Sistema de gas y fuego

1
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA EN
INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
SISTEMA DE DETECCIÓN Y SUPRESIÓN DE GAS Y
FUEGO EN PLATAFORMA HABITACIONAL PARA EL
LITORAL TABASCO.
QUE PARA ACREDITAR LA EXPERIENCIA RECEPCIONAL DE LA
INGENIERÍA EN INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
PRESENTA:
RAFAEL RAMÍREZ BENÍTEZ
DIRECTOR:
MA. LETICIA CUELLAR HERNÁNDEZ
CO-DIRECTOR:
DR. FRANCISCO JAVIER GONZÁLEZ MARTÍNEZ
XALAPA, VERACRUZ 2012

2
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 5
JUSTIFICACIÓN. .................................................................................................... 7
ANTECEDENTES…………………………………………………………………………8
1. SISTEMA DE DETECCIÓN DE GAS Y FUEGO………………………………….10
1.1DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GAS Y FUEGO (F&G). ............................ 10
1.1.1 DETECCIÓN DE FUEGO............................................................................. 13
1.1.2 DETECCIÓN DE GAS. ................................................................................. 14
1.2CONFORMACIÓN DEL SISTEMA DIGITAL DE MONITOREO Y CONTROL DE
GAS Y FUEGO...................................................................................................... 15
1.2.1 APLICACIONES…………………………………………………………………...15
1.2.2 DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN................................................................. 20
1.2.2.1 MÓDULOS DE PROCESADOR PRINCIPAL. ........................................... 20
1.2.3 ELEMENTOS DEL SISTEMA. ...................................................................... 23
1.2.3.1 LOS SISTEMAS DE BUS Y DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE................ 23
1.2.3.2 MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITALES. ................................................. 24
1.2.3.3 MÓDULOS DE SALIDA DIGITAL.............................................................. 25
1.2.3.2 MÓDULOS DE ENTRADA ANALÓGICA. ................................................. 26
1.2.3.3 MÓDULOS DE SALIDA ANALÓGICA....................................................... 27
1.2.3.4 MÓDULOS DE TERMINACIÓN. ............................................................... 28
1.2.3.5 MÓDULOS DE COMUNICACIÓN............................................................. 28
1.2.3.6 MÓDULOS DE FUENTE DE PODER. ...................................................... 30
1.3 DESCRIPCIÓN DE LOS DETECTORES DEL SISTEMA. .............................. 31
1.3.1 UV/IR DETECTOR DE FLAMA X5200.......................................................... 31
1.3.1.1 APLICACIONES........................................................................................ 31
1.3.1.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. ....................................................... 32
1.3.1.3 MÉTODO DE DETECCIÓN....................................................................... 35
1.3.1.4 MANTENIMIENTO. ................................................................................... 41
1.3.2 TRANSMISOR DE GAS INFINITI U9500...................................................... 41
1.3.2.1 APLICACIONES Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. ........................ 41
1.3.2.2 FUNCIONAMIENTO Y MODOS DE OPERACIÓN DEL TRANSMISOR…42
1.3.3 DETECTOR DE GAS HIDROCARBURO INFRAROJO PIR9400.................. 48
1.3.4 DETECTOR ELECTROQUÍMICO DE GAS TÓXICO H2S............................. 51
1.3.5 DETECTOR CATALÍTICO DE GAS HIDRÓGENO. ...................................... 53

3
1.4 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PARA LOS SENSORES Y
TRANSMISORES.................................................................................................. 56
1.5 MANTENIMIENTO DE LOS SENSORES. ....................................................... 60
1.6 TIPOS DE ALARMAS...................................................................................... 61
1.6.1 ALARMAS AUDIBLES. ................................................................................. 62
1.6.2 ALARMAS VISIBLES.................................................................................... 64
1.6.3 ALARMA POR DETECCIÓN DE FUEGO. .................................................... 66
1.6.4 ALARMA POR DETECCIÓN DE GAS. ......................................................... 68
1.6.5 ALARMA PARA ABANDONO DE PLATAFORMA (EVACUACIÓN).............. 70
1.6.6 ALARMA POR HOMBRE AL AGUA.............................................................. 70
2. SISTEMA DE AGUA CONTRAINCENDIO………………………………………...71
2.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA....................................................................... 71
2.2 FILOSOFÍA DE OPERACIÓN. ........................................................................ 73
2.3 RED DE TAPONES FUSIBLES. ..................................................................... 78
2.4 VÁLVULA DE DILUVIO................................................................................... 81
2.4.1 DESCRIPCIÓN............................................................................................. 81
2.4.2 OPERACIÓN. ............................................................................................... 81
2.5 SISTEMA DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS............................................... 83
2.5.1 VÁLVULA DE ALARMA (VA) Y DETECTORES DE FLUJO (FD). ................. 83
3. SISTEMA CONTRAINCENDIO A BASE DE AGENTE LIMPIO (FM 200)…......84
3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA...................................................................... 84
3.1.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES............................................................ 85
3.1.2 FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA. ................. 86
3.1.2.1 TABLERO DE CONTROL. ........................................................................ 88
3.1.2.2 GENERADOR DE TONOS........................................................................ 91
3.1.2.3 SENSORES DE HUMO............................................................................. 92
3.1.2.4 ALARMAS AUDIBLES (AE). ..................................................................... 92
3.1.2.5 ALARMAS VISIBLES (LV)......................................................................... 94
3.1.2.6 BANCO DE CILINDROS DE HEPTAFLUOROPROPANO (FM 200) Y
BASTIDOR............................................................................................................ 94
3.1.2.7 TUBERÍAS DE DESCARGA...................................................................... 95

4
3.1.2.8 BOQUILLAS DE DESCARGA. .................................................................. 95
3.1.2.9 INTERRUPTORES DE ALTA Y BAJA PRESIÓN...................................... 95
3.1.2.10 CABEZA DE CONTROL OPERADA ELÉCTRICAMENTE...................... 96
3.2 FILOSOFÍA DE OPERACIÓN. ........................................................................ 97
4. SISTEMA DE DETECCIÓN DE HUMO…………………………………………..101
4.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA..................................................................... 101
4.2 DESCRIPCIÓN DE LOS DETECTORES DE HUMO. ................................... 103
4.3FILOSOFÍA DE OPERACIÓN. ....................................................................... 111
5. SISTEMA DE SUPRESIÓN DE FUEGO EN COCINA………………………….112
5.1 APLICACIONES............................................................................................ 112
5.2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA..................................................................... 112
5.3 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA…………………114
5.3.1 AGENTE QUÍMICO HÚMEDO.................................................................... 114
5.3.2 BOTELLA DE AGENTE. ............................................................................. 114
5.3.3 MECANISMO DE DESCARGA REGULADA............................................... 115
5.3.4 CONJUNTO DE ACTUADOR REGULADO. ............................................... 115
5.3.5 BOQUILLAS DE DESCARGA..................................................................... 116
5.3.6 MANGUERA DE DISTRIBUCIÓN DE AGENTE EXTINTOR....................... 116
5.3.7 TUBO ELÉCTRICO FLEXIBLE................................................................... 116
5.3.8 UNIDAD DE DISPARO MANUAL................................................................ 116
CONCLUSIONES................................................................................................ 117
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ................................................................... 120
GLOSARIO.......................................................................................................... 122

5
INTRODUCCIÓN
Dragados Offshore es una empresa española con una subsidiaria en México,
Dragados Offshore México, la cual cuenta con un patio de fabricación en la Cd. de
Tampico Tamps. en la margen derecha del Río Pánuco. Esta planta dispone de
una superficie de 35 hectáreas de extensión y un frente de río de 500 metros
lineales. Tiene varios talleres dedicados a calderería, soldadura, tubería, pintura,
hidromecánica y protección contraincendios, con una superficie total aproximada
de 7500 m2
, y una zona muy extensa a pie de muelle dedicada al montaje. La
ejecución del proyecto de ingeniería, construcción, carga, amarre, transporte,
instalación, interconexión, pruebas y puesta en marcha de la plataforma
habitacional “HA-LT-01” fue adjudicada a esta empresa.
El objetivo de la plataforma habitacional es brindar alojamiento, alimentación,
recreación, capacitación, acondicionamiento físico, servicios administrativos,
servicio médico básico y de primeros auxilios para el personal de operación y
mantenimiento que trabaja en las Plataformas de Enlace y en las plataformas
satélites de perforación del Activo Litoral Tabasco, localizado en la región marina
suroeste del Golfo de México.
La plataforma cuenta con un primer nivel de servicios, para satisfacer plenamente
la demanda de servicios auxiliares requeridos por el módulo habitacional. Éstos
son: Sistema de tratamiento y distribución de agua de servicios, sistema de
potabilización, almacenamiento y distribución de agua potable, sistema de
generación y distribución de agua caliente, sistema de tratamiento de aguas
negras, sistema de generación y dosificación de hipoclorito de sodio, sistema de
generación eléctrica, sistema de almacenamiento, centrifugación y distribución de
diesel y sistema de compresión y distribución de aire de planta e instrumentos.
Todos estos sistemas operarán, en la medida posible, de forma automática. Y con
el monitoreo, control de estados y alarmas en el Sistema Digital de Monitoreo y
Control de Servicios.
En el nivel intermedio de la plataforma, conocido como Mezzanine, se encuentra
un Cuarto de Control de Motores (CCM), en donde se distribuye la energía

6
generada por los motogeneradores que mantienen energizados todos los
sistemas.
En niveles superiores se encuentra el módulo habitacional, el cual cuenta con una
capacidad para 201 personas con área de comedores, cocina, gimnasio, sauna,
cuarto de cine, sala de juegos, etc.
Es importante dar a conocer como se lleva a cabo la instalación y puesta en
servicio del sistema de seguridad de la plataforma habitacional, hablando
específicamente del sistema de detección de gas y fuego. Del mismo modo se
presentan ciertos aspectos importantes para el desempeño de estas labores, ya
que en la mayoría de los casos, se cuenta con las bases teóricas, adquiridas al
cursar el programa educativo de la carrera de Ingeniería, pero es importante
también conocer aspectos del trabajo en campo.
La mayor parte de egresados no se ha desenvuelto en un entorno laboral
industrial, el cual es ligeramente intimidante en un principio y para el cual no se
está preparado, es por eso que en este trabajo se pretende dar a conocer
definiciones y lenguaje práctico utilizados día a día en el ambiente laboral, lo cual
se espera sirva de ejemplo para las personas que lean este trabajo.
En el primer capítulo de este trabajo se describe de una manera general cómo
está conformado todo el sistema de detección de gas y fuego en la plataforma
habitacional, desde los detectores instalados en campo, los tipos de alarma que
existen y lo más importante, el corazón del sistema, la Unidad de Procesamiento
Remoto (UPR) de gas y fuego.
Los siguientes capítulos son para describir los sistemas que están interconectados
y deben trabajar conjuntamente con este sistema principal. Estos sistemas son:
sistema de supresión a base de agente limpio, sistema de agua contra incendio,
sistema de detección de humo y sistema de supresión de fuego en cocina. Todos
ellos cuentan con un controlo local y son monitoreados y controlados remotamente
por el sistema principal de gas y fuego.

7
JUSTIFICACIÓN.
El presente trabajo parte de la idea de dar a conocer importantes aspectos
teóricos y prácticos, para el desarrollo de las actividades de un egresado de la
carrera de Ingeniería en Instrumentación Electrónica en el campo de la
construcción, pruebas y puesta en servicio de plataformas marinas. En este caso
el desarrollo del trabajo se centra en el sistema de detección de gas y fuego en
una plataforma habitacional instalada en el Litoral Tabasco, siendo ésta la primera
de este tipo en esta zona.
La compañía que me permite laborar en este proyecto fue la encargada de la
construcción y la puesta en servicio de esta plataforma, teniendo un tiempo récord
de construcción, debido a la tecnología implementada. Por este motivo la mayor
parte de los recursos informativos son responsabilidad de esta empresa.
La información escrita en este trabajo resulta relevante ya que es resultado de la
experiencia propia adquirida durante un año de trabajo en este proyecto. Existen
conceptos aprendidos en la carrera de Ingeniería, los cuales se pueden enriquecer
dentro del campo laboral, sobre todo al conocer equipos sofisticados, los cuales
tienen un principio de operación básico aprendido en el programa educativo. Esta
es la experiencia que me parece importante compartir con estudiantes de nuevas
generaciones de la carrera.

8
ANTECEDENTES.
La plataforma habitacional está localizada en la región marina suroeste la cual
abarca la plataforma y talud continental del Golfo de México, abarcando una
superficie de 252, 290 Km2
. Los estados de Veracruz, Tabasco y Campeche
constituyen su área limítrofe hacia el sur. La estructura organizacional de la región
está constituida por los activos integrales Abkatún-Pol-Chuc, Litoral de Tabasco y
Holok-Temoa. En la figura 1 se muestra toda la región suroeste del Golfo de
México y en la figura se pueden observar como esta constituida toda la región por
los diferentes activos.
Figura 1. Región Marina Noreste. PEMEX, exploración y producción.

9
Figura 2. Campos de la región marina suroeste.
La estructura organizacional de la región al 1 de enero de 2009, está constituida
por los activos integrales Abkatún-Pol-Chuc, Litoral de Tabasco y Holok-Temoa.
Este último de reciente creación, se incorporó con el propósito fundamental de
desarrollar y administrar los campos ubicados en isobatas superiores a 500
metros. Adicionalmente, la Región Marina Suroeste cuenta con un activo de
exploración, el cual cambió su nombre de Activo Regional de Exploración por el de
Activo de Exploración Plataforma Continental Sur.
Actualmente la región administra 66 campos con reservas remanentes, 17 de ellos
con producción de aceite ligero y superligero, así como gas asociado, es decir,
existe una proporción importante de campos por desarrollar. Cabe hacer mención
que dentro de este censo de campos, están incluidos 2 nuevos campos, que
manifiestan los resultados positivos de los trabajos exploratorios en la región, y
evidenciando al mismo tiempo un área de oportunidad para mantener e
incrementar la producción de hidrocarburos a nivel regional y nacional.

10
1. SISTEMA DE DETECCIÓN DE GAS Y FUEGO.
1.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GAS Y FUEGO (F&G). 1
El sistema de detección de gas y fuego, hablando específicamente de plataformas
habitacionales, es el más importante ya que es uno de los más extensos y con
más variables a tomar en cuenta dentro de su lógica operacional. Además su
propósito es salvaguardar la integridad física del personal, proteger el medio
ambiente y evitar daños a los equipos e instalaciones, previniendo o mitigando las
consecuencias adversas que resultan de la probable liberación del material
explosivo (gas combustible) o venenoso (gas tóxico), mediante la detección y
notificación oportuna de mezclas tóxicas o incendios que se pudieran originar. Así
mismo, este sistema permite las acciones de prevención para mitigar los posibles
efectos adversos y así conseguir una operación segura de la plataforma.
Dentro del sistema existen diferentes variables a detectar:
 Humo.
 Flama.
 Combustible.
 Gas Tóxico.
 Gas Hidrógeno.
Todas las variables a detectar son significativas para la operación segura, estable
y eficiente de las áreas de servicios y el módulo habitacional de la plataforma, y
serán monitoreadas a través del Sistema Digital de Monitoreo y Control de Gas y
Fuego (SDMC G&F) de la plataforma, el cual también ejecutará las acciones
correspondientes a cualquier evento registrado.
La Plataforma Habitacional HA-LT-01 (Habitacional Litoral 01, por ser la primera
de este tipo en la zona del litoral tabasco) cuenta con un sistema de detección de
1
Dragados offshore (México). 2010. Filosofía de operación del sistema de gas y fuego, seguridad industrial. Revisión no. 1.
Tampico Tamaulipas, México.

11
Gas y Fuego con el fin de garantizar la seguridad del personal, las instalaciones y
el medio ambiente. El sistema de G&F recibe señales de los detectores de fuego,
gas tóxico, gas combustible, gas hidrógeno, humo y estaciones manuales de
alarma (fuego, hombre al agua y abandono de plataforma), que se encuentran
localizados en lugares estratégicos tanto en el área de servicios como en el
módulo habitacional. En caso de presentarse algún evento, el sistema de G&F
activará las alarmas audibles y visibles, y enviará una señal a la consola de
operación y seguridad ubicada en el cuarto de monitoreo y control, para dar aviso
al operador y ejecutar las acciones correspondientes. El SDMC G&F enviará la
información correspondiente a los diferentes sistemas con los que se encuentra
interconectado para que estos a su vez realicen las acciones preestablecidas para
cada caso en particular.
Para cada uno de los casos, el SDMC G&F cuenta con diferentes detectores para
poder monitorear diferentes variables, ya sea temperatura, o concentración de
gases. Para el caso de fuego el sistema deberá recibir la confirmación por un
mínimo de 2 detectores en la misma zona, una vez confirmada la presencia de
fuego dicho sistema actuará sobre la(s) válvula(s) de diluvio, activando la válvula
de diluvio que protege el área donde se presente el evento de fuego (nivel de
servicios y subnivel).
En el caso de los eventos de alta concentración de gas tóxico (H2S), gas
combustible (gas amargo), y gas hidrógeno (el cual es liberado por baterías en
estado de carga) las alarmas se activarán con un solo detector activado.
Una vez enterado del evento, el operador podrá reconocer la alarma y silenciar si
se requiere desde la estación de operación del SDMC G&F ubicada en el cuarto
de monitoreo y control.
Cuando la causa de la alarma desaparezca, será necesario restablecer el sistema,
para que este vuelva a su condición normal de operación; si no hay presencia de
ninguna de las variables que actúan sobre el sistema, el sistema se restablece sin
ningún problema, sin embargo, en caso de restablecer el sistema antes de que la

12
causa de alarma desaparezca, el sistema accionará nuevamente la alarma y
enviará señales a las alarmas audibles y visibles del sistema de detección y
alarma. En el caso de las botoneras que esperan activación manual, solo se
podrán restablecer por medio de la llave asignada por el proveedor del equipo.
En caso de presentarse varios eventos al mismo tiempo, todas las alarmas visibles
correspondientes a cada uno de los eventos presentes se activarán. Para el caso
de las alarmas audibles, el sistema dará prioridad a los eventos haciendo sonar el
tono correspondiente a la alarma de mayor prioridad.
Estas son las alarmas y el orden de prioridad existentes en la plataforma, estas
aplican en cada uno de los complejos existentes.
1. Abandono de plataforma.
2. Alta concentración de Gas Tóxico.
3. Fuego.
4. Alta concentración de Gas Combustible.
5. Hombre al agua.
6. Simulacro.
El orden de prioridad de los eventos está sujeto a modificación de acuerdo al
análisis de riesgo de la instalación.
Todos los detectores, estaciones manuales, válvulas de diluvio, instrumentos de
presión, de flujo, etc., correspondientes al sistema de Gas y Fuego deben estar
alambrados punto a punto al SDMC G&F, excepto los detectores de humo que se
alambran en lazos de control inteligentes hasta el tablero de control de humo el
cuál informará al SDMC G&F de los eventos que se presenten en cada nivel de la
plataforma habitacional. Los dispositivos que se mantienen monitoreando la
presencia de humo, solo se encuentran localizados en cuartos cerrados, ninguno
en área plena.

13
1.1.1 DETECCIÓN DE FUEGO.
Al detectarse fuego confirmado (es decir, confirmación por dos detectores) en
alguno de los equipos protegidos por el sistema de diluvio, el SDMC G&F mandará
una señal para el accionamiento de la válvula de diluvio dependiendo del área
donde sea el evento de fuego.
Al detectarse un fuego confirmado en el nivel de servicios, el SDMC F&G enviará
una señal al SDMCS (Sistema Digital de Monitoreo y Control de Servicios) para el
paro de los paquetes del área de servicios (un paquete es patín estructural en el
cual se montan todos los elementos de un sistema para poder moverlo
conjuntamente, desde tuberías, válvulas, tanques de almacenamiento, incluso el
panel de control donde se encuentra el PLC que controla el sistema) para
disminuir el riesgo de propagación del evento de fuego por una posible chispa o
arco eléctrico. Los paquetes que se deben quedar sin energía son los siguientes:
1. Aire de planta e instrumentos.
2. Potabilización de agua de Mar.
3. Bombeo de agua potable.
4. Generación, almacenamiento y distribución de agua caliente.
5. Centrifugación y almacenamiento de diesel.
6. Tratadora de aguas negras.
7. Generación eléctrica.
8. Compactador de basura.
9. Incinerador de basura
10.Generación y almacenamiento de hipoclorito de sodio.
11.Bombas de agua de servicios.
Al detectarse fuego confirmado en cualquier nivel del módulo habitacional, el
SDMC F&G enviará señales discretas al Sistema Digital de Monitoreo y Control de
Aire Acondicionado (SDMCAA) para el paro del aire acondicionado del nivel donde
se haya detectado el fuego, al mismo tiempo se enviará una señal discreta a la

14
unidad manejadora de aire (UMA) correspondiente para el paro de la misma, la
cual tendrá prioridad sobre el control del SDMCAA; de igual manera enviará una
señal para el cierre de las compuertas de humo y/o compuertas contra incendio
para evitar que el humo o el fuego se propaguen a los demás niveles del módulo
habitacional, y enviará una señal al sistema de control de accesos para liberación
de las puertas que se encuentran bajo el control de este sistema.
Si el evento de fuego es en cuarto de control inteligente (CCI) o en el cuarto de
telecom y terceros (CTT, llamado de esta forma porque ahí es en donde se lleva a
cabo la comunicación con otras plataformas, barcos, helicópteros, etc.), el SDMC
G&F enviará una señal discreta para el paro de la unidad manejadora de aire de
precisión (UMP) correspondiente.
1.1.2 DETECCIÓN DE GAS.
Al detectarse la presencia de gas tóxico y/o combustible en los accesos al módulo
habitacional, el SDMC F&G accionará las alarmas correspondientes, para esta
acción basta con la activación de uno solo de los detectores. Los detectores de
gas están localizados estratégicamente en las áreas externas al módulo
habitacional y en el área de servicios.
Al detectarse la presencia de gas tóxico y/o combustible en la succión de las
unidades manejadoras de aire (UMA) o en la succión de las unidades
manejadoras de aire de precisión (UMP), el SDMC F&G además de accionar las
alarmas correspondientes, enviará una señal para el paro de la unidad
manejadora de aire correspondiente, y el cierre de la compuerta contra incendio
correspondiente.
Toda la lógica de operación está contenida dentro de una aplicación generada por
el usuario de acuerdo a sus conveniencias, esta aplicación es generada y
almacenada en un microprocesador que es el encargado de realizar las acciones
correspondientes.

15
A continuación se muestran los elementos que forman parte del sistema digital de
monitoreo y control de Gas y Fuego (SDMC F&G), así como aquellos sistemas
que se encuentran interconectados, los cuales ejecutarán distintas acciones al
momento de presentarse los eventos de detección de Gas y Fuego.
1.2 CONFORMACIÓN DEL SISTEMA DIGITAL DE MONITOREO Y CONTROL
DE GAS Y FUEGO.2
El sistema digital de monitoreo y control de gas y fuego está conformado por
varios elementos, como son las alarmas audibles y visibles, disparos manuales de
alarma así como de varios subsistemas, tales como el sistema de supresión a
base de agente limpio, el sistema de detección de humo y sistema de agua
contraincendios. Sin embargo todos estos se encuentran comunicados a una
unidad central de procesamiento remoto, la cual procesa todas las variables de
entrada y proporciona una salida de acuerdo a la aplicación que haya sido
programada como se muestra en la figura 1.1. En este caso hablamos de un
sistema tolerante a fallas TRICON. Esta plataforma de seguridad y control crítico
de Invensys (compañía de automatización con experiencia y trayectoria en
seguridad y control crítico) tiene la habilidad de proveer una amplia variedad de
aplicaciones críticas incluyendo el paro por emergencia, certificación NFPA85
para gestión de quemadores, certificaciones NFPA72 para gas y fuego, control de
turbo maquinarias y sistemas de protección. Este es el único controlador con
disponibilidad comercial aprobado de la Comisión Regulatoria Nuclear para
Aplicaciones Nucleares 1E, patentado con tecnología TMR (Triple Modular
Redundante). Existen diferentes sistemas, es decir diferentes proveedores, en
este caso Invensys es la compañía que provee el sistema y Tricon es el nombre
que le da a su sistema. Es por esto que en lo sucesivo nos referiremos a este
sistema triple modular redundante como sistema Tricon.
2
Triconex Corporation (USA). 2008. Technical product guide for Tricon V10 systems. USA.

16
Figura 1.1 Elementos que conforman el SDMC G&F. (Modificada de Dragados offshore, 2010).

17
1.2.1 APLICACIONES.
El sistema de control tolerante a fallas de Tricon es la opción industrial para
aplicaciones críticas que requieren seguridad máxima y operación ininterrumpida.
Un sistema de control a prueba de fallas identifica y compensa elementos del
sistema de control fallidos y permite la reparación mientras continúa una tarea
asignada sin interrupción de proceso. Un sistema de control de alta integridad
como el Tricon es usado en aplicaciones críticas de procesos que necesiten un
grado significativo de seguridad y disponibilidad.
El sistema Tricon es un controlador de la más alta tecnología que proporciona
tolerancia a fallas por medio de arquitectura TMR. El TMR ingresa tres sistemas
de control en paralelo y exhaustivo diagnóstico. El sistema usa un votación dos de
tres para proporcionar operaciones de proceso ininterrumpidas, libres de errores.
El controlador Tricon usa tres canales idénticos. Cada uno ejecuta de manera
independiente el programa de aplicación en paralelo con otros dos canales. Los
mecanismos de votación especializados (es decir compara los valores en los tres
canales y utiliza la votación dos de tres para corregir si es necesario) de
hardware/software califican y verifican todas las entradas y salidas digitales desde
campo, mientras que las entradas análogas son sujetas a procesos de selección
de valor medio (es decir, el promedio de ellas).
Debido a que cada canal está aislado de los demás, ninguna falla afecta a otro
canal. Si ocurre una falla en el hardware en un canal, los otros canales lo anulan.
Entre tanto, el modo de falla puede con facilidad ser retirado y reemplazado
mientras el controlador está en línea sin interrumpir el proceso.
La configuración de las aplicaciones es simplificada con el sistema de Tricon
Triplicado, debido a que opera como un sistema de controlador simple desde el
punto de vista del usuario. Todos los sensores y actuadores se conectan a una
sola terminal y se programa el Tricon con un conjunto de lógica de aplicación. El
Tricon administra el resto.

18
El diagnóstico exhaustivo en cada canal, módulo y circuito funcional detectan de
inmediato y reportan fallas operacionales por medio de indicadores o alarmas.
Toda la información de diagnóstico de fallas es accesible por el programa de
aplicación y el operador. El programa o el operador pueden usar los datos de
diagnóstico para modificar las acciones de control y dirigir los procedimientos de
mantenimiento.
Otras características clave que aseguran la más alta integridad del controlador
Tricon son las siguientes:
 Tienen la capacidad para operar 3, 2 o 1 de los procesadores principales.
 Diagnósticos del sistema comprensibles.
 Módulos de E/S dobles o simples para puntos críticos de seguridad con una
necesidad limitada de disponibilidad.
 E/S remotas de hasta 12 Km de distancia (7.5 millas de cable).
 Reparación simple de los módulos en línea.
Aplicaciones típicas
El sistema Tricon proporciona seguridad, confiablidad y disponibilidad ilimitada,
las siguientes son unas cuantas aplicaciones típicas.
 Sistema de paro por emergencia (SPPE).3
Este sistema proporciona seguridad crítica a unidades como refinerías, plantas
petroquímicas, sistemas de bombeo, paquetes de regulación de gas combustible,
etc. En estos sistemas la seguridad es prioridad, mucho más cuando en los
procesos en los que se involucra se manejan sustancias peligrosas a grandes
presiones. Como ejemplo podríamos mencionar un paquete de regulación de gas,
3
Dragados offshore (México). 2011. Filosofía de operación del sistema SPPE (sistema de paro por emergencia)
instrumentación. Revisión no. 4. Tampico Tamaulipas, México.

19
en el cual se manejan presiones mayores a 80 kg/cm2, esto nos pone a pensar
que en caso de que exista alguna emergencia no es posible cerrar una válvula de
manera sencilla, requiere de todo una lógica operacional segura para no llevar las
líneas a su límite máximo de presión, ya que esto podría ocasionar accidentes de
graves consecuencias.
 Sistema de control de turbinas.
El control y protección de turbinas de gas o vapor requiere de alta integridad así
como de seguridad. La operación continua del controlador a prueba de fallas
proporciona al operador de turbinas la máxima disponibilidad mientras mantiene
los niveles equivalentes de seguridad. El control de velocidad así como la
secuencia de arranque y apagado son implementados en un sistema único
integrado.
 Protección de gas y fuego en mar abierto.
La protección de las plataformas en mar abierto contra amenazas de fuego y gas
requieren la disponibilidad continua así como la confiablidad. El sistema
proporciona esta disponibilidad por medio de un reemplazo en línea de módulos
descompuestos. Los detectores análogos de gas y fuego son conectados
directamente al controlador Tricon, eliminando la necesidad de dispositivos
intermedios.
Las capacidades de comunicación de este sistema son variadas. Los módulos de
comunicación permiten al controlador comunicarse con otros dentro de una red
puerto a puerto, mediante:
 Protocolo Industrial Modbus (maestro y esclavo).
 Sistemas de Control Distribuido (DCS).
 Estaciones de trabajo del Operador.
 Las computadoras del servidor son accesadas por medio del protocolo
TCP/IP.

20
1.2.2 DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN.
La tolerancia a fallas en el sistema Tricon se logra por medio de una arquitectura
TMR). El sistema Tricon proporciona un control libre de errores e ininterrumpido en
presencia de otras fallas difíciles. El Tricon está diseñado con una arquitectura
triplicada, desde los módulos de entrada, los procesadores principales hasta los
módulos de salida. Cada módulo de E/S protege los circuitos desde tres ramas
independientes. Cada rama en los módulos de entrada lee los datos de proceso y
pasa esa información a sus procesadores principales respectivos. Los tres
procesadores principales se comunican y se sincronizan unos con otros usando un
sistema de bus de alta velocidad propietario llamado TRIBUS.
El Tribus revisa los datos de entrada digitales compara los datos de salida y envía
copias de los datos de entrada análogos a cada procesador principal.
Los procesadores principales ejecutan la aplicación escrita por el usuario y envía
salidas generadas por la aplicación a los módulos de salida. Además de revisar
los datos de entrada, el tribus revisa los datos de salida, esto lo hace en los
módulos de salida, tan cerca de campo como es posible, en el caso en el que
haya un error, este se puede compensar antes de llegar a su punto final. Para
cada módulo de E/S, el sistema puede soportar un módulo de repuesto hot spare
(esto quiere decir que está en espera de utilizarse en cualquier momento) opcional
que toma el control si se detecta una falla en el módulo primario durante la
operación. La posición de hot spare también puede ser usada para reparaciones
de sistema en línea.
1.2.2.1 MÓDULOS DE PROCESADOR PRINCIPAL.
Un sistema Tricon contiene tres Módulos de Procesador para controlar tres
circuitos derivados del sistema. Cada procesador principal opera en los otros dos

21
procesadores principales como miembro de una triada, como se muestra en la
figura 1.2.
Figura 1.12 Arquitectura triplicada del sistema Tricon. (Triconex corporation, 2008).
Un procesador de Entradas/Salidas (IOP) en cada procesador principal se dedica
a administrar los datos intercambiados entre los procesadores principales y los
módulos de E/S. Un bus de E/S triplicado está localizado en la parte posterior del
chasis y se extiende de un chasis al otro por medio de los cables del bus E/S.
Como cada módulo de entrada es revisado, los nuevos datos de entrada son
transmitidos al procesador principal sobre el circuito derivado del bus de E/S. Los
datos de entrada son ensamblados en una tabla en el procesador principal, y
almacenados en la memoria para su uso en el proceso de revisión del hardware.
La tabla de entrada individual en cada procesador principal es transferida a sus
procesadores principales vecinos sobre el Tribus. Durante esta transferencia se
realiza la revisión del hardware. El Tribus usa el dispositivo programable de
acceso directo a memoria para sincronizar, transmitir, revisar y comparar datos
entre los tres procesadores principales.
Si se descubre un desacuerdo, el valor de la señal encontrado en dos de tres
tablas prevalece y la tercera tabla es corregida apropiadamente. Las diferencias
que aparecen en la sincronización pueden ser distinguidas en un patrón de

22
diferentes datos. Los tres procesadores principales independientes mantienen
datos a cerca de las correcciones necesarias en la memoria local. Cualquier
diferencia es abanderada y usada al final del escaneo por las rutinas del
analizador de fallas interconstruido para determinar si existe una falla en un
módulo en particular.
Después de que la transferencia del Tribus y que la revisión y corrección de los
datos de entrada se hayan concluido, éstos son usados por el procesador principal
como entrada a la aplicación escrita por el usuario (la aplicación es desarrollada
en la TriStation y descargada en los procesadores principales). El
microprocesador principal de 32 bits y un coprocesador matemático ejecutan la
aplicación en paralelo con los módulos de los procesadores principales.
La aplicación escrita por el usuario genera una tabla de valores de salida basados
en la tabla de valores de entrada. De acuerdo con las reglas desarrolladas en la
aplicación por el cliente. El IOP en cada procesador principal administra la
transmisión de los datos de salida para los módulos de salida por medio del Bus
de E/S.
Al usar la tabla de valores de salida, el IOP genera tablas más pequeñas cada una
correspondiente a un módulo de salida individual en el sistema. Cada tabla
pequeña es transmitida al circuito derivado del módulo de salida correspondiente
por el bus de E/S. Por ejemplo, el procesador principal A de cada modulo de salida
sobre el bus de E/S. la transmisión de los datos de salida tienen prioridad sobre el
escaneo de rutina de todos los módulos de E/S.
El IOP administra los datos intercambiados entre los procesadores principales y
los módulos de comunicación usando el bus de comunicación, que permite el
mecanismo de transmisión. Los procesadores principales modelo 3008
proporcionan 16 megabytes de RAM cada uno, para este sistema. La RAM es
usada para la aplicación escrita por el usuario, datos de secuencia de eventos,
datos de E/S, diagnósticos y buffers de comunicación. En el caso de una falla de

23
corriente externa, la integridad del programa escrito por el usuario y las variables
de retentiva son protegidas durante un mínimo de seis meses.
Los módulos de procesador principales reciben corriente de los módulos de poder
duales, y rieles de corriente en el chasis principal. Una falla en uno de los módulos
de corriente no afectará el desempeño del sistema.
1.2.3 ELEMENTOS DEL SISTEMA.
1.2.3.1 LOS SISTEMAS DE BUS Y DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE.
Los tres sistemas de bus triplicados son grabados en la parte posterior del chasis:
el Tribus, el Bus de E/S y el Bus de comunicación.
El Tribus consiste en tres vínculos seriales independientes operando a 25
Mbaudios (con el MP 3008). El Tribus sincroniza los procesadores principales al
inicio del escaneo. Luego, cada procesador principal envía sus datos a sus
vecinos hacia arriba o hacia abajo.
El Tribus desempeña una de dos funciones con los datos:
 Sólo transferencia de datos para realizar diagnósticos y comunicación de
E/S.
 Comparación de datos y verificación, de acuerdo a la aplicación
desarrollada por el usuario.
Una característica importante de la arquitectura tolerante a fallas de Tricon es el
uso de un transmisor único para enviar los datos hacia ambos procesadores
principales. Esto asegura la recepción de los mismos datos por ambos
procesadores.

24
1.2.3.2 MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITALES.
El Tricon soporta dos tipos básicos de módulos de entrada digital: TMR y único.
Cada módulo de entrada digital está conformado por tres circuitos de respaldo
idénticos (A, B y C) como se muestra en la figura 1.13. A pesar de que los circuitos
de derivación residen en el mismo módulo, están por completo aislados los unos
de los otros y operan de manera independiente. Una falla en un circuito de
derivación no puede pasar a otro. Además, cada circuito de derivación contiene un
microprocesador de 8 bits llamado procesador de comunicaciones de E/S que se
encarga de la comunicación con su procesador principal correspondiente.
Figura 1.13 Módulo de entradas digitales triplicado. (Triconex corporation, 2008).
Cada uno de los circuitos de derivación mide de manera asincrónica las señales
de entrada desde cada punto en el módulo de terminal de entrada, determina los
estados respectivos de las señales de entrada y coloca los valores en tablas de
entrada A, B y C respectivamente. Cada tabla de entrada es interrogada
regularmente sobre el bus de E/S ubicado en el módulo del procesador principal.

25
En los módulos de entrada digital TMR, todas las rutas de señales críticas son
triplicadas para garantizar al 100% seguridad y máxima disponibilidad. Cada
circuito de derivación condiciona las señales de manera independiente y
proporciona aislamiento óptico entre los instrumentos que se encuentran en
campo y el Tricon.
En los módulos de entrada digital única, solo aquellas porciones de la señal que
son requeridas para asegurar la operación segura son triplicadas. Los módulos
únicos son para aquellas aplicaciones de seguridad críticas donde el bajo costo es
más importante que la disponibilidad máxima.
1.2.3.3 MÓDULOS DE SALIDA DIGITAL.
Existen cuatro tipos básicos de salida digital: dual, supervisado, voltaje DC y AC.
Cada módulo de salida digital cuenta con tres circuitos de derivación aislados
idénticos, como se muestra en la figura 1.14. Cada circuito de derivación incluye
un microprocesador de E/S que recibe la tabla de salida del procesador de
comunicaciones del procesador principal correspondiente. Todos los módulos de
salida digitales, excepto los módulos DC duales, usan circuitos de salida
cuadruplicados que revisan las señales de salida individuales un momento antes
de que sean aplicadas a la carga. El retorno del lazo en el módulo permite a cada
microprocesador leer el valor de salida para que el punto determine si existe una
falla latente dentro del circuito de salida.

26
Figura 1.14 Módulo supervisado de salidas digitales. (Triconex corporation, 2008).
1.2.3.2 MÓDULOS DE ENTRADA ANALÓGICA.
En un módulo de entrada analógico, cada uno de los tres circuitos de derivación
mide de forma asincrónica las señales de entrada y coloca los resultados en una
tabla de valores. Cada una de las tres tablas de entrada pasa a su módulo de
procesador principal asociado que usa el bus de E/S correspondiente, como se
muestra en la figura 1.15. La tabla de entrada en cada módulo de procesador
principal es transferida a sus vecinos a través del Tricon. El valor medio es
seleccionado por cada procesador Principal y la tabla de entrada.

27
Figura 1.15 Módulo triplicado de entradas analógicas. (Triconex corporation, 2008).
Cada módulo de entrada analógico es calibrado automáticamente usando voltajes
de referencia múltiples leídos con el multiplexor. Estos voltajes determinan la
ganancia y bias que son requeridos para ajustar las lecturas del convertidor
analógico a digital (ADC). Los módulos de entrada analógicos y los módulos de
terminación están disponibles para soportar una amplia variedad de entradas
analógicas, 0-5 VDC, 0-10 VDC, 4-20 mA, termocoples (tipos K, J, T, E), y
dispositivos térmicos resistivos (RTD´s).
1.2.3.3 MÓDULOS DE SALIDA ANALÓGICA.
El módulo de salida analógica recibe tres tablas de valores de salida, uno para
cada respaldo del procesador principal. Cada respaldo tiene su propio convertidor
digital analógico (DAC). Una de las tres derivaciones es seleccionada para

28
conducir las salidas análogas. La salida es revisada continuamente por los tres
microprocesadores.
Si ocurre una falla en la derivación, esta es declarada fallida y se selecciona una
nueva derivación para conducir el dispositivo de campo, esta selección es probada
en todas las derivaciones.
1.2.3.4 MÓDULOS DE TERMINACIÓN.
Un módulo de terminación de campo es un tablero de circuitos eléctricamente
pasivo al que se puede colocar con facilidad cableado de campo. Un módulo de
terminación sólo pasa señales de entrada desde el campo a un módulo de entrada
o pasa las señales generadas por un módulo de salida, directamente al cableado
de campo, permitiendo la remoción o reemplazo del módulo de entrada o salida
sin molestar al cableado de campo. Además, los ensambles de terminación
externos están disponibles para aplicaciones especializadas.
1.2.3.5 MÓDULOS DE COMUNICACIÓN.
Por medio de los módulos de comunicación, el Tricon puede interfasar con
maestros y esclavos de Modbus, otras redes punto a punto de Tricon, servidores
externos corriendo aplicaciones sobre redes 802.3 y sistemas de control
distribuido Honeywell y Foxboro.
 Módulo de comunicación inteligente (EICM).
Soporta comunicaciones seriales RS-232, RS-422 y RS-485 con dispositivos
externos a velocidades de hasta 19.2 Kbaudios. El EICM proporciona cuatro
puertos seriales aislados ópticamente que pueden interfasar con maestros

29
Modbus, esclavos o ambos, además del Tristation. El módulo proporciona un
puerto paralelo compatible con Centronics.
 Módulo de Comunicación de red (NCM).
Este módulo soporta la red 802.3 sobre un vínculo de datos de alta velocidad de
10 Megabits/segundo y aplicaciones propiedad de Triconex. Además los usuarios
pueden escribir sus propias aplicaciones usando el protocolo TCP/IP.
 Módulo de interfaz Hiway (HMI).
Este módulo actúa como una interfaz entre un controlador Tricon y el sistema de
control distribuido, por medio de la Hiway Gateway y la Red de Control Local
(LCN). La HMI permite dispositivos de alto orden, como computadoras y
estaciones de trabajo para el operador, esto para poder comunicarse con el
Tricon.
 Módulo de administrador de seguridad (SMM).
Este módulo actúa como una interfaz entre un controlador Tricon y los distintos
tipos de sistemas de control que existen alrededor del mundo, tales como los que
ofrece Honeywell, Scheneider Electric.
El SMM transmite todos los datos adjuntos de Tricon e información de diagnóstico
para las estaciones de trabajo del operador y otros sistemas en formatos de
despliegue que son familiares para los operadores de estas marcas.
 Módulo de comunicación avanzado (ACM).
Este módulo actúa como una interfaz entre un controlador Tricon y la serie de
Automatización Inteligente de Foxboro (I/A) serie DCS. El ACM aparece ante el
sistema de Foxboro como un nodo de seguridad, permitiendo que el Tricon
administre los puntos críticos de proceso dentro del ambiente de este sistema.

30
El ACM transmite todos los datos adjuntos de Tricon e información de diagnóstico
para las estaciones de trabajo del operador en formatos de despliegue que son
familiares para los operadores de Foxboro.
1.2.3.6 MÓDULOS DE FUENTE DE PODER.
Cada chasis Tricon alberga dos módulos de corriente dispuestos en una
configuración redundante, como se muestra en la figura 1.16. Estos módulos
derivan corriente desde el plano posterior y tiene reguladores de corriente
independientes para cada derivación. Cada uno puede soportar los requerimientos
de corriente de todos los módulos en el chasis en el que reside y cada uno
alimenta un riel de corriente separado en el plano posterior del chasis.
Los módulos de corriente tienen circuitos de diagnóstico inter construidos que
verifican los voltajes fuera de rango y condiciones de sobre temperatura. Una
derivación deshabilita al regulador de corriente en vez de afectar al bus de
corriente.

31
Figura 1.15 Módulo de fuente de poder del sistema Tricon. (Triconex corporation, 2008).
1.3 DESCRIPCIÓN DE LOS DETECTORES DEL SISTEMA.
1.3.1 UV/IR DETECTOR DE FLAMA X5200.
1.3.1.1 APLICACIONES.
Este detector cumple con los más estrictos requerimientos alrededor del mundo,
tales como: NEMA 4X e IP66 (las cuales se refieren a los materiales de
construcción y su resistencia al fuego y a otros agentes). El detector cuenta con
capacidades avanzadas de detección e inmunidad a fuentes extrañas, combinado
con un diseño mecánico superior. El arreglo para el montaje permite al sensor UV
e IR monitorear la misma zona de peligro con un cono área de visión de 90°.
Cuando ambos sensores simultáneamente detectan la presencia de flama, una

32
señal de alarma es generada. Este detector puede ser ajustado para zonas
interiores o exteriores.
Figura 1.6 Detectores de flama UV/IR, localizados en el nivel de servicios de la plataforma HA-LT-01, monitoreando el área
de tanques de diesel de las bombas contra incendio.
1.3.1.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES.4
El microprocesador controla una calefacción que incrementa una resistencia para
ambientes con mucha humedad o hielo. También cuenta con un LED multicolor en
la cara frontal para marcar la condición de trabajo de este, además la cubierta del
detector está disponible en cobre libre de aluminio o acero inoxidable.
4
Detector electronics corporation (USA). 2009. Instructions: UV/IR flame detector X5200. Minneapolis,
Minnesota USA.

33
Salidas.
Relés.
El detector estándar ofrece relés auxiliares, de fuego y fallas. Los tres relés tienen
capacidad de 5 amperes a 30V CC.
El relé de alarma de incendio cuenta con terminales redundantes y contactos
abiertos/ cerrados en estado normal, operación sin energía en estado normal y
operaciones de bloqueo y desbloqueo.
El relé de fallas cuenta con terminales redundantes y contactos abiertos en estado
normal, operación con energía en estado normal y operaciones de bloqueo y
desbloqueo.
El relé auxiliar ofrece contactos abiertos/ cerrados en estado normal y puede
configurarse para operación con y sin energía y operaciones de bloqueo y
desbloqueo.
Salida de 4-20mA.
Se encuentra disponible de forma opcional una salida de 4 a 20 mA. Esta opción
ofrece una salida de corriente CC de 4 a 20 mA para transmitir información sobre
el estado del detector a otros dispositivos. El circuito puede conectarse en una
configuración aislada o no y puede generar una resistencia máxima de lazo de 500
ohmios a partir de 18 a 19,9 voltios CC. La tabla 1.1 muestra los diversos estados
del detector representados por los distintos niveles de corriente. La salida es
calibrada en fábrica y no requiere calibración en campo. También se encuentra
disponible un modelo con relés y 4-20 mA con protocolo HART,5
el cual inserta
una señal digital dentro de la misma señal analógica.
*Cabe mencionar que una falla en el lazo de 4 a 20 mA no será monitoreada por el
relé de falla del detector X5200, este es independiente.
5
http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/articulos/agosto-06.pdf. (Consultada el 08-11-11).

34
Nivel de Corriente
(±0.3mA)
Estado del Detector.
0mA
1mA
2mA
4mA
8mA
12mA
14mA
16mA
20Ma
Falla de alimentación
Falla General
Falla en Οi
Operación normal
Pre Alarma (IR)
Alarma UV
Alarma IR
Pre Alarma (fuego)
Alarma de Fuego
Tabla 1.1 Niveles de corriente para los estados del detector. (Detector electronics corporation,
2009).
Integridad Óptica (Oi).
El detector X5200 incluye una función automática para la integridad óptica, esto es
un autoexamen para conocer la capacidad de operación del detector, el
autoescaneo está programado para realizarse una vez por minuto y así poder
evitar las condiciones de alarma en donde no son necesarias. Este detector
también incorpora las funciones de integridad óptica manualmente y
magnéticamente.
Para ejecutar la prueba de integridad óptica magnéticamente, se coloca un imán
en una ubicación marcada fuera del detector. Para realizar la prueba
manualmente, la terminal 22 (ubicada en la tablilla de conexiones que se
encuentra en la parte trasera del detector) se conecta al suministro eléctrico
negativo (ubicado también en la tablilla de conexiones de la parte trasera del
detector) por medio de un interruptor externo. El imán o interruptor deben
permanecer en el lugar durante 6 segundos como mínimo para completar la

35
prueba. Cualquiera de estos dos métodos activa los emisores UV e IR, esto indica
que el ambos detectores están calibrados y en condición de operación óptima.
Comunicación.
EL equipo X5200 presenta una interfaz RS-485 para comunicar el estado del
detector e información a otros dispositivos. La interfaz RS-485 utiliza el protocolo
MODBUS, con dispositivos configurados como esclavos.
Registro de datos/ supervisión de eventos.
También se ofrece la función de registro de datos para la supervisión de eventos.
El detector puede registrar hasta 1500 eventos (hasta 1000 eventos generales y
500 de alarmas). Se registran estados tales como normal, apagado, fallas
generales y de integridad óptica, alarma previa, alarma de incendio, hora y
temperatura. Cada evento lleva la marca de la fecha y la hora, junto con la
temperatura y la tensión de entrada. Los datos de los eventos se almacenan en
una memoria no volátil cuando el evento se activa, y nuevamente cuando cambio
de estado. Para acceder a los datos puede utilizarse el puerto RS-485.
1.3.1.3 MÉTODO DE DETECCIÓN.
Existen diversas formas para el procesamiento de las señales en estos
dispositivos (X5200), tanto para el sensor UV como para el IR. Estas opciones que
se verán a continuación determinan el tipo de lógica a utilizar para el
procesamiento del sistema con el fin de adecuar la mejor opción de acuerdo a la
aplicación que tendrá el detector.

36
Opciones para el sensor IR.
Análisis de la señal en el dominio del tiempo (TDSA).
La técnica de procesamiento de señales TDSA analiza la señal de entrada
en tiempo real, lo que requiere que la señal IR parpadee de forma aleatoria
para poder reconocerla como un estado de incendio.
Al utilizar el procesamiento el señales TDSA, el equipo x5200 ignora las
fuentes IR interrumpidas a intervalos regulares (que se producen en áreas
donde transportadores en movimiento y objetos calientes que están muy
cerca unos de otros generan una señal IR cortada a intervalos regulares),
porque busca una señal menos uniforme como la de una llama real. No
obstante, en presencia de una señal interrumpida a intervalos regulares, la
unidad es más susceptible a generar falsas alarmas por la presencia de
radiación IR esporádica, que actúa como disparador cuando se produce
junto con la señal.
Encendido rápido.
La función de encendido rápido (alta velocidad) puede utilizarse junto con el
método de procesamiento de señales TDSA. Este método anula los
requisitos de TDSA en el caso de que se produzca una señal intensa.
Cuando la función de encendido rápido se activa, el detector puede
responder a una señal de incendio intensa en menos de 30 milisegundos
(0,030 segundos). El uso de esta función junto con el procesamiento de
señales TDSA permite al detector brindar una respuesta de alta velocidad
frente a un incendio grande y no centelleante (por ejemplo en aplicaciones
de gas a alta presión) y mantener la capacidad de responder a incendios
más pequeños.

37
Opciones del detector UV.
La salida del detector UV se compara con el umbral de nivel de fuego
(configuración de “sensibilidad”). Si el nivel de energía radiante del fuego es
superior al nivel del umbral de alarma seleccionado para ser rechazado, en
este caso es la longitud de onda generada por un arco eléctrico6
(un
ejemplo de ello es la unión por soldadura eléctrica, la cual utiliza el arco
eléctrico a una temperatura cercana a los 4000°C) que va desde los 400
nm hasta los 15 nm, la salida de alarma de incendio se activará. En cada
aplicación, es de crucial importancia garantizar que el nivel de energía
ultravioleta irradiado por el fuego estimado a la distancia requerida desde el
detector supere el nivel de sensibilidad seleccionado.
El detector UV del modelo x5200 puede programarse para:
-Rechazo de arco
-Procesamiento de señal estándar
Rechazo de arco (configuración recomendada de fábrica).
Mediante el modo de rechazo de arco, el detector puede impedir que se
generen molestas alarmas de incendio a causa de la radiación UV
generada por arcos eléctricos de corta duración o descargas electrostáticas,
sin perder la capacidad de detectar de forma confiable la radiación UV
emitida por una llama. Las aplicaciones que habitualmente pueden
aprovechar la lógica de rechazo de arco incluyen procesos de recubrimiento
electrostáticos y entornos no controlados en los que es posible que existan
fuentes UV temporales, como muchas aplicaciones exteriores
características. Muchas fuentes de falsa alarma presentan características
UV transitorias, mientras que el fuego genera una radiación UV prolongada
que se extiende durante varios segundos. La mayoría de los incendios se
detectan en pocos segundos.
6
http://sas.editorialcep.com/muestra/mecanicos_tema8.pdf (consultada el 10-11-11).

38
Procesamiento de señal estándar.
El procesamiento de señal estándar sólo se recomienda para los sistemas
de supresión de alta velocidad. Para permitir el funcionamiento a alta
velocidad, el modo de procesamiento estándar no incorpora la
programación de rechazo de arco. Este modo sólo debe utilizarse en un
entorno controlado y en interiores.
Un ejemplo de este tipo de aplicaciones es el sistema de supresión a base
de CO2 (dióxido de carbono) en el encabinado de una turbina de generación
eléctrica, la cual funciona a base de gas licuado. Esto quiere decir que
existe una gran probabilidad de que por la existencia de gas se pueda dar
un conato de incendio. Sin embargo en estos sistemas la supresión se lleva
a cabo de manera muy rápida, ya que en realidad se protege un volumen
pequeño y aislado. Es por esto que es posible tener un procesamiento de
señales del detector de manera estándar sin ser configurado ningún otro
parámetro de rechazo. En estos sistemas el CO2 es liberado a alta presión,
como sistema principal de supresión y el sistema generalmente está
programado para después con un ligero retardo (15 seg.) libere agua
presionada con nitrógeno para suprimir completamente el fuego.7
De esta
forma es como se puede trabajar con el detector en un procesamiento de
señal estándar.
Características de respuesta del detector.
La respuesta depende de la distancia, el tipo y la temperatura del combustible y el
tiempo que demora el fuego en alcanzar estabilidad.
7
Comité de normalización de petróleos mexicanos y organismos subsidiarios. NRF-102-PEMEX-2005: Sistemas fijos de
extinción a base de bióxido de carbono. México, 2005.

39
Soldadura.
La soldadura por arco eléctrico es una fuente de intensa radiación
ultravioleta. La radiación UV de la soldadura por arco se dispersa
inmediatamente y puede alcanzar distancias considerables, incluso si
existen obstrucciones directas. Una puerta o ventana abierta puede permitir
que la radiación UV de la soldadura por arco ingrese en un área cerrada.
Se recomienda deshabilitar el sistema durante operaciones de soldadura en
situaciones en las que no se tolera la posibilidad de una falsa alarma. Las
tareas de soldadura a gas exigen deshabilitar el sistema porque el soplete
tiene fuego. Las varillas utilizadas en la soldadura por arco pueden contener
materiales aglutinantes orgánicos en el flujo luminoso que arden durante la
soldadura y pueden ser detectados por el equipo X5200. Las varillas de
soldadura con aglutinantes de arcilla no arden y por lo tanto no son
detectadas por el detector UV/IR X5200. Sin embargo, siempre se
recomienda deshabilitar el sistema, dado que el material soldado puede
estar contaminado con sustancias orgánicas (pintura, aceite, etc.) que
pueden arder y activar el equipo.
Luz artificial.
El detector x5200 no debe colocarse a menos de 3 pies (90 centímetros) de
distancia de luces artificiales, ya que puede calentarse en exceso debido al
calor que irradia ese tipo de luz.
Interferencias EMI/RFI.
El equipo X5200 resiste las interferencias Electromagnéticas y de
Radiofrecuencias.
Incendios no causados por carbonos.
La respuesta del modelo X5200 está limitada a combustibles carbónicos.
Por lo tanto, no debe utilizarse para detectar incendios causados por

40
combustibles que no contienen carbón, como hidrógeno, sulfuro y metales
en combustión.
Fuentes de falsa alarma.
UV
Aunque el sensor UV tiene un filtro contra el componente ultravioleta de la
radiación solar, responde a otras fuentes de radiación UV además del
fuego, como soldadura por arcos eléctricos, rayos, coronas de alto voltaje,
rayos X y radiación gamma.
IR
El detector ha sido diseñado para ignorar fuentes infrarrojas estables que
no presentan una frecuencia de parpadeo típica de un incendio; sin
embargo, cabe señalar que si estas fuentes no están lo suficientemente
calientes como para emitir cantidades de radiación infrarroja que se
encuentren en el rango de respuesta del sensor IR y si esta radiación se ve
interrumpida desde la vista del detector en un patrón característico de una
llama centelleante, es posible que el sensor IR responda.
Todos los objetos con una temperatura superior a 0° Kelvin (-273° C)
emiten radiación infrarroja. Cuánto más alta sea la temperatura del objeto,
mayor será la intensidad de la radiación emitida. Cuanto más cerca del
detector se encuentre la fuente infrarroja, mayores probabilidades habrá de
que se produzca una falsa alarma. El sensor IR puede responder a fuentes
de radiación IR que cumplan con los requisitos de amplitud y parpadeo del
detector tales como objetos calientes vibratorios.

41
1.3.1.4 MANTENIMIENTO.
Para mantener una máxima sensibilidad y resistencia a falsas alarmas, las
ventanas de visión del detector X5200 deben mantenerse relativamente limpias,
en realidad el procedimiento de mantenimiento es relativamente sencillo. Es
necesario limpiar con un pañuelo suave y alcohol isopropílico las ventanas de que
permiten la detección UV e IR.
Para esto basta con retirar cuidadosamente la cubierta frontal, retirando los
tornillos. Una vez realizada la limpieza se pone en su lugar nuevamente.
1.3.2 TRANSMISOR DE GAS INFINITI U9500.8
1.3.2.1 APLICACIONES Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES.
El transmisor de gas infiniti opera en conjunto con cualquier sensor de gas Det-
Tronics para vigilar continuamente el ambiente y detectar la presencia de gases
peligrosos. Este transmisor sirve como interfaz entre el sensor y el sistema de
control que se utiliza para la seguridad de cualquier instalación. Los sensores de
gas disponibles de Det-Tronics incluyen los de sulfuro de hidrógeno, combustible,
monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, oxígeno, cloro y el detector infrarrojo
pointwatch de gases hidrocarburos.
Los circuitos electrónicos e indicadores de estado del transmisor infiniti están
contenidos en una cubierta protectora a prueba de explosiones que se ofrece en
aluminio o en acero inoxidable. Cada transmisor infiniti puede usarse para un
sensor de gas individual que se monta directamente sobre si cubierta protectora
para ubicarse en el área de detección, o puede ubicarse por separado usando un
juego de separación del sensor (como es el caso del sensor de gas hidrógeno, el
8
Detector Electronics Corporation (USA). 2009. Instrucciones: transmisor de gas infiniti U9500. Minneapolis, Minnesota
USA.

42
cual se coloca en el interior del cuarto de baterías y el transmisor se ubica en la
salida de éste).
Dentro de sus características principales se pueden mencionar:
 Ajuste inicial fácil para el usuario.
 Salida lineal de 4 a 20 mA.
 Indicador visual LCD de 8 caracteres.
 Funciones automáticas de diagnóstico de fallas y señalización.
 Calibración sin intrusión.
 Acepta una señal de 4 a 20 mA de varios sensores de Detector Electronics.
 El paquete opcional de relevadores proporciona tres relevadores de alarma
y un relevador de fallas, con capacidad de 5 amperios a 30 Vcd. Los
relevadores alto y bajo nivel, alarma auxiliar pueden seleccionarse como
grupo para operarse normalmente activados o normalmente desactivados.
 Final de la indicación de la vida del sensor.
 Margen opcional más amplio de temperatura de operación -67°F (-55°C).
 Puede usarse con los sensores catalíticos de combustible, infrarrojos de
hidrocarburos, electroquímicos de sustancias tóxicas y de oxígeno
fabricados por Det-Tronics, el transmisor de gas tendrá márgenes de
operación seleccionables para adaptarse al sensor de gas usado y operará
en un margen de 15 a 32 Vcd, siendo nominal el valor de 24 Vcd.
 Diseño a prueba de explosiones.
1.3.2.2 FUNCIONAMIENTO Y MODOS DE OPERACIÓN DEL TRANSMISOR.
El transmisor infiniti opera en conjunto con cualquier sensor de gas para vigilar
continuamente el ambiente y detectar la presencia de gases peligrosos.
Usualmente se atornilla directamente el sensor a la cubierta protectora del
transmisor.

43
El transmisor vigila la salida del sensor y genera una señal lineal de 4 a 20 mA de
corriente continua proporcional a las concentraciones de gas para la conexión a un
dispositivo de verificación, tal como una computadora o controlador programable.
La salida de corriente se calibra de manera que sea de 4 mA cuando no se
detecta gas y de 20 mA cuando se llene la escala del margen programado para el
gas presente.
Una salida de corriente continua menor de 4 mA indica una variación a un nivel
menor de cero, o que la unidad está en modo de calibración. Una señal de salida
del transmisor de menos de 4 mA, pero mayor a 2 mA es mostrada como una
lectura negativa en la pantalla LCD del transmisor. Si alguno de los cables
conectados al sensor se rompiera o se desconectara, la señal de la salida de
corriente sería de 0 mA.
El indicador visual del transmisor infiniti se compone de una pantalla digital de
ocho caracteres para identificar el estado del sistema y entrada del sensor, así
cómo botones para programación y calibración del sistema. En la figura 1.7 se
puede observar la ubicación de los indicadores y botones.
Figura 1.7. Controles e indicadores del transmisor Infiniti. (Detector Electronics Corporation, 2009)

44
1. Lectura continua de la entrada del sensor.- La pantalla digital
proporciona una lectura continua en ambos modos, el normal y el de
calibración. En el caso de una falla, identifica la naturaleza de la falla con
un mensaje de falla. En otros modos de operación muestra los puntos de
control de alarma y la concentración de gas de la calibración programada.
Una condición con variación a un valor menor de cero se indica con un
signo negativo (-) a la izquierda. Debido a que esta pantalla está siempre
encendida, también funciona como indicador de encendido.
2. Indicador de historial de alarmas.- Esta indica mediante un asterisco una
alarma (cualquiera) que se ha activado desde la última vez que se
restableció. Si la pantalla está en blanco indica que no se ha excitado
ninguna alarma desde la última vez que se restableció el transmisor.
3. Indicador de estado de alarma alta.- Muestra su condición mediante un
cuadrado blanco sólido. Si está en blanco indica que no hay alarma.
4. Indicador de estado de alarma auxiliar.- Indica mediante un cuadrado
negro sólido que se sobrepasado el umbral de alarma auxiliar. Si está en
blanco este espacio indica que no hay alarma.
5. Indicador de estado de alarma baja.- Indica mediante un cuadrado negro
sólido que se ha sobrepasado el umbral de alarma baja. Si está en blanco
indica que no hay alarma.
6. Botón de aumentar (increase).- Se usa para pasar al ajuste próximo más
alto durante la programación del sistema.
7. Botón de ajustar/aceptar (set up/ accept).- Se usa para iniciar la rutina de
ajuste, aceptar la lectura mostrada y ciclar al siguiente paso de
programación durante el ajuste (programación del sistema).
8. Botón de disminuir (decrease).- Se usa para pasar al ajuste próximo más
bajo durante la programación del sistema.
9. Interruptor magnético de lámina para calibrar/restablecer (cal/reset).-
Se usa para calibración sin intrusión y restablecimiento del transmisor. Es
activado por un imán de calibración desde afuera de la cubierta protectora
del transmisor infiniti.

45
El margen de operación se puede programar en el lugar de la instalación para la
mayoría de los gases. Algunos márgenes de gases como los de oxígeno,
combustible catalítico y del infrarrojo pointwatch, no son programables. El margen
seleccionado determina los puntos de control normales para alarma alta, alarma
baja, alarma auxiliar y gas de calibración. El ajuste del margen del transmisor debe
igualarse al margen de salida del sensor que se esté usando o el sistema no podrá
operar correctamente. Por ejemplo, si se está utilizando un sensor de monóxido de
carbono (CO) con un margen de 0 a 500 ppm, el ajuste del margen del transmisor
debe ser de 0 a 500.
La concentración de gas de calibración programada es también mostrada y
ajustable. Esta concentración conocida (típicamente una mitad de la escala
completa en el margen de detección del instrumento) del gas o vapor real que se
espera detectar debe usarse para calibrar el sistema. Debe usarse gas de
calibración de Det-Tronics para asegurar eficacia en calibración, funcionamiento y
exactitud del sistema.
Este transmisor tiene un microprocesador y circuitos de autoprueba que
continuamente verifican el funcionamiento para detectar problemas que podrían
impedir una respuesta adecuada del sistema. Cuando se conecta la corriente
eléctrica, el microprocesador automáticamente prueba la unidad. Si detecta una
falla durante el modo de calentamiento, la indicará en la pantalla y debe
restablecerse el sistema para eliminar esta falla. En el modo normal de operación,
continuamente vigila las señales de entrada del sensor para asegurar un
funcionamiento correcto. Además, se mantiene un funcionamiento temporizador
de “alerta” para asegurar que el programa se ejecute correctamente. Si se
presenta una falla esta se verá reflejada en el display así como en la salida de
corriente continua, que sufre una caída a menos de 1 mA.
El transmisor cuenta con distintos modos de operación, los cuales se explican a
continuación:

46
 CALENTAMIENTO.
Cuando se conecta la corriente eléctrica al transmisor, éste entra a un modo de
calentamiento para permitir que la salida del sensor se estabilice antes de
comenzar la operación normal. Durante este tiempo las salidas son inhibidas, la
pantalla muestra el mensaje de Warm-up. El transmisor permanecerá en modo de
calentamiento por lo menos 6 segundos. Si el gas detectado al final de este
período de calentamiento de seis segundos es mayor al ajuste más bajo de alarma
o si hay una falla presente, el transmisor permanecerá en modo de calentamiento
hasta que el gas detectado baje a un nivel menor al ajuste más bajo de alarma y
no existan fallas, o cinco minutos, lo que ocurra primero.
Al final del período de calentamiento, si no hay fallas presentes, el transmisor
automáticamente entra en el modo de operación normal. Si existe una falla
después de los cinco minutos de calentamiento, el transmisor indicará la falla y la
indicación de falla se enclavará.
 NORMAL.
En modo de operación normal sin condición de alarma, el display muestra la
concentración de gas que está siendo detectada. Y en caso de alcanzar alguno de
los niveles de alarma, lo indica en el lugar correspondiente en el display.
 FUNCIÓN DE RESTABLECIMIENTO.
El modo de restablecer se introduce sosteniendo el imán a un lado del transmisor
junto a las palabras CAL/RESET en la carátula de la unidad. Cuando el imán de
calibración se sostiene en esa posición por menos de un segundo, los indicadores
de alarma LCD se apagan y todas las salidas de relevadores regresan a su
condición normal si no hay alarmas o fallas presentes (restablecimiento estándar).
Cuando el imán de calibración se sostiene en esa posición por 1 a 2 segundos, los
indicadores de alarma LCD se apagan y las salidas de relevadores regresan a su
condición normal aun cuando todavía exista una condición de alarma o falla
(restablecimiento forzado).

47
 MODO DE INDICACIÓN DE PUNTOS DE CONTROL.
Cuando se sostiene el imán de calibración a un lado de la cubierta protectora del
transmisor junto a las palabras CAL/RESET por más de dos segundos, el
transmisor entra en al modo de indicación de puntos de control. En este modo, la
pantalla digital muestra secuencialmente los puntos de control de alarmas
programadas y la concentración de gas de calibración. Cada valor es mostrado
por aproximadamente 1,5 segundos. Después de completar la secuencia, el
transmisor automáticamente regresa al modo de operación normal si el imán de
calibración ya no está cerca de la unidad.
Este modo se usa solamente para mostrar los puntos de control. Use el modo de
ajuste inicial (set up) para cambiar valores de puntos de control y de gas de
calibración.
 CALIBRACIÓN.
El transmisor infiniti puede calibrarse ya sea automáticamente o manualmente. Se
recomienda la calibración automática para la mayoría de los
sensores/transmisores, excepto cuando se usen sensores/transmisores de cloro o
de dióxido de azufre, se recomienda la calibración manual para estos dos gases.
 AJUSTE INICIAL.
En el modo de ajuste inicial el margen (para algunos casos), los puntos de control
de alarma, el nivel de concentración del gas de calibración, los niveles de circuito
de corriente, la operación de relevadores y el modo de calibración
(automático/manual) están programados en el transmisor.
El procedimiento de ajuste se realiza con la tapa del transmisor removida para
tener acceso a los botones de ajustar/aceptar (SET-UP/ACCEPT), aumentar
(INCREASE) y disminuir (DECREASE). Se entra al modo de ajuste oprimiendo y
soltando el botón de ajuste usando un pequeño destornillador. Las distintas
opciones son seleccionadas en secuencia oprimiendo y soltando el botón de
ajustar/aceptar. Al seleccionar cada opción, aparece en pantalla el ajuste actual y

48
puede cambiarse oprimiendo ya se el botón de aumentar o el de disminuir usando
un pequeño destornillador. Una vez que se llega al ajuste deseado, se registra en
el programa del transmisor oprimiendo el botón de aceptar. El transmisor
automáticamente pasa a la siguiente opción que se tiene que programar. Al final
de la secuencia el transmisor automáticamente regresa al modo normal de
operación.
1.3.3 DETECTOR DE GAS HIDROCARBURO INFRAROJO PIR9400.9
El detector de gas PIR 9400 está diseñado para proporcionar un monitoreo
continuo de concentraciones de gases combustibles en el rango de 0 a 100% LFL
(Lower Flammable Limit, más bajo nivel de inflamabilidad). El detector
proporciona una señal de salida de 4 a 20 mA correspondiente a la concentración
de gas detectada. El diseño de la cubierta a prueba de explosión, está aprobado
por diferentes normas alrededor del mundo, como las normas europeas CENELEC
(European Committee for Electrotechnical Standardization, Comité Europeo para
la Estandarización Electrotécnica), o las normas canadienses CSA (Canadian
Standards Association, Asociación de Estándares Canadiense), ambas para
ambientes peligrosos.
Este sensor infrarrojo es ideal para ambientes hostiles y para lugares donde se
necesita el ahorro de dinero y tiempo en mantenimientos, en comparación de otro
tipo de detectores como los catalíticos, los cuales están siendo prácticamente
sustituidos por estos. El sensor IR es confiable en presencia de agentes catalíticos
y también puede trabajar perfectamente en zonas donde el oxígeno es escaso.
Dentro de sus características principales se pueden mencionar:
9
Detector electronics corporation (USA). 2009. Specification data: pointwatch infrared hydrocarbon gas detector PIR9400.
Minneapolis, Minnesota USA.

49
 No requiere una calibración rutinaria para asegurar su correcta operación.
 Continuamente se realiza de manera automática un examen el cual puede
indicar fallas en los filtros ópticos con los cuales cuenta.
 Cuenta con un sistema de protección contra humedad, agua y otro tipo de
sustancias.
 Una calefacción interna minimiza la condensación, permitiendo así una
operación confiable a través de temperaturas extremas.
 Buen desempeño en presencia de altas concentraciones de gas, y en
atmósferas con pocas cantidades de oxígeno.
 Tienen un único diseño compacto y ligero, construidos para un alto
desempeño en ambientes hostiles, sistema de protección mediante filtros
contra agua y suciedad.
1.3.3.2 MÉTODO DE DETECCIÓN.10
Este detector funciona en base al principio de absorción infrarroja. Un haz de luz
infrarrojo es proyectado por una fuente interna hacia un reflector, el cual refleja el
haz directamente a un par de sensores infrarrojos. Uno de los sensores infrarrojos
es designado como referencia y el otro como activo, cada uno de ellos cuenta con
un filtro óptico diferente entre sí, con esto se puede lograr una diferencia entre las
longitudes de onda que capte cada sensor. La longitud de onda captada por la
referencia no varía en presencia de gas combustible, mientras que la longitud de
onda del activo es absorbida por el gas combustible, como se muestra en la figura
1.8. La proporción entre el activo y la referencia es calculada por el detector para
determinar la concentración de gas presente. Este valor es convertido a una
corriente de salida de 4-20 mA para poder presentarlo en el display del transmisor
y mandar la señal a los sistemas de control.
10
Guía práctica para monitorear gases peligrosos, http://www.atsintech.com/tablas/ISTBook.pdf (consultada el 03-11-11).

50
Figura 1.8 Principio de operación del sensor infrarrojo. La absorción de la fuente infrarroja
disminuye con respecto a la densidad de la muestra dentro del sensor. Hay distintos tipos de
configuraciones para este sensor, en este caso la fuente infrarroja y el detector están alineados, en
otros casos se utiliza el haz de luz reflejado. (Guía práctica para monitorear gases peligrosos,
http://www.atsintech.com/tablas/ISTBook.pdf).
Durante la operación normal, el detector tiene una salida de 4-20 mA que es
proporcional a la concentración de gas de 0-100% LFL. En la tabla 1.2 se
muestran diferentes valores de amperaje para distintas condiciones del detector.
Todos los detectores son calibrados en fábrica con una concentración del 50% de
metano, además cuenta con un switch interno que da distintas opciones de
detección:
 Metano.
 Etano
 Propano/butano
 Etileno
 Propileno

51
Tabla 1.2 Valores de amperaje para las condiciones del detector. (Modificada de Detector Electronics
Corporation, 2009).
1.3.4 DETECTOR ELECTROQUÍMICO DE GAS TÓXICO H2S.11
El detector electroquímico C7064E ofrece detección confiable y medición de gas
tóxico (H2S) en zonas de alto peligro en áreas industriales. En plataformas de
perforación y producción de la industria petroquímica es muy importante contar
11
Detector electronics corporation (USA). 2009. Instructions: electrochemical H2S detector C7064E. Minneapolis,
Minnesota USA.
Nivel de corriente. Status
23.2Ma Fuera de rango (120% LFL).
20.0mA Máximo rango (100% LFL).
4.0mA Nivel cero de concentración (0% LFL).
2.2mA Calibración de cero en proceso.
2.0mA Calibración del Span en proceso.
1.8mA Calibración completa, retirar el gas.
1.6mA Falla de calibración.
1.0mA Falla de filtros ópticos.
0.8mA Bajo voltaje en alimentación de 24Vcd (menos
de 17.5 Vcd)
0.6mA Falla probable en el cableado.
0.4mA Falla en el canal activo.
0.2mA Falla en el canal de referencia.
0.0mA Falla del sistema, reiniciarlo.

52
con estos detectores, ya que existe el riesgo de fugas y este gas tóxico puede
producir la muerte.
Dentro de sus características las principales son las siguientes:
 El sensor electroquímico proporciona gran confiabilidad, precisión y está
aprobado por distintas normas: CSA, ATEX (normativa para atmósferas
explosivas).
 Tiene una cubierta a prueba e explosión
 Filtro hidrofóbico.
 La celda del sensor electroquímico es fácilmente reemplazable.
 Una señal de salida de 4-20 mA que es proporcional al rango de detección
del detector, en este caso de 0 a 50 ppm.
 Se ofertan tres diferentes concentraciones de gas 20, 50 y 100 ppm.
 La salida de 4-20mA ofrece una máxima de resistencia de 600 ohms con
una fuente de voltaje de 24 Vcd.
Un sensor típico electroquímico consiste en un electrodo sensor (cátodo) y un
contra electrodo (ánodo) separados por una delgada capa de electrolito. El gas
que entra en contacto con el sensor reacciona sobre la superficie del electrodo
sensor generando una reacción de oxidación o reducción. Los materiales del
electrodo, específicamente desarrollados para el gas de interés, catalizan estas
reacciones y generan una corriente proporcional a la concentración de gas como
se muestra en la figura 1.9. Esta es medida para determinar la concentración de
gas.
12
Guía práctica para monitorear gases peligrosos, http://www.atsintech.com/tablas/ISTBook.pdf (consultada el 21-11-11).

53
Figura 1.9 Principio de operación del detector electroquímico de gas tóxico. (Guía práctica para monitorear
gases peligrosos, http://www.atsintech.com/tablas/ISTBook.pdf.)
1.3.5 DETECTOR CATALÍTICO DE GAS HIDRÓGENO.13
Este nuevo detector de gas combustible, de tipo catalítico provee una importante
variedad de opciones en cuanto a gases inflamables se trata. Su desempeño en
ambientes peligrosos y condiciones cambiantes es excelente.
El sofisticado diseño y construcción del detector catalítico da como resultado una
excelente sensibilidad, tiempo de respuesta y resistencia a golpes accidentales y
vibraciones. Además se adaptó una nueva técnica para poder protegerlo en contra
de la interferencia electromagnética.
Los sensores catalíticos se pueden utilizar para la detección de virtualmente todos
los gases combustibles e inflamables, incluyendo el hidrógeno.
13
Detector electronics corporation (USA). 2002. Specification data: catalytic combustible gas sensor. Minneapolis,
Minnesota USA.

54
Dentro de sus características, las principales son las siguientes:
 Está aprobado por CSA/CENELEC.
 El rango de temperatura de trabajo es amplio, –67°F a 302°F (–55°C a
150°C).
 Su nuevo diseño incluye una barrera térmica integral, lo cual mejora su
desempeño.
 Su cubierta está compuesta de acero inoxidable 316.
 Cuando los ambientes están libres de sustancias y condiciones
perjudiciales para los elementos del sensor catalítico, este tiene un periodo
de vida de 3 a 5 años.
 La calibración periódica se lleva a cabo cada 90 días.
Casi todos los sensores de detección de gas combustible modernos de bajo costo
son del tipo catalítico. Consisten en un pequeño elemento sensor llamado a veces
“perla”, “pellistor” o “siegistor”, siendo estas dos últimas marcas registradas para
estos dispositivos comerciales. Constan de una bobina de alambre de platino
calentada eléctricamente, cubierta por una base de cerámica, por ejemplo de
alúmina, y finalmente con una capa exterior de catalizador de paladio o rodio
dispersa en un sustrato de torio, como se muestra en la figura 1.10.
Este tipo de sensores funciona basándose en el principio de que cuando una
mezcla de gas o aire combustible pasa sobre la superficie del catalizador caliente,
se produce la combustión, y el calor desprendido incrementa la temperatura de la
“perla”. Esto a su vez altera la resistencia de la bobina de platino y se puede medir
usando la bobina como un termómetro de temperatura en un circuito de puente
eléctrico. El cambio de resistencia está directamente relacionado con la
14
Principios de la detección de gas.
http://www.honeywellanalytics.com/esES/gasdetection/GasPrinciples/Paginas/default.aspx. (Consultada 21-11-11).

55
concentración de gas en la atmósfera circundante, y se puede mostrar en un
medidor o en cualquier otro dispositivo indicador parecido.
Figura 1.10 Elementos que conforman el detector catalítico de gas hidrógeno. (Guía práctica para monitorear
gases peligrosos, http://www.atsintech.com/tablas/ISTBook.pdf.)
Para asegurar la estabilidad de la temperatura bajo condiciones ambientales
cambiantes, los mejores sensores catalíticos usan perlas térmicas adaptadas. Se
sitúan en ramas opuestas de un puente Wheatstone, y el sensor “sensible”
(llamado generalmente sensor “s”) reaccionará con cualquier gas combustible
presente, mientras que un sensor de equilibrio, “inactivo” o “no sensible” (n-s) no lo
hará. El funcionamiento inactivo se consigue cubriendo la perla con una película
de cristal o bien desactivando el catalizador, de forma que actúe sólo como un
compensador de cualquier cambio de humedad o temperatura externa.
La estabilidad del funcionamiento se puede mejorar aún más utilizando sensores
resistentes a venenos. Éstos tienen una mayor resistencia a la degradación
provocada por sustancias como siliconas azufre y compuestos del plomo que
rápidamente pueden desactivar (o “envenenar”) otros tipos de sensores catalíticos.

56
1.4 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PARA LOS SENSORES Y
TRANSMISORES.
Para asegurarnos de una protección óptima, el sistema de detección de gas y
fuego debe calibrarse periódicamente siguiendo un calendario. Debido a que todas
las aplicaciones son diferentes, el tiempo entre las recalibraciones programadas
puede variar de una instalación a otra. La recalibración puede no ser necesaria,
sin embargo una revisión frecuente provee una mayor confiabilidad.
Debe realizarse una calibración en los siguientes casos:
 Cuando se ponga en servicio un nuevo sistema.
 Cuando se cambie el sensor.
 Periódicamente, para verificar el funcionamiento correcto de detectores de
combustible, gases tóxicos y oxígeno.
Los detectores de combustible, gases tóxicos y oxígeno normalmente se calibran
cada 90 días. Sin embargo, la frecuencia depende de los requisitos de cada
aplicación.
La pérdida de sensibilidad pude ser causada por varios factores. Una causa
común es el taponamiento de filtros hidrofóbicos o de materiales aglomerados, con
suciedad, aceite, pintura, etc. Los problemas de esta naturaleza no serán
detectados por los circuitos de diagnóstico del transmisor cuando se usen
sensores catalíticos o electroquímicos. Cuando se usa el transmisor con
detectores infrarrojos Pointwatch, la contaminación de sus superficies ópticas será
anunciada. Al hacer la calibración, el operador debe examinar el filtro y el sensor.
Si están sucios o taponados, deben reemplazarse.
AUTOCALIBRACIÓN.
La Autocalibración es un procedimiento de calibración automático que no requiere
ajustes por parte del operador, estos los hace automáticamente el transmisor. A
continuación se mencionan los pasos a seguir para realizar la Autocalibración:

57
1. Asegúrese de que el transmisor esté correctamente programado para la
concentración de gas que se está usando para calibración. Si es necesario,
vuelva a programar el transmisor. Si no se hace esto, se afectará mucho la
respuesta del sistema.
2. Asegúrese de que sólo haya aire puro en el sensor (el microprocesador
comienza a tomar lecturas de cero inmediatamente después de entrar al
modo de calibración). Si existe la posibilidad de gases de fondo, purgue el
sensor con aire puro para asegurarse de que la calibración sea exacta.
3. Sostenga el imán de calibración a un lado del transmisor, donde el
interruptor magnético de calibrar/ restablecer (CAL/RESET) se encuentra
localizado para entrar al modo de calibración. La pantalla mostrará la
secuencia de ajustes (tarda aproximadamente 7 segundos), y luego entrará
al modo de calibración. Esto es indicado cuando la porción derecha de la
pantalla muestra un mensaje alternante de “ZERO CAL”. La porción
izquierda de la pantalla muestra el nivel de gas.
4. Cuando los cálculos del cero se completan (mínimo de 15 segundos), el
transmisor indicará al operador que aplique el gas de calibración. Esto se
indica en la porción derecha de la pantalla con un mensaje alternante de
“APLY GAS”. En esta parte del proceso es importante que se conozcan
todos los elementos que conforman el kit de calibración, los cuales se
muestran en la figura 1.11.

58
Figura 1.11. Elementos que conforman el kit de calibración para el sensor infrarrojo PIR9400. En cada sensor
se utiliza un kit diferente, debido a que son diferentes muestras de gas, sin embargo los elementos son los
mismos. (Modificada de Detector electronics corporation, 2009).
5. Aplique el gas de calibración al sensor al sensor poniendo la copa de
calibración sobre el sensor (o instalando directamente el conector y tubo de
inyección en detector) y abriendo la válvula del cilindro de gas de
calibración. El valor indicado en el lado izquierdo de la pantalla digital
comienza a subir y la porción derecha de la pantalla muestra un mensaje
alternante de “GAS ON”.
6. Cuando el microprocesador ha completado exitosamente los ajustes de
amplitud sin fallas, la porción derecha de la pantalla digital muestra un
mensaje alternante de “CAL OK” dos veces, y luego muestra un mensaje
alternante de “RMV GAS”. El valor en el lado izquierdo de la pantalla indica
la concentración de gas. Si ocurre una falla, un mensaje alternante indica la

59
falla que ha ocurrido y aparece en pantalla el mensaje de “RMV GAS”. En
este caso, quite el gas y corrija la falla. Después de que la falla haya sido
eliminada, comience la calibración otra vez.
7. Quite el gas de calibración. La lectura de concentración de gas indicada en
el lado derecho comenzará a disminuir. Cuando el nivel de gas baje a un
valor menor al punto de control de alarma más bajo, el transmisor
automáticamente saldrá del modo de calibración. Una lectura de
sensibilidad que puede usarse como indicador para determinar la vida del
sensor aparece por siete segundos antes de que el transmisor regrese a la
operación normal. Cualquier lectura arriba de 100 indica que el sensor está
en buenas condiciones. Si el sensor tiene una mala calibración, es decir
que la lectura está debajo de 100, la pantalla mostrará “RMV GAS”, seguida
de “REPLACE SENSOR”, y la lectura de la amplitud no aparecerá en
pantalla. Si se completa con éxito la calibración, todas las salidas e
indicadores regresarán a la operación normal.
Es necesario mencionar que la calibración es un procedimiento sencillo en este
tipo de transmisores y sensores, el cual no lleva mucho tiempo. Sin embargo,
debido a la peligrosidad de los gases que se encuentran monitoreando es
recomendable contar con varios repuestos calibrados según la aplicación lo
requiera, para que en un momento dado ningún área quede desprotegida.
CALIBRACIÓN MANUAL.
La calibración manual se hace exactamente como la automática que se mencionó
anteriormente, excepto que cuando aparecen en pantalla las lecturas de cero y
amplitud (concentración de gas de calibración) y el operador determina que están
estables, deben ser manualmente aceptadas como puntos de calibración
sosteniendo el imán de calibración cerca del interruptor magnético de
calibrar/restablecer (CAL/RESET).

60
1.5 MANTENIMIENTO DE LOS SENSORES.
Los circuitos de detección de fallas verifican continuamente problemas que
podrían impedir la respuesta adecuada del sistema. No verifica la operación de
equipos externos de respuesta o de cableados a estos aparatos. Es importante
revisar cuando se instale el sistema y a intervalos periódicos como parte del
programa de mantenimiento continuo.
Durante el proceso de mantenimiento es necesario desactivar todos los
dispositivos que sean accionados por el sistema para prevenir una activación
indeseada de ese equipo, y volver a activarlos cuando se complete la revisión.
Los sensores electroquímicos cuentan con un filtro hidrofóbico para proteger al
sensor contra contaminantes del ambiente, y también hace posible la operación
del sensor en ambientes húmedos sin problemas de taponamiento. El operador
debe inspeccionar frecuentemente el filtro hidrofóbico para asegurarse que
permanezca limpio. Un filtro sucio puede reducir significativamente la cantidad de
gas que llega al sensor, reduciendo por consiguiente la habilidad del sistema para
responder a una condición peligrosa. Si el filtro se ensucia o se daña debe ser
reemplazado. Para poder ofrecer un mejor mantenimiento y reemplazo en caso de
ser necesario, es importante conocer cada una de las partes que conforman el
sensor, las cuales se muestran en la figura 1.12.
El proceso de mantenimiento para los demás detectores se realiza de una manera
sencilla, una inspección visual y por supuesto una prueba de la respuesta del
detector es suficiente. Esto se logra inhibiendo el detector del sistema para evitar
falsas alarmas y suministrando gas al sensor del kit de calibración, para comparar
la respuesta que provoca en el sistema y verificar que los valores de mili amperaje
correspondan con el rango del detector, es decir 12 mA sería un cincuenta por
ciento del total del rango.

61
Figura 1.12 Elementos que conforman el detector de gas tóxico H2S. (Modificada de Detector
electronics corporation, 2009).
1.6 TIPOS DE ALARMAS.15
A continuación se describen los diferentes tipos de alarmas que se pueden
presentar en la plataforma. En la figura 1.12 se muestra uno de los semáforos del
SDMC G&F, en donde se puede observar una condición normal, ya que la luz
verde es la que está encendida.
15
Comité de normalización de petróleos mexicanos y organismos subsidiarios. NRF-210-PEMEX-2008: Sistemas de gas y
fuego, Detección y alarmas. México, 2008.

62
Figura 1.13 Semáforo que muestra la condición normal del sistema de G&F.
1.6.1 ALARMAS AUDIBLES.
El objetivo de estas alarmas es dar a conocer a todo el personal que se encuentre
en la plataforma, sobre la presencia de una condición anormal en la plataforma
(fuego, detección de gas tóxico, detección de gas combustible, detección de gas
hidrógeno, hombre al agua, abandono de plataforma).
Para el caso de las alarmas audibles, la UPR de F&G dará prioridad a los eventos
haciendo sonar el tono de la alarma correspondiente por medio del generador de
tonos del sistema de detección y alarma.
El generador de tonos será capaz de producir los sonidos mencionados en su
especificación. Los diferentes tipos de sonidos serán utilizados para distinguir el
tipo de riesgo detectado a través de los sensores y/o estaciones manuales de

63
alarma, debiendo contar con amplificador para emitir los mensajes hablados, tonos
e intensidad de sonido indicadas en la especificación referida, estas indicaciones
operarán en caso de emergencia.
La señal de audio hacia las alarmas audibles se originarán en el generador de
tonos/ amplificador que, a su vez, recibirá las excitaciones para la emisión de los
diferentes tonos y mensajes de alarma desde la UPR del sistema de Gas y Fuego.
Las alarmas audibles serán silenciadas automáticamente al desaparecer la señal
del dispositivo que la originó, esto se hará desde la UPR de Gas y Fuego.
La tabla 1.3 muestra las características de prioridad, riesgo/mensaje y tono/sonido
que deben tener las alarmas audibles de acuerdo a la norma: NRF-210-PEMEX-
2008 “Sistema de Gas y Fuego- Detección y Alarmas”.
PRIORIDAD RIESGO/AVISO TONO/SONIDO FRECUENCIA REPETICIÓN
1
ABANDONO DE
PLATAFORMA
SIRENA
EXTREMADAMENTE
RAPIDA
560-1055Hz
6 CICLOS/SEG.
2 ALTA CONCENTRACIÓN
DE GAS TÓXICO (H2S).
SIRENA LENTA
TEMPORAL
BAJO 424 Hz
ALTO 77 Hz
15
CICLOS/SEG.
3 FUEGO SIRENA RAPIDA 560-1055Hz 3.3
CICLOS/SEG.
4
ALTA CONCENTRACIÓN
DE GAS COMBUSTIBLE
CORNETA
CONTINUA 470 Hz CONTINUO
5 HOMBRE AL AGUA ALTERNANTE
ALTO-BAJO
BAJO 363 Hz
ALTO 518 Hz
60
CICLOS/SEG.
6 PRUEBA/SIMULACRO
CORNETA
INTERMITENTE
LENTA
470Hz
50
CICLOS/SEG.
Tabla 1.3 Características de las alarmas del sistema de G&F. (Comité de normalización de
petróleos mexicanos y organismos subsidiarios, 2008).

64
Para asegurar la audibilidad en áreas interiores será de 85 dB a una distancia de
3m. Para las alarmas audibles en áreas exteriores, la intensidad sonora será de
104 dB a 3m.
Las bocinas para áreas exteriores son del tipo corneta, adecuadas para ambiente
marino altamente corrosivo.
Las bocinas para áreas exteriores son del tipo bafle, para clasificación general
(NEMA 1).
Cuando la causa de la alarma desaparezca, será necesario restablecer el sistema
para que este vuelva a su condición normal de operación.
En el caso de presentarse varios eventos al mismo tiempo, solo sonará la alarma
del evento que tenga mayor prioridad.
1.6.2 ALARMAS VISIBLES.
Las alarmas visibles permiten alarmar de manera visual al personal que se
encuentra tanto en el interior y exterior del módulo habitacional, como en el área
de servicios, a todo el personal que se encuentra en los diferentes niveles del
módulo habitacional, sobre la existencia de una condición de emergencia en la
plataforma, estas condiciones serán detectadas por los elementos primarios de
detección del sistema de Gas y Fuego y activadas por la UPR de F&G de la
plataforma. De acuerdo a cada evento detectado.
El código de colores para cada condición de alarma se muestra en la tabla 1.4.

65
COLOR TIPO RAZÓN DE ALARMA
VERDE CONTINUO CONDICIÓN NORMAL.
ROJO INTERMITENTE FUEGO.
AMARILLO
/AMBAR
INTERMITENTE
ALTA CONCENTRACIÓN DE
GAS COMBUSTIBLE /
HIDRÓGENO.
AZUL INTERMITENTE
ALTA CONCENTRACIÓN DE
GAS TÓXICO.
TRANSPARENTE/
BLANCO INTERMITENTE
ABANDONO DE PLATAFORMA.
VIOLETA INTERMITENTE HOMBRE AL AGUA.
Tabla 1.4 Colores que representan la condición del sistema de G&F. (Comité de normalización de
petróleos mexicanos y organismos subsidiarios, 2008).
Todas las luces serán intermitentes de 65 a 90 destellos por minuto, excepto la
verde que será de tipo continuo con una potencia de 100 candelas; las luces
intermitentes deberán tener una potencia de destello de 200,000 a 300,000
candelas pico para las alarmas visibles interiores y de 700,000 a 1, 000,000 de
candelas pico para las alarmas visibles exteriores.
Cuando la causa de la emergencia desparezca, será necesario restablecer el
sistema, para que este vuelva a su condición normal de operación (luz verde
encendida).
Para el caso de la alarma de hombre al agua (color violeta) esta sólo alarmará en
el lugar donde se haya activado la estación manual de alarma y el nivel de
servicios de la plataforma.
En el caso de presentarse varios eventos al mismo tiempo, todas las luces
correspondientes a cada uno de los eventos presentes se activarán, excepto la luz
verde que solo permanecerá encendida si no se presenta ninguna de las señales
de alarma.

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