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CONTENIDO

Noticias

Sección ISA

Artículos de los Comités de ISA

Artículos”Caso Práctico”

Artículos Científicos

Reseñas de Libros

Marzo-Mayo 2017 InTech México Automatización

Programa de certificación por la ISA para sistemas de control technician® (CCST®).

Normas, estándares, reportes técnicos, prácticas recomendadas, ¿qué son o cómo los hemos interpretado?

Aplicación de control en cascada de temperatura-temperatura en un reactor de una planta piloto

Los ciclos combinados y su control

Presentación de los Comités de ISA Sección Cental México.

ISA Colombia, ¡Automatisa 2017 Y VI Congreso de Automatización Industrial!.

ISA Ecuador apoyando al desarrollo de la industria

Redes industriales y ciberseguridad: el estado del arte

¿Mejora la seguridad de tu planta la implementación de un sistema de administración de alarmas?

Investigación nacional de altas tecnologías a nivel semiindustrial de celdas solares híbridas inorgánico-orgánicas: investigación aplicada y prototipos de concepto

Safety Instrumented Systems Verification: Practical Probabilistic Calculations

Fundamentals of Industrial Control

Control Valve Primer: A User ’s Guide

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Energy México 2017, Oil, Gas, Power, Expo and Congress.

Mensaje de Bienvenida del Presidente de ISA Sección Central México

Mensaje Editorial

Marzo-Mayo 2017 InTech México Automatización 2

MENSAJE EDITORIAL

Prohibida la reproducción total o parcial del contenido de esta revista sin el permiso previo de los editores. Reserva de derechos de autor: 04-2016-051314503600-203 Intech México Automatización Publicación trimestral Edición Marzo-Mayo 2017

Queridos Lectores de la revista, el equipo editorial les presenta con gusto el primer número de la revista de este año.

Este 2017 lo iniciamos con una nueva estructura de la mesa directiva, por lo que dentro del contenido de la revista encontraran el mensaje del nuevo presidente y la presentación de los comités que integran la ISA. Queremos mantenerlos informados de las actividades que se estarán realizando y animarlos a participar con nosotros.

Esperamos disfruten cada uno de los artículos técnicos en donde se abarcan temas de vanguardia y de innovación científica; se abordaron temas de Energía sustentable con celdas Fotovoltaicas y de generación de energía con Ciclos combinados; en los artículos podrán adentrarse en un sistema de alarmas bajo la normativa ISA, revisar el estado actual que guardan las redes industriales y la Ciberseguridad en México; conocer un caso práctico de la aplicación de un control en cascada de tempera-tura y podrán conocer los conceptos base de la normatividad.

Como en cada edición de la revista les presentaremos nuestra recomendación de libros técnico y les daremos a conocer las actividades de las secciones de ISA de Latinoamérica

No se olviden de enviarnos sus comentarios, opiniones y sugerencias que serán de gran valor para hacer de esta revista un referente de información.

Ing. Eva Viviana Sánchez Saucedo.Dr. Samuel Eduardo Moya Ochoa.Equipo EditorialRevista ISA InTech México.2017 - 2018


MENSAJE DE BIENVENIDADEL PRESIDENTE DE ISA SECCIÓN CENTRAL MÉXICO

Como Presidente de esta Sección, que me honra enormemente presidir durante 2017-2018, me complace darles la bienvenida e informar que para ISA Sección Central México, en este periodo es de fundamental importancia redoblar esfuerzos, responder a las expectati-vas y cumplir con los objetivos trazados a través de los años por nuestra Asociación.

A raíz de los drásticos cambios que se están presentando este año en México con la aper-tura global en el sector energético. El sector industrial de nuestro país se encuentra frente al reto de ajustarse a las condiciones tecnológicas, comerciales y sobretodo, económicas del nuevo mercado. La ISA Sección Central México no es ajena a estos cambios y como en los diferentes sectores industriales del país, nos renovamos con nuevas estrategias que nos permitan man-tenernos como la fuente de información técnica más importante en el campo de la instru-mentación, control y automatización; enfrentando estos desafíos. Para lograrlo, nos hemos planteado metas orientadas a cuatro puntos principales:

Difundir la información y el conocimiento técnico de actualidad, al mayor número po-sible de especialistas, con la incorporación de herramientas tecnológicas, tales como el sitio web, la revista InTech México Online y las redes sociales. Se le presentará al lector un contenido de innovación para el diseño de su ingeniería y aplicación de tecnologías para sus procesos industriales.

Fortalecer e impulsar las acciones de Capacitación y Certificación Internacional de especialistas y operadores en las diferentes áreas; con cursos y seminarios del más alto nivel internacional con expertos instructores nacionales e internacionales.

Afianzar y robustecer la integración de los diferentes sectores que conformamos esta dinámica especialidad. Ser el enlace entre los conocimientos técnicos de expertos, las experiencias de usuarios y los líderes de las industrias.

Crear un mayor acercamiento entre el sector educativo, centros de investigación firmas de ingeniería, responsables de la operación y mantenimiento, fabricantes, re-presentantes y distribuidores de los instrumentos, equipos y sistemas de las plantas industriales y de manufactura.

Hoy en día, los retos son grandes y solo con el trabajo, apoyo, participación y compromiso de todos los miembros, mantendremos creciendo a ISA México.

Finalmente, agradezco de antemano el apoyo y estoy seguro que con su entusiasta parti-cipación alcanzaremos estas metas.

M. en C. y CCST Armando Morales SánchezPresidente ISA Sección Central México. 2017 - 2018


Programa de Certificación por la ISA para Sistemas de Control Technician® (CCST®)ISA Certified Control Systems Technician® (CCST®)

El Programa de Certificación por la ISA para Sistemas de Con-trol Technician® (CCST®, Certified Control Systems Technician®) para especialistas en sistemas de control proporciona la confir-mación de sus habilidades a partir de una evaluación objetiva imparcial hecha por terceros. Los especialistas certificados en CCSTs son expertos en instrumentación neumática, mecánica y electrónica, abarcando los lazos de control de procesos y sis-temas de control de procesos, incluyendo sistemas basados en computadoras.

Los tres niveles de certificación CCST® requieren diferentes gra-dos de experiencia técnica, de educación y de capacitación con instructores en CCST® Nivel 3. El aspirante puede demos-trar su nivel específico de experiencia y expertise con ayuda del

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programa de certificación, el cual le permite solicitar y ser evaluado en el nivel para el que se califica.Este programa ha sido aprovechado por especialistas en sistemas de control por todo el mundo para:

Consolidar una identidad profesional. Proporcionar documentación y reconocimiento de competencia, experiencias y educación. Acceder a oportunidades de promoción, aumentos salariales y portabilidad laboral. Fomentar el aprendizaje permanente y el desarrollo profesional.

Los especialistas certificados en CCST® son un grupo de elite de automatización y técnicos de control que han demostrado poseer un amplio conocimiento de sistemas de automatización y control. Los especialistas certificados en CCST® calibran, documentan, solucionan problemas y reparan o reemplazan la instrumentación para sistemas que miden y controlan el nivel, temperatura, presión, flujo y otras variables del proceso. Muchas empresas prefieren los candidatos con una certificación CCST® porque pueden confiar en su conocimiento documentado de sistemas de automatización y control.

Los exámenes CCST® cubren cuatro dominios principales que se han organizado en base a un arduo estudio de análisis de tareas del CCST® tales como calibración, mantenimiento, reparación y solución de problemas, puesta en marcha del proyecto, puesta en marcha del proceso, lazo de verificación, organización del proyecto, planificación, documentación, administración, supervisión y gestión.

El desarrollo de un examen válido para el proceso de certificación CCST® comenzó con una definición clara y concisa de los conocimientos, habilidades y capacidades necesarias para un desempeño laboral competente. A través de entrevistas, en-cuestas, observación y discusiones de grupo, trabajando con técnicos de sistemas de control y supervisores para delinear los componentes críticos de un trabajo. Las bases de conocimientos y habilidades para las preguntas sobre las versiones actuales de los exámenes se derivaron de la práctica actual de los técnicos de sistemas de control, actualizadas en julio de 2013, de-sarrollados sobre la base del último estudio de análisis de tareas del CCST® realizado en 2012.

Las especificaciones de prueba del CCST se desarrollaron combinando las evaluaciones generales de la encuesta de im-portancia, frecuencia y criticidad, y convirtiendo los resultados en porcentajes. Las clasificaciones de importancia, frecuencia y criticidad fueron ponderadas igualmente en este cálculo. Estos porcentajes se utilizan para determinar el número de preguntas relacionadas con cada dominio y tarea.

Para obtener más información referente a este curso de capacitación, por favor visite:http://www.isamex.org/interna/4-programa-certificado-por-la-isa-sistemas-de-control-technician-ccst

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http://www.isamex.org/interna/4-programa-certificado-por-la-isa-sistemas-de-control-technician-ccst

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ISA Colombia, ¡ Automatisa 2017 y VI congreso de automatización industrial !Por: Sonia Romero Asistente General en ISA Sección Colombia

Asista a la más grande exhibición de equipos, soluciones y servicios por parte de compañías locales e internacionales, así como del VI Congreso de Automatización Industrial que se lle-vará a cabo del 14 al 16 de junio de 2017 en simultánea con un excelente ciclo de conferencias y entrenamiento a cargo de invitados locales de la industria, la academia, expositores y universidades.

Si quiere participar en el Congreso, estos son los temas consi-derados para esta VI versión:

1. Industria 4.0 2. Desarrollo de Proyectos de Automatización basados en Normas ISA 3. Sistemas de gestión de la información Integración de sistemas de control Redes inteligentes Gestión de activos Enterprise e integración de sistemas Sistemas de información en la nube4.Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) con énfa-sis en Ciberseguridad para sistemas industriales: Tecnologías de la información y sus aplicaciones Tecnologías y aplicaciones de las redes de comuni-cación Inteligencia computacional Ciberseguridad Sistemas instrumentados de seguridad

Mayores informes e inscripciones:ISA Colombia: Sonia Romero, [email protected], Cel: 312 3698328 Contacto Comercial Corferias: Milena Ve-lásquez, [email protected], Tel: 3810000 Ext. 5153.

Los esperamos!!Organiza: ISA COLOMBIA en asocio con CORFERIAS

El pasado 25 de enero de 2017, ISA Ecuador participó en el Simposio Internacional de Automatización Industrial, organiza-do por la Universidad San Francisco de Quito, donde se tra-taron temas relacionados a la Industria 4.0 (Cuarta revolución industrial), este evento contó con una asistencia de alrededor de 190 participantes, en su mayoría Profesionales, así como de la comunidad académica y estudiantil.Se contó con el respaldo de profesionales ecuatorianos y ex-

ISA Distrito 9, América LatinaISA Ecuador apoyando al desarrollo

de la IndustriaPor: Ing. José Luis Salinas Delegado ISA Sección Central México

tranjeros, la Sección de Ecua-dor se destacó con la ponen-cia de Ciberseguridad en el Entorno Industrial, a cargo de nuestro experto, el Ing. Ramiro Pulgar.

Durante el evento se explicaron las ventajas de contar con un sistema adecuado y del per-sonal capacitado para la pro-tección de la información; así como, las diferentes amenazas

y vulnerabilidades que ha traído consigo la introducción de tecnologías que permiten a las máquinas y los sistemas inte-ractuar entre ellos y con otros sistemas, la falta de concienti-zación de todo el personal, y las diversas herramientas que actualmente existen para crear accesos no autorizados.

Agradecemos a ISA Sección Ecuador y al Ing. Pulgar por su valiosa participación en el desarrollo de actividades rela-cionadas con la difusión de la tecnología.

Este tipo de eventos enriquecen el conocimiento y favore-cen al desarrollo de profesionistas en el Área de Automati-zación y Control.

InTech México Automatización

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Ingrese a: http://feria-automatisa.com/ y conozca más del evento es-pecializado más grande del área An-dina!!

Ponencia de Ing. Ramiro Pulgar

http://feria-automatisa.com/

http://feria-automatisa.com/


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ISAComo su sitio en línea lo describe, el foro Energy México 2017 se llevó a cabo del 31 de enero al 2 de febrero de 2017. El

cual tuvo el objetivo de integrar las diversas ramas de la industria energética, tales como petróleo, gas, electricidad y energías renovables. Esto lo logró a través de un congreso con talla internacional; incluyendo una vasta área de exposición que conjunta todo tipo de problemáticas y soluciones comerciales, operativas, financieras y tecnológicas.

Energy México 2017, Oil, Gas, Power, Expo & CongressPor: Equipo Editorial Revista ISA InTech México

Entre las problemáticas abordadas en este evento; fácilmente fue posible identificar aquellas soluciones relacionadas con el campo de la instrumentación, control y automatización de procesos. Cuya participación es apoyar al sector energético y al sector industrial en la búsqueda de soluciones a los desafíos que se presentan constantemente dentro de estos sectores.

Compañías asiduas de este tipo soluciones tales como Pe-tróleos Mexicanos (PEMEX), Comisión Federal de Electricidad (CFE) y ExxonMobil tuvieron una amplia participación con po-nencias con conferencistas de alto renombre y la presentación Foro Energy México del 31 de enero al 2 de febrero de 2017.

de sus alcances y metas haciendo hincapié en las dificultades que se enfrentan con los retos actuales y la importancia de las nuevas tecnologías emergentes.

Otras compañías reconocidas que abordan el campo de la instrumentación y el control de procesos, tales como el Institu-to Mexicano del Petróleo (IMP), Emerson y Honeywell, tomaron parte del evento y presentaron sus innovadores productos enfocados a la solución de los obstáculos que cada día en-frentan sus especialistas dentro de las actividades de control y automatización. Este foro proporcionó la oportunidad a compañías del sector

Compañías de Talla Internacional presentes en el Evento

industrial enfocadas a proveer servicios y al sector educativo a mostrar sus soluciones, ya sean integrales o a la medida, atendiendo las distintas facetas del sector energético; mos-trando una vez más que los retos y las problemáticas pueden ser abordadas desde distintos enfoques multidisciplinarios, donde el campo de la instrumentación y el control tienen una marcada contribución.

El evento Energy México 2017, Oil, Gas, Power, Expo & Con-gress cumplió sus objetivos dando a los conferencistas, exposi-tores, y en especial, a sus visitantes la oportunidad de interac-tuar mutuamente volviéndose un punto de convergencia para el intercambio de experiencias y de lecciones aprendidas al ser parte activa de los sectores energético e industrial.

Interacción entre conferencistas, expositores, visitantes dentro del foro.

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Dentro de las metas planteadas por el actual presidente, M. en C. y CCST Armando Morales Sánchez, se encuentra el fortale-cimiento de ISA Sección México con la creación y el impulso de comités que tengan el objetivo de mantener la visión de ISA Sección México como la principal organización regional, fuente de información en el campo de la instrumentación, sistemas de control y automatización; Así también, continuar estableciendo estándares para la automatización que permitan a los profesio-nales del sector de todo el mundo trabajar en armonía para el bien de todos.

A continuación, se describen los objetivos, actividades y alcances de los Comités que actualmente conforman la sociedad de ISA Sección México.

PRESENTACIÓN DE LOS COMITÉS DE ISA SECCIÓN CENTRAL MÉXICO

Comite directivo ISA México 2017-2018


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Introducción

En el panorama actual de la Industria de Proceso, sea cual sea su rama, es cada vez más latente la necesidad de im-plementar las mejores prácticas y normas de seguridad en la selección, adquisición, instalación, puesta en operación y arranque de Sistemas Instrumentados de Seguridad para ob-tener niveles de seguridad concretos en las instalaciones de proceso.

La seguridad tiene, por tanto, el cometido de evitar el daño a las personas, el daño a los activos y el daño al medio am-biente.

Objetivo

Difundir de acuerdo a los lineamientos normativos, las mejores prácticas de ingeniería, las experiencias de aplicación en si-tio y las tendencias tecnológicas que coadyuven a reducir el riesgo mediante Funciones Instrumentadas de Seguridad en la Industria de Proceso.

AlcancesA continuación se presentan los alcances necesarios para cumplir con el objetivo:

Repotencializar la difusión de las normas ISA en el queha-cer de la Seguridad Funcional en la industria de proceso.

Revisar el trabajo que se ha venido realizando en el tema de Seguridad Funcional en el mundo, en las demás secciones de ISA y evaluar, cuales temas deben también ser difundidos en México (Benchmarking).

Revisar las tendencias tecnológicas, publicaciones y ca-sos de éxito de Instrumentación, Resolvedores de Lógica y Equipos de Proveedores y/o Fabricantes dedicados a la seguridad funcional.

Participar activamente en la elaboración de artículos en

la Revista INTECH ISA Sección México.Revisar el material de cursos asignados al Comité de Seguridad, con el objeto de mejorar y/o actualizar los contenidos y/o experiencias documentadas acorde a la nueva versión del Estándar IEC61511 Edición 2010. Dado este punto, proponer temas de cursos nuevos de seguridad y relacionarlos con las temáticas de los demás Comités.

Participar en eventos y foros de Usuarios, Proveedores y/o Fabricantes con el objeto de retomar la presencia del Comité de Seguridad en México.

Promover la invitación de Usuarios, Proveedores y/o Fa-bricantes y Expertos a nivel internacional, en mesas de trabajo y foros de la ISA Sección México, con el objeto de retomar en México la presencia de autoridades en el tema de Seguridad Funcional, Administración de Alarmas y HIPPS.

Ing. Erick O. Martinez AguirreDirector de Comité de Seguridad

Ing. Pedro Garcia LópezSecretario del Comité de Seguridad

Comité de Seguridad


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Comité de Normas y Prácticas

M en C. Gerardo Villegas Pacheco.Director del Comité de Estándares y Prácticas Recomendadas.

Objetivo

Presentar la uniformidad de las Normas o Estándares y Prác-ticas Recomendadas en la Instrumentación y Control para el desarrollo de la Ingeniería Básica y Detalle de Plantas Indus-triales. Proporcionando su propósito y alcance en cada Nor-ma y Prácticas Recomendadas.

Actividades

El comité de normas y prácticas es responsable de la Bibliote-ca de estándares ISA para la Medición y Control.

Se abrirá una ventana de aplicación de los Estándares o Nor-mas, así como Prácticas Recomendadas y Reportes Técnicos para Plantas Industriales en el Sector Upstream de la Industria del Gas y el Petróleo y su aplicación en Downstream (Plantas Químicas, Plantas de Refinación).

El contenido de la Librería ISA para la Medición y Control, se presentará en un programa de contenido en 8 volúmenes (presentando un volumen por mes), direccionando cada volu-men su aplicación de las Normas, Prácticas Recomendadas y Reportes Técnicos al Diseño de Plantas.

Alcances

Los alcances, serán el propósito de cada Estándar y Práctica Recomendada así como los Reportes Técnicos, en cada volu-men presentado durante cada mes en el programa propuesto.

Se presentaran ejemplos de aplicaciones de cada estándar y Practica Recomendada así como interaccionan con otros Estándares, Institutos, Sociedades, Comisiones, organizaciones, asociaciones y oficinas como son el ANSI, API, ASME, IEC, ISO, AGA, OIML, al Sector Upstream y Downstream, durante la inge-niería básica, detalle y construcción.

Comité de Redes Industriales y Ciberseguridad

Rogelio Lozano MartínezDirector del Comité de Redes Industriales y Ciberseguridad

Ing. Alejandro TrejoSecretario del Comité de Redes Industriales y Ciberseguridad

Objetivos

El comité de Redes Industriales y Ciberseguridad tiene entre otros objetivos, el propósito de divulgar la normatividad apli-cable en este tema, difundir los riesgos asociados al manejo y resguardo de la información generada en la industria, la cual eventualmente estará disponible la nube de ISA Sección Mé-xico. Otro objetivo importante es recibir las dudas y preguntas frecuentes sobre estos temas y ser un facilitador para que en principio, tales preguntas puedan ser atendidas por medio de la revista o redes sociales, que son la vía de comunicación por excelencia de nuestra sociedad.

Actividades

Por otra parte, buscamos hacer eco de la industria, para que sus inquietudes sean el eje rector de eventos focalizados de capacitación y divulgación, teniendo en mente a los direc-tores de empresas, personal técnico, administrativo y público interesado en este tema. Buscaremos participar en foros, even-tos, congresos y seminarios nacionales e internacionales, para ¿por qué no? , proponer uno desde la ISA Sección México.

Un último punto, pero no menos importante es dar voz a ex-pertos de la industria, profesionales, fabricantes, universidades e instituciones interesadas en redes industriales y Ciberseguri-dad; este comité será una plataforma abierta para sumar a un México industrial digital más seguro.

Alcances

Se revisarán las tendencias en temas tales como: redes indus-triales, SCADAs interoperabilidad, infraestructura crítica, con-vergencia, el Internet Industrial del Todo (IIoT), así como los retos que en materia de Ciberseguridad presenta la industria para mejorar la seguridad, disponibilidad, integridad y confi-dencialidad de la información que maneja el mundo OT, se participará en proyectos que resulten de un interés general para la industria (IT & OT), comentando la normatividad que se vaya generando y teniendo especial cuidado en ser su-mamente incluyentes, para dar puntos de vista que ayuden a formar un criterio informado.


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Comité de Buses de Campo

Ing. José Ricardo Ortíz MontalvoDirector del Comité Buses de Campo

Ing. Alejandro Pozos Secretario del Comité de Buses de Campo

Objetivo Difundir la tecnología, teoría y conceptos básicos de los bu-ses de campo, permitiendo a los ingenieros a diseñar sistemas, validar arquitecturas, especificar y seleccionar hardware, te-niendo en cuenta las últimas tecnologías para la industria de procesos.

Actividades Para la difusión de la tecnología de buses de campo se ba-sara en los temas siguientes:

1. Foundation Fieldbus 2. Profibus-PA 3. I/O link 4. AS-i bus

La difusión se hará a través de los siguientes medios:

Artículos técnicos en la revista Envío de artículos por correo electrónico Blog Técnico en página ISA México 1 evento por año (Seminario). Cede TBD. Curso en ISA (Foundation Fieldbus) Venta de Libros Técnicos

Comité de Membresías

Ing. José Luis Espinoza RamírezDirector del Comité de Membresías

Objetivo

El propósito de este departamento es conseguir y mantener el mayor número de socios profesionales en las áreas de la instrumentación y control de México, brindando la mejor aten-ción y servicio. Así como de alumnos (secciones estudiantiles) que cursan carreras afines a las especialidades mencionadas anteriormente.

Actividades

Visitar a los ingenieros en sus instalaciones de trabajo, asistir a conferencias, congresos, foros, etc. para informar de los bene-ficios de ser socio ISA, por medio de pláticas, trípticos, folletos, vídeos, libros y todo material informativo que sea necesario.

Visitar escuelas del área metropolitana y del país donde se difundan las carreras afines a la instrumentación y control, brin-dando conferencias y pláticas para formar secciones estu-diantiles

Mantener un vínculo estrecho con los socios ingenieros y estu-diantes, brindándoles toda la ayuda que sea necesaria para que su estancia en ISA sea duradera y agradable. A las sec-ciones estudiantiles solicitarles un reporte de actividad

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Comité Educativo

Ing. Daniel Zamorano TerrésDirector del Comité Educativo

Objetivo

Como parte de las actividades que se enmarcan en MANUAL DE CAPACITACIÓN (Vigente desde el 01-11-2014), la difu-sión de los Cursos es muy importante para Actualización, Ca-pacitación y Certificación de los Ingenieros en Instrumentación y control que trabajan en la Industria Mexicana. Se programan 23 cursos en sede, incluyendo 8 cursos nuevos, y 3 cursos de certificación.

Actividades

Este es el programa que se desarrollara para este año. Se realiza promoción permanente a mediante la difusión del ca-lendario de cursos a través de:

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Curso Introducción a las comunicaciones digitales, Aplicando Protocolo Modbus y Tecnología OPC en Redes de Control Febrero 2017

La programación de 23 cursos en sede, incluyendo 8 cursos nuevos, y 3 cursos de certificación.

La difusión a través de correos masivos, definiremos las me-jores fechas para enviarlos

La promoción utilizando la página de la ISA México Sec-ción Central.

La publicidad usando de las redes sociales

La difusión mediante de los Cursos en sitio web.

La divulgación a través en la Revista InTech México.

La fomentación con el apoyo de los diferentes comités.

La promoción a través de las Secciones Estudiantiles


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Normas, Estándares, Reportes Técnicos, Prácticas Recomendadas, Que Son O Cómo Los Hemos Interpretado?Ing. José Luis Salinas [email protected] Delegado ISA Sección Central México, Publication Chair Director Latin America, Distrito 9

Resumen:

En este artículo se introduce a la definición de las normas, es-tándares, reportes técnicos y prácticas recomendadas, cuáles son sus diferencias básicas y sus alcances en el cumplimiento de regulaciones como parte del ámbito local e internacional. Se hace hincapié en el adecuado uso e interpretación de estos documentos, y como estos fungen como una herramienta para realizar las actividades afines, a través de requerimientos y guías de cómo se alcanza este cumplimiento. Así también, se aborda la descripción del proceso, del progreso o de los resultados y como estos conllevan a la estandarización de las operaciones y a la forma como se ejecutan los trabajos.

Palabras claves:

Normas, Estándares, Reportes Técnicos, Prácticas Recomen-dadas.

Introducción

En el desarrollo profesional de cada uno de nosotros, hemos sido consistentes en el uso de la información para nuestro desarrollo profesional. Hemos usado desde que estudiamos Libros, Artículos, Revistas Especializadas, etc; y como profesio-nales utilizamos Manuales, Catálogos, Revistas Especializadas, Normas, Estándares, Reportes Técnicos, White Papers; en ge-neral, cualquier documento con información dentro de nuestro interés.

No considero que hayamos tenido problema en identificar el uso de esta información; sin embargo, cuando entramos a te-mas específicos donde el requerimiento es el “cumplimiento” de una Norma o la utilización de Estándar, quizá podamos empezar a tener problemas, ya que hemos venido escuchan-do algo como esto:

La norma ISA 84 es la que utilizamos para los temas re-lacionados con Sistemas Instrumentados de Seguridad.

La norma ANSI/ISA 5.1 es la relacionada a lo referente a Simbología.

El documento AG-183, es el encargado de definir la co-municación Fieldbus Foundation.

El estándar ISA RP 12.6.1 es el utilizado para los Sistemas de Seguridad Intrínseca.

La norma ISA TR 84.00.02 es la encargada de la relacio-nado con la Funciones Instrumentadas de Seguridad

La norma API PUB 317 es la que se encarga de regular las aplicaciones de tanque sobre tierra.

Esto quiere decir que hacemos uso de la palabra “NOR-MA” sin distingo del tipo de documento, su uso y obser-vación. De aquí que conviene distinguir entre estos, que son, su alcance y cumplimiento.

Alcance Y Cumplimiento

En general, cualquier publicación emitida por un organismo de reconocimiento nacional o internacional indica que el uso de este deberá ser o estar de acuerdo con la Ley vigente del país en el cual se pretende usar. Pero, ¿qué quiere decir esto?

Que las Organizaciones Desarrolladoras de Estándares (SDO) deberán estar reconocidas por los gobiernos locales para su utilización. Para ejemplificar esto, haremos uso de la reglamen-tación Mexicana.

El uso y obligatoriedad de Normas y Estándares está regula-do por la Ley Federal Sobre de Metrología y Normalización (LFMN), en la cual se establece el uso “OBLIGATORIO” de las Normas Oficiales Mexicanas o NOM’s y de uso “VOLUNTARIO” las Normas Mexicanas o NMX.

Además, la LFMN indica que provee de facultad para emitir Normas de Referencia a las dependencias del Estado que así lo requieran cuando las NOM’s y/o NMX’s no cubran el reque-rimiento normativo de acuerdo a sus necesidades.

De la misma manera, en esta ley se muestra una última posibili-dad de uso de normas, la cual es, si una NOM, NMX o NR no cumplen con lo requerido se hace uso de Normas Internacio-nales, para efecto de la República Mexicana, este requeri-miento lo cumplen las NORMAS INTERNACIONALES ISO e IEC.

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Figura 2. Norma Mexicana NMX [2]

Normas y Estándares

En la LFMN se usa la palabra “norma”; sin embargo, cuando uno lee estos documentos se va a encontrar lo siguiente: En las NOM’s se indican que son Norma Oficial Mexicana (ver Figura 1):

Figura 3. Norma de Referencia NRF [3]

En la NMX se muestra que es una Norma Mexicana (ver Figura 2):

Figura 4. Estándar Internacional ISO [4]

En la NRF se dice que es una Norma de Referencia (ver Figura 3):

Figura 5. Estándar Internacional IEC [5]

En un documento ISO se indica “International Stan-dard” o Estándar Internacional (ver Figura 4):

En un documento IEC se muestra “International Stan-dard” o Estándar Internacional (ver Figura 5):

Figura 6. Prácticas Recomendadas ANSI/ISA-RP [6]

Entonces como debemos entender el uso de los estándares, la respuesta es relativamente fácil. Un estándar es una reco-mendación, que nos indica los requerimientos o características comunes con las que deben cumplir un producto, servicio o procedimiento.

Ahora estamos en posición de reflexionar y decir que las Nor-mas son documentos que obligan a realizar acciones e indi-can los requerimientos de cumplimiento y los estándares nos indican cómo alcanzar este cumplimiento.

Reportes Técnicos y Prácticas Recomendadas

Pero donde entran los Reportes Técnicos “TR” o Technical Report y las Prácticas Recomendadas “RP” o Recommended Practice o con las Publicaciones “PUB” o Publications y con los Códigos “COD” o Code.

En general, este tipo de documentos tienen una base de desarrollo, primero inician como Publicaciones, cuando van madurando en el uso, divulgación y enriquecimiento de co-nocimientos, pasa a ser una Práctica, de aquí por evolución natural el siguiente paso es ser un Estándar. En el caso de Estados Unidos, un estándar pudiera pasar a ser un Código y este tiene carácter de “legal” y de uso “obligatorio”. Del diccionario ISA, encontramos las siguientes definiciones:Prácticas Recomendadas

Un método para hacer un trabajo que se basa en resultados probados durante un período de tiempo. Las prácticas reco-mendadas son utilizadas por las empresas para estandarizar las operaciones y la forma en que se ejecutan los trabajos. Se puede permitir la desviación de las prácticas recomendadas si se justifica por circunstancias únicas. La Figura 6 muestra la carátula de una práctica recomendada.

Figura 1. Norma Oficial Mexicana NOM [1]

Reporte Técnico

Este es un informe técnico que describe el proceso, el progre-so o los resultados de la investigación técnica o el estado de un problema de investigación técnica. La Figura 7 muestra la carátula de un reporte técnico.

Conclusiones

Los documentos, desarrollados por ISA, emitidos como TR’s, suelen ser la base de cumplimiento de alguno de sus están-dares. En el caso de IEC, estos emiten estándares específicos de cumplimiento de otros estándares y TR’s como desarrollo adicional y complementario a sus estándares.Cabe mencionar que para México, se ha mencionado que el uso de los estándares NFPA, IEEE, ANSI, ANSI/ISA, API, UL, NEMA, entre otros, están prohibidos su uso por la LFMN, ya que son conocidos como “Estándares Extranjeros” (esto está indicado en la NOM-001-SEDE-2012). Sin embargo, en apli-caciones es posible que sea necesario hacer uso de están-dares de las entidades arriba indicadas. Entonces, ¿qué de-bemos hacer? Primero, acercarse a la entidad que indica la prohibición de estos y segundo preguntarle: Si está prohibido el uso de estos estándares, que la autoridad indique que utili-zar para el cumplimiento del requerimiento.Con esto, podríamos estar seguros que la prohibición sería le-vantada, ya que no tendría argumento alguno para mantener dicha postura.

A manera de resumen, podemos decir que siempre debemos anteponer la legislación local de cada nación, considerar las normas vigentes y aplicables a nuestras necesidades, hacer uso de estándares para el cumplimiento del o de los requeri-mientos y si es necesario utilizar las prácticas recomendadas o reportes técnicos como guías para el cumplimiento y por último, si es necesario tener los Certificados de cumplimiento, para la correcta implementación de la solución, así como la debido documentación de la solución.

Uno de los puntos a resaltar en el uso de los estándares ISA, es que estos están disponibles (alrededor de 150) para su consulta en línea. El único requerimiento es que sea “socio ISA” para tener acceso a estos. Esto es una gran herramienta para nosotros los profesionales que nos dedicamos a las tareas de Automatización y Control.

Figura 7. Reporte Técnico ISA-TR [7]

Referencias

[1] Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Ins-talaciones Eléctricas (utilización).

[2] Norma Mexicana NMX-AA-006-SCFI-2010, Análisis de agua – Determinación de Materia Flotante en Aguas Residuales y Residuales Tratadas – Método de Prueba.

[3] Norma de Referencia NRF-163-PEMEX-2011, Revisión 0, Válvulas de Control con Actuador Tipo Neumático.

[4] International Standard ISO 15156-1, First edition, 2001, Petroleum and natural gas industries — Materials for use in H2S-containing environments in oil and gas pro-duction — Part 1: General principles for selection of crac-king-resistant materials.

[5] International Standard IEC 60534-1, Industrial-pro-cess control valves – Part 1: Control valve terminology and general considerations.

[6] Recommended Practice ANSI/ISA-RP12.06.01-2003, Recommended Practice for Wiring Methods for Hazar-dous.

[7] Technical Report ISA-TR84.00.02-2002 – Part 1, Safe-ty Instrumented Functions (Sif) - Safety Integrity Level (Sil) Evaluation Techniques Part 1: Introduction.

Ing. José Luis Salinas

Más de 25 de años de experiencia en el área de Ingeniería, Servicio y Ventas, principalmente atendiendo a Pemex, CFE e iniciativa Privada en el área de Instrumentación y Control, enfocado a la Seguridad Intrínseca,

Fieldbus Foundation y comunicación Wireless, para la auto-matización de procesos industriales. Habilidad de establecer relaciones entre diferentes niveles dentro de las Compañías. Habilidad de Negociación, Habilidad para trabajar en un am-biente de equipo, Trabajo bajo presión. Experiencia en el Área de Capacitación e Instrucción. Experiencia en las Áreas de Ventas, Marketing, Desarrollo de Ingeniería, Comisionamiento y Puesta en Servicio.


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Redes Industriales Y Ciberseguridad: El Estado Del ArteRogelio Lozano Martí[email protected] Director del Comité de Redes Industriales y Ciberseguridad

Resumen

Este artículo tiene la finalidad de revisar el estado actual que guarda la Ciberseguridad en México. Partiendo de la definición de Ciberseguridad, y sus significados desde los mundos de Information Technology (IT) y Operational Technology (OT). Dando un breve vistazo a los indicadores disponibles al respecto de este tema en México. Continuando con un reporte de ataques y vulnerabilidades en redes y equipos del tipo Industrial Automation And Control Systems (IACS) – Sistemas de Automatización y Control Industrial; el cual es sumamente revelador al respecto de los eventos más significativos alrededor del mundo. En lo concerniente al Industrial Internet of Things (IIoT) – Internet Industrial de las cosas o del Todo-, a la nube y a las redes indus-triales, se hace mención al más reciente análisis que publicó la revista InTech ISA EE.UU; siendo una referencia obligatoria para entender la cantidad de datos que se producen y que serán útiles en el mundo OT.

En materia de Normatividad en Ciberseguridad Industrial, se tendrá un viaje interesante apoyados y acompañados por el Co-mité de Normas y prácticas; algo parecido sucederá al tratar el tema de implementación de un esquema de Ciberseguridad en la industria, al ser respaldados por el Comité de Seguridad.

¿Temas pendientes? Existen muchos, pero al contar con su apoyo y con el mejor esfuerzo para tratarlos de una manera enfoca-da, sin perdernos en el mar de información disponible y que se está generando a cada minuto, conjuntamente los abordaremos.

Palabras clave:

IIoT, Nube, Ciberseguridad, Amenazas, Ataques, Normatividad, México.

Ciberseguridad

El estándar ISA IEC 62443-3-2 (de acuerdo al Comité ISA99) define a la ciberseguridad como una serie de medidas toma-das para proteger una computadora o un sistema de com-putadoras (considerando los controladores industriales como elementos con capacidades de cómputo) para impedir acce-sos no autorizados o ataques.En el ámbito industrial, la ciberseguridad implica un marco flexi-ble para abordar y mitigar vulnerabilidades actuales y futuras en los sistemas IACS. Desde el mundo IT, la ciberseguridad se puede definir como el conjunto de recursos humanos, técnicos, procesos y prácticas enfocados en la protección de infraes-tructuras críticas, negocios digitales e información sensible de amenazas internas y externas o negligencia, minimizando riegos y buscando la máxima resiliencia del sistema.

Indicadores IT en México.

El Instituto Federal de Telecomunicaciones (IFT) es un organis-mo que busca “garantizar la protección de la privacidad y confidencialidad de las comunicaciones de los usuarios fina-les y la seguridad en las redes”[1]. Por otro lado, la Cámara Nacional de la Industria Electrónica de Telecomunicaciones y

Tecnologías de la Información (CANIETI) emitió un comunica-do en donde indican que “[ ] cerca del 89% de los ciberata-ques tienen motivaciones financieras o de espionaje, [ ] tan solo el año pasado las campañas de spear-phishing orien-tadas a empleados de instituciones se incrementaron en un 55% por ciento, [y] tienen como principal objetivo el robo de datos personales y de archivos de las empresas”[2]. La Figura 1, tomada del reporte público de Ciberseguridad de Cisco © en 2017[3], se muestra el aumento de dispositivos conectados y el incremento de tráfico en internet (fijo y móvil). En un com-parativo de varios países, México ha mostrado un crecimiento en ambos índices, no así en la madurez de la ciberseguridad.

Esto es una pequeña muestra de lo que se informa en México en lo concerniente a Ciberseguridad desde el mundo de IT pero, ¿qué se está haciendo y reportando desde el mundo Industrial de OT?

Figura 1. Madurez en seguridad y tazas de crecimiento de tráfico de datos por país.[3]


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Ataques y vulnerabilidades en redes y equipos industriales (IACS)?

Los índices referidos anteriormente son tomados del mundo de IT, uno diferenciado del mundo de la automatización (OT); sin embargo, cada vez es más común que ciertos equipos que forman parte de redes industriales tengan capacidades de cóm-puto y comunicaciones en hardware y software con funcionalidades tales como autodiagnóstico, direccionamiento IP, mapeo, metadatos en sus etiquetados (tags) e incluso incluyan funciones de ruteo básico.

Esto quiere decir, si en algún momento existe una intrusión o un ataque (interno y/o externo) y si cierta arquitectura de la red no contempla medidas de Ciberseguridad perimetral no intrusivas al proceso (firewalls, Next Generation Firewalls (NGFW), Demili-tarized Zone (DMZ), conduits, Virtual Private Networks (VPN’s), antivirus en estaciones, entre otros), los datos de cierto equipo se vuelven vulnerables; estos es, puedan ser vistos, copiados, modificados, encriptados y/o eliminados de manera remota; más aún, permitiendo que un ataque pueda diseminarse por la red hacía otros equipos. Aunque esto aún suena a algo muy lejano al mundo industrial, un recuento realizado por la Universidad de Cambridge de los ataques más representativos a nivel mundial en este sector4 indica lo contrario.

Indicadores OT Globales.

La Figura 2 pone principal atención en los tér-minos ataques, infecciones y sabotaje de ex empleados a los sistemas de Industrial Control Systems (ICS) Sistemas de Control Industrial-. Estos eventos son tan serios, que la oficina de la casa blanca de los EE.UU. ha identificado 16 sectores de infraestructura crítica5 y los planes de acción y reacción planteados, en respuesta, por diversos organismos. En el futuro ahondaremos en los eventos más representati-vos, con la finalidad de contar con una refe-rencia al respecto de lo que se está haciendo (o dejando de hacer) en México para atender esta problemática.

Infraestructura Crítica.

Lo anterior pone en alerta a la industria Mexicana y toda aquella infraestructura estratégica, tales como Plataformas Petroleras, Refinerías, Terminales marítimas y de exportación, Terminales de Almacenamiento y Reparto, aeropuertos, Sistemas de Logística (Ductos y sistemas de transporte vía ferroviaria y carretera), Centrales eléctricas, termoeléctricas, nucleares, presas, reservorios de datos de producción en materia de hidrocarburos y electricidad, SCADAS de organismos del estado y de particulares (API STD 1164), empresas de manufactura automotriz y aeroespacial, Centros de Datos, Servidores en nube e híbridos, etc…, haciendo necesario revisar los esquemas de seguridad con que cuentan y verificar su definición de administración de riesgo de manera tal que permitan una alta resiliencia en sus sistemas industriales a través de medidas de Ciberseguridad [6].

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IIoT, la nube y redes industriales

Como se mencionó anteriormente, la industria genera una gran cantidad datos cada minuto que requieren ser transportado de un punto a otro; a este fenómeno se le denomina Internet Industrial de las cosas o del Todo (IIoT). Cuyas carreteras usadas para transportar este flujo de datos son, por ejemplo, el cobre, fibra óptica e inalámbrica bajo protocolos de comunicación tales como Ethernet Industrial, el Modbus TCP/IP y los inalámbricos ISA 100.11a e IEC 62591-1, entre otros. Abundando en el tema, Bill Lydon [7], a través de la revista InTech U.S, realiza un brillante análisis con respecto a la IIoT en la automatización; el cual es ampliamente recomendado.

Normatividad en Ciberseguridad Industrial.

Actualmente, el sector del Oil and Gas en México cuenta con definiciones de protocolos de comunicación, tipos de redes industriales, vulnerabilidades, DMZ, entre otros, descritas en las normas de referencia (NRF) de PEMEX, que ahora se están convirtiendo en estándares mexicanos y requieren seguimiento. A nivel mundial, existen normas enfocadas en la seguridad del producto (ISO IEC 15408, 19790, TR 19791), del proceso (ISO IEC 21827, 17799, ISA99) y del medio ambiente (ISO 9000); sin embargo se centrará nuestro análisis en el estándar IEC 62443.

La ISA es un organismo referente en el desarrollo de estándares de la industria de la automatización y en este momento está generando trabajo normativo para garantizar seguridad y estandarización en las redes industriales en hardware, software y prác-ticas recomendadas. El trabajo desarrollado por ISA99, se ha visto adoptado y estudiado por una variedad de empresas serias que han aplicado sus experiencias de acuerdo al ecosistema en que se desarrollan, proponiendo procedimientos metódicos. La norma IEC 62443 se ha vuelto una “suite” y uno de sus principales objetivos de seguridad es la defensa en profundidad, partiendo de los conceptos planteados por ISA99 y extendiendo la seguridad a otros ámbitos desde los fabricantes hasta los operadores. Este marco normativo se compone de los documentos mostrados en la Figura 3.

Cómo Implementar un esquema de Ciberseguridad en la industria?

¿Cómo tener noción de que medir, que solicitar y que esperar de las soluciones de Ciberseguridad? De entrada, lo que no se mide, no se puede diagnosticar. Lo que no se diagnóstica no se mejora, y lo que no se mejora se degrada.

En el mundo OT (con diferentes velocidades que el mundo IT, enfocado a procesos productivos críticos, una alta disponibilidad del sistema y un ciclo de vida de seguridad), se tiene que planear la elaboración de una estrategia de seguridad para sus sistemas y redes determinísticas mediante un equipo multidisciplinario de acuerdo al marco normativo de la International Society of Automation (ISA) y la International Electrotechnical Commission (IEC). Este equipo es coordinado por una figura oficial en la Ciberseguridad Industrial, tal como un CIO -Chief of Information Officer; e involucra personal del equipo de IT, ingeniero(s) de control de procesos y especialistas en redes de datos (industriales y administrativas) y de seguridad. Todos ellos siendo eva-luados por una gerencia que da seguimiento a sus metas económicas, operativas y ambientales como parte de un proceso continuo, con retroalimentación y medidas de control. (ISO IEC 27000-27035:2011).

El análisis de la red industrial y su Ciberseguridad debe estar asociado al estudio de riesgos de la planta. Conceptos tales como confiabilidad, niveles de seguridad y de disponibilidad no deben desasociarse de los términos Activo, Amenazas, Vulne-rabilidad, consecuencias, Riesgo y acciones de Seguridad (IEC 61508). En este punto, se debe trabajar de manera conjunta con el Comité de Seguridad de ISA.

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Retos

A través de este foro y del Comité, seguiremos revisando lo que se está haciendo en esta materia en el mundo y cómo se está asimilando la tecnología en México; buscaremos darle seguimiento al proyecto LOGIIIC Program (Linking Oil and Gas Industry to Improve Cybersecurity), del cual partici-pa la ISA; será necesario reflexionar acerca del presupuesto que las empresas están destinando a definir políticas de se-guridad, a capacitación, a la procura del equipamiento de red industrial con características de Ciberseguridad, hacer énfasis en el CAPex, OPex, Total Ownership Cost (TOC) – Costo Total de Propiedad - y Return of Investment (ROI) – Retorno de Inversión - de esta infraestructura.

Conclusiones

La información de la industria se compone de datos ad-ministrativos, sistemas y datos industriales, Centros de Datos, servicios de VoIP, de CCTV-IP, de Control de Acceso, de Control Perimetral, aplicaciones SCADA, etc., por lo tanto, la información, los datos y sus esquemas de seguridad son un activo sumamente importante para las empresas. Conside-ramos necesario realizar actividades encaminadas a revisar y analizar los estándares ISA IEC (TR 62443-2-3, I62443-2-4 e 62443-3-3), sus principios fundamentales, entre muchos otros recursos técnicos que están en desarrollo; lo haremos en los foros existentes y en los espacios que podamos ayu-dar a generar para cumplir con este cometido.

Contacto

Tus comentarios así como cualquier sugerencia, son bien-venidos a la dirección indicada, independientemente del sector de infraestructura crítica a la que pertenezcas y el rol que tengas. Te invito a sumarte a este esfuerzo compartido, ya que la Ciberseguridad es un proceso continuo y no un producto terminado.

Referencias

[1] Instituto Federal de Telecomunicaciones. Programa Anual de Trabajo PAT 2017. Lineamientos para la gestión del tráfi-co y administración de red a que deberán sujetarse los con-cesionarios y autorizados que presten el servicio de acceso a Internet.[2] Cámara Nacional de la Industria Electrónica, de Tele-comunicaciones y Tecnología de la información, http://www.canieti.org/Comunicacion/prensa/boletinesdeprensa/ciber-seguridad.aspx[3] Cisco 2017 Annual Cybersecurity Report

Rogelio Lozano

Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica con especialidad en Comunicaciones, egresado del Instituto Politécnico Nacional. Tie-ne dos diplomados, uno en Instru-mentación y Control por la facul-

tad de Química de la UNAM y otro en Redes por el Sistema Tecnológico de Estudios Superiores del Estado de México. Tiene más de 16 años de experiencia en el sector de las comunicaciones. Entró en contacto con las tecnologías de internet, programación y configuración de equipo satelital como becario en la Procuraduría General de la República. Posteriormente, durante la dirección del Dr. José Woldenberg participó en el proyecto de implantación del proyecto Re-dIFE en el UNICOM del Instituto Federal Electoral. Actual-mente se encuentra laborando para el Instituto Mexicano del Petróleo en donde ha participado en diversos proyec-tos de desarrollo de Ingeniería en Sistemas de Voz y Datos, Sistemas de CCTV, Sistemas de Radiocomunicación, Siste-mas de Comunicaciones para redes en instalaciones tan diversas como Plataformas Marinas (de producción, perfo-ración, habitacionales, compresión, enlace), Refinerías, Ter-minales Marítimas de Distribución, helipuertos, estaciones de compresión, centros de Datos, entre otras instalaciones de Petróleos Mexicanos. Ha supervisado construcción de estos sistemas en Patios de fabricación y en sitio. Recientemente ha participado en el desarrollo de proyectos de innovación del Instituto y en proyectos para terceros, ganadores de las rondas de licitación derivadas de la Reforma Energética.Como parte de su desarrollo profesional, se ha capacitado en México, los Estados Unidos de América, en Canadá y en Francia, tanto en temas técnicos como culturales. Destaca su participación como expositor en el EBC de Oil and Gas en Silicon Valley, en las oficinas centrales de Cisco en 2011.

[4] Business Blackout. The insurance implications of a cyber attack on the US power grid. Centre for Risk Studies Univesity of Cambridge Lloyd’s Emerging Risk Report 2015.[5] The National Infrastructure Protection Plan (NIPP) – NIPP 2013: Partnering for Critical Infrastructure Security and Resi-lience[6] February 2013, Executive Order (EO) 13636, “Improving Critical Infrastructure Cybersecurity[7] ISA Intech U.S. IoT impact in manufacturing. https://www.isa.org/intech/20161201/[8] Overview The 62443 series of standards. Industrial Auto-mation and Control Systems Security. ISA 2015.

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Mejora la Seguridad de tu Planta la Implementación de un Sistema de Administración De Alarmas?Ing. Erick Oswaldo Martínez [email protected] del Comité de Seguridad

Resumen.

Los Sistemas de Alarma constituyen una parte esencial de la Interface Humano Máquina (IHM) de las instalaciones de pro-ceso, proporcionan un apoyo vital al operador advirtiéndoles de las situaciones que necesitan su atención y de manera más puntual, que se requiere efectuar una acción. Un Sistema de Alarma tiene un papel importante como una capa de protec-ción, ya que puede mejorar la seguridad de una planta, con el apoyo de una acción del operador, previniendo, controlando y mitigando los efectos de Situaciones Anormales en un proce-so. A continuación se documenta como un Sistema de Adminis-tración de Alarmas, puede mejorar la seguridad de una planta, siempre y cuando se tomen ciertas consideraciones tanto en el diseño e implementación de este, pues si el Sistema de Alarma no funciona bien, los efectos pueden ser graves.

Palabras clave:

Capas de Protección, Efectividad Operativa, Filosofía de Alarmas, Nivel de Integridad de Seguridad (SIL), Probabilidad de Falla en Demanda (PFD), Factor de Reducción de Riesgo (RRF), Situación Anormal

Introducción.

Desde su primera edición, publicada en 1991 por la Asocia-ción de Usuarios de Equipo de Ingeniería y Materiales o EE-MUA (Engineering Equipment and Materials Users´Association) el estándar EEMUA No. 191 “Alarm Systems” (A Guide to De-sign, Management and Procurement) ha sido la referencia de buenas prácticas para la Implementación de un Sistema de Administración de Alarmas en la Industria.

Desde ese año, los Sistemas de Administración de Alarmas han incrementado su importancia, debido las investigaciones de accidentes realizadas en el Reino Unido por la autoridad en salud y seguridad HSE (Health and Safety Executive) [4],[11] y por el consorcio de Gestión de Situaciones Anormales ASM (Abnormal Situation Management Consortium) [9] quienes in-dagaron en las situaciones anormales que afectan la seguri-dad en los procesos, dictaminando la implicación de las alar-mas como una causa de los problemas de la seguridad en una planta.

?Figura No. 1. Guías, Estándares y Mejores Prácticas y

Recomendaciones de Ingeniería en la Admin. de Alarmas.

En el año 2007, en un trabajo conjunto, EEMUA, HSE y ASM, publican la segunda edición de “EEMUA Publication No. 191, Edition 2”, actualizando las mejores prácticas y recomendacio-nes de ingeniería, desarrollo, procura, operación, mantenimien-to y administración de un sistema de alarmas en la industria.

Dado la fuerza que toma el tema de la administración de alar-mas en el mundo, en el año 2009 en América, la Sociedad Internacional de Automatización ISA (International Society of Automation) decide conjuntar a un grupo de expertos y es-pecialistas relacionados en el tema (Conocido como grupo ISA18) y se elabora el estándar ANSI / ISA-18.2-2009 “Mana-gement of Alarm Systems for the Process Industries”.

Poco después, tomando como referencia el estándar ANSI / ISA-18.2-2009 (ver Figura 1), la Comisión Electrotécnica In-ternacional IEC (International Electrotechnical Commission) encargada de publicar estándares internacionales emite en el año 2014 el estándar IEC 62689 “Management of Alarms Systems for the Process Industries”.

En el año 2016, ISA emitió una nueva versión de ANSI /ISA-18.2, donde reforzó, el documento e incluyo más requerimien-tos específicos enfocados a los sistemas de administración de alarmas, actualmente el grupo ISA18 sigue trabajando en el desarrollo de más estándares complementarios de ANSI /ISA-18.2, con el objeto de documentar más a detalle la implemen-tación, diseño y justificación de un sistema de administración de alarmas en la industria.


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Sistema de Alarmas y las Capas de Protección.

Si bien, existe una gran preocupación por parte de autori-dades en seguridad y entidades normativas en difundir las consecuencias de un incorrecto diseño, instalación, manejo y administración de alarmas en una planta de proceso, antes de esto, es importante conocer cuáles son los factores que intervienen en el desarrollo de un Sistema de Alarmas.

Gran parte del problema se ha originado, debido a los avan-ces tecnológicos ocasionados por el rápido desarrollo del hardware y software. En los años ochenta y noventa, el monito-reo de proceso se realizaba mediante paneles de control con anunciadores, indicadores analógicos de aguja y gráficos de papel, esto obligaba a optimizar la cantidad de puntos a monitorear y/o controlar, debido al poco espacio disponible existente en los cuartos de control.

A principios de los años noventa, con la llegada de los con-troladores programables y las computadoras industriales (IHM, Interface humano maquina), el desarrollo de la bases de da-tos de instrumentos se volvió una tarea muy simple y sencilla, sin embargo, esto trajo como consecuencia el almacenamiento de una gran cantidad de información de monitoreo y con-trol, por lo cual las alarmas en vez de ser un apoyo de mo-nitoreo de una condición, se volvieron una molestia para el operador. Por dicha situación, el operario pierde la dimensión de atender una alarma, dado que es ruidosa y sus destellos en conjunto con otras, saturan su despliegue en el gráfico de la IHM, agobiando, estresando, fatigando y disminuyendo la efectividad operativa del operario.

Quizás por esta razón, muchos de los accidentes han sido atribuidos a un error humano, pero ¿será posible que toda la culpa, sea del operador? definitivamente, no lo es, pero esto obliga a revisar a todos los elementos que participan en la seguridad de una planta de proceso.Como punto de partida, es necesario identificar y delimitar, los alcances que tienen las capas de protección de prevención y mitigación en una planta de proceso. En la Figura 2, se mues-tra la interacción de cada capa de protección.

En el ciclo de vida de la seguridad de un proceso, es intere-sante observar que, cada capa de protección desempeña un papel importante en la reducción del riesgo de una insta-lación, sin embargo una mala conceptualización y/o diseño en una capa, ocasionara un problema que se transmitirá a la siguiente capa.

Mucho se ha dicho de mantener los procesos lo más automati-zados posibles con el objetivo de ayudar al operario a actuar en el evento de una situación fuera de control y/o de riesgo, sin embargo, ¿qué tan conveniente es excluir al operario del control y seguridad de su planta?

Recordemos, que el punto de partida de la seguridad de un proceso, comienza con el diseño inherente de los equipos de la planta. Posteriormente se diseña un Sistema de Monitoreo y Control para mantener los parámetros de proceso bajo con-trol.

Pero que ocurre, cuando la situación sale fuera de control (condición anormal) y/o se pone en riesgo al personal, la ins-talación y/o al medio ambiente? En este punto, los Sistemas Instrumentados de Seguridad actuaran para llevar el proceso a un estado seguro, pero se presenta un espacio en tiempo y acción, entre el Sistema de Control de Proceso y los Sistemas instrumentados de Seguridad, donde la situación de riesgo está latente y entonces, el Sistema de Alarmas con el opera-dor participan en la reducción del riesgo.

De acuerdo a lo anterior, ¿Que es una Alarma? Conforme a la ANSI / ISA-18.2-2016 [1]: “La Alarma, es un medio audible y/o visible que indica al operador de un mal funcionamiento de un equipo, una desviación del proceso o una condición anormal que requiere una respuesta oportuna”

En la definición, el termino respuesta oportuna, deja muy claro que su implicación es una acción y esta acción, debe contar

Figura No. 2. Capas de Protección en una Planta de Proceso.[2],[7]

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con cierto tiempo para iniciar su actuación y corregir el mal funcionamiento de un equipo, corregir la desviación del pro-ceso y/o corregir la condición anormal de la planta. El tiempo a considerar, debe incluir tanto el tiempo en que el operario reconoce una alarma, el tiempo en que decide actuar y el tiempo en que la variable de proceso tarda en estabilizarse, de otra forma la acción tomada, tal vez no sea efectiva, pues es una falacia pensar que cuando una alarma ocurre y se realiza una acción manual y/o automática, el proceso vuelve a su condición normal instantáneamente.

El Sistema de Administración Alarmas y la Reducción del Riesgo.

Desde el año 2002, cuando la ISA publicó el libro “Safety Integrity Level Selection” [6] los autores ya referían la respuesta del operador ante una indicación (entiéndase una Alarma) con una reducción de riesgo de RFF= 10, PFD=0.1 o SIL=1 (ver Figura 3), siempre y cuando, el operario sea adecuadamente entrenado y se encuentre monitoreando de manera continua el proceso.

Figura No. 3. Niveles de integridad de Seguridad: Probabilidad de Falla en Demanda del Estándar ANSI / ISA-84.00.01-2004, Parte 1, IEC-61511-1 MOD.

(Tabla 3, Página 46) [2].

Después de 10 años en el evento 8th Global Congress on Process Safety en Houston Tx., del AICHE [7, 8] se presentó un trabajo en donde se documentó nuevamente, el cómo puede ser usado un Sistema de Administración de Alarmas para redu-cir el riesgo y como este, puede ser considerado como una capa de protección.

Las publicaciones anteriores, han permitido documentar cual importante es el impacto de una acción del operador ante una alarma y como esto, conlleva a una reducción de riesgo en el proceso. Sin embargo, pareciera que el operario es el único actor que interviene en los Sistemas de Administración de Alarmas, pero la realidad como se mencionó anteriormente, esto no es así.

21InTech México Automatización

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Marzo-Mayo 2017

Es importante mencionar, que el desempeño de un Sistema de Administración de Alarmas está íntimamente ligado a otros aspectos, como son: el diseño del cuarto de control, la con-sola de operación, la Interface Humano Maquina (IHM), los Desplegados Gráficos y más aún, de los procedimientos de operación y la capacitación del operador. Por lo tanto, en todo proyecto será necesario revisar y/o modificar tanto el diseño de estos componentes, como analizar los procedimien-tos operativos y realizar programas de capacitación continua para el operador.

Un Sistema de Administración de Alarmas, requiere en un princi-pio del diseño de un documento de filosofía de alarmas.

Figura No. 4. Ciclo de Vida de la Administración de Alarmas indicado en elEstándar ANSI / ISA-18.2-2016 (Figura 2, mostrada en la página 27) [1].

El ciclo de vida de la administración de alarmas en el estandar ANSI / ISA-18.2-2016 (ver Figura 4), indica claramente como punto de partida la elaboración del documento filosofía de alamas, los demás puntos del ciclo no pueden ser desarrolla-dos sino, se cuenta con el planteamiento de un documento de filosofía de alarmas.

Pero ¿Qué es un documento de filosofía de alarmas? Es un documento que define las reglas y los criterios, que deben se-guir las actividades de los siguientes pasos del ciclo de vida, como es el método de identificación y selección de las alar-mas, el método de priorización de las alarmas, la técnica de racionalización de las alarmas y principalmente, la manera de cómo mantener y medir el desempeño de las alarmas.

El desarrollo del documento de filosofía de alarmas, se vuelve un elemento tan importante en el diseño e implementación de un Sistema de Administración de Alarmas, porque involucra un proceso sistemático de revisión y análisis de las condiciones del proceso, utilizando herramientas de análisis de riesgos con el objeto de identificar todas las fuentes potenciales de alar-ma, documentando las causas y consecuencias probables.


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Esta información, le permitirá al operario identificar que debe hacer ante una alarma y, cuánto tiempo tiene para tomar una acción en función de las consecuencias probables, tomando en consideración los riesgos y los costos que esas decisiones tienen.

De acuerdo a lo anterior, debemos preguntarnos: ¿Tiene mi planta un documento de filosofía de alarmas que me permita mejorar la seguridad de mi proceso? La respuesta dependerá como siempre de varios factores, pero como siempre debe quedar muy claro que cada proceso es diferente y particular, por lo tanto, es imposible que se pueda adoptar el mismo do-cumento de filosofía de alarmas para todos los procesos, así que manos a la obra y empecemos a trabajar en definir el más adecuado para nuestra proceso, planta y/o empresa.

Conclusiones.

Cada usuario y/o compañía deberá de revisar cada una de las recomendaciones dadas en el estándar ANSI / ISA-18.2-2016, para poder diseñar e implementar el ciclo de vida de la administración de alarmas más adecuado para su proceso, y de esta manera poder mejorar la seguridad de su planta.

Un Sistema de Administración de Alarmas junto con la acción del Operador, pueden ser considerados una capa de pro-tección que mejore la seguridad, siempre y cuando, el conoci-miento del personal operativo con el proceso (Procedimientos de Operación y Capacitación) y las herramientas instaladas en el cuarto de control (Hardware y Software), sean armoniza-dos y relacionados en el documento de filosofía de alarmas.

Alguna duda, opinión y/o comentarios, estamos a sus órdenes en el Comité de Seguridad ISA Central México.

Referencias

[1] ANSI / ISA-18.2-2016, Management of Alarm Systems for the Process Industries.[2] ANSI / ISA-84.00.01-2004 Part 1 (IEC 61511-1 Mod), Functional Safety: Instrumented Systems for the Process Industry Sector – Part 1: Framework, Definitions, Systems, Hardware and Software Requirements.[3] EEMUA Publication No. 191 Edition 2, 2007, Alarm Systems: A Guide to Design, Management and Procure-ment.[4] HSE Report 166/1998, The management of alarm sys-tems, Prepared by Bransby Automation Ltd and Tekton Engineering for the Healt and Safety Executive.[5] IEC 62682, Edition 1.0, 2014, International Standard: Management of alarms systems for the process industries.

[6] Safety Integrity Level Selection, Systematic Methods In-cluding Layer of Protection Analysis, Edward M. Marszal, P.E., CFSE, Dr. Eric W. Scharpf, MIPEZ, ISA 2002.[7] Implement an Effective Alarm Management Program, Todd Stauffer, P.E. EXIDA, CEP (Chemical Engineering Pro-gress), July 2012, AICHE.[8] Using Alarms as a Layer of Protection, Todd Stauffer, P.E. EXIDA, Dr. Peter Clarke, CFSE EXIDA, 8th Global Congress on Process Safety, April 1-4, 2012, Houston, Tx.[9] ASM Consortium, http://www.asmconsortium.net/[10] EEMUA, Leadership in Industrial Asset Management, http://www.eemua.org/[11] HSE, Health and Safety Executive, http://www.hse.gov.uk/[12] ISA, The International Society of Automation, http://www.isa.org/[13] IEC, International Electrotechnical Commission, http://www.iec.ch/

Ing. Erick Oswaldo Martínez Aguirre

Ingeniero Químico egresado de la Facultad de Química de la Univer-sidad Nacional Autónoma de Méxi-co, cuenta con casi veinte años de experiencia en el área de Automati-

zación, Análisis de Riesgos y Seguridad Funcional y ha partici-pado en diversos proyectos Offshore, Onshore, Petroquímica y Gas y Refinación en la industria del Petróleo y Gas. Sus intereses profesionales se han dirigido a proyectos de Instrumentación y Control, Sistemas de Medición de Flujo, Sistemas de Adminis-tración de Alarmas, Sistemas de Control de Proceso (PLC; SCD, SCADA), Sistemas de Seguridad (SIS) y Sistemas de Protección de Presión de Alta Integridad (HIPPS), además se encuentra desarrollando una Maestría en Ingeniería de Confiabilidad, Mantenibilidad y Riesgo en la Universidad de las Palmas, en las Islas Canarias, España. Su experiencia y conocimiento se expande desde el desarrollo de proyectos de ingeniería (Di-seño, Licitación, Procura, Adquisición, Instalación, Construcción, Pruebas, Arranque y Puesta en Operación), Administración de Proyectos de Ingeniería de Detalle y Consultoría Técnica a empresas privadas. Actualmente, labora en el Instituto Mexi-cano del Petróleo en el departamento de Análisis de Riesgo y Seguridad Funcional y es miembro activo de la ISA Central México, donde funge como Director del Comité de Seguridad para el período 2017-2018.

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l APLICACIÓN DE CONTROL EN CASCADA DE TEMPERATURA-TEMPERATURA EN UN REACTOR DE UNA PLANTA PILOTOArmando Morales SánchezInstituto Mexicano del Petróleo, México, [email protected]

En algunas aplicaciones de control de procesos; los lazos de control cerrados con controladores tipo P, PI y PID (Proporcional (P), Integral (I),Derivativo (D)) no son suficientemente apropiados debido a las características que presentan los procesos. Por ejemplo.- Las grandes constantes de tiempo, las perturbaciones frecuentes en diferentes puntos del proceso, las variables inde-pendientes con altas variaciones que pueden medirse pero no pueden ser controladas, entre otros; por lo que es necesario aplicar técnicas de control compuesto, tal como el control en cascada. Palabras clave – Caso práctico, control PID, control en cascada, sintonización, reactor, temperatura.

En este artículo, se presenta la aplicación para controlar la temperatura en el lecho catalítico de un reactor de una Planta Piloto ubicada en el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP); se incluye la descripción de los principios básicos de un control en cascada, su sintonía y la comparación entre la respuesta del controlador PID convencional y el control en cascada propuesto.

El Problema de Control de Temperatura en el Reactor.

Sea el sistema de control de lazo cerrado para un reactor de la planta piloto [1], (ver Figura 1). El control de temperatura cuenta con tres zonas de medición de calentamiento: superior, medio e inferior. El elemento de control son resistencias eléctricas térmicas colocadas a lo largo de las tres regiones de la pared externa del reactor; esto con el fin de obtener un calentamiento uniforme.

Inicialmente, las resistencias eléctricas térmicas fueron configu-radas para ser controladas por tres lazos de control con un algoritmo de tipo proporcional-integral-derivativo (PID), con la opción a escoger como la variable de proceso a la tempera-tura de pared o a la temperatura axial.

Durante las pruebas a temperaturas por debajo de 400 oC; el sistema de control funcionó adecuadamente; a medida que se requirió incrementar la temperatura, buscando obtener mayor rendimiento de la reacción, iniciaron los problemas de inestabilidad del sistema control con sobre disparos de alta temperatura generando una alarma de temperatura y obli-gando al operador a ejercer el control manual para estabili-zar el proceso y para mantener las temperaturas en el punto

de referencia establecido. (ver Figura 2)

El comportamiento inestable del sistema de control fue corre-gido modificando los parámetros de sintonía; pero aún, con estos cambios, la inestabilidad persistió cuando se tenían tem-peraturas axiales superiores a los 400 oC; esto debido a las características de la reacción.

La temperatura de pared mostraba inestabilidad al presentar-se incrementos muy grandes con respecto a los rangos límites, sobre todo en las secciones superior e inferior del reactor. Por lo que, al estabilizar la temperatura de pared, fue posible con-trolar la temperatura interna o axial del proceso.

Figura 1. Control PID de temperaturas de pared superior, media e inferior con indicaciones de temperaturas axiales o internas del reactor.

Figura 2. Respuesta del control de temperatura de las tres zonas, donde se muestra la inestabilidad de las temperaturas de pared externa y de las tres

temperaturas axiales del reactor.


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l Características de un Control en Cascada.

El control en cascada es un arreglo de dos lazos de control conformados con controladores de tipo PID; donde el primer controlador (maestro o primario) le establece al segundo con-trolador (esclavo o secundario) su señal de referencia (set-point) (ver Figura 3)

El control en cascada se aplica cuando el control retroalimen-tado simple, como es el caso de la configuración inicial (ver Figura 1), no tiene un desempeño satisfactorio a lazo cerrado; debido a que existen perturbaciones que afectan directa-mente a la variable controlable de proceso. Siendo la función principal del control en cascada reducir al mínimo los efectos de una perturbación no controlada.En general, el control en cascada tiene ventajas significativas cuando se aplica, sobresaliendo las siguientes:[3]

Cualquier perturbación que afecte la variable esclavo es detectada y compensada por el controlador esclavo, antes de que afecte la variable de proceso maestra o primaria.

La controlabilidad del lazo externo o maestro es mejora-da, debido a que el lazo interno o esclavo acelera la respuesta de los elementos del proceso, entre el elemen-to final de control y la variable esclava.

Las no linealidades del proceso en el lazo interno o es-clavo son manejadas por ese lazo y removidas del lazo externo o maestro.

Solución Propuesta.

La aplicación del control en cascada fue propuesta como solución para el control de la temperatura axial, tanto su-perior como inferior. Aquí, el control maestro es aplicado a la variable de proceso de la temperatura axial y el control esclavo es utilizado en la mayor perturbación presentada en la temperatura de pared. Esto llevó al arreglo utilizado para la aplicación. (ver la Figura 4)

La configuración de los lazos de control en cascada se pue-den describir de la siguiente manera; la señal del TE-301 se conecta a la entrada PV del controlador maestro TIC-301, y su salida, como entrada al punto de referencia remoto del controlador esclavo TIC-310. La salida del TE-310B se co-necta como PV al TIC-310 y la salida del TIC-301 al converti-dor de corriente a voltaje TY-301 y este a la resistencia de la pared superior TZ-310.

Dentro de las características más importantes de la configura-ción del controlador maestro TIC-301, se seleccionan algo-ritmo PID, con acción inversa en un rango de PV y de SP de 0-500 oC y en un rango de salida de 0-100%. De igual forma, para el controlador esclavo TIC-310B, se selecciona un algo-ritmo PID, con acción inversa en un rango de PV y de SP de 0-500 oC y en un rango de salida limitado de 0 a 20%, porque la potencia máxima requerida en la resistencia para alcanzar 400 oC es aproximadamente de 15%.

Sintonización.

El ajuste del control en cascada se realizó sintonizando el lazo de control esclavo al considerarlo como un lazo de control cerrado convencional. El control esclavo TIC-310 se sintonizó con el método de prueba y error, tomando los parámetros de sintonía preconfigurados y efectuando los ajustes necesarios, buscando que el sistema de control respondiera de manera lenta. Se tomó en cuenta que un cambio de salida del 1% con temperaturas por arriba de 400 oC provocaría disparos no deseados de temperatura considerables alrededor de 100 oC/minuto.

Figura 3. Diagrama de Bloques de un Control de Cascada

Figura 4. Estrategia de control de temperatura de las tres zonas: control en cascada temperatura axial-temperatura de pared en las zonas superior e inferior

y control de temperatura de pared en la zona media.

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al La práctica común, para este método, consiste iniciar el con-

trol en modo proporcional con una ganancia de 1.0 o con una banda proporcional del 100%, donde un porcentaje de variación del error resultará en un porcentaje de salida de igual magnitud.

La respuesta fue probada con incrementos graduales de 10 oC, de donde se obtuvo el mínimo de error en estado estacio-nario con una ganancia de 0.9. El siguiente paso fue encontrar el valor del parámetro del modo integral; este se consiguió incrementando el reajuste automático hasta disminuir el error en estado estacionario al mínimo, lográndose esto con un reinicio de 7.0. Por último, se seleccionó el modo derivativo o anticipa-torio con un valor óptimo de 1.75 minutos.

Para la sintonía del controlador maestro TIC-301, se utilizó el método de oscilaciones sostenidas de Ziegler-Nichols, apro-vechando la respuesta oscilatoria que presentó el sistema en los puntos cercanos a la temperatura máxima de operación, como lo indica este método al tener una oscilación sostenida, ver la Figura 5.

Los parámetros utilizados para el cálculo son tomados del mé-todo de oscilaciones sostenidas de Cohen [2]. Este método indica que la ganancia calculada Kc debe ser igual a 0.45 de la ganancia Kcu cuando sucede la oscilación y el tiempo de la integral calculado debe ser de 0.83 del período de la oscilación Pu.

La oscilación sostenida se obtuvo con una ganancia Kcu de 1.8 y un período de oscilación Pu de 8.9 minutos. (ver Figura 5)Al efectuar el cálculo, de acuerdo a las fórmulas dadas por el método, el valor de ganancia y del tiempo de integral es:

Kc=(0.45)*Kcu=(0.45)*(1.8)=0.81Ti=(0.83)*Pu=(0.83)*(8.9)=(7.4) minutos

Resultados.

La prueba se realizó iniciando desde una temperatura am-biente de 25 ºC hasta 490 ºC en dos periodos. Esto permitió verificar las relaciones entre los controladores maestros TIC-301, TIC-305 y del TIC-300 y observar el comportamiento de la salida OP de los controladores esclavos TIC-310 y TIC-320 a través del desplegado de control de temperatura del reac-tor, ver Figura 6.

La Figura 7 muestra las tendencias para la temperatura en los puntos configurados en el panel de control con la implemen-tación de un control convencional de tipo PID de acuerdo a la rampa entre 450°C y 490°C.

Como se puede observar en la Figura 8, la implementación del control en cascada mejoró el perfil de respuesta de tempera-tura del reactor, la cual eliminó las perturbaciones al presentar-se incrementos de temperatura superiores a 400 °C, mejorando la confiabilidad del control de temperatura en el reactor.El ajuste de los parámetros de sintonización logró mejorar los

Figura 5. - Respuesta de oscilación sostenida del control de temperatura axial del reactor.

Figura 6. Desplegado de control de temperatura del reactor.

Figura 7. Tendencias para la temperatura

Figura 8. Respuesta del control en cascada al cambiar los parámetros de sintonía calculados en el controlador maestro.

valores para el control maestro TIC 301, disminuyendo drásti-camente las oscilaciones presentadas.

Conclusiones

Con los ajustes pertinentes a los parámetros de sintonía, no sólo se solucionó el problema de inestabilidad del control de tempe-ratura del reactor al superar los 400°C; sino que también se logró evitar que la reacción se disparara a temperaturas más altas, provocando la carbonización del catalizador.La comprobación de la mejora del sistema de control al implementarse una estrategia de control en cascada no representó algún gasto adicional en la instrumentación y control; pues a pesar de utilizar dos lazos de control, solo se cambió la configura-ción, direccionando las señales de indicación de temperatura a los lazos de control. La sintonización fue comprobada con el método de oscilaciones sostenidas, generando los resultados esperados en la sintonía del lazo de control maestro, permitiendo un funcionamiento estable.

Referencias

[1] Plantas Piloto, Soporte Experimental de las Tecnologías del IMP (Disponible en: http://petroquimex.com/010210/articulos/9.pdf Consultado en mayo de 2015)[2] Tuning of Industrial Control Systems. Corripio Armando B.Ed. Instrument Society of America 1990 [3] HC900 Hybrid Control Designer Function Block Reference Guide, Honeywell, Revision 11.


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M. en C Armando Morales Sánchez

Maestro en Ciencias en Ingeniería de Cómputo con especialidad en Sistemas Digitales y Técnico Cer-tificado en Sistemas de Control (CCST) por ISA USA. Laboró durante 34 años en el Instituto Mexicano del Petróleo como Responsable de Área en Instrumentación y Control y actualmente es Presidente de ISA Sección Central México durante el período 2017-2018.

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Los Ciclos Combinados y su ControlRodolfo Guerrero [email protected] Ingeniería y Sistemas, S.A., México

Resumen.

El desarrollo industrial y económico de México ha sido un fac-tor para que la demanda de energía eléctrica crezca año tras año; lo que conlleva a la construcción de nuevas plantas de generación para cubrir dicho recurso. Entre las alternativas tecnológicas que existen, los grandes productores de energía eléctrica, como lo son la Comisión Federal de Electricidad y los Productores Independientes, optan por las Plantas de Ciclo Combinado porque su tecnología es una de las más eficien-tes, proveen flexibilidad de operación y tienen menor impacto ambiental que cualquier otro tipo de tecnología equivalente. Su operación se basa en el uso de combustibles fósiles ta-les como el Diésel, Gasóleo o gas natural; siendo este último el combustible mayormente usado debido a su facilidad de transporte por ducto lo cual le da una disponibilidad perma-nente y no requiere almacenamiento como los combustibles líquidos. Otros factores que favorecen la selección de la plan-tas de Ciclo Combinados son el bajo costo de construcción y el poco espacio que ocupan comparadas con plantas de generación de capacidades iguales y diferentes tecnologías.

Palabras clave:

Ciclo, eficiencia, costo, flexibilidad y disponibilidad.

Qué es una Planta de Ciclo Combinado?

La planta de ciclo combinado es una planta de generación de energía eléctrica que combina dos procesos de conver-sión de la energía. Esto es, conjunta un proceso usando una o varias turbinas de gas que funcionan bajo el ciclo termodi-námico de Brayton, con una eficiencia entre 30% y 36%, con un proceso utilizando una turbina de vapor que opera bajo un ciclo termodinámico de Rankine, con una eficiencia entre 34% y 40% [1]. La operación en ciclo combinado de ambos procesos termodinámicos eleva la eficiencia total a valores entre el 58% y el 64%. La configuración de estos dos ciclos termodinámicos en una Central de Ciclo Combinado da como resultado una planta con mayor flexibilidad de opera-ción, alta disponibilidad y con un costo de inversión mucho menor en comparación a plantas eléctricas de capacidad similar de generación que usan combustibles fósiles, tipo hi-droeléctrico o nuclear.Los ciclos combinados se pueden clasificar de acuerdo a su configuración mecánica en mono-eje, estando constituidos por una turbina de gas, una turbina de vapor y un generador,

los cuales están montados en el mismo eje o flecha; y en con-figuración multi-eje, siendo aquellos donde la turbina de gas y su generador están montados en un eje y la turbina de vapor y su generador en otro eje.Una breve descripción de los componentes de una Planta de Ciclo Combinado se realiza a continuación con un arreglo de una turbina de gas, un generador de vapor por recuperación de calor (GVRC) y una turbina de vapor (ver Figura. 1). En los arreglos de planta donde hay dos o más turbinas de gas, cada turbina de gas tendrá asociado un GVRC.Adicionalmente, las Plantas de Ciclos Combinados requie-ren considerar una serie de servicios auxiliares denominados Balance de Planta. Entre los principales servicios auxiliares se encuentra el Sistema de Agua de Alimentación que típicamen-te incluye una planta de tratamiento de agua, al sistema de enfriamiento, al sistema de dosificación de químicos, entre otros [2].

Turbina de Gas.

El aire es tomado del ambiente, pasa a través de un filtro para eliminar impurezas y, posteriormente, se comprime hasta la presión requerida para llevar a cabo la combustión. Como en todo proceso de compresión de gas, el incremento de la presión va asociado con un incremento en la temperatura; por lo tanto, se obtiene aire caliente a presión. En la cámara de combustión, se mezcla el aire comprimido con combustible en estado gaseoso y se produce la com-bustión. Los gases calientes a presión se envían a la sección de la turbina donde se produce la expansión de los mismos hasta llegar a una presión aproximada a la presión atmos-férica. Los gases calientes aún con mucha temperatura, son enviados al GVRC.

Figura 2. Turbina de Gas

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Figura 1. Ciclo Combinado de una turbinas gas y una turbina de vapor

Generador de Vapor por Recuperación de Calor (GVRC).

La función del GVRC es generar vapor sobrecalentado a las condiciones que requiere la turbina de vapor. Para incre-mentar su eficiencia, comúnmente, la operación de la turbina de vapor se diseña para trabajar con dos o tres niveles de presión. La diferencia principal entre un GVRC y una caldera convencional consiste en que los GVRC no requieren quemar combustible para producir vapor, lo generan a partir de la energía contenida en los gases de combustión de la turbina de gas.

En algunas ocasiones se instala un quemador suplementario en el GVRC con el fin de incrementar la cantidad de vapor producido o incrementar la temperatura de los gases prove-nientes de la turbina de gas. Esta situación es cada vez menos frecuente debido a los avances en el diseño de las turbinas de gas.


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Figura 3. GVRC

Turbina de Vapor.

Los Ciclos Combinados usan turbinas de vapor(ver figura 3) de tipo axial con varios componentes que trabajan a diferen-te presión. En la figura 4 se representa una turbina de vapor de tres niveles de presión. El vapor de alta presión entra a la sección de alta presión (AP) y después de expandirse, retorna al GVRC para recalentarse y, posteriormente, es enviado a la turbina como vapor recalentado de media presión. El vapor de recalentado alimenta la sección de media presión (MP) y su descarga se une a la corriente de vapor de baja presión (BP) que alimenta la última sección de la turbina. Finalmente, el vapor agotado que sale de la sección BP se condensa y se recupera para alimentar al GVRC.

Control De Un Ciclo Combinado.

Debido a la cantidad de señales manejadas en el sistema de control de un Ciclo Combinado (entre 3,000 y 6,000 seña-les dependiendo del tamaño y configuración de la planta) es recomendable usar un Sistema de Control Distribuido. El cual deberá ser capaz de dar respuesta rápida y eficiente a los requerimientos de arranque, paro y variaciones de carga de la Central [1] y deberá contar con las facilidades para en-viar y recibir señales desde el Centro Nacional de Control de Energía (CENACE); organismo que controla a nivel nacional la generación de energía eléctrica.Los equipos principales, como son las turbinas de gas y vapor y algunos equipos auxiliares, son suministrados con sus propios sistemas de control. Por lo tanto, el sistema de control de la Central debe contar con los protocolos y facilidades necesa-rias para comunicarse con estos sistemas de control y poder coordinar todas las operaciones del Ciclo Combinado.Los periodos de arranque y paro son muy importantes y requie-ren de un cuidado muy especial [2]. Un algoritmo, denomina-do Control Maestro, es configurado con una serie de lógicas que controlan y protegen los equipos durante los periodos de arranque y paro. El sistema de control debe ser capaz de arrancar en forma automática todos los equipos de la Central y controlar la carga eléctrica desde 0% hasta un valor prede-finido durante el diseño de la plantas, suficientemente estable para su transferencia del control Maestro al control Automáti-co de Carga. Para lograr esto, se configuran subrutinas que ponen, secuen-cialmente, en servicio los equipos auxiliares y principales en el orden y con los tiempos necesarios para asegurar un arranque eficiente y sin riesgo para los otros equipos. Esto es muy impor-tante, sobre todo cuando el GVRC o la turbina de vapor se encuentran a temperatura ambiente. La secuencia de paro, típicamente, se configuran en orden inverso.Para controlar las variaciones de carga, se incluye otro algorit-mo, denominado Control Automático de Carga, el cual tomará el control de la Central una vez que el control Maestro haya terminado la secuencia de arranque y la planta y la carga hayan alcanzado el valor adecuado para la transferencia de controles. El control de carga llevará la Central al 100% de su capacidad o al valor de ajuste prefijado y controlará todas las variaciones de carga durante la operación de la central. Esto se logra controlando la carga parcial del generador de cada turbina.Algunos puntos que se deben tener en cuenta para implemen-tar el sistema de control de un Ciclo Combinado son [1]:

Las variables críticas de protección y control deben contener circuitos de control y protección de triple re-dundancia (lógica 2oo3).

Figura 4. Turbina de Vapor

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Las variables no críticas se pueden controlar con circui-tos redundantes (lógica 1oo2).

Las variables de solo medición o alarma pueden incluir-se sin redundancia.

Una cantidad suficiente de tarjetas de entrada con tiempo de resolución menor a las normales deben ser incluidas para el registro de variables críticas que pue-dan generar un paro de planta.

Un reloj satelital debe ser incorporado para permitir la sincronización de tiempo de todos los sistemas de con-trol existentes en la Central.

Adicionalmente, el sistema de control debe tener las estacio-nes de trabajo suficientes para la operación adecuada de la central. Una cantidad suficiente de gráficos deben ser inclui-dos para tener centralizados todos los datos de operación, alarmas y facilidades requeridos por los operadores para el completo control de la Central. También, se deberá contar con gráficos para el análisis y la revisión de las condiciones de la planta. Conclusiones.

La gran actividad industrial, así como, la demanda de servicios por parte de la sociedad, demandan un suministro de energía eléctrica continuo, confiable, y a un precio razonable, además de ser amigable con el medio ambiente Comparando las plantas de ciclo combinado con otro tipo de plantas pode-mos observar que tienen la misma confiabilidad y continuidad de operación que las plantas termoeléctricas convenciona-les y las plantas nucleoeléctricas, pero sus costos de inversión y de operación, así como sus emisiones de contaminantes al medio ambiente son mucho menores que estas. Comparadas con las plantas solares y eólicas, los ciclos combinados tienen más emisiones a la atmósfera, pero no sufren la intermitencia de operación que tienen esas plantas ante la falta de energía solar o de viento. Estas características colocan a las plantas de ciclo combinado como la alternativa más viable para pro-ducir energía eléctrica a gran escala en la actualidad.

Referencias

[1] Santiago Sabugal García, Florentino Gómez Moñux. (2006). Centrales Térmicas de Ciclo Combinado. Teoría y Pro-yecto. España: Ediciones Díaz de Santos.

2] Santiago García Garrido, Pablo Ratia Gomez, Jorge Pe-rea Samper. (2008). Operación y Mantenimiento de Centrales de Ciclo Combinado. España: Ediciones Díaz de Santos.

Rodolfo Guerrero Rivera

Ingeniero Electricista con especia-lidad en Automatización y Control. En Sener Ingeniería y Sistemas, S.A. ha participado durante más de veinte años como Gerente Técnico de Electricidad e Instrumentación y

como Especialista y Consultor en Control e Instrumentación, liderando el diseño de la instrumentación y el control al me-nos para nueve plantas de Ciclo Combinado y cinco Plantas de Cogeneración, con participación también en las pruebas y puesta en marcha de varias de estas plantas. También ha participado en el diseño de diversas plantas de Refinación, Petroquímica y Minería. Además cuenta con más de diez años de experiencia en el mantenimiento y operación de plantas industriales y de generación de energía eléctrica.

Investigación nacional de altastecnologías a nivel semiindustrial deceldas solares híbridas inorgánico-orgánicas: Investigación aplicada y prototipos de concepto.Ismael Cosme Bolaños, Andrey Kosarev, Svetlana [email protected], [email protected], [email protected]

Resumen:

El inventario nacional de energías renovables 2014 muestra el gran potencial que tiene la energía solar como una fuente alternativa de energía renovable en México. La producción posible de energía solar en nuestro país es de 6’500,000 GWH en comparación con la producción posible de energía geotérmica de 78,799 GWH. En contraste, la energía solar sólo contaba hasta el 2012 con una participación en la ca-pacidad instalada del 0.01 %.En el este artículo se presenta una nueva tecnología híbrida orgánica-inorgánica de celdas solares de tercera generación y su proceso de fabricación en una instalación automatizada semiindustrial. Se presentan los avances obtenidos en este tipo de dispositivos y las potenciales ventajas de esta tecnología para la industria. Entre estas ventajas, se encuentran mejores parámetros de desempeño y la reducción de etapas comple-jas de fabricación a alta temperatura y alto vacío. Finalmente, se muestran las capacidades de esta tecnología para la fa-bricación de prototipos como son los dispositivos flexibles y/o la electrónica transparente.

Palabras clave:

Energías renovable, Celdas solares, semiconductores

Introducción

Recientemente, los materiales semiconductores orgánicos ba-sados en polímeros han atraído la atención de científicos e industriales debido a sus propiedades únicas y a sus procesos de fabricación. En comparación con los procesos de fabrica-ción de materiales semiconductores inorgánicos, los polímeros pueden ser procesados como soluciones a temperatura am-biente y a presión atmosférica, permitiendo nuevos enfoques para fabricar celdas solares aumentando su costo-beneficio. Por otro lado, la tecnología de materiales inorgánicos, princi-palmente silicio, son una tecnología madura y altamente desa-rrollada en la industria, la cual ha sido empleada ampliamente en diversos dispositivos opto-electrónicos comerciales, inclu-yendo celdas solares alcanzando eficiencias desde el 13 % hasta 25 %.

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Procesos de FabricaciónMateriales Inorgánicos Depositados Por Plasma

El depósito por vapor químico asistido por plasma o PECVD, por sus siglas inglés, es una técnica de fabricación omnipresen-te en la electrónica actual. Está técnica permite sintetizar ma-teriales semiconductores inorgánicos como silicio hidrogenado (Si:H), germanio (Ge:H), y sus aleaciones. El depósito se realiza a través de fuentes gaseosas en un ambiente de alto vacío; los gases son ionizados a partir de un campo eléctrico para crear radicales que se depositan sobre un substrato con tem-peratura específica (100 °C < T < 300 °C). Las propiedades optoelectrónicas de estos materiales pueden ser ajustadas en un amplio rango a través del control de parámetros de fabri-cación como la temperatura, la presión, la potencia eléctrica, la frecuencia, entre otros. Como parte de la investigación realizada en el INAOE, se ha puesto en marcha una instalación PECVD tipo “cluster” semiin-dustrial (ver figura. 1) para el desarrollo de tecnología fotovol-taica. Esta instalación permite tanto el desarrollo de materiales semiconductores inorgánicos como la fabricación en línea de celdas solares inorgánicas a nivel semiindustrial. La instalación consiste en una cámara de carga/descarga con porta subs-trato de dimensiones 10 x 10 cm2. La cámara de transporte es usada para aislar las cámaras de procesos evitando la contaminación cruzada y para trasladar la muestra a través de la línea de fabricación por medio de un brazo robótico. La línea de fabricación consiste en una cámara de depósito por “sputtering” para la síntesis de electrodos y tres cámaras de proceso de PECVD para el depósito de la película intrínseca y dopadas tipo n y tipo p.

Bajo esta premisa, el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE) en colaboración con la Secretaria Na-cional de Energía (SENER) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), han iniciado la investigación de tec-nologías de fabricación de materiales y dispositivos fotovoltai-cos orgánicos, inorgánicos e híbridos orgánicos – inorgánicos.

Figura 1a) Línea de fabricación semi-industrial de celdas solares en base de película delga-

da PECVD tipo “cluster”

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Figura 1b) Módulo PCVD para el desarrollo de materiales avanzados nano

estructurados.

Figura 1C) Esquema de un sistema de ventanas para mediciones ópticas, monito-

reo y control de proceso de depósito.

Materiales Orgánicos

Los materiales orgánicos basados en polímeros semiconduc-tores han sido el foco de atención durante la última década. Los materiales más estudiados como la heterounión P3HT:P-CBM y el polímero conductor PEDOT:PSS han sido empleados en nuevos conceptos de celdas solares orgánicas. Una de las principales ventajas de los polímeros semiconductores son sus procesos de fabricación, los cuales no requieren de altas temperaturas o sistemas complejos de alto vacío. Además, su solubilidad en agua permite depositar estos materiales a través de técnicas como impresión de tinta, spin-coating, se-rigrafía rotativa, etc.

Las propiedades de los materiales dependen de los pa-rámetros de fabricación y de la preparación de la muestra como las concentraciones, los solventes usados y los trata-mientos térmicos, entre otros. La principal desventaja de esta tecnología es que actualmente existen algunas limitantes con las propiedades electrónicas referentes al transporte de car-ga. Estas limitantes no han sido resueltas del todo, mante-


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niendo la eficiencia de dispositivos fotovoltaicos basados en esta tecnología por debajo de los dispositivos fotovoltaicos fabricados con materiales inorgánicos.

Concepto De Dispositivos Híbridos Orgánicos-Inorgánicos.

El concepto de un dispositivo híbrido orgánico-inorgánico (DHOI) ha sido desarrollado tomando en cuenta los siguientes aspectos: 1) compatibilidad entre técnicas de fabricación de los materiales inorgánicos, orgánicos y los electrodos, 2) que las propiedades de los materiales de ambas tecnologías se complementen resultando en una mejora del funcionamiento del dispositivo híbrido y 3) ventajas en la simplificación de los procesos de fabricación. En la figura 2 se muestra un esquema del prototipo de dispositi-vo híbrido fabricado en el INAOE. Esta estructura se encuentra basada en la configuración tradicional de los dispositivos pu-ramente inorgánicos de película delgada de silicio amorfo co-nocida como p-i-n. La estructura está formada principalmente por un material fotoactivo intrínseco (no dopado) encargado de generar la foto carga al ser iluminado. Las películas do-padas tipo p y n, las cuales tienen un exceso de portadores de carga opuestos, generan el campo eléctrico encargado de separar y transportar la carga generada por el material intrínseco. Finalmente, los contactos y electrodos son encargados de recolectar esa carga generada. En estructuras inorgánicas, cada película requiere de una cámara de alto vacío y un proceso de alta temperatura. En el prototipo híbrido investi-gado en el INAOE, la película inorgánica tipo p es sustituida por una película conductora orgánica de PEDOT:PSS la cual puede ser depositada por procesos a temperatura ambiente y presión atmosférica.

Fig. 2) Estructura híbrida sustrato/ITO/ PEDOT:PSS/ (i) a-Si:H/ (n) a-Si:H p-i-n

Fig. 3 a)Corriente voltaje y valores de Voc, Jsc, FF y conversión de energía de las primeras estructuras fotovoltaicas híbridas fabricadas en el INAOE

H1) ITO/(p) a-Si:H/P3HT:PCBM/ (n) a-Si:H, H2) ITO/ PEDOT:PSS/ (i) a-Si:H/ (n) a-Si:H, H3) ITO/ PEDOT:PSS/ P3HT:PCBM/ (i) a-Si:H/ (n) a-Si:H,

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Figura3b) Primer reporte de una estructura híbrida basada en silicio amorfo y PEDO-

T:PSS fabricada en el INAOE, 2015 sobre substratos flexibles.

La investigación de esta estructura híbrida ha demostrado que la interface silicio-PEDOT:PSS se comporta como una interfaz ideal por el alineamiento de bandas, esto se ha visto reflejado en una mayor recolección de carga y por lo tanto mayor co-rriente (18.42 mA/cm2) [1] comparada con estructuras inorgá-nicas puras (13.25 mA/cm2). Estos desarrollos alcanzados son transferibles a la industria a través de la instalación semiindus-trial. Este enfoque de estructuras además es compatible con aplicaciones en dispositivos de gran área, semitransparente y flexible. El desarrollo de estructuras sobre substratos flexibles conlleva sus propios retos; sin embargo, se ha demostrado prototipos funcionales con características aceptables pero que deben ser optimizadas (Fig. 3b).

Conclusiones

El uso de materiales orgánicos tiene la principal ventaja de re-ducir etapas de fabricación de alta temperatura y alto vacío, esto se traduce en una reducción de energía total empleada para su fabricación. El uso de materiales inorgánicos permite mantener los parámetros de rendimiento por encima de dis-positivos puramente inorgánicos. Además, la combinación de ambos materiales tiene ventajas adicionales relacionadas a la interfaz orgánico-inorgánico. La investigación nacional de nuevas tecnologías en aprovechamiento de energías reno-vables es fundamental en nuestros días, principalmente, para romper con factores que lleven a crisis energéticas como de-pendencias tecnológicas y/o dependencia a fuentes no re-novables de energía.

Referencias

[1] I. Cosme, A. Kosarev, S. Mansurova, A. J. Olivares, H. E. Martinez , A. Itzmoyotl “Hybrid photovoltaic structures based on amor-phous silicon and P3HT:PCBM/PEDOT:PSS polymer semicon-ductors” Organic Electronics, 38, 271 – 277, (2016)

Dr. Ismael Cosme Bolaños

Catedrático CONACyT – INAOE. En México ha participado en proyec-tos asociados al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla 2013, en el proyec-to de Investigación: “Celdas solares

fotovoltaicas basados en películas Ge(x)Si(1-x):H depositadas por plasma” en colaboración con el CONACyT y la Secreta-ría de Energía. En 2014 en L’Ecole Polytechnique en Francia participó en el laboratorio de física de interfaces (LPICM) aso-ciado al centro nacional de investigación científica (CNRS). Durante esta etapa colaboró en proyectos como Photonvol-taics-internacional, SMASH-internacional, IMPETUS-Francia y NATHISOL-Francia, enfocados en la investigación nuevos ma-teriales ultra-delgados basados en silicio cristalino (c-Si) con aplicación en celdas solares. Actualmente se encuentra desa-rrollando el proyecto de cátedras CONACyT: “Investigación y desarrollo de dispositivos fotovoltaicos a base de materiales nano-estructurados orgánicos e híbridos”.

Dra. Svetlana Mansurova.

Investigadora titular en INAOE, con líneas de investigación en desarro-llo de semiconductores orgánicos y dispositivos basados en materiales orgánicos (celdas solares, diodos emisores de luz, etc.). Tiene amplia

experiencia en caracterización avanzada de materiales y dis-positivos (características de rendimiento y de diagnostico). Ha sido responsable técnico del proyectos CONACyT “Investiga-ción de procesos de holografía dinámica en polímeros foto re-fractivos” y “Investigación de procesos de generación y trans-porte de carga en celdas solares de heterounión de volumen”.


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Dr. Andrey Kosarev.

Líder de grupo en INAOE, con una amplia experiencia en líneas de in-vestigación como Dispositivos (foto-voltaicos, micro-bolómetros, sensores de radiación etc.) en base de pelí-culas delgadas por medio de plas-ma, Materiales artificiales avanzados para optoelectrónica (nanoestruc-

turadas, poly- micro- nano-cristalinos, no cristalinos, con gra-dientes de propiedades, multi-capas. Desde su llegada a México ha sido responsable técnico de proyectos nacionales e internacionales como: Proyecto \# 42367, CONACyT, inter-national program: “Cooperation Multilateral en Investigación en Ciencia de materiales-2002”, joint research with Lawrence Livermore National Laboratory, USA “Thin film nano-materials based on silicon and germanium: fabrication, characterization and applications”, INAOE+CINVESTAV “Investigación de alea-ciones semiconductores silicio germanio obtenidas por plasma y nuevas estructuras para micro-bolómetros no enfriadas con implementación y desarrollo de métodos analíticos avanzados basados en SIMS” Proyecto CONACYT-SENER-“Celdas sola-res fotovoltáicos basados en películas Ge(x)Si(1-x):H deposi-tadas por plasma sobre sustratos de plástico”.


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El libro Safety Instrumented Systems Verification: Practical Pro-babilistic Calculations tiene el objetivo de explicar cómo se realizan los cálculos probabilísticos para lograr la verificación del Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) para los Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS). Este libro comienza con la descripción del ciclo de vida de seguridad, mostrando dón-de y cómo la verificación de SIL se integra en las actividades clave, desde el diseño conceptual hasta la puesta en marcha.

El libro no sólo explica la teoría y los métodos para hacer los cálculos, también proporciona ejemplos afines a las industrias química, petroquímica, de energía y de petróleo y gas. Estos ejemplos proveen un material comprensible, incluyendo tablas de datos con información importante y necesaria para la ve-rificación de los cálculos realizados. Este libro incluye ejem-plos de datos de tasa de falla y otras métricas importantes necesarias para los cálculos probabilísticos. Los apéndices incluidos en este libro cubren probabilidades, modos de falla, análisis de diagnóstico, análisis de árboles de fallas, modelos de Markov y arquitecturas de sistemas.

Este libro introduce a los diagramas de bloques, a los árboles de fallas y a los modelos de Markov para representar gráfica-mente la confiabilidad de un sistema y describe los diferentes tipos de sensores, solucionadores lógicos, actuadores y válvu-las disponibles para SIS.

También muestra del proceso de verificación de la función ins-trumentada de seguridad (SIF), discutiendo el equipo utilizado.

Este libro es parte del curso de Análisis, Diseño y Ejecución de Sistemas Instrumentados de Seguridad, el cual tiene una dura-ción de 3 días, cubriendo 24 horas.

El objetivo de este curso es mostrar las actividades que se realizan dentro del ciclo de vida de la seguridad funcional y dar a conocer los conceptos básicos para el análisis de riesgo, especificación, diseño, evaluación, instalación, comi-sionamiento, validación, operación y mantenimiento de un SIS.

Este curso está dirigido a los responsables de resolver proble-mas de reducción de riesgo en plantas de proceso mediante la aplicación del SIS y que requieren de los conceptos y he-rramientas esenciales para llevarlo a cabo.

En este curso se abordan los conceptos básicos de seguridad funcional, la administración de la seguridad funcional, la eva-luación de peligros y análisis de riesgo, las funciones instrumen-tadas de seguridad y capas de protección, las especifica-ción de los requerimientos de seguridad, el diseño e ingeniería del SIS, la validación y la operación y mantenimiento del SIS.

Safety Instrumented Systems Verification: Practical Probabilistic CalculationsWilliam M. Goble Harry Cheddie, PE, CFSE.

Para obtener más información referente a este curso de capacitación, por favor visite:http://isamex.org/interna/3-dimen-sionamiento-seleccion-y-especifica-cion-de-valvulas-de-control

El libro Fundamentals of Industrial Control, en su segunda edi-ción ampliada y actualizada, ofrece un equilibrio efectivo entre la teoría del sistema de control y la aplicación, abar-cando todos los elementos principales del sistema de control, desde los sensores hasta los elementos finales de control, en el contexto de las estrategias globales de control y diseño del sistema.

Este libro ofrece una amplia gama de temas, incluyendo co-municaciones por Internet, hardware y software de redes de comunicaciones industriales, sistemas abiertos, redes inalám-bricas, computación empresarial y seguridad en sistemas in-formáticos y de control.

Además, este libro introduce a la nueva generación de sis-temas de control distribuido y de automatización digital, y aborda la discusión de las actuales estrategias de migración para expandir y actualizar los sistemas existentes, enfatizando en temas prácticos, como el uso de estándares y de docu-mentación sólida para la gestión de proyectos.

Los capítulos en este libro abordan los sensores, analizadores, control de procesos, elementos finales de control, tecnología computacional, teoría del sistema de control, dispositivos de control analógicos y digitales, sistemas de control distribuido, controladores programables, ergonomía, factores humanos y aspectos de seguridad, aplicaciones de sistemas y prácticas

Fundamentals of Indus-trial ControlSecond Edition, D. A. Coggan, 2005

Para obtener más información referente a este curso de capacitación, por favor visite:http://isamex.org/interna/3-instrumenta-cion-basica-de-procesos-industriales

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http://isamex.org/interna/3-dimensionamiento-seleccion-y-especificacion-de-valvulas-de-control



http://isamex.org/interna/3-instrumentacion-basica-de-procesos-industriales

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s de ingeniería, por lo que es una referencia obligatoria en el campo de la instrumentación de procesos industriales.

Este libro se utiliza en el curso de Instrumentación Básica de Procesos Industriales cuya duración es 3 días cubriendo 24 horas.

En este curso, el especialista se introduce en los conceptos básicos de la instrumentación, variables más importantes, prin-cipales características y aplicaciones. Además, este curso sirve como base para el curso propedéutico para la certificación CCST nivel 1.

Este curso va dirigido hacia un perfil multidisciplinario, para técnicos o ingenieros de cualquier rama involucrados con la instrumentación de procesos, en servicios, proyectos y manteni-miento dentro de las áreas de instrumentación y control.

El alcance de este curso contempla la introducción a la ins-trumentación industrial, simbología ISA y documentación bási-ca de instrumentación, medición de temperatura, medición de presión, de nivel, de flujo, instrumentos auxiliares, válvulas de control, introducción al control automático e introducción a sistemas de control digital para supervisión y control de pro-cesos industriales.

El libro Control Valve Primer: A User ’s Guide, en su cuarta edi-ción, contiene nuevo material sobre el dimensionamiento de válvulas, posicionadores de válvulas inteligentes (digitales), arquitectura basada en aplicaciones en campo, tecnología de sistemas de red y evaluación del desempeño del lazo de control. El autor, titular de más de 150 patentes y de más de un centenar de publicaciones sobre tecnología de válvulas de control, comparte su experiencia con ingenieros que se enfren-tan al diseño de lazos de control y la selección de elementos finales de control.Este libro está dirigido al usuario técnico, por lo que el texto evita la redacción científica y ofrece atajos en el uso de fór-mulas de cálculo con dimensionamiento complejo, tales como

aquellas usadas para líquidos y cavitación. Ofrece consejos prácticos sobre cómo aplicar válvulas de control para la se-guridad, reducir costos de energía, estabilizar lazos de control y realizar fácil mantenimiento.

Este libro forma parte del curso de Dimensionamiento, Selec-ción y Especificación de Válvulas de Control cuya duración es de 3 días comprendiendo 24 horas.

El alcance y objetivo de este curso cubre la selección de válvulas de control, los tipos de válvulas de control, el cálculo de válvulas de control utilizando el método ISA para líquidos, gas y vapor; así como, la predicción de ruido aerodinámico.

Este curso va dirigido al profesionista, técnico o cualquier per-sona interesada que requiera adquirir conocimientos básicos de instrumentación, de flujo de fluidos, de medición de flujo y obtener conocimientos generales y aplicables a la selección y dimensionamiento de válvulas de control, cálculo de válvulas de control para líquidos, gas y vapor, predicción de ruido de ruido aerodinámico en válvulas de control, entre otra informa-ción relacionada al tema.

Control Valve Primer: A User’s GuideFourth Edition, Hans D. Baumann

Para obtener más información referente a este curso de capacitación, por favor visite:http://isamex.org/interna/3-dimen-sionamiento-seleccion-y-especifica-cion-de-valvulas-de-control




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