CURSO SIL – SAFETY INTEGRITY LEVEL: FUNDAMENTOS Y APLICACIÓN

Sistemas Instrumentados de Seguridad, Funciones Instrumentadas de Seguridad, Determinación del SIL y Gestión del Ciclo de Vida de Seguridad

1. OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo de este curso es proporcionar a los participantes los conocimientos y criterios técnicos necesarios para comprender los fundamentos del Safety Integrity Level – SIL y su aplicación dentro de los Sistemas Instrumentados de Seguridad – SIS, especialmente en plantas químicas, petroquímicas, Oil & Gas, refinerías y otras industrias de procesos.

La capacitación permitirá comprender la relación entre peligro, escenario accidental, riesgo, salvaguardas, SIF, SIS, SIL, probabilidad de falla y reducción del riesgo, tomando como referencia los principios de IEC 61508 e IEC 61511.

El curso se integra especialmente con metodologías de análisis de riesgos como HAZOP, What If, LOPA y Bow-Tie. En el programa anterior de What If/Checklist ya se incorporan SIS, alarmas, interlocks y sistemas de alivio como salvaguardas que deben identificarse durante el análisis de escenarios.

Al finalizar el curso, los participantes estarán en condiciones de:

• Comprender qué es un SIS.

• Comprender qué es una SIF.

• Diferenciar SIS, SIF, alarma, interlock y control de proceso.

• Comprender el concepto de SIL.

• Diferenciar SIL 1, SIL 2, SIL 3 y SIL 4.

• Comprender riesgo tolerable y reducción de riesgo.

• Identificar escenarios que pueden requerir una SIF.

• Comprender la relación HAZOP → LOPA → SIL.

• Reconocer eventos iniciadores y capas de protección.

• Comprender el concepto de IPL.

• Interpretar conceptualmente PFDavg.

• Comprender RRF – Risk Reduction Factor.

• Reconocer los componentes de una SIF.

• Comprender sensor, Logic Solver y elemento final.

• Reconocer la importancia de la independencia.

• Comprender fallas peligrosas y seguras.

• Introducir conceptos de arquitectura y redundancia.

• Comprender pruebas funcionales y Proof Testing.

• Identificar bypasses, overrides e inhibiciones.

• Comprender el ciclo de vida de seguridad.

• Reconocer requisitos de documentación, verificación, validación, operación y mantenimiento.

• Comprender la importancia de la gestión de cambios – MOC.

2. CONTENIDO DE LA PROPUESTA

Para una capacitación de 8 horas, considero adecuada una estructura de 4 módulos de 2 horas:

Fundamentos de SIS/SIF → determinación del SIL → diseño y confiabilidad → ciclo de vida, pruebas y gestión.

MÓDULO 1 – FUNDAMENTOS DE SEGURIDAD FUNCIONAL, SIS, SIF Y SIL

Duración: 2 horas

• Introducción a Seguridad Funcional – Functional Safety.

• Seguridad de Procesos.

• Accidentes mayores.

• Pérdida de contención.

• Incendio.

• Explosión.

• Liberación tóxica.

• Sobrepresión.

• Sobretemperatura.

• Reacciones fuera de control.

• Peligro.

• Riesgo.

• Evento iniciador.

• Escenario.

• Consecuencia.

• Salvaguarda.

• Barrera preventiva.

• Barrera mitigadora.

• Riesgo inherente.

• Riesgo residual.

• Riesgo tolerable.

• Reducción de riesgo requerida.

• Concepto ALARP.

BPCS y SIS

• Basic Process Control System – BPCS.

• Sistema de control de proceso.

• Alarmas.

• Interlocks.

• Trips.

• Emergency Shutdown – ESD.

• Sistema Instrumentado de Seguridad – SIS.

• Diferencias entre control y seguridad.

Safety Instrumented Function – SIF

• ¿Qué es una SIF?

• Objetivo de una función de seguridad.

• Detección de una condición peligrosa.

• Acción automática.

• Estado seguro.

Estructura conceptual:

Sensor → Logic Solver → Final Element

Ejemplo:

Alta-alta presión → transmisor → lógica de seguridad → cierre de válvula.

• Sensores.

• Transmisores.

• Presostatos.

• Detectores.

• PLC de seguridad.

• Logic Solver.

• Válvulas de cierre.

• Contactores.

• Actuadores.

• Elementos finales.

• Estado seguro.

• Tiempo de respuesta.

Safety Integrity Level – SIL

• Concepto de SIL.

• SIL requerido.

• SIL alcanzado.

• SIL 1.

• SIL 2.

• SIL 3.

• SIL 4.

• Integridad de seguridad.

• Reducción del riesgo.

• Importancia de no interpretar SIL como una simple “categoría del equipo”.

• Una SIF posee un requisito de integridad; no debe confundirse con afirmar genéricamente que toda una planta “es SIL 2”.

Caso práctico

Identificación de una SIF para proteger un recipiente frente a un escenario de sobrepresión.

MÓDULO 2 – ANÁLISIS DE RIESGOS, LOPA Y DETERMINACIÓN DEL SIL REQUERIDO

Duración: 2 horas

Del análisis de peligros al SIL

• Identificación del escenario.

• HAZID.

• What If.

• Checklist.

• HAZOP.

• Bow-Tie.

• LOPA.

• Relación entre las metodologías.

En un análisis de riesgos, la secuencia utilizada es:

escenario → causa → consecuencia → salvaguardas → riesgo → recomendación, incorporando SIS dentro de las posibles salvaguardas.

Escenario de riesgo

• Evento iniciador.

• Frecuencia del evento iniciador.

• Consecuencia.

• Severidad.

• Probabilidad.

• Frecuencia tolerable.

• Salvaguardas existentes.

• Riesgo residual.

• Gap de reducción de riesgo.

Independent Protection Layer – IPL

• Concepto de IPL.

• Independencia.

• Especificidad.

• Auditabilidad.

• Disponibilidad.

• Confiabilidad.

• Capacidad para prevenir o mitigar el escenario.

Ejemplos conceptuales:

• BPCS.

• Alarma + intervención del operador.

• SIS.

• PSV.

• Protección física.

• Contención.

• Sistemas de mitigación.

Introducción a LOPA

• Escenario.

• Initiating Event Frequency.

• Conditional Modifiers como concepto.

• IPL.

• Probabilidad de falla.

• Frecuencia mitigada.

• Riesgo tolerable.

• Reducción adicional requerida.

• Determinación conceptual del SIL objetivo.

Risk Reduction Factor – RRF

Relación conceptual:

RRF = 1 / PFDavg

Ejemplos simples:

• PFDavg = 0,1 → RRF ≈ 10.

• PFDavg = 0,01 → RRF ≈ 100.

• PFDavg = 0,001 → RRF ≈ 1000.

Rangos conceptuales para modo de baja demanda

• SIL 1: PFDavg ≥ 10⁻² y < 10⁻¹.

• SIL 2: PFDavg ≥ 10⁻³ y < 10⁻².

• SIL 3: PFDavg ≥ 10⁻⁴ y < 10⁻³.

• SIL 4: PFDavg ≥ 10⁻⁵ y < 10⁻⁴.

• Interpretación de los rangos.

• Reducción de riesgo aproximada asociada.

• Diferencia entre baja demanda y operación continua/alta demanda.

• Importancia de utilizar el criterio correspondiente al modo de operación.

Ejercicio práctico

Escenario de sobrellenado de tanque: evento iniciador → salvaguardas → IPL → reducción de riesgo requerida → determinación conceptual del SIL.

MÓDULO 3 – ARQUITECTURA, CONFIABILIDAD Y VERIFICACIÓN DEL SIL

Duración: 2 horas

Arquitectura de una SIF

Sensor(es) → Logic Solver → Elemento(s) Final(es)

• Subsistema sensor.

• Subsistema lógico.

• Subsistema elemento final.

• Contribución de cada subsistema a la probabilidad de falla.

• Importancia del elemento final.

• Fallas de válvulas.

• Fallas de instrumentos.

• Fallas de lógica.

Conceptos de arquitectura

• 1oo1.

• 1oo2.

• 2oo2.

• 2oo3.

• Redundancia.

• Votación.

• Tolerancia a fallas.

• Ventajas y limitaciones.

• Complejidad adicional.

Tipos de falla

• Falla segura.

• Falla peligrosa.

• Falla detectada.

• Falla no detectada.

• Dangerous Undetected Failure.

• Common Cause Failure – CCF.

• Fallas sistemáticas.

• Fallas aleatorias.

• Diagnóstico.

• Diagnostic Coverage como concepto.

PFDavg

• Concepto de Probability of Failure on Demand.

• Probabilidad promedio de falla ante demanda.

• Relación con SIL.

• Factores que influyen:

  • Tasa de falla.

  • Arquitectura.

  • Diagnóstico.

  • Proof Test Interval.

  • Cobertura de prueba.

  • Reparación.

  • Fallas comunes.

• Introducción conceptual al cálculo.

• Importancia de datos de confiabilidad.

Proof Test

• Objetivo.

• Fallas ocultas.

• Intervalo de prueba.

• Cobertura.

• Prueba parcial.

• Prueba completa.

• Registro.

• Restauración.

• Fallas encontradas.

• Seguimiento.

Verificación del SIL

• SIL requerido vs. SIL alcanzado.

• Datos de componentes.

• Arquitectura.

• Intervalos de prueba.

• PFDavg calculado.

• Requisitos de hardware.

• Restricciones arquitectónicas.

• Capacidad sistemática como concepto.

• Verificación independiente.

• Documentación de supuestos.

Caso práctico

Comparación conceptual de dos configuraciones:

1oo1 vs. 1oo2, analizando confiabilidad, disponibilidad, pruebas y comportamiento ante fallas.

MÓDULO 4 – CICLO DE VIDA DE SEGURIDAD, OPERACIÓN, MANTENIMIENTO Y MOC

Duración: 2 horas

Safety Lifecycle

• Concepto de ciclo de vida de seguridad.

• Identificación de peligros.

• Evaluación del riesgo.

• Asignación de funciones de seguridad.

• Determinación del SIL.

• Especificación.

• Diseño.

• Ingeniería.

• Implementación.

• Verificación.

• Instalación.

• Commissioning.

• Validación.

• Operación.

• Mantenimiento.

• Modificación.

• Desmantelamiento.

Safety Requirements Specification – SRS

• Objetivo.

• Descripción de la SIF.

• Peligro asociado.

• Evento iniciador.

• Acción requerida.

• Estado seguro.

• Set Point.

• Tiempo de respuesta.

• SIL requerido.

• Sensor.

• Logic Solver.

• Elemento final.

• Condiciones de proceso.

• Reset.

• Bypass.

• Alarmas asociadas.

• Proof Test.

• Intervalo de prueba.

• Requisitos de mantenimiento.

• Requisitos ambientales.

• Interfaces.

Operación y mantenimiento

• Inspecciones.

• Pruebas funcionales.

• Proof Testing.

• Calibración.

• Fallas.

• Reparaciones.

• Registros.

• Historial.

• Competencia del personal.

• Procedimientos.

• Control de cambios.

Bypass, Override e Inhibit

• Conceptos.

• Riesgos.

• Autorización.

• Registro.

• Tiempo máximo.

• Compensación del riesgo.

• Comunicación.

• Seguimiento.

• Retiro.

• Alarmas asociadas.

• Gestión de bypasses vencidos.

Gestión del Cambio – MOC

• Cambios de instrumentos.

• Cambio de transmisor.

• Cambio de válvula.

• Cambio de Logic Solver.

• Modificación de software.

• Cambio de set point.

• Cambio de lógica.

• Cambio de Proof Test Interval.

• Cambios temporales.

• Evaluación previa del riesgo.

• Revisión de SRS.

• Actualización de documentación.

• Capacitación.

• PSSR.

• Revalidación.

La integración con MOC y PSSR es coherente con el enfoque utilizado en los análisis de riesgos anteriores, donde los cambios deben evaluarse antes de la puesta en marcha y quedar documentados.

Indicadores de Seguridad Funcional

• Cumplimiento de Proof Tests.

• SIF con pruebas vencidas.

• Fallas detectadas.

• Demandas reales.

• Activaciones espurias.

• Bypasses activos.

• Bypasses vencidos.

• Modificaciones.

• Acciones pendientes.

• Fallas repetitivas.

• Disponibilidad de funciones críticas.

• Auditorías.

• Evaluación periódica.

WORKSHOP FINAL

Desarrollo conceptual completo de una función instrumentada:

Peligro → escenario → HAZOP/What If → evento iniciador → IPL existentes → LOPA → reducción de riesgo requerida → SIL objetivo → SIF → Sensor + Logic Solver + Final Element → Proof Test → operación → MOC.

EVALUACIÓN FINAL

La evaluación tendrá como objetivo verificar que el participante pueda comprender y analizar conceptualmente una SIF y determinar cómo se integra dentro de la reducción del riesgo de un proceso industrial.

Se evaluarán:

• Functional Safety.

• SIS.

• SIF.

• BPCS.

• Alarmas e interlocks.

• SIL 1, 2, 3 y 4.

• Riesgo tolerable.

• HAZOP.

• What If.

• LOPA.

• IPL.

• Evento iniciador.

• PFDavg.

• RRF.

• Sensor.

• Logic Solver.

• Elemento final.

• 1oo1.

• 1oo2.

• 2oo3.

• Fallas seguras y peligrosas.

• CCF.

• Proof Test.

• SRS.

• Safety Lifecycle.

• Bypass.

• MOC.

• PSSR.

• Verificación y validación.

• Caso práctico integral de identificación y análisis de una SIF.

PERFIL DE LOS PARTICIPANTES

Dirigido a:

• Ingenieros de Instrumentación y Control.

• Ingenieros de Procesos.

• Ingenieros Químicos.

• Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.

• Ingenieros Mecánicos.

• Especialistas en Seguridad Funcional.

• Responsables de Seguridad de Procesos.

• Profesionales HSE/EHS.

• Personal de Automatización.

• Instrumentistas.

• Técnicos de Control.

• Personal de Operaciones.

• Personal de Mantenimiento.

• Ingenieros de Confiabilidad.

• Responsables de Ingeniería y Proyectos.

• Responsables de MOC.

• Facilitadores HAZOP/LOPA.

• Auditores y consultores.

• Profesionales de Oil & Gas, refinerías, plantas químicas, petroquímicas y otras industrias de procesos.

METODOLOGÍA

Modalidad: Free-Learning – Enseñanza a Distancia

• Manual completo en formato digital mediante Google Drive.

• Videoclases de apoyo.

• Tutorías mediante Google Meet, Microsoft Teams, WhatsApp o videollamada.

• Diagramas conceptuales de SIS/SIF.

• Ejercicios Sensor → Logic Solver → Final Element.

• Casos de HAZOP y What If.

• Ejercicios básicos de LOPA.

• Ejercicios de RRF y PFDavg.

• Ejemplos de SIL 1, SIL 2 y SIL 3.

• Ejercicios de arquitectura 1oo1, 1oo2 y 2oo3.

• Ejemplos de SRS.

• Casos de Proof Testing.

• Análisis de bypasses.

• Ejercicios MOC/PSSR.

• Workshop integral.

• Corrección individual de actividades.

• Evaluación final.

CARGA HORARIA

• Carga horaria total: 8 horas.

• Cantidad de módulos: 4 módulos.

• Carga horaria por módulo: 2 horas.

• Modalidad: Teórico-práctica.

• Evaluación: Examen final + caso práctico integrador.

DURACIÓN

8 horas totales, distribuidas en 4 módulos de 2 horas:

SIS/SIF y fundamentos → determinación del SIL → arquitectura y verificación → ciclo de vida, pruebas y MOC.

CERTIFICACIÓN

Al finalizar el curso se entregará:

• Certificado Codificado de Participación.

• Certificado Codificado de Aprobación – SIL: Safety Integrity Level – Fundamentos y Aplicación, previa aprobación de la evaluación final.

Ambos certificados serán emitidos por Consultora ANSIM.

Importante: la capacitación brinda formación técnica introductoria/aplicada en SIL y Seguridad Funcional. El certificado de ANSIM no debe presentarse como una certificación profesional de Functional Safety Engineer, SIS Engineer o experto IEC 61511/IEC 61508 acreditado por terceros, salvo que exista específicamente esa acreditación.