Transformación de Operaciones en Industria de Procesos: Gestión Digital para Seguridad y Eficiencia

Prefacio: La Operación Segura es la Prioridad Absoluta de la Industria de Procesos

Refinerías y plantas petroquímicas manejan materiales y procesos peligrosos. Su operación 24/7 plantea inmensos retos de seguridad, cumplimiento y fiabilidad. Aunque hay énfasis continuo en competitividad, calidad de producto y satisfacer demanda social de suministro estable, el foco primordial de cada planta es operar de forma segura y ambientalmente sostenible.

Digitalización en la Industria de Procesos: Un Camino Definitivo

En los últimos 5‑10 años, diversos actores han generado gran interés en características de Industria 4.0: automatización, robótica, IIoT, blockchain, cloud computing, integraciones IT/OT. Empresas líderes han desplegado procesos de negocio automatizados con sistemas robustos de gestión de datos, analítica preventiva y predictiva, gemelos digitales, etc. Shell, Exxon, BP, Reliance, Aramco han implementado estas tecnologías de forma variada e integrada para beneficios holísticos. Proyectos abarcan: mejora de producción, gestión ágil de oportunidades de mejora de beneficio (PIO), cumplir calidad requerida con mínimas concesiones, procesar materias primas más baratas.

Muchos proyectos de automatización/digitalización también se implementaron para mejorar seguridad de proceso, seguridad laboral, cumplimiento ambiental, fiabilidad de equipos y operaciones, integridad de planta. Casi todas las plantas han intentado avanzar en digitalización con cautela, evaluando costes y beneficios.

Gestión de Operaciones

Operaciones de planta de proceso se dividen en dos verticales: operaciones de turno y operaciones diurnas. Turnos: horario 24/7. Objetivo: ejecutar todas actividades de forma segura e impecable. Tres aspectos:

1. Operar planta y equipos dentro de ventana operativa definida siempre
2. Realizar operaciones según procedimientos definidos
3. Operar según planes e instrucciones de operaciones diurnas

Típicamente ~40 % de equipos rotativos en standby, resto en marcha. Según estado del equipo, su «ventana operativa» se define y debe mantenerse. Planta en parada también debe vigilarse y mantenerse en estado de parada definido. No es raro ver en paradas: columnas en sobrepresión o tanques desbordados, causando eventos indeseables.

Revisión rápida de accidentes pasados: situaciones surgen por operar sin procedimiento establecido o usando procedimiento incorrecto.

Equipo de turno necesita planes e instrucciones por escrito para evitar malentendidos. Descargar cisterna en tanque equivocado o despachar producto erróneo a cliente no son infrecuentes sin planes/instrucciones.

Objetivo de operaciones diurnas: visión a medio plazo de operaciones alineada con planes de negocio. Colaboran con personal técnico/ingeniería y aseguran ventana operativa correcta definida y disponible para turnos. También aseguran que todos los procedimientos requeridos estén disponibles. Tarea diaria: suministrar planes de producción e instrucciones operativas al equipo de turno.

Operaciones diurnas también velan por competencias requeridas del personal de campo, con programa elaborado para definirlas y desarrollarlas.

Además de turnos y diurnas, tercer ángulo: operaciones de sitio. Objetivo: administración y gobernanza de todos los programas y actividades del sitio. Varios departamentos y funciones aseguran que metas globales del sitio/empresa se definan y cumplan.

Diagrama cortesía del autor.

Digitalización de la Gestión de Operaciones

Para cumplir metas de turnos, diurnas y sitio, varios aspectos de su gestión pueden digitalizarse.

Digitalizar Ventana Operativa

En operación tradicional, ventana operativa es documento en Excel, Word o PDF. Revisado y revisado cada 3‑12 meses. Pero planta funciona con ventana integrada en DCS como alarmas, y turnos deben operar dentro.

Como plantas operan bajo varios estados y equipos en diferentes estados a la vez, es beneficioso definir ventana operativa para todos los equipos y procesos contra distintos estados en plataforma digital. Este conjunto de datos digital se despliega sobre plataforma IT y, integrado eficazmente con DCS en tiempo real, asegura que turnos puedan consultar ventana definida en tiempo real y operar en consecuencia.

Honeywell, Emerson, Yokogawa y otros han desarrollado aplicaciones IT que contienen ventana operativa digital e integran con DCS. Consorcio de Situaciones Anormales (promovido por Shell, Exxon, Emerson, Honeywell) analizó que ~40 % de fallos o degradaciones de equipos se evitan si operan dentro de ventana definida siempre. Plataforma digital permite a turnos estar continuamente conscientes de la ventana correcta y controlar equipos y condiciones de proceso en tiempo real.

Digitalizar Procedimientos y Listas de Verificación

Turnos reciben procedimientos operativos estándar (POS). Casi todas actividades típicas de turno documentadas como POS. A menudo incluyen listas de verificación. POS suelen estar en Word/PDF, bien gestionadas en sistema de gestión de contenidos en plataforma IT. Turnos imprimen y usan según prácticas. Listas rellenadas se archivan o escanean y suben.

Oportunidad: digitalizar POS y listas. POS y listas digitalizadas pueden personalizarse por equipo tan rigurosamente que se evita usar lista o procedimiento incorrecto en cualquier tarea de turno.

Digitalizar Planes e Instrucciones Operativas

Instrucciones operativas se comunican escribiendo en registro en sala de control. Equipo de turno lee y firma para acuse de recibo.

Al digitalizar planes e instrucciones, es fácil monitorizar cómo el equipo siguió instrucciones y qué dificultades enfrentó ejecutándolas. Permite analizar eventos y tendencias frente a instrucciones de turno, e incluso «activar» instrucciones bajo ciertas condiciones para evitar dependencia de personas en situaciones contextuales.

Digitalizar Marco de Competencias

Competencias de personal de campo se pulen según oportunidades de practicar tareas. Tareas de turno: monitorización de condición de equipos, cambios, aislamientos y traspasos, arranque/parada, etc. Son los primeros en encontrar emergencias y responder con acciones adecuadas.

Práctica tradicional: competencias definidas y medidas por sesiones de formación asistidas, tests superados, horas en simuladores, etc. En marco digitalizado, es posible medir oportunidades reales que tuvo un operador: lavado contracorriente de banco de filtros, regeneración de lecho de tamiz molecular, aislamiento y traspaso seguro de equipo. Acciones exitosas y fallos en ejecución se rastrean digitalmente para mejora.

Digitalizar Operaciones de Sitio

Operaciones de sitio: administración y gobernanza. Define y gestiona estándares, procedimientos, prácticas, políticas centrales. Abarca coordinación de negocio; planificación y programación; gestión de inventario y materiales; contratistas; RRHH; cumplimiento normativo; compromiso con clientes, proveedores, comunidad; seguridad; y más.

Digitalización ofrece oportunidades de mejorar eficiencia en muchos aspectos, especialmente planificación de producción y control de inventario. Ayuda en control y aseguramiento de calidad; control de costes; gestión de catalizadores, químicos, materiales; contratistas; etc.

Para mejorar seguridad, varios tipos de información de seguridad de proceso pueden digitalizarse: PFDs, P&IDs, fichas de datos. Digitalización integral —apoyada en estructuras de datos robustas de procesos de gestión de seguridad de proceso (PSM)— dará beneficios a corto y largo plazo.

Otros Beneficios de la Digitalización

La digitalización de actividades de gestión de operaciones da inmensos beneficios. Uno destacable: potencial para desarrollar modelos y realizar analítica. Datos digitalizados sirven para diagnóstico, analítica preventiva y prescriptiva, predecir vida residual de equipos, longitud de ciclos de catalizadores, control estadístico de proceso, etc. En muchos casos, digitalización bien hecha da mejores insights sobre capacidades y límites del proceso, útiles para planificación más efectiva.