Diseñar una planta industrial requiere mucho más que realizar balances de materia y energía. Es fundamental contemplar también cómo debe reaccionar el sistema ante fallos operativos o imprevistos. Las alarmas y protecciones en procesos industriales actúan como la barrera necesaria para evitar exceder los límites de seguridad. Gracias a estos sistemas, las instalaciones se protegen contra roturas de tuberías, incendios o riesgos personales.

Dicha seguridad se plasma en los P&IDs mediante instrumentación dedicada a monitorizar variables críticas. Estos componentes intervienen sobre equipos clave para detener condiciones anormales antes de que ocurran daños permanentes.

1. Alarmas en procesos industriales

Diferentes sistemas de alerta detectan condiciones peligrosas para asegurar la continuidad de la planta. Las alarmas, específicamente, informan al operador sobre cualquier desviación en los parámetros de control.

• Tipos:

Existen diferentes tipos de alarmas según el tipo de condición que detectan, como alarmas de temperatura, presión, nivel, flujo, etc.

• Importancia:

Permiten una respuesta oportuna del operador, evitando la degradación del proceso o un accidente.

• Consideraciones:

Es importante que las alarmas sean relevantes, claras y no causen una sobrecarga de información al operador.

2. Protecciones y enclavamientos de seguridad

Los mecanismos de protección, o enclavamientos, modifican el estado del proceso para evitar paradas de emergencia. Estas funciones lógicas, denominadas interlocks, generan señales discretas que fuerzan a los dispositivos a una posición segura.

• Función:

Detener o modificar el proceso para evitar daños o accidentes.

• Tipos:

Pueden ser automáticas (como un sistema de paro de emergencia) o manuales (como la intervención del operador para cambiar la operación del proceso).

Diferencias entre Trip y Permisivos

El Trip es un tipo de enclavamiento que fuerza un estado predeterminado y exige un reseteo manual. Aunque la variable vuelva a la normalidad, el equipo no arrancará hasta ser habilitado físicamente por el personal. Un ejemplo común es el disparo de una bomba o la apertura de una válvula de seguridad.

Un permisivo, en cambio, es una condición previa que impide una acción hasta que se cumplan requisitos de seguridad. Por ejemplo, una bomba no arrancará si el tanque de aspiración no tiene el nivel mínimo requerido. Una vez que la bomba está en marcha, la acción del permisivo suele inhabilitarse.

Representación de seguridad en el P&ID

En un P&ID se representarán siempre las alarmas y los enclavamientos o interlocks. De esta manera, desde la fase de diseño, se verifica cómo reacciona el proceso si una variable excede sus límites. Los permisivos se detallan en las narrativas de control, donde se indica el funcionamiento lógico del sistema.

En la siguiente figura, se muestra un extracto de P&ID donde se pueden ver las alarmas y protecciones:

En amarillo el lazo de control de nivel y en naranja el lazo de protección de nivel.

En azul claro se muestran las alarmas en el DCS que alertan al operador que el nivel puede estar:

HH: Muy alto

H: Alto

L: Bajo

LL: Muy bajo

En caso de alto nivel, el enclavamiento de proceso I-002 actuará sobre la válvula UV-001 mediante la SV-001. Si el nivel está muy bajo, la válvula de 3 vías se posicionará de tal manera que adicione aire de instrumentos a la UV-001 para que abra (nótese que la válvula es a fallo cierra FC). En caso de que el nivel esté muy alto la válvula de 3 vías se pondrá en posición hacia el venteo para retirar el aire de instrumentos del actuador de la UV-001 para que cierre.

En color púrpura se muestran las alarmas del enclavamiento o interlock I-01 que avisan al operador que la variable de proceso se desvía de los valores normales de operación. En este caso, la alarma por muy alto nivel LAHH-001 es la alarma que activa el enclavamiento I-01.

El enclavamiento I-01 actúa sobre la UZV-001 por medio de la válvula de 3 vías SOV-002 de la misma manera que se ha explicado para la UV-001 y SV-001. La válvula UZV-001 cerrará por muy alto nivel previendo que rebose el tanque 310-TK-001.

Conclusión:

El implementar los adecuados sistemas de protección de procesos en los P&IDs, previene serios problemas operativos, de daños a las instalaciones, al personal y al medio ambiente en caso de ocurrir un upsets en el proceso.