Las recomendaciones del reporte técnico de ISA TR 84.00.07-2018, indican la necesidad de contar con la Filosofía de Protección de Fuego y Gas corporativa antes de iniciar el diseño de un Sistema de Detección de Fuego y Gas (SFG) basado en desempeño.
En las etapas tempranas del diseño, la Filosofía de Fuego y Gas establece las bases y criterios para alcanzar las metas de detección y mitigación en caso de fuego o fugas de gases, y esas metas deben ser consistentes con los criterios de aceptación de riesgos corporativos. La filosofía puede presentarse en forma de documento independiente o puede incluirse en los estándares de diseño y gestión de riesgos, y debe atender las especificaciones particulares del proyecto. La filosofía debe ser lo más precisa posible con el propósito de dejar claro al diseñador los objetivos que se quieren alcanzar con el diseño del SFG.
Dependiendo de cada empresa u organización, los enfoques filosóficos para los cuales se diseña un SFG varían, así como varían los criterios de riesgos y las acciones ejecutivas, dependiendo, por ejemplo, si las instalaciones son de procesos o administrativas, si son asistidas o desasistidas, en qué etapa se desea detectar el escenario (incipiente o desarrollado), cuál es la capacidad de extinción de incendio, etc. Pero independientemente del enfoque, los SFG, de manera general, realizan 3 funciones básicas:
- Detectar (presencia de fuego, humo, calor, gases inflamables, tóxicos y asfixiantes).
- Notificar (activar las alarmas para alertar al personal y tomar las medidas apropiadas).
- Proteger (iniciar acciones automáticas y/o manuales de aislamiento de los materiales peligrosos, despresurización, activación del sistema de mitigación y cualquier otra acción que contribuya en reducir el daño y minimizar las perdidas).
Antes de comenzar un diseño basado en desempeño es fundamental definir los objetivos, así como entender para qué riesgos se debe diseñar. Para tener una idea clara de los objetivos, se puede iniciar respondiendo las siguientes preguntas: ¿Cuál es la magnitud de los escenarios que debería detectar el SFG? ¿Qué acciones son requeridas por parte del SFG en cada caso?
A continuación, se muestran los fundamentos básicos que deben considerarse en una de filosofía de detección de fuego y gas para un proyecto y como complemento a la filosofía corporativa.
1. Normas aplicables
Se recomienda listar las normas, códigos, estándares y prácticas (en su revisión más reciente) empleadas en la industria para el diseño del SFG. Es práctica común que, en caso de conflicto entre la filosofía y los estándares/normas empleadas como referencia, se aplique el requisito más estricto. En la filosofía se debe mencionar la normativa aplicable al diseño, considerando:
- Normas o prácticas nacionales (NFPA 72, EN 54, PDVSA K-363, PEMEX NRF-210, etc.).
- Normas o prácticas Internacionales (ISA TR84.00.07, IEC 61511, IEC 61508, etc.).
- Requisitos de alguna sociedad de clasificación (American Bureau of Shipping (ABS), Bureau Veritas (BV), DNV, etc.) y cualquier otro requerimiento de detección de fuego y gas (ej. Para aplicaciones costa afuera).
2. Zonas que proteger
Las zonas a proteger con el SFG, en una instalación típica, pueden ser seleccionadas según el tipo de equipos de procesos, según la clasificación de áreas peligrosas, según el tipo de peligro (fuego, gas combustible, gas tóxico), según el tipo de producto procesado o almacenado, entre otros.
La categorización de las zonas es una práctica común en el diseño de los SFG, lo que se busca es segregar la instalación en partes y de esta forma tener una idea de los requerimientos que esas zonas van a demandar. Una forma de categorización de zonas es mostrada en Performance-based Fire and Gas Systems Engineering Handbook, donde, por ejemplo, la categoría H es para áreas de procesamiento de hidrocarburos, N para áreas donde no hay hidrocarburos, G para áreas de ocupación general, entre otras.
3. Identificación de escenarios peligrosos
Los escenarios peligrosos que se deben estudiar (y su posterior determinación del nivel de riesgo) pueden definirse en función a los equipos de mayor riesgo (tanques, bombas, compresores, intercambiadores, etc.), considerando las características del producto manipulado (gasolina, GLP, diésel, etc.), la fase del material manejado (solida, liquida o gaseosa) o las condiciones de operación (presión, temperatura, etc.). Se recomienda considerar los siguientes puntos en la identificación de los escenarios peligrosos que debería detectar el SFG:
- Establecer la magnitud del escenario a detectar (etapa incipiente o desarrollado).
- Seleccionar los escenarios “creíbles” para el diseño.
- Definir el tipo de enfoque a utilizar en la identificación de los escenarios peligrosos (enfoque cuantitativo o semi cuantitativo).
- Definir el método de análisis de riesgo.
- Definir los objetivos del SFG (proteger instalaciones, personal o medio ambiente)
4. Desempeño del equipamiento del SFG
Se deben establecer las metas de desempeño de los equipos del SFG, es decir, el porcentaje de cobertura que requieren las zonas según su
nivel de riesgo, definir si la cobertura es geográfica o por escenarios y definir la probabilidad de fallas de los equipos. Se deben establecer los criterios y herramientas para verificar que las metas hayan sido alcanzadas (por ejemplo, mediante el uso de mapeo 2D y/o 3D). Para conocer el desempeño que debe tener el equipamiento del SFG se deben considerar los siguientes aspectos:
- Asignar los objetivos de desempeño de la cobertura del detector de fuego y gas (según sea por cobertura geográfica o por escenario).
- Determinar la probabilidad de falla del equipo (disponibilidad de seguridad y SIL)
- Proteger de los gases tóxicos y combustibles al personal dentro de las edificaciones.
5. Tecnología del SFG
Se debe seleccionar la tecnología de detección más apropiada, según los riesgos previstos en la instalación (materiales y condiciones de operación, etc.) y las características de las áreas a proteger (procesos, almacenamiento, edificaciones, etc.). Para seleccionar la tecnología más adecuada se recomienda tener en cuenta lo siguiente:
- Estandarizar los métodos de detección de fuego y gas.
- Asignar la tecnología adecuada según la aplicación. (Aplica la experiencia previa)
- Describir las características de los detectores de fuego. (Cono de visión, sensibilidad, etc.)
6. Acciones que debe acometer el SFG
Se deben definir las circunstancias bajo las cuales se activarán las alarmas (por fuego, gas, activación manual, o por todas las anteriores), los requerimientos particulares para las alarmas (tonos, colores, zonificación, etc.), las acciones en caso de activarse las alarmas (tomando en cuenta si la instalación es asistida o desasistida, complejidad del proceso, riesgo asociado a disparos no deseados, interacción con otros sistemas, votación de los detectores, etc.), los criterios para la ubicación de las estaciones manuales y los dispositivos de notificación. Además, especificar el criterio a considerar para establecer el set point de los detectores (pre alarma, alarma y paro). Es importante, al especificar las causas que pueden ocasionar la activación del SFG y las acciones del sistema como consecuencia de una activación, definir lo siguiente:
- Especificar los requisitos para las alarmas. (Ubicación, tipo, características, distribución, cantidad, alarmas auxiliares, etc.).
- Definir las acciones del SFG en caso de activarse las alarmas.
- Seleccionar el set-point de los detectores de gas combustible (% del LEL, LEL.m).
- Seleccionar el set-point de los detectores de gas tóxico (ppm).
- Definir las acciones del SFG en caso de votación simple (ej. Solo alarma) o compleja (ej. Activación del ESD)
- Indicar cantidad de detectores en estado de alarma suficientes para activar el ESD.
- Establecer cómo se degrada la votación cuando los detectores están en mantenimiento/pruebas.
- Definir los requisitos para las estaciones manuales de alarma (ubicación, distanciamiento, alarmas activadas, acciones en caso de activación accidental
Todas las recomendaciones indicadas son solo una representación de algunos de los puntos que, como mínimo, deberían ser considerados en la elaboración de la filosofía de detección de fuego y gas de un proyecto; no significa que sean los únicos a considerar, de hecho, la experiencia del diseñador, los aportes del equipo multidisciplinario y la normativa utilizada contribuirán a enriquecer aún más la filosofía. Cabe resaltar que, en la etapa de diseño, la filosofía de fuego y gas muestra las bases y criterios bajo la cual se va a fundamentar el desarrollo del diseño basado en desempeño.
Es importante resaltar que, además de lo relacionado con los sistemas de detección de fuego y gas basados en desempeño, es necesario contar con una filosofía de mitigación de incendios, la cual tiene sus requerimientos y normativas específicas. Nuestra intención es contribuir con el desarrollo de filosofías de diseño y gestión de sistemas de detección fuego y gas más completos, confiando que con mejores directrices de diseño serán mucho más acertadas las decisiones del diseñador.
Referencias:
- ISA-TR84.00.07 (2018). Guidance on the Evaluation of Fire, Combustible Gas, and Toxic Gas System Effectiveness. Research Triangle Park, NC.
- Bryan, A., Smith, E. y Mitchell, K. (2016). Performance-based Fire and Gas Systems Engineering Handbook. Research Triangle Park, NC: ISA.
- Center for Chemical Process Safety (CCPS) (2019). Guidelines for Integrating Process Safety into Engineering Projects. New York. Wiley
- Basu, S. (2017). Plant Hazard Analysis and Safety Instrumentation Systems. Elsevier.
- Consultoría en Seguridad Funcional (CSF) (2019) Sistemas de Detección de Fuego y Gas
(SFG) basados en desempeño: Una visión general. https://www.linkedin.com/pulse/sistemas-de-detecci%C3%B3n-fuego-y-gas-sfg-basados-en-una-visi%C3%B3n-romel.
La gente suele saber lo que debe hacerse, y tú sólo debes mostrarles el camino:
ésa es la sabiduría.
«Eragon»
(2003), Christopher Paolini
Hernán Núñez
FSEng TÜV SÜD TP180515282
Romel Rodríguez
Functional Safety Expert TÜV SÜD TP18010990 | ISA84/IEC 61511 Expert | FSEng TÜV Rheinland 575/07 | PHA Leader
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