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SIL – Segurança funcional

Safety Integrity Level, também designado pela sigla SIL, está cada vez mais presente na tecnologia de processos. Com o nível de integridade de segurança são definidos requisitos impostos ao equipamento ou sistema para descrever a probabilidade de falha.

SIL em atmosferas potencialmente explosivas – Normas

O objetivo do SIL consiste em atingir a máxima segurança operacional possível. Se o equipamento ou sistema falhar, foi atingido um estado definido. As observações baseadas nas normas são feitas a partir de probabilidade estatística. Relevantes são as normas de base IEC 61508 e IEC 61511.

Em muitas indústrias da engenharia de métodos e de processos é aplicado o SIL: inclusive a indústria química, refinarias, exploração de petróleo e gás natural, fabrico de papel, fornecimento de energia convencional.

Além da segurança funcional, deve-se aplicar em instalações na área com perigo de explosão também as normas EN 60079-0 e seguintes.

IEC 61508: fabricante

IEC 61508: esta norma descreve os requisitos que o fabricante deve considerar para seus equipamentos ou sistemas.

O título da norma é o seguinte: "Segurança funcional para sistemas elétricos, eletrônicos ou eletrônicos programáveis de segurança"

IEC 61511: construção e funcionamento de instalações

A norma IEC 61511 descreve os requisitos para construção e instalação de instalações com segurança funcional.

O título da norma é o seguinte: "Segurança funcional - Sistemas técnicos de segurança para a indústria de processo"

O cumprimento da norma é definido pelo operador, proprietário e projetista e organizado com base no planejamento de segurança e nas especificações nacionais. Além disso, o requisito imposto ao equipamento também é descrito, para que possa ser utilizado em um aplicativo através da comprovação operacional (proven-in-use).

Consideração SIL

Na consideração SIL, deve ser observada a totalidade do curso de sinal. Em um aplicativo de segurança técnica convencional, o cálculo do nível de integridade de segurança é efetuado baseado em probabilidades de falhas médias de equipamento.

Para melhor explicação: na norma IEC 615078-1, tabela 2, é descrita a relação entre a probabilidade de falha intermédia e o SIL atingível. Com base nos níveis exigidos, é obtido o orçamento geral da soma de todos os valores PFD (Probability of Failure on Demand).

Como exemplo tomemos uma instalação com uma topologia de um canal e com baixe índice de requisitos. Neste caso o SIL de 2 dos valores PFD intermédios se situa entre os 10-3 e 10-2.

Na tabela constam os valores de falha limite.

SILModo de operação com baixo nível de requisito
(probabilidade de falha média da função projetada no requisito)
4≥ 10-5 a < 10-4
3≥ 10-4 a < 10-3
2≥ 10-3 a < 10-2
1≥ 10-2 a < 10-1

Exemplo de aplicação

Exemplo: distribuição dos valores SIL  

Possível repartição dos valores PFD em um circuito de regulagem de segurança

Sensor e atuador são montados no campo e sofrem cargas químicas e físicas, entre as quais do meio de processo, da pressão, da temperatura e da vibração. O risco de falha destes componentes é bastante elevado. Por isso estão previstos para o sensor 25% e para o atuador 40% do PFD total (Probability of Failure on Demand).

Para o controlador à prova de falhas restam 15% e para os módulos de interface 10% cada. Ambos não possuem contato com o meio de processo e, em regra, estão instalados em um quadro de comando protegido.

O cálculo é feito com base em valores típicos.

Conceitos da norma EN 61508 e EN 61511

Abreviatura do conceitoConceito/definição
SILSafety Integrity Level (Nível de integridade de segurança)
Um de quatro níveis discretos, utilizados para avaliar os requisitos impostos à confiabilidade das funções de segurança em sistemas E/E/PE. E/E/PE designa os sistemas elétricos/eletrônicos/eletrônicos programáveis. SIL 4 designa o nível mais elevado e SIL 1 o nível de integridade de segurança mais baixo.
EUCEquipment under control
Instalação, equipamento ou aparelho utilizados para fabricação, conformação de material ou para transporte.
MTBFMean Time Between Failures
Tempo médio esperado entre falhas.
PFDProbability of Failure on Demand
Probabilidade de falha em caso de imposição de requisito. Descreve a probabilidade de um sistema técnico de segurança não executar sua função em caso de necessidade.
PFDavgAverage Probability of Failure on Demand
Probabilidade de falha média da função em caso de imposição de requisitos.
E/E/PESSistemas elétricos/eletrônicos/eletrônicos programáveis
Todos os equipamentos e sistemas eletrônicos que permitem executar funcionalidades de segurança técnica. Contém equipamento elétrico simples e controladores programáveis lógicos (PLC) de todo o tipo.
PFHProbability of dangerous Failure per Hour
Descreve a probabilidade de uma anomalia que provoca perigo por hora.
SFFSafe Failure Fraction
Percentagem de falhas sem perigo. Resulta da relação entre o índice de falha sem perigo mais o índice da anomalia diagnosticada ou identificada, relativo ao índice de falha total do sistema.
SIFSafety Instrumented Function
Funções de segurança técnica.
SISSafety Instrumented System
Sistema técnico de segurança. Ele compõe-se de uma ou várias funções técnicas de segurança. Para cada uma destas funções técnicas de segurança é válido um requisito SIL.

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