En industrias de procesos como la del gas y el petróleo, los productos químicos, los productos farmacéuticos y la generación de energía, la seguridad no es solo una casilla de verificación normativa, sino un elemento fundamental de operaciones sostenibles y fiables. Cada día, las empresas trabajan para reducir el riesgo, proteger a su plantilla, salvaguardar el medio ambiente y mantener la confianza pública.
En el centro de muchos de estos esfuerzos se encuentra la seguridad funcional, y una herramienta central en la seguridad funcional es el Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS). Un SIS supervisa las condiciones críticas del proceso y, cuando es necesario, toma automáticamente medidas de protección para llevar el proceso a un estado seguro. Para definir la fiabilidad requerida de cada función de seguridad, las organizaciones utilizan el marco del Safety Integrity Level (SIL).
Sin embargo, incluso el sistema de seguridad más avanzado fallará si no se mantiene correctamente. Sin una calibración y pruebas de verificación periódicas, un SIS puede degradarse, dejando las operaciones vulnerables a los peligros. En esta entrada del blog se explican SIS, SIL, seguridad funcional, prácticas de calibración, normas globales y cómo las empresas pueden reforzar sus programas de seguridad.
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Tabla de contenidos
- Introducción
- ¿Qué es un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS)?
- Seguridad funcional y SIS
- ¿Qué es SIL y cómo se relaciona con SIS?
- Industrias en las que se utilizan SIS y SIL
- Resumen de las normas relacionadas
- Calibración y pruebas de verificación de los componentes del SIS
- Requisitos de frecuencia de calibración
- Supervisión regulatoria y auditoría
- Mejores prácticas y soluciones de Beamex
- Conclusión
Introducción
En industrias de alto riesgo como la del petróleo y el gas, los productos químicos y la generación de energía, la seguridad no solo consiste en marcar las casillas normativas, sino que es esencial para mantener las operaciones funcionando de forma fiable y proteger a las personas y el medio ambiente.
Uno de los marcos más importantes detrás de la seguridad industrial es la seguridad funcional, y en su núcleo se encuentra el Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS). El SIS está diseñado para detectar condiciones peligrosas y tomar medidas automáticamente. Para garantizar que estos sistemas funcionen según lo previsto, a cada función de seguridad se le asigna un Safety Integrity Level (SIL).
Pero ni siquiera la mejor tecnología ofrecerá resultados sin un mantenimiento y una calibración adecuados. En este blog exploraremos lo que realmente significan SIS y SIL, y por qué la calibración desempeña un papel fundamental a la hora de mantener estos sistemas seguros, conformes y listos para auditorías.
¿Qué es un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS)?
Un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS) es un sistema independiente diseñado para supervisar y controlar automáticamente las condiciones peligrosas del proceso. Se compone de:
- Sensores que miden las variables de proceso críticas como la presión, la temperatura, el caudal o las concentraciones de gas,
- Solucionadores lógicos (normalmente PLCs con clasificación de seguridad) que evalúan las señales de los sensores y deciden si se requiere una acción de protección,
- Elementos de control finales como válvulas de cierre o actuadores que realizan la respuesta de seguridad.
A diferencia del sistema de control de procesos básico (BPCS), que gestiona las operaciones rutinarias, el SIS está diseñado para manejar condiciones extremas.
Por ejemplo, si la presión en un reactor químico aumenta por encima de los límites seguros, el SIS puede cerrar automáticamente las válvulas de aislamiento y apagar las alimentaciones para evitar una ruptura o explosión.
La independencia y fiabilidad del SIS son cruciales porque a menudo es la última línea de defensa cuando fallan otros sistemas.
La siguiente imagen es una captura de pantalla de un seminario web reciente que hemos organizado en colaboración con la Sociedad Internacional de Automatización (ISA), en el que participa Paul Gruhn, experto en seguridad funcional. Ilustra cómo el SIS es un sistema independiente, independiente del sistema básico de control de procesos (BPCS). Ver la grabación del seminaro web (ENG) >.
En una reciente reunión de grupos de usuarios en Australia, Jason Lang, ingeniero eléctrico de Stanwell Corporation, presentó cómo utilizan la solución Beamex para sus calibraciones del SIS. En su presentación, incluyó la siguiente imagen para explicar la estructura del SIS:
Seguridad funcional y SIS
La seguridad funcional garantiza que los sistemas automáticos detecten y respondan a condiciones inseguras, reduciendo los riesgos a niveles aceptables. Se trata de garantizar que los sistemas de protección, como el SIS, funcionen correctamente y de forma fiable cuando se recurre a ellos.
Un marco clave en la seguridad funcional es el ciclo de vida de la seguridad, que incluye:
- Identificación de peligros y evaluación de riesgos,
- Definición de requisitos de seguridad,
- Diseño e ingeniería del sistema,
- Instalación y puesta en marcha,
- Operar, mantener y modificar el sistema con el tiempo.
Es importante destacar que la seguridad funcional no se acaba con la puesta en marcha. Sin calibración regular, pruebas y mantenimiento, incluso los sistemas mejor diseñados pueden degradarse, dejando la instalación vulnerable a riesgos ocultos.
¿Qué es SIL y cómo se relaciona con SIS?
El Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) es una medida de rendimiento asignada a una Función Instrumentada de Seguridad (SIF), un lazo de protección específico dentro del SIS. SIL ayuda a definir la fiabilidad con la que debe funcionar esa función para lograr la reducción de riesgos deseada.
Hay cuatro niveles SIL:
- SIL 1 → reducción moderada del riesgo,
- SIL 2 → reducción significativa del riesgo,
- SIL 3 → reducción elevada del riesgo,
- SIL 4 → reducción extremadamente alta de riesgos (poco frecuente fuera de las aplicaciones nucleares o aeroespaciales).
La determinación de SIL forma parte de evaluaciones de riesgos como HAZOP (estudio de peligros y operabilidad) o LOPA (análisis de capa de protección). El SIL asignado guía las decisiones de diseño, la selección de equipos, la arquitectura del sistema, la redundancia y los intervalos de prueba.
Por ejemplo, un lazo SIL 2 que proteja un evento de sobrepresión de la tubería puede requerir pruebas anuales, mientras que un lazo de parada de emergencia SIL 3 en un reactor de alta presión puede requerir pruebas semestrales y sensores redundantes.
Industrias en las que se utilizan SIS y SIL
Los sistemas SIS y SIL son fundamentales en todas las industrias en las que los fallos de los equipos pueden tener consecuencias catastróficas:
- Industria del gas y del petróleo: Se utiliza en plataformas offshore, tuberías, refinerías y terminales de GNL para evitar incendios, explosiones y emisiones tóxicas.
- Química y petroquímica: Protege los reactores, las unidades de destilación y los depósitos de almacenamiento de la sobrepresión, las reacciones descontroladas y las fugas.
- Farmacéutica y biotecnología: Garantiza la seguridad en el almacenamiento de disolventes, procesos de esterilización y biorreactores.
- Generación de energía: Protege turbinas de sobrevelocidad, calderas y sistemas de hidrógeno de sobrepresión e incendios.
- Minería y metales: Se utiliza en sistemas de procesamiento de minerales, fundición y manipulación de gases.
- Alimentos, bebidas, celulosa y papel: Común en sistemas de refrigeración con amoníaco y calderas de recuperación química.
En cada sector, el SIS es una salvaguarda crucial que protege vidas, activos y la continuidad del negocio.
Resumen de las normas relacionadas
Varias normas internacionales y nacionales regulan SIS y SIL:
- IEC 61508: Norma general de seguridad funcional en todas las industrias.
- IEC 61511 / ANSI/ISA 61511: Norma específica de la industria de procesos.
- API RP 556, API 670, API RP 754: Normas de la industria del petróleo y del gas.
- NFPA 85, NFPA 86: Protección contra incendios y sistemas de combustión.
- OSHA PSM (EE. UU.): Normativa de gestión de seguridad de procesos.
- Directiva Seveso III (UE), COMAH (Reino Unido): Reglamentos de zonas peligrosas importantes.
- China GB, Rusia GOST: Normas nacionales que se alinean con los marcos IEC.
El cumplimiento de estas normas no es opcional, sino que lo exigen los reguladores y es fundamental para la protección legal, operativa y reputacional.
Calibración y pruebas de verificación de los componentes del SIS
La calibración y las pruebas de verificación garantizan que los componentes del SIS funcionen de forma fiable cuando sea necesario.
- Los sensores y transmisores (presión, temperatura, caudal, detectores de gas) son los ojos del sistema. Con el tiempo, las condiciones ambientales, las vibraciones o la exposición a productos químicos pueden causar derivas. La calibración periódica y su posible ajuste los mantiene trabajando dentro de las tolerancias permitidas y evita un rendimiento insuficiente peligroso o disparos molestos.
- Los elementos de control finales (válvulas, actuadores, relés) son el músculo del sistema. Deben probarse, a menudo mediante pruebas de carrera parcial y carrera completa, para confirmar que se activarán bajo demanda.
- Los solucionadores lógicos (PLCs de seguridad) requieren una verificación funcional para garantizar que procesan correctamente las entradas y activan las salidas.
La calibración en entornos SIS puede ser difícil debido a las condiciones adversas, los espacios reducidos y las zonas peligrosas. Los calibradores multifunción intrínsecamente seguros y los técnicos bien formados son esenciales.
Desafíos en campo
Mantener un programa de calibración SIS sólido puede ser un reto. Las condiciones de campo suelen ser duras, con exposición a temperaturas extremas, vibraciones y entornos corrosivos. El acceso a los equipos puede requerir entrar en espacios confinados o trabajar en altura. Los técnicos deben estar bien formados, utilizar equipos intrínsecamente seguros y fiables y seguir procedimientos estandarizados.
"Es sorprendente ver con qué frecuencia se construyen plantas sin pensar en su mantenimiento posterior y en las personas que tienen que venir después a probarlas o calibrarlas. Por ejemplo, he visto una toma de prueba de presión que apunta directamente a una pared sin espacio para conectarlo". Roy Tomalino, uno de nuestros expertos en formación en EE. UU.
Pruebas integrales frente a pruebas por partes o componentes
La prueba de verificación de los componentes del SIS puede abordarse de dos maneras principales:
- Pruebas integrales: Este método verifica todo el lazo de la Función Instrumentada de Seguridad (SIF) de una sola vez, desde la entrada del sensor hasta la acción del solucionador lógico y la respuesta del elemento de control final. Proporciona una visión realista de cómo se comporta el sistema en condiciones reales y ayuda a identificar problemas de integración entre componentes.
- Pruebas por partes o componentes: En este enfoque, cada componente del SIF, como los sensores, transmisores, solucionador lógico y elemento final, se prueba individualmente. Aunque la programación es más flexible, las pruebas de los componentes requieren una planificación cuidadosa para garantizar que no se pasen por alto partes del lazo.
Lo ideal es que las pruebas de piezas se superpongan o complementen con otras comprobaciones de componentes para garantizar la cobertura completa del lazo. Tanto si se realizan pruebas de principio a fin como por componentes, el objetivo es el mismo: confirmar que cada componente funciona según lo requerido y que la función de seguridad se ejecutará correctamente cuando sea necesario.
Requisitos de frecuencia de calibración
No existe una regla de calibración «anual» fija para los equipos SIS. En su lugar, los intervalos se establecen en función de:
- Nivel SIL,
- Datos de tasa de fallos,
- Recomendaciones del fabricante,
- Rendimiento histórico del equipo,
- Evaluación de riesgos.
Ejemplos de intervalos:
- SIL 1 → cada 2-3 años,
- SIL 2 → cada 1-2 años,
- SIL 3 → cada 6-12 meses.
A veces, las empresas pueden ajustar los intervalos en función de los datos de rendimiento y el análisis de riesgos, pero estas decisiones deben estar bien documentadas. Los auditores esperan cada vez más que las empresas defiendan sus programas de calibración con pruebas, no con suposiciones.
Supervisión regulatoria y auditoría
Los registros de calibración del SIS son auditados periódicamente por:
- Reguladores (por ejemplo, HSE en el Reino Unido, OSHA en los EE. UU., ADNOC en los EAU, SAWS en China),
- Empresas de seguros como parte de las evaluaciones de riesgos,
- Certificadores externos como TÜV, Exida o Lloyd's Register,
- Equipos de auditoría corporativa interna en grandes empresas.
Los auditores suelen revisar los programas de calibración, los resultados iniciales/finales (encontrados/dejados), los registros de pruebas y la gestión de los procesos relacionada con los cambios. Los programas de calibración sólidos y trazables son esenciales para superar estas auditorías y mantener la conformidad.
Mejores prácticas y soluciones de Beamex
Los programas de calibración SIS eficaces incluyen:
- Utilizando calibradores de gran exactitud e intrínsecamente seguros como el Beamex MC6-Ex, con el que se pueden calibrar múltiples instrumentos de proceso y señales con un solo equipo.
- Automatización de la gestión y el proceso de calibración mediante el software de gestión de las calibraciones Beamex CMX o LOGiCAL para mejorar la eficiencia, reducir los errores manuales y garantizar un registro de auditoría completo.
- Análisis de los datos de calibración para detectar patrones de deriva, optimizar los intervalos y mejorar el rendimiento. Echa un vistazo a Beamex CMX Analytics Dashboard.
- Integración de los sistemas de calibración y mantenimiento (por ejemplo, SAP, Maximo) para una mejor coordinación. Echa un vistazo a Beamex Business Bridge.
- Invertir en la formación de los técnicos para desarrollar experiencia interna y garantizar que los procedimientos se sigan correctamente.
Beamex ofrece un completo ecosistema de herramientas y servicios para ayudar a las empresas a cumplir con los exigentes requisitos de calibración de los SIS.
Conclusión
SIS y SIL son fundamentales para los programas modernos de seguridad industrial. Aunque el diseño y la tecnología son fundamentales, la calibración continua, las pruebas de verificación y el mantenimiento son los que mantienen estos sistemas fiables a lo largo de su ciclo de vida.
Un programa de calibración sólido ayuda a las empresas a mantener la conformidad, reducir los riesgos, mejorar el rendimiento y proteger su reputación.
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