas de protección aplicables a un escenario de riesgo determinado”, es por esto, que las capas tienen que ser diseñadas específicamente para cada tipo de planta y medio ambiente que las rodea. Esto se logra realizando análisis de riesgos durante el diseño y puesta a punto de la planta.

Cuando se realizan estos análisis se tiene que tomar en cuenta que siempre existen riesgos inherentes al proceso. “En toda la industria química, petroquímica, polimérica y de refinación del petróleo existen riesgos relativamente altos debido a las grandes cantidades de sustancias químicas peligrosas que se manejan”, comenta el Dr. Javier Cruz.

Uno de los aspectos más importantes en la seguridad industrial es la noción de riesgo, “el cual es un concepto semi-cuantitativo, que combina la frecuencia con la gravedad de un posible accidente”. Es decir, para que un posible accidente sea de alto riesgo requiere que las consecuencias potenciales sean graves y que presente una probabilidad alta de ocurrencia, nos comentan los expertos.

Ing. Héctor Javier Cruz Campa, consultor en seguridad industrial de la UNAM.

Es así, que la aplicación de los conceptos y sistemas SIS y SIL, permiten a los especialistas en seguridad, garantizar las operaciones de las plantas de la industria química con niveles de riesgos aceptables. Para esto, nuestro país cuenta con especialistas a nivel internacional, dentro de las mismas paraestatales, como la CFE y PEMEX, y en las instituciones académicas, como el Grupo Ceaspa de la Facultad de Química de la UNAM.

Para terminar, hay que tomar en cuenta que la seguridad industrial no es un producto terminado; es decir, siempre está en constante renovación y desarrollo; por lo que es responsabilidad de los especialistas en seguridad, trabajar en conjunto con los operadores de las plantas, y buscar procesos cada vez más limpios y seguros. A su vez, es también responsabilidad de los gobiernos y las comunidades establecer condiciones, como el respeto a las zonas de amortiguamiento o perímetros de seguridad, y exigir normativas que nos permitan vivir en un mundo cada vez más seguro.