Tema 5. Procediment de descripció de sistemes d'aturada d'emergència

Desarrollo del tema

# PROCEDIMENT DE DESCRIPCIÓ DE SISTEMES D'ATURADA D'EMERGÈNCIA

## 1. INTRODUCCIÓ ALS SISTEMES D'ATURADA D'EMERGÈNCIA

Un Sistema d'Aturada d'Emergència (ESD, per les sigles en anglès *Emergency Shutdown*) és un sistema de seguretat instrumental dissenyat per aturar un procés o un equip de manera ràpida i segura quan es detecta una condició anormal o perillosa. A bord d'un vaixell, l'ESD integra una sèrie de subsistemes que actuen sobre equips crítics (propulsió, generació d'energia, sistemes de càrrega, ventilació) per aïllar i contenir un perill, minimitzant-ne les conseqüències.

La funció principal de l'ESD és protegir la tripulació, el vaixell, la càrrega i el medi ambient. Ho aconsegueix mitjançant accions automàtiques o manuals que porten el sistema a un "estat segur". Aquestes accions poden incloure:

- Aturar equips rotatius: motors, bombes, ventiladors - Aïllar inventaris d'hidrocarburs: tancar vàlvules de combustible o càrrega - Aïllar equips elèctrics: desconnectar generadors o altres equips d'alt voltatge - Prevenir l'escalada d'un incident: per exemple, aturar la ventilació d'un espai per evitar l'aportació d'oxigen a un incendi

## 2. DIFERÈNCIA ENTRE ATURADA D'EMERGÈNCIA I PARADA NORMAL

És fonamental distingir clarament entre ambdós conceptes, ja que tenen implicacions molt diferents per a la seguretat i l'operació:

**Aturada d'Emergència (ESD):** - Objectiu: Seguretat immediata. Evitar danys catastròfics. - Velocitat: El més ràpida possible, prioritzant la seguretat sobre l'equip. - Iniciació: Manual (polsador) o automàtica (detecció de gas, foc, etc.). - Seqüència: Omet etapes intermèdies. Accions directes i contundents. - Conseqüències: Pot causar estrès mecànic o tèrmic a l'equip. Requereix un rearmament (*reset*) manual per tornar a operar.

**Parada Normal (Normal Stop):** - Objectiu: Finalització controlada i ordenada de l'operació. - Velocitat: Seqüència controlada en el temps per evitar desgast. - Iniciació: Sempre manual, iniciada per un operador. - Seqüència: Segueix una seqüència precisa (refredament, descàrrega, etc.). - Conseqüències: Preserva la integritat de l'equip. El sistema pot tornar a arrencar sense procediments especials.

## 3. TIPUS DE SISTEMES D'ATURADA D'EMERGÈNCIA

Els sistemes ESD en un vaixell són un conjunt de funcions de seguretat interrelacionades. Els principals són:

### 3.1 Sistema d'Aturada de la Propulsió Principal

- **Acció:** Atura el motor principal o desacobla l'hèlix. En motors dièsel, talla el subministrament de combustible al motor. - **Ubicació dels Activadors:** Al pont de navegació i a la Cambra de Control de Màquines (CCM). Addicionalment, hi ha una aturada local al costat del motor. - **Normativa Clau:** SOLAS Cap. II-1, Reg. 26.

### 3.2 Sistema d'Aturada de Ventilació (Fire Dampers)

- **Acció:** Tanca les comportes tallafocs (*fire dampers*) dels conductes de ventilació que travessen mampares de classe "A" o que serveixen espais d'alt risc (cambra de màquines, cuines). - **Objectiu:** Aïllar un incendi, evitant la propagació de fum i foc i tallant el subministrament d'oxigen. - **Activació:** Es pot activar localment o de forma remota des d'una estació de control d'incendis. - **Normativa Clau:** SOLAS Cap. II-2, Reg. 9.

### 3.3 Sistema d'Aturada de Combustible (Quick Closing Valves - QCV)

- **Acció:** Tanca les vàlvules d'obertura ràpida en les línies de combustible (fuel oil, dièsel oil) dels tancs de servei i sedimentació. - **Objectiu:** Aïllar el combustible en cas d'incendi a la cambra de màquines. - **Ubicació dels Activadors:** Fora de l'espai de màquines, en un lloc fàcilment accessible (p. ex., al passadís principal de coberta). - **Normativa Clau:** SOLAS Cap. II-2, Reg. 4.

### 3.4 Sistema d'Aturada de Bombes de Càrrega (Petroliers, Quimiquers, Gasers)

- **Acció:** Atura totes les bombes de càrrega i compressors de manera simultània. - **Objectiu:** Aturar la transferència de càrrega en cas de trencament de mànega, sobreompliment d'un tanc o incendi a la zona de coberta. - **Ubicació dels Activadors:** En punts estratègics de la coberta de càrrega (p. ex., a proa i popa del manifold), al centre de control de càrrega (CCR) i al pont. - **Normativa Clau:** IBC Code (per a quimiquers), IGC Code (per a gasers), ISGOTT.

### 3.5 Sistema de Tancament Estanc (Watertight Doors)

- **Acció:** Tanca les portes estanques corredisses que separen compartiments principals sota la coberta de francbord. - **Objectiu:** Mantenir l'estanquitat i l'estabilitat del vaixell en cas d'inundació. - **Activació:** Es poden tancar localment des de cada costat de la porta, o de forma remota des del pont de navegació. Una alarma acústica i visual precedeix el tancament remot. - **Normativa Clau:** SOLAS Cap. II-1, Reg. 13.

## 4. COMPONENTS I ARQUITECTURA DELS SISTEMES ESD

### 4.1 Polsadors d'Emergència (Emergency Push-buttons)

- **Disseny:** Grans, de color vermell (tipus "bolet"), protegits contra activació accidental amb una coberta de plàstic transparent. Són del tipus "polsar per activar, girar per rearmar". - **Ubicació Reglamentària:** - Aturada de Bombes/Ventilació: Fora de l'espai de risc, en llocs segurs i clarament senyalitzats (sortida de la cambra de màquines, passadís de control d'incendis). - Aturada Bombes de Càrrega: A coberta, prop del manifold i a les sortides de la zona de càrrega. - Aturada Propulsió: Al pont i a la CCM.

### 4.2 Actuadors

Són els elements que executen l'acció física:

- **Solenoides:** Vàlvules elèctriques que alliberen pressió d'aire o oli per activar un dispositiu més gran. Són el cor de la majoria de sistemes ESD. - **Pneumàtics:** Cilindres o motors que utilitzen aire comprimit per moure una vàlvula o una comporta. Són comuns per a QCVs i *fire dampers*. - **Hidràulics:** Similar als pneumàtics però amb oli a alta pressió. S'utilitzen per a accions que requereixen més força, com el tancament de grans vàlvules o portes estanques.

### 4.3 Lògica de Control

- **Fail-Safe (A prova d'errors):** El principi de disseny fonamental. El sistema està dissenyat per anar a l'estat segur en cas de pèrdua d'energia o de senyal. Per exemple, una vàlvula QCV es manté oberta amb pressió d'aire; si es perd l'aire o el senyal elèctric que controla la solenoide, la vàlvula es tanca per l'acció d'una molla. - **Redundància:** Components crítics (sensors, controladors) estan duplicats o triplicats per assegurar que un error simple no impedeixi el funcionament del sistema de seguretat. - **Lògica de programació:** Tradicionalment implementada amb relés, avui dia es basa en Controladors Lògics Programables (PLC) de seguretat, que permeten implementar lògiques complexes com les matrius causa-efecte.

### 4.4 Senyalització i Alarmes

L'activació d'un ESD ha de ser clarament indicada:

- **Alarmes visuals:** Llums estroboscòpiques o intermitents de color vermell o ambre a la CCM, pont i localment. - **Alarmes sonores:** Sirenes o timbres diferents de les altres alarmes del vaixell. - **Panells d'alarma:** Un panell sinòptic mostra quin sistema o polsador ha estat activat, facilitant la identificació ràpida de la causa.

## 5. NORMATIVA APLICABLE

### 5.1 SOLAS (Safety of Life at Sea)

**Capítol II-1 (Construcció - Estructura, compartimentat i estabilitat, instal·lacions de màquines i elèctriques):** - Reg. 13: Portes estanques. - Reg. 26: Governall i sistemes de control de la propulsió.

**Capítol II-2 (Protecció contra incendis):** - Reg. 4: Bombes de combustible, olis lubricants i altres olis inflamables. Exigeix les QCV i els seus controls remots. - Reg. 9: Contenció d'incendis. Especifica els requisits per a les comportes tallafocs (*fire dampers*). - Reg. 10: Lluita contra incendis. Exigeix mitjans per aturar bombes i ventiladors des de fora de l'espai de màquines.

### 5.2 Requisits IMO per a Vaixells Tanc

- **ISGOTT (International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals):** No és una normativa obligatòria, però és l'estàndard de la indústria per a l'operació segura, incloent l'ús dels sistemes ESD. - **IBC Code (International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Dangerous Chemicals in Bulk):** Obligatori sota SOLAS. Exigeix sistemes ESD per a les operacions de càrrega en quimiquers. - **IGC Code:** Equivalent a l'IBC per a gasers, amb requisits encara més estrictes.

### 5.3 Normes IEC (Seguretat Funcional)

- **IEC 61511 / IEC 61508:** Defineixen el cicle de vida de la seguretat per a sistemes instrumentats. Estableixen un marc per quantificar el risc, determinar el Nivell d'Integritat de Seguretat (SIL - *Safety Integrity Level*) requerit per a cada funció ESD.

### 5.4 Societats de Classificació

Organitzacions com Lloyd's Register, DNV, Bureau Veritas, etc. publiquen les seves pròpies regles que incorporen i sovint superen els requisits de l'IMO. Detallen aspectes de disseny, instal·lació i proves dels sistemes ESD que són requisit per a la classificació del vaixell.

## 6. PROCEDIMENT DE DESCRIPCIÓ TÈCNICA

La documentació d'un sistema ESD ha de ser clara, precisa i estar sempre actualitzada. Ha d'incloure:

### 6.1 Documents Principals

- **Filosofia de Seguretat:** Document que descriu els conceptes generals de seguretat, els perills identificats i com el sistema ESD els mitiga. - **Descripció Funcional:** Explica en llenguatge clar què fa cada funció de l'ESD, quines són les seves entrades (causes) i quines són les seves sortides (efectes). - **Manual d'Operació:** Inclou procediments per a l'operació normal, proves, rearmament (*reset*) i actuació en cas d'emergència.

### 6.2 Diagrames Tècnics

- **P&ID (Piping and Instrumentation Diagram):** Mostra la ubicació física dels components (vàlvules, sensors, actuadors) en les línies de procés. És essencial per al manteniment. - **Diagrames de Llaç (Loop Diagrams):** Detallen el cablejat de cada instrument, des del sensor fins al PLC i des del PLC fins a l'actuador. - **Diagrames Lògics:** Representen la lògica de control ("AND", "OR", "NOT") que executa el PLC de seguretat.

### 6.3 Matrius Causa-Efecte (Cause & Effect Matrix)

És un dels documents més importants. És una taula que resumeix tota la lògica de l'ESD:

- Les **files** representen les **causes** (p. ex., "Polsador ESD a coberta activat", "Detecció de foc a la sala de bombes"). - Les **columnes** representen els **efectes** (p. ex., "Aturar Bomba de Càrrega 1", "Tancar Vàlvula Mestra de Càrrega", "Activar Alarma Sonora"). - A la intersecció d'una fila i una columna, una "X" indica que la causa activa l'efecte corresponent.

Exemple simplificat:

| CAUSA | Aturar Bomba 1 | Aturar Bomba 2 | Tancar Vàlvula | Alarma | |-------|----------------|----------------|----------------|--------| | Polsador ESD Manifold | X | X | X | X | | Alt nivell Tanc 1 | X | | | | | Detecció Gas Coberta | X | X | | X |

## 7. PROVES PERIÒDIQUES I MANTENIMENT

La fiabilitat de l'ESD depèn d'un manteniment rigorós:

- **Rutines de prova:** S'estableixen en el Sistema de Manteniment Planificat (PMS) del vaixell. - **Freqüència:** D'acord amb les regulacions i les recomanacions del fabricant (trimestral, anual). - **Procediment:** Les proves han de simular l'activació real tan a prop com sigui possible sense interrompre les operacions de manera insegura (provant el tancament de les QCV una per una). - **Registre:** Totes les proves, errors i accions de manteniment han de quedar registrats al llibre de màquines o en un registre específic. Això és auditat per les societats de classificació i les autoritats portuàries (*Port State Control*).

## 8. CONCLUSIÓ

Els sistemes d'aturada d'emergència són una barrera crítica de seguretat a bord dels vaixells. La seva correcta descripció, documentació i manteniment són responsabilitats fonamentals del personal de màquines. El coneixement profund de la seva arquitectura, normativa i funcionament és imprescindible per garantir la protecció de la vida humana, el vaixell, la càrrega i el medi ambient marí.