Os Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS) são cruciais para a segurança em diversas indústrias, especialmente aquelas que lidam com processos perigosos. Eles são projetados para proteger pessoas, equipamentos e o meio ambiente, atuando como uma barreira de proteção em caso de falhas ou condições anormais. Mas, o que exatamente é um SIS, como funciona e por que é tão importante? Vamos mergulhar fundo nesse tema!

O que é um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS)?

Um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS), é um sistema de segurança projetado para implementar funções de segurança específicas. Estas funções são chamadas de Funções Instrumentadas de Segurança (SIF). Simplificando, é um conjunto de hardware e software projetado para detectar situações de risco e tomar ações automáticas para mitigar ou prevenir um evento perigoso. Imagine uma refinaria de petróleo: há inúmeros processos que envolvem altas temperaturas, pressões e substâncias inflamáveis. Se algo sair do controle, as consequências podem ser catastróficas. É aí que o SIS entra em ação, monitorando constantemente as condições do processo e intervindo automaticamente se um limite de segurança for excedido.

Os SIS são normalmente compostos por sensores, solucionadores lógicos e elementos finais de controle. Os sensores detectam as condições do processo, como pressão, temperatura, nível ou vazão. O solucionador lógico, que pode ser um controlador lógico programável (CLP) de segurança ou um sistema dedicado, recebe os sinais dos sensores e, com base na lógica de segurança programada, determina se uma ação é necessária. Os elementos finais de controle, como válvulas, bombas e disjuntores, são ativados pelo solucionador lógico para executar a ação de segurança, como desligar um equipamento, isolar uma seção do processo ou aliviar a pressão.

Para entender melhor, pense em um carro. O sistema de freios ABS é um tipo de SIS. Os sensores nas rodas detectam se uma roda está prestes a travar durante uma frenagem. Se isso acontecer, o sistema ABS modula a pressão nos freios para evitar o travamento e manter o controle do veículo. Da mesma forma, um SIS em uma planta industrial monitora continuamente as condições do processo e intervém automaticamente para evitar acidentes.

A importância de um SIS reside na sua capacidade de fornecer uma camada de proteção independente contra falhas e erros humanos. Em muitos casos, os SIS são a última linha de defesa contra um evento catastrófico. Eles são projetados para serem independentes de outros sistemas de controle e para serem altamente confiáveis. Isso significa que eles devem ser projetados, instalados e mantidos de acordo com rigorosos padrões de segurança.

Componentes Chave de um SIS

Para que um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) funcione corretamente, ele depende de três componentes principais que atuam em conjunto. Cada um desses componentes desempenha um papel vital na detecção, avaliação e resposta a condições perigosas. Vamos detalhar cada um deles:

1. Sensores

Os sensores são os olhos e ouvidos do SIS. Eles são responsáveis por monitorar continuamente as condições do processo e detectar qualquer desvio dos parâmetros normais de operação. Esses parâmetros podem incluir pressão, temperatura, nível, vazão, concentração de gases, e muitos outros, dependendo da natureza do processo industrial. Os sensores devem ser capazes de detectar com precisão e confiabilidade as condições do processo, mesmo em ambientes adversos. Eles devem ser robustos, resistentes a corrosão, vibração e variações de temperatura. Além disso, devem ser calibrados e testados regularmente para garantir sua precisão e confiabilidade.

Existem diversos tipos de sensores utilizados em SIS, cada um adequado para diferentes aplicações. Alguns exemplos comuns incluem:

• Transmissores de Pressão: Medem a pressão de líquidos e gases em tubulações e tanques.
• Termopares e Termoresistências: Medem a temperatura de fluidos e superfícies.
• Sensores de Nível: Medem o nível de líquidos e sólidos em tanques e silos.
• Medidores de Vazão: Medem a vazão de líquidos e gases em tubulações.
• Detectores de Gás: Detectam a presença de gases tóxicos ou inflamáveis no ar.

A escolha do sensor adequado é crucial para o desempenho do SIS. É importante considerar a faixa de medição, a precisão, a confiabilidade e a compatibilidade do sensor com o ambiente em que será instalado.

2. Solucionador Lógico

O solucionador lógico é o cérebro do SIS. Ele recebe os sinais dos sensores, processa esses sinais com base na lógica de segurança programada e determina se uma ação de segurança é necessária. A lógica de segurança é um conjunto de regras e algoritmos que definem as condições sob as quais o SIS deve atuar. Essa lógica é geralmente implementada em um Controlador Lógico Programável (CLP) de segurança ou em um sistema dedicado de segurança.

O solucionador lógico deve ser capaz de processar os sinais dos sensores em tempo real e tomar decisões rápidas e precisas. Ele deve ser altamente confiável e resistente a falhas. Além disso, deve ser projetado de forma a evitar erros de programação e falhas de software.

Os CLPs de segurança são uma escolha comum para solucionadores lógicos em SIS. Eles são projetados especificamente para aplicações de segurança e atendem a rigorosos padrões de segurança. Eles possuem recursos de diagnóstico e redundância que ajudam a garantir sua confiabilidade.

3. Elementos Finais de Controle

Os elementos finais de controle são os músculos do SIS. Eles são responsáveis por executar a ação de segurança determinada pelo solucionador lógico. Esses elementos podem incluir válvulas, bombas, disjuntores, sirenes e outros dispositivos que podem ser usados para interromper um processo perigoso, isolar uma seção da planta ou alertar os operadores.

Os elementos finais de controle devem ser capazes de responder rapidamente aos comandos do solucionador lógico e executar a ação de segurança de forma confiável. Eles devem ser projetados para suportar as condições do processo e resistir a falhas. Além disso, devem ser testados regularmente para garantir seu funcionamento adequado.

As válvulas de segurança são um exemplo comum de elemento final de controle em SIS. Elas são usadas para interromper o fluxo de fluidos em tubulações em caso de uma condição perigosa. Outros exemplos incluem bombas de parada de emergência, disjuntores que desligam equipamentos elétricos e sirenes que alertam os operadores sobre uma situação de risco.

Níveis de Integridade de Segurança (SIL)

Os Níveis de Integridade de Segurança (SIL) são uma medida da confiabilidade e do desempenho de um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS). Eles indicam a probabilidade de um SIS falhar em executar sua função de segurança quando necessário. Os SILs são definidos pela norma IEC 61508, que é o padrão internacional para segurança funcional de sistemas elétricos, eletrônicos e programáveis relacionados à segurança.

Existem quatro níveis de SIL, de 1 a 4, com SIL 4 sendo o nível mais alto de integridade de segurança. Quanto maior o SIL, maior a confiabilidade e o desempenho do SIS, e menor a probabilidade de falha. A determinação do SIL adequado para um SIS depende da análise de risco do processo industrial. Essa análise leva em consideração a probabilidade e a severidade das consequências de um evento perigoso. Com base nessa análise, é determinado o SIL necessário para reduzir o risco a um nível aceitável.

Como os SILs são determinados?

A determinação do SIL envolve uma análise detalhada dos riscos associados a um processo industrial. Essa análise inclui as seguintes etapas:

1. Identificação de Perigos: Identificar todos os perigos potenciais associados ao processo.
2. Análise de Risco: Avaliar a probabilidade e a severidade das consequências de cada perigo.
3. Alocação de Funções de Segurança: Determinar as funções de segurança necessárias para mitigar os riscos identificados.
4. Verificação do SIL: Garantir que o projeto, a instalação e a manutenção do SIS atendam aos requisitos do SIL determinado.

Impacto dos SILs no Projeto do SIS

O SIL determinado para um SIS tem um impacto significativo em seu projeto, instalação e manutenção. Quanto maior o SIL, mais rigorosos são os requisitos para o projeto do SIS. Isso inclui a seleção de componentes, a arquitetura do sistema, os procedimentos de teste e os requisitos de manutenção.

Por exemplo, um SIS com um SIL 4 exigirá componentes mais confiáveis, uma arquitetura redundante e procedimentos de teste mais rigorosos do que um SIS com um SIL 1. Além disso, a manutenção de um SIS com um SIL 4 será mais frequente e exigirá pessoal mais qualificado.

A Importância da Conformidade com os SILs

A conformidade com os SILs é crucial para garantir a segurança de um processo industrial. Um SIS que não atende aos requisitos do SIL determinado pode não ser capaz de mitigar os riscos associados ao processo, o que pode levar a acidentes graves. Além disso, a não conformidade com os SILs pode resultar em multas e outras penalidades legais.

Portanto, é essencial que as empresas que utilizam SISs implementem um programa de gerenciamento de segurança funcional que inclua a análise de risco, a determinação do SIL, o projeto, a instalação, a manutenção e a verificação do SIS. Esse programa deve ser baseado nas normas IEC 61508 e IEC 61511 e deve ser implementado por pessoal qualificado.

Normas e Regulamentações

A implementação e operação de Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS) são regidas por diversas normas e regulamentações, tanto em nível internacional quanto nacional. Essas normas visam garantir que os SISs sejam projetados, instalados, operados e mantidos de forma segura e confiável, minimizando os riscos associados a processos industriais perigosos. Vamos explorar algumas das principais normas e regulamentações:

Normas Internacionais

• IEC 61508: É a norma mãe para segurança funcional de sistemas elétricos, eletrônicos e programáveis relacionados à segurança. Ela fornece uma estrutura genérica para o ciclo de vida de segurança, desde a análise de risco até a desativação do sistema. A IEC 61508 define os requisitos para o projeto, desenvolvimento, implementação e manutenção de SISs, incluindo a determinação dos Níveis de Integridade de Segurança (SILs). Essa norma é aplicável a uma ampla gama de indústrias, incluindo química, petróleo e gás, energia e transporte.
• IEC 61511: É uma norma específica para segurança funcional no setor de indústrias de processo. Ela é baseada na IEC 61508, mas fornece requisitos mais detalhados e específicos para a aplicação de SISs em processos industriais. A IEC 61511 aborda aspectos como a análise de risco, a especificação de requisitos de segurança, o projeto, a implementação, a validação e a manutenção de SISs. Essa norma é amplamente utilizada em indústrias como a petroquímica, a química fina e a farmacêutica.

Normas Nacionais (Brasil)

No Brasil, a principal norma que regulamenta os SISs é a ABNT NBR IEC 61511. Essa norma é uma tradução e adaptação da norma internacional IEC 61511 para o contexto brasileiro. Ela estabelece os requisitos para a segurança funcional de sistemas instrumentados de segurança (SIS) para o setor de indústrias de processo. Além da ABNT NBR IEC 61511, outras normas e regulamentações podem ser aplicáveis, dependendo do setor industrial e da natureza do processo. Por exemplo, a Norma Regulamentadora (NR) 13 do Ministério do Trabalho e Emprego estabelece requisitos de segurança para vasos de pressão e caldeiras, que podem incluir a utilização de SISs para proteção contra explosões e outros acidentes.

Outras Regulamentações

Além das normas técnicas, outras regulamentações podem ser aplicáveis aos SISs, dependendo da jurisdição e do setor industrial. Essas regulamentações podem incluir leis, decretos, portarias e outras normas legais que estabelecem requisitos de segurança para processos industriais. É importante que as empresas que utilizam SISs estejam cientes de todas as normas e regulamentações aplicáveis e que garantam a conformidade com esses requisitos.

A conformidade com as normas e regulamentações é fundamental para garantir a segurança e a confiabilidade dos SISs. Além disso, a conformidade pode ajudar a evitar multas, penalidades legais e danos à reputação da empresa. Portanto, é essencial que as empresas invistam em treinamento, consultoria e outras medidas para garantir a conformidade com as normas e regulamentações aplicáveis.

Conclusão

Em resumo, o Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) é uma barreira de proteção essencial em processos industriais perigosos. Ele atua como um sistema autônomo que monitora continuamente as condições do processo e intervém automaticamente para prevenir acidentes. Composto por sensores, solucionador lógico e elementos finais de controle, o SIS garante que, em caso de falhas ou desvios, medidas corretivas sejam tomadas de forma rápida e eficaz.

A determinação dos Níveis de Integridade de Segurança (SIL) é crucial para garantir que o SIS atenda aos requisitos de segurança do processo. As normas IEC 61508 e IEC 61511 fornecem diretrizes detalhadas para o projeto, implementação e manutenção de SISs, garantindo sua confiabilidade e eficácia. A conformidade com essas normas e regulamentações é fundamental para proteger pessoas, equipamentos e o meio ambiente, além de evitar penalidades legais e danos à reputação da empresa.

Portanto, investir em um SIS bem projetado, implementado e mantido é essencial para garantir a segurança e a sustentabilidade de qualquer processo industrial perigoso. Ao priorizar a segurança e a conformidade, as empresas podem proteger seus funcionários, seus ativos e o meio ambiente, garantindo um futuro mais seguro e próspero.