Segurança Funcional
& SIL
1. O que é Segurança Funcional?
Segurança funcional é a parte da segurança geral de um sistema que depende do funcionamento correto de sistemas de controle e proteção. Está regulamentada pelas normas IEC 61508 (genérica) e IEC 61511 / ISA-84 (indústria de processos).
Um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) detecta uma condição perigosa e leva o processo a um estado seguro automaticamente, independentemente do sistema de controle de processo (BPCS).
Princípio da Independência
O SIS deve ser fisicamente e logicamente separado do sistema de controle básico (BPCS/DCS). Não devem compartilhar sensores, lógicas ou atuadores, exceto quando devidamente analisado e documentado.
2. Safety Integrity Level (SIL)
O SIL é um nível discreto de redução de risco requerido para uma função de segurança. Vai de SIL 1 (menor exigência) a SIL 4 (maior exigência):
| SIL | PFD (Prob. Falha sob Demanda) | Fator de Redução de Risco | Exemplo |
|---|---|---|---|
| SIL 1 | 10⁻² a 10⁻¹ | 10 a 100 | Alarme de alto nível em tanque |
| SIL 2 | 10⁻³ a 10⁻² | 100 a 1.000 | Shutdown em compressor |
| SIL 3 | 10⁻⁴ a 10⁻³ | 1.000 a 10.000 | Proteção de reator exotérmico |
| SIL 4 | 10⁻⁵ a 10⁻⁴ | 10.000 a 100.000 | Nuclear, aviação (raramente processos) |
3. HAZOP — Análise de Perigo e Operabilidade
O HAZOP é a principal técnica de análise de riscos usada para definir os requisitos do SIS. Uma equipe multidisciplinar analisa cada nó de processo com palavras-guia:
- NENHUM/NÃO: sem fluxo (ex.: sem vazão)
- MAIS: excesso de variável (ex.: alta pressão)
- MENOS: deficiência (ex.: baixo nível)
- PARTE DE: composição incompleta
- ALÉM DE: outra substância presente
- INVERSO: fluxo reverso
Para cada desvio identificado, avalia-se causa, consequência, salvaguardas existentes e recomendações — incluindo a necessidade de funções SIS.
4. Arquitetura dos SIS
O SIS é composto por:
- Sensor (PE/TE/LE): mede a variável de segurança — deve ser dedicado e separado dos sensores de controle
- Lógica (SLC/Safety PLC): processa as leituras e decide acionamentos — ex.: Siemens S7-F, Hima, Triconex
- Elemento final: válvula de bloqueio (SDV), intertravamento elétrico — deve ser capaz de atuar de forma confiável
Redundâncias aumentam o SIL. A arquitetura 1oo2 (1 de 2) exige que pelo menos 1 dos 2 sensores detecte para acionar. A 2oo3 (2 de 3) requer maioria, equilibrando disponibilidade e segurança.
5. Teste de Prova (Proof Test)
O SIS deve ser testado periodicamente para verificar que ainda funciona corretamente. A frequência de teste (PTI — Proof Test Interval) impacta diretamente o PFD calculado. Documentação, procedimentos e resultados dos testes devem ser rigorosamente arquivados conforme IEC 61511.
Ciclo de Vida de Segurança
A IEC 61511 define um ciclo de vida completo: análise de risco → projeto do SIS → instalação → comissionamento → operação → manutenção → modificação → descomissionamento. Cada fase tem requisitos documentais.