Capítulo 24 — Infraestructura crítica y seguridad sectorial: métodos I

Capítulo 24 — Infraestructura crítica y seguridad sectorial: métodos I

Mapa de la lección

Lección 24 publicada. Mapa, ejemplo, EX047.

flowchart TD
  N0["Resultados de aprendizaje y conexión"]
  N1["24.1 Ajustar el método a la pregunta"]
  N2["24.2 Evaluación de riesgos estructurada"]
  N3["24.3 Simulación con verificación y validación"]
  N4["24.4 Ejercicios con personas"]
  N5["24.6 Actividad práctica"]
  N6["Síntesis del capítulo"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> N6
  N6 --> EX["Ejemplo resuelto"]
  EX --> Q["Ejercicio EX047"]

Dibujo lógico

flowchart LR
  N0["Resultados de aprendizaje y conexión"]
  N1["24.1 Ajustar el método a la pregunta"]
  N2["24.2 Evaluación de riesgos estructurada"]
  N3["24.3 Simulación con verificación y validación"]
  N4["24.4 Ejercicios con personas"]
  N5["24.6 Actividad práctica"]
  N6["Síntesis del capítulo"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> N6 --> Q["EX047"]

[Resultados de aprendizaje y conexión]
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[24.1 Ajustar el método a la pregunta]
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[24.2 Evaluación de riesgos estructurada]
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[24.3 Simulación con verificación y validación]
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[24.4 Ejercicios con personas]
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[24.6 Actividad práctica]
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[Síntesis del capítulo]
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    v
[Ejemplo resuelto] --> [Ejercicio EX047]

Resultados de aprendizaje y conexión

Al terminar este capítulo, usted podrá (1) seleccionar métodos de análisis adecuados para una pregunta de diseño: evaluación de riesgos, STPA, simulación, experimento en banco de pruebas, ejercicio de mesa; (2) realizar una evaluación de riesgos estructurada y documentarla de forma reproducible; (3) planificar un estudio de simulación con verificación y validación explícitas; y (4) elegir una evidencia proporcionada a la decisión. Se apoya en los capítulos 15, 21 y 23 y prepara el taller de diseño (capítulo 25).

24.1 Ajustar el método a la pregunta

Los proyectos de ingeniería usan varios; un error común es usar un método para responder la pregunta de otro, por ejemplo, un ejercicio de mesa que «muestra» que un tiempo de restauración es alcanzable.

24.2 Evaluación de riesgos estructurada

Una evaluación reproducible documenta: alcance y supuestos; versión del modelo del sistema; fuentes de amenaza y sus capacidades supuestas; escenarios (evento de amenaza → vulnerabilidad → consecuencia); controles existentes; escalas de probabilidad y de consecuencia con sus definiciones; calificaciones con su justificación; y controles recomendados. Las escalas deben definirse en los términos de la organización (personas-hora sin agua, no «alto»). Las calificaciones sin justificación son opiniones; con justificación, pueden cuestionarse y mejorarse. Las escalas del TMRP usan personas-hora sin agua en el hospital y en los demás clientes, de modo que las calificaciones significan lo mismo para los operadores y para los directivos.

24.3 Simulación con verificación y validación

La verificación pregunta si el modelo está implementado correctamente (¿hace el código lo que dice el modelo?); la validación pregunta si el modelo representa la realidad lo bastante bien para su propósito. Sargent (2013) describe técnicas: comparación con resultados analíticos (el Euler del Lab 1 frente a la solución exacta), pruebas en condiciones extremas, comparación con datos históricos, validez aparente ante los operadores y análisis de sensibilidad. Enuncie el uso previsto del modelo; un modelo válido para estimar la autonomía puede no serlo para analizar los transitorios de presión.

Para el TMRP, el modelo de autonomía se valida con una interrupción planificada histórica antes de usarlo en el escenario combinado de pérdida de la red eléctrica y de la telemetría.

24.4 Ejercicios con personas

Los ejercicios de mesa recorren con un equipo un escenario para probar los planes, los roles y las decisiones; los ejercicios funcionales realizan algunas acciones de verdad. Diséñelos con objetivos, inyecciones, observadores y un informe posterior a la acción que registre las carencias sin culpar a nadie. Muestran si las personas saben qué hacer y dónde los planes son ambiguos; no miden el desempeño de los equipos. El ejercicio funcional nocturno del TMRP sobre el modo manual local en PS3 y PS4 es el ejemplo: usa la dotación real de la noche, registra el tiempo necesario para establecer la operación manual e informa de las carencias que encuentra, pero no puede mostrar si las bombas o las pasarelas cumplen sus propios requisitos.

24.5 Ejemplo resuelto: elegir los métodos del TMRP (sintético)

El TMRP tiene cuatro preguntas abiertas: (1) qué escenarios merecen financiación: evaluación de riesgos con escalas de consecuencia en personas-hora; (2) si los operadores pueden pasar PS3/PS4 a manual local en menos de 1 h: un ejercicio funcional nocturno con la dotación real; (3) si la pasarela rechaza las tramas falsificadas y repetidas: pruebas T1–T2 en banco; (4) si el depósito dura lo suficiente durante una interrupción combinada de la red eléctrica y la telemetría: simulación al estilo del Lab 1, validada con una interrupción planificada histórica. El plan nombra la evidencia de cada método y su límite, para que nadie cite después el ejercicio de mesa como prueba de R6.

24.6 Actividad práctica

Realice con dos compañeros un ejercicio de mesa de 45 minutos sobre el escenario «servidores SCADA cifrados a las 02:00», usando el conjunto de requisitos del TMRP. Registre las decisiones, los tiempos y las carencias en un informe posterior a la acción. Asigne los roles antes de empezar: el operador nocturno, el responsable de turno y un facilitador que entrega las inyecciones. Use los requisitos del TMRP como vara de medir, en especial la operación manual local en menos de una hora y la restauración de la operación remota en menos de ocho. Registre cada decisión con su hora y quién la tomó. El informe posterior a la acción debe enumerar lo que el plan no cubría, sin señalar a nadie como causa, y debe indicar que un ejercicio de mesa no puede mostrar si la restauración en ocho horas es alcanzable.

24.7 Errores comunes y límites

• Estirar un único método para responder todas las preguntas.
• Escalas de probabilidad y de consecuencia sin definir.
• Simulaciones presentadas sin V&V ni uso previsto.
• Informes de ejercicios que culpan a personas o registran solo los éxitos.
• Evidencia desproporcionada respecto de la decisión (demasiado poca para lo crítico para la seguridad funcional, demasiada para lo trivial).

El plan de métodos del TMRP se protege del primer error nombrando el límite de cada método, de modo que un ejercicio de mesa nunca se cite como prueba de que R6 se cumple. Sus escalas de probabilidad y de consecuencia se definen en personas-hora, y la simulación de autonomía enuncia su uso previsto.

Ejercicios — capítulo 24

EX047 — Ajuste del método. Objetivo: seleccionar métodos. Entradas: cuatro preguntas: (a) ¿provocarían sobrepresión las consignas falsificadas en PS4? (b) ¿encuentra el detector de anomalías del proveedor las inundaciones de escrituras Modbus? (c) ¿puede el responsable de turno autorizar el modo manual local de noche? (d) ¿cuál es la clasificación anual de riesgos de ocho escenarios? Pasos: elija para cada una un método, su evidencia y su principal límite. Evidencia esperada: tabla. Rúbrica: 3 = (a) simulación o análisis hidráulico más STPA, (b) experimento en banco de pruebas, (c) ejercicio, (d) evaluación de riesgos, con límites honestos; 2 = un desajuste; 1 = un solo método para todo; 0 = nada.

EX048 — Valide un modelo. Objetivo: planificar la V&V. Entradas: el modelo del Lab 1. Pasos: proponga tres comprobaciones de verificación y tres de validación, incluida una con datos históricos, e indique el uso previsto del modelo y un uso para el que no es válido. Evidencia esperada: lista. Rúbrica: 3 = verificación y validación diferenciadas, comparación histórica especificada, uso no válido identificado (p. ej., transitorios de presión, calidad del agua); 2 = se mezclan las dos V; 1 = vago; 0 = nada.

Síntesis del capítulo

Asigne a cada pregunta un método capaz de responderla y conozca el límite de cada método. Haga reproducibles las evaluaciones de riesgos con escalas definidas y justificación; verifique y valide las simulaciones para un propósito enunciado; use los ejercicios para probar a las personas y los planes, no los equipos; y gradúe la evidencia según la decisión que respalda.

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