Di Sergei Mukminov, caporedattore, Refindustry.com
Nel corso degli anni, gli impianti di refrigerazione industriale ad ammoniaca accumulano documentazione sulla sicurezza: P&ID, procedure operative standard, elenchi degli allarmi, piani di emergenza e registri di manutenzione. Il problema non è che le informazioni non esistano, ma che risiedono in sistemi separati e raramente raggiungono le persone che prendono decisioni sul campo. Kushal Aurangabadkar, responsabile dell’ingegneria presso Cargill con quasi 14 anni di esperienza nella produzione alimentare e nella sicurezza di processo, nonché autore per Refindustry di I primi 90 giorni con i sistemi di refrigerazione ad ammoniaca, ha individuato questa lacuna e sviluppato un framework per colmarla.
LOOP-BAR è l’acronimo di Layered Operations Overlay with PSM Barrier Assurance Register e sovrappone gli strati di protezione direttamente agli schemi del sistema di refrigerazione, collegando ciascuna misura di protezione a un responsabile definito, a uno standard prestazionale e a evidenze verificabili del suo funzionamento. In questa intervista scritta con Refindustry, Aurangabadkar spiega come è stato sviluppato il framework, in che modo si differenzia dagli strumenti di sicurezza esistenti e che cosa occorre per implementarlo nella pratica.
Contesto
Ha quasi 14 anni di esperienza nella produzione alimentare e nella refrigerazione industriale ad ammoniaca. In che modo questa esperienza l’ha portata a sviluppare LOOP-BAR?
La mia esperienza comprende la progettazione dei sistemi, le attività operative degli impianti e la gestione della sicurezza di processo, quindi ho potuto osservare questi sistemi sia dal punto di vista ingegneristico sia da quello operativo. Mi sono specializzato nella refrigerazione ad ammoniaca perché si trova al punto d’incontro tra affidabilità, efficienza e sicurezza. Nel tempo mi sono concentrato sempre di più sulla riduzione del divario tra il modo in cui questi sistemi vengono progettati e il modo in cui vengono effettivamente gestiti e protetti sul campo.
Qual è stato il momento in cui ha capito che l’approccio esistente non era sufficiente?
Il punto di svolta è stato rendermi conto che i team comprendono i sistemi di refrigerazione come percorsi dei fluidi, mentre la sicurezza viene spesso insegnata come una serie di liste di controllo scollegate tra loro. Gli impianti possono disporre di solide basi ingegneristiche, come P&ID, SOP, registri degli allarmi e programmi di manutenzione, ma raramente questi strumenti vengono integrati in modo da offrire agli operatori una visione pratica unitaria di pericoli, misure di protezione, responsabilità e verifiche. Di conseguenza, l’esistenza delle barriere può essere data per scontata anziché confermata, i sistemi di controllo possono essere scambiati per strati di protezione e la responsabilità delle misure di protezione critiche può diventare poco chiara. Lavorando in ambienti di trasformazione alimentare, nei quali sia l’affidabilità sia la sicurezza sono essenziali, ritenevo che questo approccio non fosse sufficiente per il processo decisionale del personale in prima linea. Volevo creare uno strumento che aiutasse i team, in particolare i nuovi assunti, a comprendere il collegamento diretto tra il sistema di refrigerazione ad ammoniaca e il programma di gestione della sicurezza di processo. È stata questa esigenza a portare, in ultima analisi, a LOOP-BAR.
Quanto tempo ha richiesto lo sviluppo e chi vi ha partecipato?
LOOP-BAR è stato sviluppato nell’arco di diversi mesi attraverso un lavoro iterativo su scenari reali di refrigerazione ad ammoniaca. Ho guidato lo sviluppo dal concetto iniziale fino alla creazione di un framework operativo utilizzabile. Sebbene il framework abbia beneficiato del contributo del personale operativo e addetto alla refrigerazione, sono stato responsabile della metodologia di base, dell’approccio di visualizzazione e della struttura delle barriere.
Il framework
Quale problema risolve LOOP-BAR che gli strumenti esistenti, come P&ID, SOP e PHA, non risolvono?
Nella refrigerazione ad ammoniaca, questi strumenti ingegneristici sono essenziali, ma rimangono compartimenti stagni. Ciò che manca è un collegamento diretto e visivo tra il sistema di refrigerazione e le misure di protezione che ne garantiscono la sicurezza. LOOP-BAR risolve questo problema sovrapponendo direttamente allo schema del sistema di refrigerazione gli strati di protezione e i pericoli critici identificati in ciascun nodo, collegando inoltre ogni barriera alla sua funzione, al suo responsabile e alla prova oggettiva del suo funzionamento.
LOOP-BAR non sostituisce P&ID, SOP o PHA. Rende la loro logica di sicurezza visibile e verificabile in un unico luogo. Trasforma la sicurezza da documentazione a strumento operativo. I team possono vedere immediatamente quali sono i pericoli tipici di ciascun nodo, quali misure di protezione proteggono ogni nodo, se tali protezioni sono realmente indipendenti e in che modo vengono verificate e sottoposte a prova.
Che aspetto ha concretamente uno schema LOOP-BAR?
È un circuito di refrigerazione semplificato, organizzato in nodi pratici: compressione, condensazione, ricevitore/stoccaggio, distribuzione del liquido, evaporazione e ritorno/aspirazione. Su ciascun nodo, gli strati di protezione sono codificati mediante colori e posizionati esattamente nel punto in cui intervengono: barriere ingegnerizzate, interblocchi e arresti, allarmi con intervento dell’operatore, controlli amministrativi e strati di emergenza o mitigazione. Ogni strato è classificato in base alla funzione: prevenire, rilevare, isolare, mitigare o ripristinare.
Dietro questo livello visivo si trova il Barrier Assurance Register, il BAR, un insieme strutturato di dati che definisce l’evento di attivazione, l’azione, lo standard prestazionale, il responsabile e le evidenze di verifica di ciascuna barriera.
Perché è importante distinguere tra un circuito di controllo e uno strato di protezione?
I circuiti di controllo sono progettati per mantenere in funzione il processo. Gli strati di protezione sono progettati per mantenere il sistema in sicurezza quando qualcosa non funziona correttamente. Non a tutte le misure di protezione può essere riconosciuto il valore di strato di protezione indipendente, soprattutto quando più strati condividono lo stesso sensore, PLC o fonte di alimentazione. Se non vengono distinti, si finisce per sovrastimare il livello di protezione.
Uno dei problemi più comuni che riscontriamo è la dipendenza comune: più misure di protezione che dipendono dallo stesso sensore, PLC o fonte di alimentazione. Quando LOOP-BAR viene applicato per la prima volta, una parte significativa delle misure di protezione presunte non supera la verifica dell’indipendenza. Tali misure vengono riclassificate come strati di supporto anziché come strati di protezione indipendenti. Questa consapevolezza è spesso uno dei risultati più preziosi del framework.
Nella pratica
Ci illustri uno scenario concreto, un evento di alta pressione nel ricevitore. In che modo LOOP-BAR modifica ciò che gli operatori vedono e il modo in cui reagiscono?
Consideriamo uno scenario di alta pressione nel ricevitore, nel quale l’ammoniaca liquida rimane inavvertitamente intrappolata durante l’isolamento mediante valvole. Quando il liquido intrappolato si riscalda, l’espansione idrostatica può determinare un rapido aumento della pressione. Tradizionalmente, questo pericolo può rimanere nascosto nelle SOP o nella documentazione PHA. Con LOOP-BAR diventa visibile a livello operativo nel nodo in cui assume rilevanza.
Operatori e tecnici possono vedere immediatamente le barriere che intervengono direttamente su tale scenario: il corretto allineamento delle valvole e le procedure di isolamento per evitare che il liquido rimanga bloccato, lo scarico idrostatico o una protezione ingegnerizzata contro l’espansione nei punti in cui il liquido può rimanere intrappolato, lo scarico della pressione del recipiente e qualsiasi funzione di allarme o arresto progettata per rispondere all’aumento della pressione. LOOP-BAR separa inoltre queste barriere dirette contro la sovrapressione dagli strati di mitigazione delle conseguenze, come il rilevamento dei gas, la ventilazione e la risposta alle emergenze, che diventano importanti in caso di rilascio.
La differenza fondamentale è che ogni barriera non viene semplicemente elencata, ma è collegata a uno standard prestazionale, a un responsabile e alla prova oggettiva della sua funzionalità. Pertanto, invece di chiedere «Disponiamo di misure di protezione?», la domanda diventa: «Quali barriere previste per questo scenario sono attualmente in buono stato?». Se l’ispezione di un dispositivo di scarico è scaduta, un allarme è compromesso o un rilevatore non è calibrato, tale condizione è visibile e determina l’adozione di misure durante il passaggio di consegne tra turni, la pianificazione dei lavori e le revisioni operative.
Chi è responsabile del Barrier Assurance Register e come viene mantenuto?
La responsabilità è distribuita, ma chiaramente definita. Per ciascuna barriera è previsto un ruolo responsabile: Manutenzione o Ingegneria per i sistemi meccanici, Strumentazione e Controlli per gli interblocchi, Operazioni per la risposta agli allarmi e le procedure, EHS per i sistemi di rilevamento e di emergenza. Il BAR viene mantenuto collegandolo direttamente ai CMMS esistenti per le ispezioni e le prove, ai sistemi di calibrazione per la strumentazione, ai registri di formazione per la risposta degli operatori e alla documentazione delle esercitazioni per gli strati di emergenza. Se la prova di una barriera è scaduta, diventa un indicatore anticipatore, poiché è visibile, monitorata e prioritaria anziché nascosta in sistemi separati.
Dove offre LOOP-BAR il valore più immediato?
Il valore più immediato emerge nella chiarezza e nella rapidità del processo decisionale. In termini pratici, gli impianti riscontrano miglioramenti nell’identificazione di misure di protezione deboli o dipendenti prima che si verifichino incidenti, nella riduzione del tempo impiegato durante le PHA, nel miglioramento della preparazione agli audit e della tracciabilità e nel rafforzamento delle discussioni durante il passaggio di consegne tra turni. Uno degli indicatori misurabili più significativi è il tasso di completamento delle attività relative allo stato delle barriere, ossia la percentuale di attività di verifica completate nei tempi previsti. Gli impianti registrano un miglioramento evidente perché responsabilità e requisiti sono definiti con chiarezza. Il framework svolge inoltre un ruolo importante nella formazione dei nuovi assunti, aiutando gli operatori a conoscere il sistema di refrigerazione nel suo contesto.
Implementazione e ambito di applicazione
Di che cosa ha bisogno un impianto per implementare LOOP-BAR da zero, in termini di tempo, risorse e competenze?
LOOP-BAR è stato intenzionalmente progettato per utilizzare ciò di cui gli impianti già dispongono. L’implementazione prevede generalmente la creazione di uno schema semplificato del circuito, l’identificazione degli scenari di pericolo critici per ciascun nodo, la sovrapposizione degli strati di protezione esistenti e la creazione del Barrier Assurance Register. Se i P&ID e le informazioni sulla sicurezza di processo sono aggiornati, un sistema pilota può essere implementato in poche settimane utilizzando un piccolo team interfunzionale composto da personale di ingegneria, operazioni e manutenzione, senza richiedere nuovi software o investimenti di capitale rilevanti. Il requisito fondamentale non riguarda gli strumenti, bensì l’allineamento tra le diverse discipline.
LOOP-BAR può essere applicato ai sistemi a CO2 o ad altri refrigeranti?
Sì. Il framework si basa sui principi generali della sicurezza di processo, in particolare sulla Layer of Protection Analysis. La stessa struttura si applica alla CO2 o ad altri refrigeranti. Gli scenari di pericolo, i tipi di barriera e gli standard prestazionali sarebbero diversi, poiché i sistemi a CO2 possono porre maggiore enfasi su intervalli di pressione differenti, strategie di rilevamento e rischi specifici delle apparecchiature, ma il concetto di mappare gli strati di protezione e verificarne l’indipendenza rimane invariato.
Grazie, Kushal, per aver condiviso le sue considerazioni!
Gli ingegneri della refrigerazione e i responsabili della sicurezza interessati ad approfondire LOOP-BAR possono contattare direttamente Kushal Aurangabadkar su LinkedIn.
