Mantenimiento en Latinoamerica Volumen 7 N° 1

LOS INDICADORES BRASILEÑOS DE MANTENIMIENTO UN
BENCHMARKING PARA TODO EL MUNDO
EXPERIENCIA EN LA ELABORACIÓN DE UN CATALOGO DE
FALLAS PARA LA INDUSTRIA DEL GAS Y PETROLEO
CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE BOBINAS DE ESTATOR
PARA GENERADORES DE GRAN POTENCIA GRUPO
EMPRESARIAL EPM
LA GESTION DE ACTIVOS EN LA INDUSTRIA MINERA:
¿OPCION O NECESIDAD
LA IMPORTANCIA DELOS TANQUES, SU CONTEXTO
OPERACIONAL Y LA SU ETAPA INICIAL DEL CICLO DE VIDA
EN LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.
ESTUDIO Y APLICACIÓN DE LA MANTENIBILIDAD EN UNA
PLANTA PRODUCTORA DE SUBSTANCIAS ACELERADORAS
DE COMBUSTIÓN
CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LA DISTRIBUCIÓN DE
WEIBULL
ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA TURBINAS A
GAS EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA LA
GENERACIÓN ELÉCTRICA.
EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL. UN
CASO DE ESTUDIO

Editorial
Recorrer el camino correcto en las actividades de
mantenimiento y gestión de activos físicos implica realizar un
gran esfuerzo, utilizar una gran cantidad de herramientas,
elegir la metodología que mejor se acomode a la organización
y contar con personal competente para realizar las diferentes
actividades tanto técnicas como administrativas.
Como personas, cada año que inicia tenemos grandes y
buenos propósitos, la invitación que en este número les hago
es a revisemos algunos posibles propósitos y veamos cuántos
o cuáles de ellos requerimos y podremos alcanzar:
1. Conseguir niveles de clase mundial o encaminarnos
hacia ello
2. Realizar una auto auditoría de mi gestión
3. Contratar una auditoría para mi gestión
4. Encontrar las brechas y definir sobre cuales trabajar
5. Generar un plan táctico y estratégico para alcanzar
los niveles deseados
6. Mejorar los niveles de capacitación propio y del
personal
7. Certificar las competencias propias y del personal
8. Revisar los cambios surgidos en el contexto
operacional y tomar las medidas requeridas
9. Revisar la táctica y la estrategia de mantenimiento
dependiendo de los cambios del contexto
operacional
10. Revisar los resultados operativos 2014 de
mantenimiento y verificar si arrojaron los resultados
estratégicos y financieros esperados por la
organización
11. Revisar las acciones que aportaron en mayor
proporción a los resultados positivos y reforzarlos
para 2015
12. Revisar las acciones que NO aportaron a los
resultados positivos y redefinirlas o eliminarlas para
2015
13. Encontrar la proporción justa de los dineros
invertidos en mantenimiento versus los dineros
operativos
14. Aumentar el ROA según las posibilidades actuales
15. Seguir disfrutando de la profesión más completa y
apasionante dentro de las ingenierías. El
mantenimiento.
Un abrazo
Juan Carlos Orrego Barrera
Director
Mantenimiento
en
Latinoamérica
Volumen 7 – N° 1
EDITORIAL Y COLABORADORES
Lourival Augusto Tavares
Franklin da Silva Nonato
Robinson J. Medina
Héctor Diego González
Anderson García
Jorge Morales Amaro
Marcelo A. Cassani
Candelario Romero
Michael Pérez
Francisco Martínez
Luis Hernando Palacio
Osberto J. Díaz B.
Armando Díaz
Julio Abril Romero
Jesús Cabrera
Mariana Lobaina
Juan Carlos Orrego Barrera
El contenido de la revista no refleja
necesariamente la posición del Editor.
El responsable de los temas, conceptos e
imágenes emitidos en cada artículo es la persona
quien los emite.
VENTAS y SUSCRIPCIONES:
revista@mantenimientoenlatinoamerica.com
Comité Editorial
Juan Carlos Orrego
Beatriz Janeth Galeano U.
Tulio Hector Quintero P.

LOS INDICADORES BRASILEÑOS DE MANTENIMIENTO
UN BENCHMARKING PARA TODO EL MUNDO
3ª PARTE – INDICES DE GESTION DE ACTIVIDADES
Por:
Lourival Augusto Tavares
Ingeniero Electricista.
Coordinador General de Postgrado
Ingeniería de Mantenimiento
Universidad Federal de Rio de
Janeiro
Consultor Internacional
l.tavares@mandic.com.br
Brasil
FIGURA 1
Trabajo presentado en el XI Congreso
Costarricense de Mantenimiento - 18 y 19 Jun
2014
En el análisis de los indicadores el autor contó
con la colaboración de su alumno de Postgrado
Ing. Franklin da Silva Nonato
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Índice Trabajo en Mantenimiento Correctivo – TBMC
Índice medido a través de la fórmula: TBMC = (HHMC (Horashombre
aplicados en Mantenimiento Correctivo) / HHDP
(Horas-hombre disponibles)) x 100
Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicado en el
mantenimiento correctivo.
Se entiende horas-Hombre disponibles de la diferencia entre
las Horas-hombre registradas (cantidad de personal por las
horas regulares de trabajo en el período considerado), menos
las Horas-hombre ausentes por vacaciones, accidentes
(seguros), capacitación externa, visitas a otras instalaciones o
fabricante etc.
Aunque los valores presentados están muy elevados para los
estándares tradicionales con un promedio de 29,1% en las
últimas cinco encuestas, se podría considerar como
adecuados si las empresas utilizasen criterios estratégicos
para ejecución de este tipo de actividad basados en la
criticidad de los activos.
FIGURA 3
Los dos sectores que presentaron los mayores valores
Mantenimiento Edilicio y Electro-Electrónico parecen
adecuados, una vez que es muy raro encontrar una estructura
de PCM (Planificación y Control de Mantenimiento) en estos
sectores.
La experiencia muestra que los sectores que presentan los
menores valores de correctivo, normalmente tienen buena
estructura de Planificación (particularmente los que
presentaron los seis menores valores)
FIGURA 2
La grafica de tendencia indica una reducción de un 40% a un
30% a lo largo de todo el periodo y una estabilidad (en el
entorno del 30%) en las últimas cinco encuestas. De igual
forma considerando la aplicación de aspectos estratégicos
para el mantenimiento correctivo, lo que por supuesto no era
practicado en el pasado, los valores son muy altos.
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FIGURA 4
Índice – Trabajo en Mantenimiento Preventivo por Tiempo
Índice medido utilizando la fórmula: TBPT = (HHPT (Horashombre
invertidas en mantenimiento preventivo basado en el
tiempo) / HHDP (Horas-hombre disponibles)) x 100
Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en el
mantenimiento preventivo programado, es decir, los que
tienen fecha predefinida para su realización, sea basado en
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unidad calendario (día, semana – la más usada - y mes) o en
unidad no-calendario (horas de funcionamiento - la más
usada - kilómetros recorridos y número de operaciones).
Este tipo de mantenimiento también es conocido como
periódico o sistemático y, hoy día solo recomendados para
actividades que se hace sin perjudicar la disponibilidad del
activo como la lubricación, la medición, la inspección, la
limpieza y los pequeños ajustes. Parte de estas actividades
pueden ser realizadas por los operadores.
Dentro de los comentarios ya hechos se observa que todos
los valores de preventivo por tiempo están elevados
destacando algunos que presentan valores arriba de 40%
(Trasporte, Electricidad, Alimentos, Minería, Hospitalario,
siderúrgico y Cemento) que necesariamente no corresponde
a la orden de reducción del correctivo.
FIGURA 5
La gráfica de tendencia muestra que con excepción del año
de 2001, los valores promedio se presentan entre el 30 y 40%,
que basado en los conceptos arriba indicados es considerado
alto.
Cuanto mantenimiento desarrolla las actividades
recomendadas como programadas (lubricación, medición,
inspección, limpieza y pequeños ajustes) la expectativa para
el valor de este indicador debe estar por debajo del 20%.
FIGURA 6
FIGURA 7
Índice – Trabajo en Mantenimiento Preventivo por Estado –
TBPE
Se mide utilizando la fórmula: TBPE = (HHPE (Horas-hombre
en Mantenimiento Preventivo por Estado) / HHDP (Horashombre
disponibles)) x 100
Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicado en el
mantenimiento preventivo no programado, es decir, los
determinados por la inspección o medición (predictivo), así
como la reparación de defectos o irregularidades en el
funcionamiento de los activos que llegan a impedir su
funcionamiento.
En este caso ABRAMAN llevó en consideración solamente el
mantenimiento predictivo.
Con el avance de la tecnología de monitoreo, se considera
como referencia para este indicador alrededor del 30% y se
puede observar que los valores están muy por debajo y que,
con excepción del sector Siderúrgico todos los demás logran,
si acaso, alcanzar el entorno del 20%.
Se observó un aumento en las cifras de la minería, lo que
refuerza el comentario realizado en los costos (reducción de
valores en equipos de monitoreo).
La industria del Papel/Celulosa tuvo un promedio mayor en
los años 90 cuando alcanzó el pico de 55%. Este sector es uno
donde se implementaron mayores cambios en los tipos de
equipos que eran más robustos y en grandes cantidades
como las máquinas de trenes, grandes engranajes y
componentes de transmisión mecánica pesada, que fueron si
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cuales usted se podrá comparar y alcanzar niveles de clase mundial.
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endo reemplazados por equipos hidráulicos y en grandes
cantidades de accionadores en lugar de uno de gran potencia.
de forma los resultados presentados por los sectores de
Trasporte y Automotores. Aun no sea el ideal, se encuentran
cinco sectores con el valor del índice superior al 20%.
La industria civil ocupa el segundo lugar en las empresas
donde se utilizan medios para hacer la inspección y el
predictivo por su aplicación en equipos móviles. Sin embargo
los costos relativos con personal son más altos que el sector
minero debido a que todavía se llevan más los equipos a
talleres y, además, los costos con materiales son
relativamente menores.
FIGURA 8
La gráfica de tendencias muestra una cierta homogeneidad a
partir del año de 1995 Sin embargo sabemos que las técnicas
de hardware y software disponibles están en crecimiento, así
como el desarrollo de empresas especializadas en este tipo
de actividad. Es posible que la estabilidad y hasta reducción
de la tercerización por motivos económicos sea uno de los
factores que llevan al resultado presentado.
FIGURA 9
Como ya se ha indicado, merece destacarse de forma positiva
el resultado presentado por el sector Siderúrgico y destacarse
FIGURA 10
Índice – Mantenimiento Preventivo - TBMP
Calculado utilizando la fórmula: TBMP = (HHMP (Horashombre
invertidas en Mantenimiento Preventivo - por el
tiempo y por el estado) / HHDP (Horas-hombre disponibles)) x
100
Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en
cualquier tipo de mantenimiento preventivo es decir,
cualquier actividad que no sea de reparación de fallas
Este índice no hace parte de las encuestas de ABRAMAN
siendo obtenido por la suma de los dos anteriores (Trabajo en
Mantenimiento Preventivo por Tiempo y Trabajo en
Mantenimiento Preventivo por Estado)
Los altos valores del Preventivo por Tiempo influyen en los
resultados del indicador global de preventivo una vez que
como ya se ha observado, el Preventivo por Estado presentó
estabilidad en los últimos 20 años. Si los resultados de los dos
indicadores fuesen invertidos hasta se podría decir que las
empresas brasileñas estarían sobre las referencias
internacionales pero la forma como se presentan
lamentablemente no reflejan este hecho.
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FIGURA 11
Se observa la tendencia de crecimiento de este índice que ya
es muy alto a partir del 1990 que tiene influencia del alto
valor del año de 2001 influenciado por, como ya vimos, por el
sector de Petróleo en Mantenimiento Preventivo por Tiempo.
Sin embargo este valor no influye en el cálculo del promedio
(obtenido a partir del 2005) que está por encima del mayor
valor considerado adecuado para el indicador que es de 50%.
FIGURA 12
Los Sectores Siderúrgico, Electricidad, Civil, Papel/Celulosa y
Minería tuvieron altos valores por influencia del Preventivo
por Estado, superando los sectores de Transporte y Alimentos
que presentaron altos valores de Preventivo por Tiempo y
bajos de Preventivo por Estado.
FIGURA 13 y FIGURA 14
Cuando comparamos la gráfica de espiral del Preventivo con
los valores del Correctivo que, teóricamente debería ser
inversas, se observa algunas discrepancias particularmente en
los sectores Civil, Eléctrico, Minería, Alimentos y
Azúcar/Alcohol los dos últimos con mayor destaque, una vez
que presentan altos valores de Preventivo (59,2% y 53,6%) y
altos valores de Correctivo (43,4% y 41,6%).
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En la actualidad se considera que el valor para este índice
esté alrededor de 30%, fuertemente influenciado por las
investigaciones y análisis.
FIGURA 15
Índice – Otras Actividades del Personal de Mantenimiento –
OAPM
Calculado utilizando la fórmula: OAPM = (HHSA (Horashombre
invertido en Servicios de Apoyo) / HHDP (Horashombre
disponibles)) x 100
Indica el porcentaje de la fuerza de trabajo aplicada en
actividades que no entran en preventivo o correctivo de los
activos, por ejemplo, la mejora de la seguridad industrial, la
capacitación, la investigación, la ampliación de planta, la
mejora de los equipos para reducir el tiempo de intervención
(mantenabilidad) inspecciones de las piezas en el almacén,
etc.
FIGURA 17
El mayor valor se presentó en el sector de Cemento y el más
bajo en el sector Hospitalario. Si el indicador realmente
representase investigación y análisis, los resultados seria
altamente coherentes.
FIGURA 16
Los valores se muestran oscilantes al rededor del valor
promedio de 16% generando una gráfica de tendencia lineal.
FIGURA 18
En la comparación de los indicadores de Correctivo,
Preventivo y Otras Actividades se observa que en todos los
sectores existe predominio del mantenimiento preventivo
sobresaliendo el Siderúrgico, Eléctrico, Civil y Transporte,
siendo que en los dos primeros el índice de correctivo es
bastante reducido. El único sector donde el mantenimiento
correctivo es mayor que el preventivo es de Mantenimiento
Edilicio, aunque los sectores Hospitalario, electro-Electrónico,
Plástico/Caucho, Automotores y Textil también presentaron
valores elevados de correctivo.
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EXPERIENCIA EN LA ELABORACIÓN DE UN CATALOGO
DE FALLAS PARA LA INDUSTRIA DEL GAS Y PETROLEO
(Final)
Introducción
Por:
Medina N. Robinson J.
MSc. CMRP. Ingeniero Mecánico,
con Especialización en Evaluación
de Materiales e Inspección de
Equipos
Consultor Senior
Integrity Assessment Services
robinson.medina@iasca.net
Venezuela
Si queremos definir un catálogo de falla podemos decir que es una interfase entre
el hombre y la máquina que va a permitir al hombre reflejar en el sistema
informático de gestión de mantenimiento lo que le está sucediendo al equipo en
operación.
Adicionalmente podemos decir que un catálogo de fallas es la mejor manera y la
más ordenada que tiene una empresa de presentarle a la organización de una
manera proactiva y en un mismo documento los elementos que causan deterioros
de sus equipos así como las acciones de mitigación que permitirán su continuidad
operacional.
En este sentido los catálogos de fallas son utilizados para que nos permita
registrar en el sistema de mantenimiento (lo más apegado a la realidad) que algo
sucedió a nuestros equipos y fue captado por algún trabajador (el mecánico, el
eléctrico, el supervisor y/o el operador), con esta información el trabajador debe
reportar y/o generar el aviso describiendo lo observado. De la calidad de esta
información dependerá la calidad de la respuesta del proceso de mantenimiento
que sigue, bien sea la planificación, la programación o la ejecución del
mantenimiento.
Tomando en cuenta lo anteriormente planteado este documento tiene como
espíritu compartir la experiencia en el proceso de construcción de un catálogo de
fallas para la industria del gas y petróleo bajo la premisa de que dicho catálogo sea
de fácil entendimiento y uso por cualquier integrante de la organización, de tal
manera de que permita al generador del aviso describir fácilmente lo observado,
al ejecutor retroalimentar fácilmente las ordenes de trabajo.
Los elementos mantenibles se obtendrán
directamente de lo establecido en el estándar
ISO 14224 Pagina 50 tabla A21 basado en el uso
de las tablas de subdivisión de equipos
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1.1 Definición de los Modos de Falla del catálogo:
Familia de equipos
Tabla
Este elemento es considerado uno de los más importantes de
un catálogo de fallas ya que permitirá al usuario la
identificación o correlación de la falla observada con el
sistema de mantenimiento, es decir se requiere que esta
columna sea lo más sencilla posible en cuanto los conceptos
que ella debe reflejar ya que la misma será parte
fundamental para conformar el aviso de avería, entendiendo
entonces que dicho aviso podrá ser emitido por cualquier
persona de la organización.
En primera instancia asumiremos el concepto de Modo de
Falla como está establecido en el estándar ISO 14224 el cual
el cual lo define como “Efecto por el cual una falla es
observada.”, concepto claro y ajustado a lo que se busca en la
conformación del catálogo.
Los modos de fallas se obtendrán directamente de lo
establecido en el estándar ISO 14224 Página 121 a la página
130. En estas tablas se plantean los modos de fallas más
relevantes para diferentes familias de equipos. A modo de
ejemplo se puede apreciar en la tabla B.6 modos de fallas
propuestos por dicha norma para equipos rotativos.
Equipos Rotativos B.6
Equipos Estáticos B.7
Equipos Eléctricos B.8
Equipos de Seguridad y Control B.9
1.2 Definición de las causas de Falla del catálogo:
Esta columna del catálogo representa conceptualmente el
evento “inicial” que originó la avería correspondiente en el
equipo y está asociado con el mecanismo de falla que actuó
sobre el componente para generar la falla. En este sentido
esta columna es fundamental para el proceso de
retroalimentación de las órdenes de mantenimiento ya
ejecutadas y no tiene nada que ver con la generación de los
avisos de avería, por lo que es recomendable que dicha
columna no esté disponible en el sistema al momento de
generar el aviso de avería.
El uso de la misma requiere de la incorporación del mayor
número de causas de fallas conocidas asociadas a causas
raíces físicas, pero también se deben incorporar causas
raíces organizacionales o latentes.
El objetivo fundamental de este elemento es identificar el
evento inicial ("causas raíz") en la secuencia que conduce a
una falla de un elemento del equipo. De acuerdo al estándar
ISO 14224, sección B.2.3., existen 5 categorías de causas de
falla, en las cuales podemos relacionar todas las causas que
puedan generar el deterioro de un equipo o componente.
Estas categorías son:
Tabla B.6 ISO 14224. Modos de fallas representativos para
equipos rotativos.
Esta tabla debe ser considerada como una guía, donde el
grupo de especialistas que desarrolla el catalogo definirá en
función del contexto operacional del equipo si todos los
modos de fallas propuestos deben ser analizados o en su
defecto de existir algún modo de falla que no sea tomado en
cuanta el mimo debe ser incorporado.
En esta normativa podemos conseguir una tabla propuesta
de modos de falla para las siguientes familias de equipos:
Relacionadas al diseño.
Relacionadas a fabricación e instalación.
Relacionadas a la operación y mantenimiento.
Relacionadas a la gerencia.
Misceláneos.
En este sentido las causas de fallas se obtendrán
directamente de lo establecido en el estándar ISO 14224
basado en el uso de la Tabla B-3 “Causas de Falla” en la
columna subdivisión de las causas de falla.
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la etapa de cierre de las órdenes de mantenimiento,
permitiendo reflejar en la misma lo que verdaderamente
desde el punto de vista de mantenimiento recibió el
componente fallado.
Tabla B.3 ISO 14224. Extractó de la tabla Causas de fallas
representativas para equipos de la industria Petrolera.
1.3 Definición de Medidas o Actividad Recomendada del
catálogo:
Medidas o Actividad Recomendada representa la cuarta
columna y su conceptualización está asociada a
recomendaciones técnicas de mantenimiento que permitan
restituir las condiciones operativas del componente afectado.
El estándar ISO 14224 establece en la tabla B-5 denominada
actividades de mantenimiento, doce (12) categorías de
actividad tanto para el mantenimiento correctivo como el
mantenimiento preventivo.
Para efectos de este documento técnico y tomando en cuenta
el espíritu de facilitar la interpretación del catálogo por parte
de los usuarios que este elemento estará conformado por los
mismos elementos del Elemento Actividades Recomendadas
solo que dichas por ser acciones de mantenimiento ya
realizadas el verbo se conjugará en pasado.
2 DEFINIENDO LAS FAMILIAS DE EQUIPOS
En la realidad el proceso de desarrollo de los catálogos de
falla de un sistema de mantenimiento debe asegurar que se
tomarán en cuenta el universo de familias suficientes que
permita la identificación exacta de un gran porcentaje de
equipos que la conforman, estableciendo como criterio el
desarrollo de catálogos de aquellos equipos que realmente
están presentes el proceso de producción.
El estándar ISO 14224 nos da enfoque aproximado de las
familias o clases de equipos (nivel 6 de la taxonomía)
utilizados en la industria petrolera, gasífera y petroquímica,
en la tabla A.4 se muestra algunas de las familias
recomendadas.
Tabla B.5. ISO 14224.Medidas o actividades recomendadas
1.4 Definición de Actividades Ejecutadas del catálogo:
Representa la 5ta y última columna del catálogo, la misma
está constituida por un conjunto de tareas en tiempo pasado
que representan la materialización de las recomendaciones
técnicas. Esta columna será fundamental para complementar
Tabla A.4. ISO 14224. Clases de equipos
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Tomando en cuenta lo anteriormente expuesto y en función
de la experiencia se complementará el universo de familias
que definirán el universo de catálogos propuestos. En la
Figura 2 se muestran las familias de equipos seleccionadas,
las cuales permitirán generara de forma precisa los
diferentes catálogos individuales de cada equipo que
conforma la familia.
Figura 2. Familias de equipos propuestas
3 DEFINIENDO LOS EQUIPOS
La tabla A.4 del estándar ISO 14224 ya trae consigo los
diferentes equipos que conforman cada una de las clases de
equipos, en función de esta información el equipo de trabajo
que desarrolla el catalogo deberá complementar dichas
clases con aquellos equipos que no aparezcan y que si
existen en la organización que desarrolla el proyecto.
A continuación se indican los equipos representativos que
conforman cada una de las clases establecidas en el
estándar.
3.1 Equipos Estáticos
Equipos
1. Intercambiadores de calor
2. Calderas / Hornos /
Mechurrios
3. Recipientes a presión
4. Tuberías
5. Tanques de almacenamiento
6. Brazos de carga
7. Balanzas
8. Diques
9. Drenajes (canales)
Tipos de equipos
Carcasa y tubo
Enfriados por aire
De placas
Reactores, separadores,
columnas, filtros,
enfriadores, entre
otros.
Tanques presurizados
de gran volumen y
Tanques atmosféricos
3.2 Equipos Dinámicos
Equipo
1. Motores de combustión
2. Compresores y Ventiladores
3. Generadores Eléctricos
4. Motores Eléctricos
5. Turbinas de Gas y Vapor
6. Expansores
7. Bombas
8. Otros equipos dinámicos
3.3 Equipos Eléctricos
Equipo
1. Suministro de potencia
ininterrumpido y baterías
2. Transformadores de potencia
3. Variadores de frecuencia
4. Líneas de transmisión,
distribución y alimentadores
eléctricos subterráneos
5. Distribución eléctrica y Centro
de control de motores
6. Sistemas de puesta a tierra
Tipos de equipos
Centrífugos
Reciprocantes
Rotatorios
Centrífugos
Reciprocantes
Rotatorios
Mezcladores, Cajas de
engranaje, y otros
equipos de las
clasificaciones anteriores
Tipos de equipos
UPS y bancos de
baterías
7. Rectificadores de protección
catódica
8. Alumbrado Luminarias y
equipos asociados
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3.4 Equipos de Seguridad
3.6 Equipos de Transporte e Izamiento
Equipo
1. Válvulas de seguridad
2. Equipos de extinción de
fuego
3. Alarmas
3.5 Equipos de Instrumentación
Equipo
1. Detectores de fuego y gas
2. Elementos primarios
3. Unidades de control
Tipos de equipos
Monitores, rociadores,
hidrantes
Anunciadores, sirenas,
alarmas luminosas
Tipos de equipos
Humo y combustión,
calor, llama, gas, UV
Indicadores, medidores,
sensores,
transductores,
transmisores
PLC, computadoras,
controladores
electrónicos,
controladores
neumáticos, relés.
1. Flota terrestre
2. Flota lacustre
3. Equipos de
Izamiento
Equipos
3.7 Utilitarios
Tipos de equipos
Vehículos sedán
Liviana
Vehículos pick-up
Camiones 350
Gandolas de carga
Pesada Equipos de
construcción y
movimiento de tierra
Lanchas de
Liviana
transporte
Remolcadores /
Barcaza
Pesada Buques de carga
Gabarras de línea /
perforación
Montacargas, grúas móviles
(telescópicas y de celosía), grúas
estáticas
4. Elementos finales Válvulas automáticas
5. Bancos de baterías de
respaldo
Sistemas de respaldo
para la instrumentación
en las estaciones de gas
Ascensores
EQUIPO
Unidades de Aire Acondicionado
TIPOS DE EQUIPOS
4 BENEFICIOS DERIVADOS POR EL DESARROLLO E
IMPLEMENTACION DE LOS CATALOGOS DE FALLA
El desarrollo de un catálogo de fallas permitirá en primera
instancia homologar los criterios para la conformación de
una base de datos de información para los análisis de
ingeniería de mantenimiento.
Facilita la generación de los avisos de solicitud de
mantenimiento en el sistema.
Facilita el proceso de retroalimentación de las órdenes de
mantenimiento en el sistema.
Permite utilizar una base de datos corporativa para el
análisis de tendencias, fallas repetitivas para la solución de
problemas recurrentes.
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Un catálogo de fallas bien definido, se constituye en una
interfase hombre sistema que facilita la simulación de la
realidad en cuanto al comportamiento de los equipos
mantenibles.
REFERENCIAS
(2) Estandar Internacional ISO 14224; “Petroleum,
petrochemical and natural gas industries — Collection
and exchange of reliability and maintenance data for
equipment”. Second Editión Año 2006.
(3) OREDA. Off Shore Reliability Data Hand Book. Volumen
1. 5 th Edition 2009
(1) Medina N. Robinson José; “Informe técnico, Desarrollo
de Catálogos de Falla. PDVSA. Venezuela. Año 2013.
Anexos - Algunos modelos de catálogos de falla
CATÁLOGO DE FALLAS PARA: MOTORES ELÉCTRICOS
COD
ELEMENTOS MANTENIBLES /
CÓDIGO
COD MODOS DE FALLA
PARTES
(MF)
COD CAUSAS DE FALLAS COD MEDIDAS GENERALES COD ACTIVIDAD EJECUTADA
10 Acople (rígido, flexible, cruceta) 10 Alta temperatura de cojinetes 10 Acople inadecuado 10 Ajustar 10 Ajustado
20 Aro salpicador de aceite lubricante 20 Alta temperatura de operación OHE 20 Ajuste inapropiado 20 Efectuar mantenimiento mayor 20
Efectuado mantenimiento
mayor
30 Cables de salida de bobinas 30
Deficiencia estructural (rotura,
desgaste, fractura, corrosión)
STD 30 Alta temperatura estator 30 Efectuar servicio 30 Efectuado servicio
40 Caja de conexiones 40 Falla de arranque FTS 40 Apernado
incompleto/deficiente
40 Inspeccionar 40 Inspeccionado
50 Cajera de cojinetes 50 Falla de instrumentacion asociada AIR 50 Arranque inapropiado 50 Modificar 50 Modificado
60 Carcasa 60 Fluctuaciones de velocidad ERO 60 Atascamiento de cojinetes 60 Realizar puesta a punto 60 Realizada puesta a punto
70 Cojinete antifricción (o bola) 70
Fuga externa (tuberias de
elementos auxiliares)
ELU 70 Ausencia de procedimientos 70 Reemplazar 70 Reemplazado
80 Cojinete de deslizamiento 80 Otro OTH 80 Baja frecuencia 80 Reparar 80 Reparado
90 Eje 90 Parada repentina UST 90 Bajo nivel de aceite
100 Empalme de conexión
Parametros operacionales fuera
100
de los limites de control
PDE 100 Bajo voltaje
110 Estator (embobinado/láminas)
Ruido (resonancia mecánica o
110 NOI 110 Bases/fundaciones/soportes
eléctrica)
inadecuadas
120 Excitatriz 120 Sobrevelocidad HIO 120 Carcasa corroída
Instrumentación asociada a
130
temperatura
130 Vibración VIB 130 Cojinetes inadecuados
Instrumentación asociada a
140 CATÁLOGO 140 DE Conexiones FALLAS PARA flojas BOMBAS
vibración
ELEMENTOS MANTENIBLES /
CÓDIGO
COD COD MODOS DE FALLA
COD Conexiones CAUSAS internas DE FALLAS COD MEDIDAS GENERALES COD ACTIVIDAD EJECUTADA
150 Jaula de ardillaPARTES
(MF) 150
erróneas
10 Aceite lubricante (y de sello) 10 Alta temperatura de cojinetes 10 Acople inadecuado 10 Ajustar 10 Ajustado
160 Línea de purga de aire 160 Contaminacion
20 Acople (rígido, flexible, cruceta)
170 Líneas de aceite
20 Alta temperatura de operación OHE
Efectuado mantenimiento
20 Controles Ajuste inapropiado desactivados o no 20 Efectuar mantenimiento mayor 20
170 mayor
puestos en servicio
Deterioro estructural (rotura,
30 Rotor Acumulador (embobinado/láminas/anillos
de fluido de barrera 30
180 desgaste, fractura, corrosión)
colectores)
STD 30 Alta presión de descarga
180 Corrosión y/o Erosión
30 Efectuar servicio 30 Efectuado servicio
190 40 RTD Amortiguador de pulsación 40 Falla de Arranque FTS 190 40 Cortocircuito
40 Inspeccionar 40 Inspeccionado
incompleto/deficiente
Sistema de enfriamiento (filtro de
Deficiencia de
200 50 Anillos de desgaste 50 Falla de funcionamiento FTI 200 50 Arranque inapropiado 50 Modificar 50 Modificado
aire, ventilador)
Mantenimiento
210 60 Sistema Aro salpicador de Lubricación de aceite lubricante 60 Falla de instrumentacion asociada AIR 210 60 Desalineación
Ataque químico 60 Probar 60 Probado
70 Aros de pistón 70 Falla de Parada STP
220 Desbalance
70 Atascamiento de cojinetes
230 Desgaste de componentes
70 Realizar puesta a punto 70 Realizada puesta a punto
Atascamiento de pistón y/o
80 Bielas / Manivelas 80 Fuga por tuberias auxiliares ELU 240 80 Desgaste de Escobillas 80 Reemplazar 80 Reemplazado
componentes
Dispositivos de protección
90 Bolsillos descargadores 90 Obstrucción de líneas auxiliares PLU 250 90 Ausencia de procedimientos 90 Reparar 90 Reparado
descalibrados y/o averiados
100 Bomba(s) de aceite lubricante 100 Otro OTH 100 Baja eficiencia
260 Ensamblaje inadecuado
110 Bridas (succión/descarga) 110 Parada repentina UST
Baja presión de aceite de
270 110 Ensuciamiento por aceite
sello
280 Error de instalación
Parametros operacionales fuera
120 Bridas de conexión 120 PDE 290 120 Error Baja presión de operación de descarga
de los limites de control
300 Falla de acople
130 Bujes 130 Ruido NOI 130 Bajo flujo agua enfriamiento
310 Falla de aislamiento
140 Cabezal de bombeo 140 Vibración / desplazamiento axial VIB
Bajo nivel de aceite
320 140 Falla de Barras
lubricante
330 Falla de control electrónica
150 Cabezote 150 Falla del calentador de
340 inadecuadas o deterioradas
espacio
160 Cableado y conduit 160 Cavitación
350 Falla del Ventilador
170 Caja de engranaje 170 Choque térmico
360 Falla en sellos laberinto
180 Cajera de cojinetes 180 Cojinetes inadecuados
370 Falta de capacitación
190 Camisa
Contaminación de fluido de
380 190 Fatiga de componentes
proceso
390 Guardacople no instalado
Controles desactivados o no
200 Carcasa 200 Instalación inadecuada del
400 puestos en servicio
guardacople
210 Cigüeñal 210 Corrosión y/o Erosión
410 Láminas flojas
Deficiencia de
220 Cilindro 420 220 Líneas auxiliares obstruidas
Mantenimiento
430 Lubricante contaminado
230 Cojinete de deslizamiento 230 Deformación
440 Lubricante degradado
Degradación externa de
240 Cojinete de empuje 450 240 Lubricante inadecuado
revestimiento
460 Materiales defectuosos
250 Columna de bombeo 250 Desalineación
Objetos extraños sueltos en
260 Diafragma 470 260 Desbalance
el equipo
270 Eje 270 Desconocida
Obstrucción de filtro(s) de
280 Empaquetaduras 480 280 Desgaste
aceite
290 Enfriador(es) 290 Dilatación térmica
Obstrucción de líneas
300 Engranajes impulsores 490 300 Diseño inadecuado
auxiliares
310 Estator (bombas cavidad progresiva) 310 Obstrucción Ensamblaje inadecuado
respiradero
500
de cajera de cojinetes
320 Expulsor (bombas slurry) 320 Error de instalación
510 Otro
330 Filtro de aceite lubricante 330 Error de operación
520 Punto caliente
Esfuerzos excesivos en
340 Impulsor(es) 530 340 Quemado
tuberías
540 Roce mecánico rotor/estator
350 Inductor 350 Excentricidad
550 Rotura de polea
360 Instrumentación asociada a flujo
Excesivo desplazamiento
560 360 Rotura del eje
axial
570 Sabotaje
Falla de acondicionamiento
370 Instrumentación asociada a nivel 580 370 Sellos inadecuados
de aceite
Sistema de enfriamiento
380 Instrumentación asociada a presión 590 380 Falla de Cojinetes
ineficiente
390 Instrumentación asociada a 390 Sistema Falla de control de lubricación electrónica
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CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE BOBINAS DE ESTATOR
PARA GENERADORES DE GRAN POTENCIA
GRUPO EMPRESARIAL EPM
(Final)
Introducción
Este documento tiene la intención de abordar temas inherentes a las pruebas para
la selección o calificación de los elementos que componen las bobinas de estator
empleadas en los generadores sincrónicos de gran potencia. La intención es
familiarizarse con los conceptos aquí presentados con el fin de tener criterios de
decisión a la hora de recibir devanados para su aceptación o rechazo dada la
respuesta que presenten los mismos frente a las pruebas a las cuales serán
sometidos.
Por:
Anderson García
Vásquez
Ingeniero Electricista.
Esp. En gerencia de mantenimiento
Ingeniero de la Unidad
Operaciones Guadalupe
Grupo Empresarial EPM E.S.P
anderson.garcia@epm.com.co
Colombia
Héctor Diego González
Sánchez.
Ingeniero Electricista.
Magíster en Sistemas de
Generación de Energía Eléctrica
Ingeniero de la Gerencia Centros
de Excelencia Técnica
Grupo Empresarial EPM E.S.P
hector.gonzalez@epm.com.co
Colombia
Trabajo presentado en el XI Congreso
Costarricense de Mantenimiento - 18 y 19 Jun
2014
En el análisis de los indicadores el autor contó
con la colaboración de su alumno de Postgrado
Ing. Franklin da Silva Nonato
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22

Pruebas Eléctricas
Resistencia de Aislamiento. Mediante esta prueba se
determina la capacidad del aislamiento eléctrico de un
bobinado para resistir el flujo de la corriente directa. Es el
resultado del cociente de la tensión continua aplicada
dividido por corriente que circula a través de aislamiento de
la máquina. Este valor es corregido a una temperatura de 40 °
C, luego el valor de las resistencia es Rc = KT RT, donde KT es
el coeficiente de temperatura de la resistencia de aislamiento
(ver figura 3), cuyo valor puede variar si el aislamiento que se
está evaluando es termoplástico (p.e. asfálticos) o
termoestable (p.e. epóxicos o poliésteres) ver Figura 3, luego
la temperatura afecta de manera notoria el valor de la
resistencia de aislamiento. El tiempo de aplicación del voltaje
normalmente es de 1 minuto, sin embargo, se pueden usar
otros valores (minutos o segundos) y la relación entre dos
valores de resistencia tomados a diferentes tiempos es
conocida como Índice de Polarización (IP) para el caso de
aislamientos de devanados de estator ó Índice de Absorción
(DAR) para aislamientos de devanados de rotor.
Figura 3. Factor de Corrección por Temperatura para sistemas
de aislamiento “Termoplásticos” (asfalto) y “Termoestables”
(epóxidos o poliésteres).
En una prueba de Resistencia de Aislamiento se evalúa el
comportamiento de varias corrientes: corriente de fuga,
corriente de absorción, y corriente capacitiva, considerando
la corriente conductiva de valor cero, ver Figura 4. El
comportamiento de estas corrientes permite establecer la
condición del aislamiento en cuanto a humedad y
contaminación.
Una disminución significativa en la resistencia de aislamiento
con un aumento en la tensión aplicada puede ser una
indicación de problemas en el aislamiento. Estos problemas
pueden deberse a imperfecciones o fracturas del aislamiento,
agravados por la presencia de contaminantes, de humedad o
el resultado de otros fenómenos de deterioro.
Figura 4. Tipos de Corrientes para un aislamiento epoxy-mica.
El estándar aplicable [8] define valores mínimos de IP
dependiendo del aislamiento bajo prueba, así como también
criterios para varias situaciones de evaluación de los
aislamientos empleando esta prueba, tales como: “si la
resistencia de aislamiento es de valor superior a los 5000
MOhm el IP pierde relevancia”.
Rigidez Dieléctrica. La rigidez dieléctrica de un material es el
valor límite de voltaje aplicado sobre el espesor del material
(kV/mm) [9], siendo que a partir de este valor, los átomos
que componen el material para ionizar el material dieléctrico
dejan de funcionar como un aislante. Los factores que
influyen en el valor de la rigidez dieléctrica son: temperatura,
espesor del dieléctrico, tiempo de aplicación de la diferencia
de potencial, tasa de crecimiento del voltaje. Para un gas, la
presión es un factor importante. Esta prueba tiene
aplicaciones en líquidos aislantes o en el aire, en placas para
la fabricación de materiales aislantes. Referentes
internacionales establecen valores de rigidez dieléctrica ente
55 y 65 V/mils, es decir entre 2165 y 2560 V/mm [10]. En la
Figura 5 se puede apreciar un equipo para la prueba.
Figura 5. Equipo para prueba de rigidez dieléctrica. Cortesía
AEPI, División Laboratorio.
Alta Tensión. Es una prueba que se emplea para verificar la
eficacia del armado de un devanado de estator de un
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23

generador sincrónico [11]. Esta prueba, que evalúa la
condición del aislamiento de la máquina, se puede llevar a
cabo en la fábrica o en campo durante la instalación de un
devanado de estator, como condición de aceptación, para
verificar la eficacia de las reparaciones o el mantenimiento,
después de una ocurrida una falla. Como prueba de
aceptación, la prueba de alta tensión con tensión DC se
realiza generalmente para proporcionar cierta seguridad de
que el aislamiento tiene un nivel mínimo de soportabilidad
eléctrica. Una falla durante una inspección a una tensión
adecuada indica el aislamiento no es apto para ser puesto en
servicio. Generalmente se emplea un valor de corriente
aceptable de 100 microamperios, este valor ya no aparece en
las versiones del estándar y queda a criterio del personal de
mantenimiento definir el nivel de corriente aceptable para
poner en funcionamiento un devanado de estator. El
estándar define varios criterios para el nivel de voltaje a
aplicar, dependiendo de si se está probando bobinas en
condición de nuevas o bobinas que han estado sometidas a
condiciones de operación y establece como criterios: dos
veces la tensión nominal más un kilovoltio multiplicado por el
factor 1.7. Para situaciones de mantenimiento, es decir,
aquellas en donde han sido realizadas labores sobre el estator
de las unidades de generación, se pueden tomar como
referencia los siguientes valores:
1.25 – 1.5 Vnom L-L ó
0.65 – 0.75 Vprueba AC, es decir,
(0.65-0.75)*(2*VnomL-L+1000) VAC.
Criterio del punto final [12]. Una prueba de resistencia
eléctrica del aislamiento (Alta Tensión) es utilizada
generalmente para determinar el punto final de la prueba
cíclica termomecánica. Por lo tanto, se sugiere que los
especímenes se ensayen periódicamente con una tensión
alterna de 2E + 1 kV o una tensión continua de 1,7 × (2E + 1)
kV durante 1 min, y continuamente hasta que uno de ellos
falle. El uso de la prueba de Alta tensión como un punto final
puede ser poco práctico en situaciones que involucran
modelos o especímenes cortos con poca distancia de fuga
que pueda impedir un flashover. Se busca que las muestras
de ensayo tengan un tamaño adecuado para proporcionar
una adecuada distancia de fuga, sin embargo, si esto no es
factible, el examen visual puede ser utilizado para determinar
un punto final. Este último método es algo subjetivo y puede
conducir a variabilidad en los resultados. En ocasiones los
fabricantes superan esta limitación mediante la inmersión de
las muestras en aceite, sin embargo, la exposición a aceite
cambia el estado de la superficie de la muestra y puede
alterar los resultados del ciclado termomecánico de la
prueba. Por lo tanto, la de esfuerzo eléctrica de alta tensión
en aceite no se recomienda. Si un punto final no se ha
alcanzado, la prueba de Alta tensión puede ser realizada
repetidamente. Este método puede ser empleado para
realizar comparaciones útiles cuando otros medios de
identificación de la degradación dan poca o ninguna
indicación.
Estimación de la vida media de un aislamiento. Este es un
aspecto que es tratado en el estándar IEEE Guide for the
Statistical Analysis of Thermal Life Test Data [13], apoyado en
el modelo de Arrhenius plantea que la vida media de un
aislamiento está caracterizada por una reacción y modo de
falla dominante sobre un rango de temperatura específico,
sin embargo, se pueden presentar reacciones y modos de
falla diferentes sobre rangos de temperatura diferentes y con
variaciones en los estrés mecánicos con las limitaciones de
modo de falla. La relación de Arrhenius se ajusta a los datos
temperatura vs. Vida del aislamiento, más no siempre es
aplicable. La ecuación de Arrhenius para una velocidad de
reacción química es:
(-E / RT)
k = D*exp
La vida media L de un aislamiento se supone que es
inversamente proporcional a la velocidad de la reacción
química k, así:
logL= constant + E RT 2.303
La ecuación de Arrhenius expresada de la forma algebraica
es:
M(X) = A + BX
En donde los factores A y B son calculados dependiendo de la
población de aislamientos, los especímenes de prueba, los
métodos y los modos de falla. En la práctica, la aplicación de
la ecuación de Arrhenius a menudo es válida.
La necesidad de contar con procedimientos de
envejecimiento acelerado y de información necesaria para
evaluar los polímeros a pesar de su rápido desarrollo y de las
capacidades térmicas de los materiales empleados en los
aislamientos eléctricos han generado estándares
internacionales que plantean metodologías para la evaluación
de los mismos [14], algunos de ellos proporciona orientación
sobre la elección de los criterios de prueba para la
determinación de las características de resistencia térmica
[15][16] que incluye una lista de los procedimientos
publicados existentes.
Voltage Endurance [17]. Es una prueba que se recomienda
para conocer la soportabilidad a la tensión de las bobinas.
Este tipo de pruebas aplica para máquinas con una tensión
nominal entre 4 y 22 KV, 50/60 Hz. Puede ser realizada ya sea
a temperatura ambiente o a temperatura elevada. Las
muestras a ensayar deben ser una cantidad representativa de
las barras o bobinas utilizadas en la máquina, y debe incluir la
barra con el aislamiento total y su construcción debe ser tal
cual como si fuera a ser instalada en la máquina. El estándar
no es específico en relación con tiempos de vida esperados
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25

ajo condición de voltaje de sometimiento. Para su
realización se definen el voltaje y la temperatura de la
prueba, el tiempo de vida mínimo aceptable, y el número de
muestras a ensayar se deben establecer antes de la prueba.
Los valores recomendados son abordados en el estandar IEEE
1553 [18].
Cuando cinco o más bobinas o barras idénticas han sido
probadas, los datos pueden ser analizados usando métodos
rigurosos estadísticos. Se utiliza por lo general la distribución
de probabilidad de Weibull con sus dos parámetros:
Trazado en papel logarítmico y los métodos para estimar los
parámetros de probabilidad se discuten en el estándar IEEE
930 – 2007 [19].
La temperatura de envejecimiento es acordada entre cliente
y proveedor. Para un aislamiento clase F, se tiene que la
temperatura Rise es de 155 °C y si se le restan los 40°C de la
temperatura ambiente quedarían 115°C que es la
temperatura a la cual debería ser sometidas las bobinas con
el fin de estresar al límite los aislamientos empleados y estos
deberían soportar, al fin y al cabo estarían sometidos tan solo
a una fracción de tiempo (250 o 400 horas). Los cuatro (4)
prototipos deben resistir la tensión indicada sin falla, sin
embargo, se considera prueba exitosa si solo uno de los
prototipos falla entre las 200 y 400 horas. Si una de las
muestras llega a fallar antes de las 400 horas, se adicionan
dos muestras más y deberán estar expuestas un tiempo
promedio de soportabilidad igual o mayor a las 400 horas.
Una vez finalizada la prueba, a cada una de las bobinas
sometidas a la prueba Voltage Endurance, se les mide las
descargas parciales a 16 Kv.
Envejecimiento Acelerado. Existe un procedimiento destinado
a simular el envejecimiento térmico cíclico que sufren los
aislamientos por la operación de las unidades de generación.
El procedimiento es realizado bajo condiciones controladas,
lo cual permite obtener resultados significativos en un tiempo
razonable. La aceleración de la degradación es lograda
aplicando repetidamente ciclos de calentamiento y
enfriamiento para las muestras de ensayo sin ningún tiempo
de retención en las temperaturas máximas o mínimas. La
prueba puede ser realizada en la producción, en la creación
de prototipos o durante el diseño de barras / bobinas
similares que no están previstas para su uso posterior en un
bobinado ya que la prueba produce un envejecimiento del
aislamiento. Las características de este procedimiento están
descritas en el IEEE Std. 1310 – 2012 [20].
Descargas Parciales. Durante el funcionamiento de las
máquinas rotativas, los aislamientos están sometidos a
esfuerzos eléctricos, térmicos, mecánicos y ambientales que
actúan e interactúan para causar cambios irreversibles en las
propiedades del aislamiento. Las tensiones aplicadas inician
mecanismos de envejecimiento que eventualmente llevan a
la falla del aislamiento. El propósito de esta prueba es
proporcionar medios de evaluación del envejecimiento del
groundwall y sistemas de aislamiento. Esta prueba establece
la base para evaluar el envejecimiento del sistema de
aislamiento eléctrico como resultado de las influencias
ejercidas por los esfuerzos antes descritos. Una descarga
Parcial es una descarga eléctrica incompleta que sirve de
puente sólo parcialmente, es un tipo de descarga transitorio
localizada, resultante de la ionización de un gas inmerso en
un sistema de aislamiento cuando la tensión de voltaje
excede un valor crítico [21].
Factor de potencia. El circuito eléctrico equivalente de un
sistema de aislamiento con una pérdida dieléctrica puede ser
representado por una resistencia cualquiera en paralelo con
una capacitancia o una disposición en serie de componentes
pasivos [22]. Ambas representaciones se dan en las Figuras 6
y 7. El aislamiento está representado por un condensador sin
pérdidas, y la resistencia representa la pérdida dieléctrica. Los
términos factor de potencia y factor de potencia tip-up se
utilizan para conocer un poco las pérdidas dieléctricas.
También puede ser usado el término factor de disipación o
tangente delta. La comparación del factor de potencia y
factor de disipación surge cuando se analizan los ángulos de
fase y los ángulos de pérdida complementarios. Las dos
mediciones son casi lo mismo para un espécimen con un
factor de potencia o factor de disipación de 0,1000 o menor.
Figura 6. Circuito paralelo y diagrama vectorial.
Figura 7. Circuito serie y diagrama vectorial.
Las siguientes ecuaciones muestran cómo el factor de
potencia y factor de disipación se pueden convertir uno en el
otro.
PF
DF
DF
1 DF
PF
1 PF
2
2
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Con esta prueba se pretende medir los cambios en las
propiedades del material en función del tiempo, temperatura,
frecuencia, fuerza y deformación. La deformación se puede
hacer en ciclos constantes de oscilación o un tipo de fijo de
ciclos de interés. Las muestras utilizadas para la medida
pueden ser sólidas, películas, fibras, geles o líquidos viscosos,
y la temperatura de trabajo está entre -150 a 600 °C.
Pruebas Mecánicas
Ensayos de tracción y compresión en Máquina Universal. Los
cuerpos de prueba son deformados cuando son sometidos a
una carga, en el sentido de la compresión o la tensión. Por
medio de un equipo de una célula de carga con una capacidad
máxima de 10 kN, operado por un software que controla la
velocidad de prueba, es posible calcular la resistencia del
material. Pueden realizarse ensayos en temperaturas entre -
80 ºC y 180 ºC. Para la prueba se emplean accesorios tales
como: Garra con accionamiento neumático (para materiales
compuestos), dispositivos para la flexión en caliente y frío,
dispositivo para la prueba de delaminación, dispositivo para
ensayo de tracción, dispositivo para la compresión paralela y
perpendicular, dispositivo para corte interlaminar. Las
anteriores pruebas califican desde el punto de vista mecánico
los aislamientos en cuanto a su sopotabilidad a tracción,
flexión, compresión, alargamiento, flujo cortante,
delaminación Pull-Off. Las probetas empleadas para este tipo
de pruebas son definidas en el correspondiente estándar [23].
Equipo para Ensayos de Impacto. En los ensayos de impacto
(Charpy y de Izod), el cuerpo de prueba es sometido a una
fuerza repentina, que promueve una fractura. La energía
absorbida en la ruptura del material causada por el impacto
del péndulo en la muestra, es utilizada para calcular la
resistencia a los golpes tipo martillo, [kJ/m²]: = F * 1000 / * b
* h, siendo F la fuerza [J], b = ancho [mm], h = altura [mm]. En
EPM se exige que el valor a soportar de este esfuerzo deba
ser al menos de hasta 50 J/m2.
Ensayo con Durómetro Barcol. El método Barcol es una forma
de evaluar la dureza de un material mediante la medición de
la resistencia a la penetración de una punta de acero forzado
por un muelle. En el instrumento de medición, llamado el
durómetro Barcol (ver figura 8), hay un rango entre 0 y 100.
Este método de medición es utilizado para obtener la dureza
de las aleaciones de aluminio, metales de baja dureza como el
plomo y el latón, polímeros, caucho y cuero. Además, es
utilizado para medir el grado de polimerización de las resinas.
Está estandarizado por las normas ASTM D2583 [24] y ASTM
B648 [25]. Complementa los análisis de termogravimetría,
tratamiento térmico, prueba de ignición, determinación de
las cenizas y las cargas y determinación de sólidos en
suspensión.
Figura 8. Durómetro Barcol. Cortesía AEPI, División
Laboratorio.
Microscopio Estereoscópico Trinocular con Zoom. Con el uso
de un estéreo-microscopio conectado a un sistema de
iluminación y transiluminación (incidente y transmitida), con
vista ampliada en tres dimensiones de los objetos en
observación, es posible ver la condición de los materiales que
componen el aislamiento y detalles de la calidad del proceso
de fabricación de los aislamientos. Cuando este equipo está
equipado con el sistema de zoom, alcanza toda la magnitud
de una manera continua (450X). Esta aplicación es
comúnmente utilizada para determinar el contenido de
vidrio, la cantidad de burbujas en la superficie, buscar
defectos en los materiales, tales como la delaminación, no
uniformidad, y la presencia de contaminantes.
Prueba Gel Timer. Es una prueba a realizar para la
determinación del tiempo de gel en resinas liquidas con
temperatura de polimerización ambiente hasta 300 °C. Muy
útil para conocer el tiempo de polimerización de algunas
resinas empleadas en los trabajos de intervención que se
realizan sobre los estatores y rotores.
CONCLUSIONES
Se acaba de presentar un compendio de pruebas de
calificación de los procesos empleados para la
fabricación de bobinas para estatores de grandes
generadores de potencia eléctrica, pruebas en su
mayoría destructivas y conocidas como pruebas Tipo. El
enfoque de estas pruebas está orientado a calificar
procesos de fabricación de los aislamientos de las
bobinas referenciadas.
Las pruebas tipo garantizan que los fabricantes de
bobinas utilicen los materiales de características iguales
o mejores que los definidos en las especificaciones
técnicas del un pliego y así mismo, garantizar que el
producto posea materiales de la más alta calidad,
capaces de durar la vida útil esperada, no inferior a un
tiempo estimado de 20 años.
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27

Las pruebas se deben mirar como un todo, y aunque se
deben analizar una a una en sus resultados, es de vital
importancia tomar decisiones con el conjunto de
resultados, principalmente cuando estos son inferiores a
los exigidos al fabricante
La realización de las pruebas Tipo permiten identificar
aspectos que pueden impedir el diagnóstico del
aislamiento y el modo de su envejecimiento a lo largo de
su vida útil (caso Patente USA 5175396 bobina roebel
platina).
La participación del personal de mantenimiento en este
tipo de pruebas genera experiencia y conocimiento que
lo llevan a reflexionar sobre las prácticas laborales y la
forma de implementar mejoras en los procesos de
mantenimiento.
REFERENCIAS
[1] ASTM E1131 − 08 (Reapproved 2014). Standard Test
Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry.
[2] IEEE Std 1-2000 (Revision ofIEEE Std 1-1986).
Recommended Practice General Principles for Temperature
Limits in the Rating of Electrical Equipment and for the
Evaluation of Electrical Insulation.
[3] ASTM D3850 – 12. Standard Test Method for Rapid
Thermal Degradation of Solid Electrical Insulating Materials
By Thermogravimetric Method (TGA).
[4] Advanced Engineered Products International (AEPI)
do Brasil. General Information About the Laboratory División
and the Line Products. 2012.
[5] IEC 60216-1 Electrical insulating material –
properties of thermal endurance. Part 1: Aging procedures
and evaluation of test result.
[6] IEC 60216-2 Electrical insulating material –
properties of thermal endurance. Part 2: Determination of
thermal endurance properties of electrical insulating
materials – Choice of test criteria.
[7] ASTM D3418 − 2012. Standard Test Method for
Transition Temperatures and Enthalpies of Fusion and
Crystallization of Polymers by Differential Scanning
Calorimetry.
[8] IEEE STD 43 2013. Recommended Practice for Testing
Insulation Resistance of Electric Machinery.
[9] ASTM D149 – 2013. Standard Test Method for
Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid
Electrical Insulating Materials at Commercial Power
Frequencies.
[10] Harder, William R. National Electric Coil.
Comparative Evaluations of Coil Insulation Systems in
Hydrogenerator Uprates and Refurbishment. Columbus, Ohio.
[11] IEEE Std 95 – 2002 (Revision of IEEE Std 95-1977).
Recommended Practice for Insulation Testing of AC Electric
Machinery (2300 V and Above) With High Direct Voltage.
[12] IEEE Std 434 – 2006 (Revision of IEEE Std 434-1991).
Guide for Functional Evaluation of Insulation Systems for AC
Electric machines Rated 2300 V and Above.
[13] ANSI/IEEE Std 101 – 1987 (R2010) (Revision of IEEE
Std 101-1972) Guide for the Statistical Analysis of Thermal
Life Test Data
[14] IEEE Std 99-2007. Recommended Practice for the
Preparation of Test Procedures for the Thermal Evaluation of
Insulation Systems for Electrical Equipment.
[15] IEEE Std 98-2002. Standard for the preparation of
test procedures for the thermal evaluation of solid electrical
insulating materials.
[16] IEEE Std 275-1992. Recommended practice for
thermal evaluation of insulation systems for AC electric
machinery employing form-wound pre-insulated stator coils,
Machines rated 6900 V and below.
[17] IEEE-1043 Recommended practice for voltageendurance
testing of form-wound bars and coils.
[18] IEEE Std 1553 – 2002. Trial – Use Standard for
Voltage – Endurance Testing of Form-Wound Coils and Bars
for Hydrogenerators.
[19] IEEE Std. 930 – 2007. Guide for the Statistical
Analysis of Electrical Insulation Breakdown Data
[20] IEEE Std 1310 – 2012. Trial Use Recommended
Practice for Thermal Cycle Testing of Form-Wound Stator Bars
and Coils for Large Generators.
[21] IEEE Std 1434-2000. Trial-Use Guide to the
Measurement of Partial Discharges in Rotating Machinery.
[22] IEEE Std 286 – 2000(R2012). Recommended Practice
for Measurement of Power-Factor Tip-Up of Rotating
Machinery Stator Coil Insulation
[23] Standard test methods for tension testing of metallic
materials. Norma ASTM E8M.
[24] ASTM D2583 − 07 D2583 − 13 Standard Test Method
for Indentation Hardness of Rigid Plastics by Means of a
Barcol Impressor
[25] ASTM B648–78 (Reapproved 2006) Designation:
B648 – 10 Standard Test Method for Indentation Hardness of
Aluminum Alloys by Means of a Barcol .
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LA GESTION DE ACTIVOS EN LA INDUSTRIA
MINERA: ¿OPCION O NECESIDAD
(Final)
Por:
Jorge Morales Amaro
MBA, CMRP, PMP
Ing. de Mantenimiento y
de Proyectos
Supervisor de Activos en Antamina.
jorgemaestria@gmail.com
Perú
¿TODOS LOS PROYECTOS SON BUENOS
Los proyectos y adquisiciones que agregan valor al negocio son “buenos” y los que
no agregan valor no son “buenos”, aunque pueden ser necesarios y los “malos”
son los que destruyen valor y además no son necesarios. La única manera de
agregar valor a través de los proyectos, tiene dos caminos, o aumentan la
producción o reducen los costos.
Pero existen los proyectos denominados de “sostenibilidad”, incluyendo los
proyectos de seguridad, ambientales y sociales, que son necesarios para asegurar
la operación, pero que no la aumentan y generan incremento en los costos
operativos. Estos deben ser debidamente identificados para optimizar el CAPEX y
minimizar su impacto en el OPEX.
Los proyectos de innovación o de I&D, tienen un alto riesgo de que no tengan
retorno en el corto plazo, son necesarios para implementar nuevas tecnologías,
pero no siempre funcionan, pero si tienen éxito pueden impactar positivamente
en la generación de valor.
Lo importante de este punto es aprender a distinguir entre los tipos de proyectos
en su impacto en la generación de valor en la organización.
En el presente trabajo se aborda el proceso de
diagnóstico y solución de esta problemática
enfatizando en la utilización de técnicas de
análisis de sistema y en particular el análisis
ODS (Operational Deflection Shape).
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LA PÉRDIDA DE LA PRODUCTIVIDAD O LAS FUENTES DE DESTRUCCIÓN DE
VALOR
Un análisis holístico de la productividad incluye la mejora de
la eficiencia y eficacia de los procesos y de los sistemas de
gestión, de la eficiencia de los activos físicos y de las
dimensiones de la organización. Las empresas minera
exitosas, han cambiado su enfoque estratégico, desde la
expansión de la capacidad de producción a la ampliación de la
capacidad para mejorar la productividad, comprenden que la
productividad crea valor al reducir los costos unitarios a
través de la eficiencia y por el aumento de los volúmenes de
producción. Hay otras maneras de crear valor, por ejemplo
con una disciplina y priorización del gasto del capital,
priorizando eficazmente los proyectos y adquisiciones,
reducción del capital de trabajo, reducción del capital de
mantenimiento para la renovación de la flota, etc. Sin
embargo mejorar la productividad tangiblemente y
sosteniblemente es complicado, los programas de mejora de
la productividad fracasan, porque los ejecutivos no tienen
una visión de productividad a largo plazo, no inculcan los
nuevos comportamientos en su línea de mando, no superan
los silos funcionales de la organización ni se adaptan a la
nueva cultura de cambio. Tener activos físicos eficientes,
requiere una mejor comprensión del potencial del recurso,
reevaluar los procesos, la configuración y la selección del
activo, para aumentar el rendimiento y reducir los costos,
recordar que el objetivo es “hacer más con menos”, por otro
lado, sabemos que obtener mejores ganancias
sosteniblemente es una función directa de la gente de
excelencia, es importante establecer elementos para crear
una fuerza de trabajo, motivada, responsable y capacitada.
Esos dos pilares, activos físicos eficientes y personas de
excelencia, se fomentan a través de sistemas de gestión
eficaces, que a su vez cuentan con una planificación
integrada, un buen gobierno, cumplimiento y rendición de
cuentas, gestión de los riesgos, gestión del desempeño,
gestión de la información, con análisis precisos y la toma de
decisiones oportunas. Entre las principales causas para el
decremento de la productividad se pueden mencionar:
a) La escasez de talentos.
b) Ineficiente asignación de capital.
c) Incremento de la planilla laboral.
d) Incremento del trabajo tercerizado sin reducir la planilla
propia.
e) Reducción del tiempo efectivo de trabajo.
f) Los silos funcionales y de información.
g) El divorcio entre Proyectos y Operaciones.
h) La poca importancia de la Planificación.
i) La cultura del desperdicio.
j) Incremento de la burocracia.
¿CÓMO REVERTIR ESTA SITUACIÓN
Con los altos costos y la caída de los precios, muchas minas
recortan indiscriminadamente los costos, se erosionan los
márgenes de ganancias, los flujos de efectivo y el valor en
libros de los activos caen, estas condiciones han dañado la
confianza de los accionistas y hacen que sea más difícil atraer
capitales. Los mineros no pueden controlar la economía
mundial ni los precios de las materias primas, sin embargo,
pueden controlar la forma en que operan, pueden convertirse
en mineros con costos más bajos, pero tendrán que alejarse
de la indiscriminada reducción de costos y moverse hacia los
programas de gestión de costos sostenibles.
Kari Komonen, del Centro de Investigación Técnica de
Finlandia, sostiene que “estos factores han impulsado a
muchas organizaciones a reconocer el potencial estratégico,
pero largamente desaprovechado de sus activos físicos,
especialmente en lo referente a la competitividad, la
flexibilidad, la productividad y los riesgos estratégicos, en
muchas empresas el nivel de inversiones ha disminuido a
niveles muy bajos, incluso por debajo de las depreciaciones,
en este sentido, la importancia de la gestión de activos de las
instalaciones existentes se ha convertido en la principal
cuestión a tratar, siendo un desafío el cómo mantener o
mejorar los beneficios del ciclo de vida de la inversión original
y al mismo tiempo, mejorar la sustentabilidad de las
soluciones que los activos proveen. La industria está
enfrentada a una situación de creciente competitividad, por
lo que los análisis económicos son cada vez más importantes
en la gestión de activos, de este modo, las dinámicas de
mercado, las opciones tecnológicas, los objetivos de
rentabilidad y de costos de ciclo de vida, tienen una influencia
significativa en la estrategia de activos y en decisiones
estratégicas de la organización”. Fredy Kristjanpoller, de la
USM de Chile, cree que ninguna norma, metodología o
estándar, por sí mismo, puede provocar una modificación en
la conducta. Reconoce que la ISO 55000 permitirá establecer
claramente las buenas prácticas y el grado de maduración de
las organizaciones intensivas en la gestión de activos y afirma
que este “gran cambio dependerá de la manera en que las
personas y organizaciones comprendan, compartan y
apliquen sus principios”.
¿LA GESTIÓN DE ACTIVOS, SERÁ LA SOLUCIÓN AL GRAN PROBLEMA
La gestión de activos no es un tema nuevo que ha salido de
repente y de la nada, detrás del ISO 55000, existen muchos
estándares, prácticas y profesionales que han trabajado por
décadas para sentar las bases de este nuevo conocimiento. La
gente se ha dedicado a las actividades de la gestión de activos
por cientos de años atrás, desde la aparición de las primeras
máquinas y de la necesidad de repararlas. La novedad de la
gestión de activos es que integra todas las prácticas y
procesos de la organización con un enfoque en los activos.
Existen muchas razones por las que la gestión de activos se ha
convertido en una parte esencial de las actividades de gestión
y del plan estratégico de la organización:
a) Envejecimiento de los activos y sistemas.
b) Necesidad de la integración de los sistemas de activos.
c) Incremento de los requerimientos de calidad para la
infraestructura y activos.
d) Incremento de los requerimientos de seguridad y
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medioambientales.
e) Incremento de los riesgos.
f) Creciente turbulencia en los mercados.
g) La globalización y la creciente competencia.
h) Presión de los accionistas por una mayor rentabilidad y
rendimiento de los activos.
i) Políticas contables cada vez más rígidas.
j) Mayores exigencias de compromiso y responsabilidad por
las decisiones.
las cosas bien, pero que no agregan valor”, “La función de
proyectos no es generar un producto, sino optimizar la
productividad del capital”, “El producto de mantenimiento no
es un servicio, sino otorgar la capacidad requerida a los
activos”, “La función de operaciones es realizar valor a través
de los activos, optimizando la capacidad disponible”.
Como vemos tenemos que reenfocar nuestra visión y cambiar
nuestros paradigmas, desaprender lo aprendido y estar
abiertos a nuevos modelos de aprendizaje y de gestión.
Existen otras razones que causan pérdida de valor durante
el ciclo de vida de los activos:
a) La vida económica de los activos no está en equilibrio con
la vida técnica.
b) Los procesos no están sincronizados a la misma velocidad
de procesamiento.
c) Durante las transiciones del producto en proceso, se
pierde concentración y capacidad.
d) La demanda no está en equilibrio con la capacidad de los
activos.
e) Durante el arranque de nuevas instalaciones y activos, las
pérdidas de producción pueden ser enormes.
f) La baja disponibilidad, la baja velocidad y la baja calidad
(OEE) provoca pérdidas de producción.
g) Debido a la baja flexibilidad de la configuración, los activos
se utilizan de una manera ineficaz.
h) Los proyectos no están de acuerdo a los requerimientos,
ni a la estrategia integrada de la organización y se
entregan fuera de fecha.
De acuerdo al ISO 55000: “La gestión de activos permite a una
organización “realizar el valor de sus activos” en la
consecución de los objetivos de su organización. Lo que
constituye valor dependerá de estos objetivos, la naturaleza y
el propósito de la organización y las necesidades y
expectativas de sus grupos de interés. La gestión de activos
apoya la realización del valor y equilibrar los costos
financieros, ambientales y sociales, el riesgo, la calidad del
servicio y el rendimiento en relación con los activos”.
Algunos de los beneficios de la gestión de activos son:
a) Mejorar el desempeño financiero.
b) Mejores las decisiones de inversión.
c) Gestionar los riesgos.
d) Obtener servicios y productos mejorados.
e) Demostrar responsabilidad social.
f) Demostrar cumplimiento.
g) Mejorar la reputación.
h) Mejorar la sostenibilidad.
i) Mejorar la eficiencia y efectividad.
REENFOQUE Y NUEVO APRENDIZAJE
El planeamiento estratégico constituye una de las actividades
claves de la organización, pero las crisis demuestran que las
empresas no fallan en hacer las cosas bien, sino en descuidar
su visión estratégica, “No hay nada más frustrante que hacer
EL PODER DE LAS PERSONAS
Las personas tienen el poder de construir, crear valor,
sostener procesos y mejorarlos, pero también tienen el poder
de destruir valor, destruir procesos, conducirnos al abismo y
peor aún de aparentar que todo está bien. Las personas son
la clave del cambio, son las que operan los procesos y utilizan
la tecnología, por lo tanto el enfoque en las personas es vital.
Existen estudios que demuestran que en una organización el
70% de personas solo hace el 30% de trabajo y el 30% de
trabajadores hacen el 70% del trabajo restante, lo que
importa es reconocer que existe una minoría que sostienen
todo el trabajo y son los que realmente agregan valor a la
organización, otro grupo mayoritario solo cumple lo mínimo
de su función y son indiferentes al cambio, mientras que una
minoría destruye valor, causan conflictos y se oponen
activamente al cambio.
De acuerdo con Seth Godin, los empleados “eje” son
personas imprescindibles, con ideas originales y
provocadoras, son gente implicada y comprometida, el “eje”
es capaz de encontrar una nueva solución a un problema que
los demás han abandonado, su pasión y su arte consisten en
volver a imaginar la oportunidad donde otros ven un
problema. Un eje es un elemento simple y sin glamour, pasa
desapercibido, pero es imprescindible porque el eje une la
rueda con la estructura.
UNA NUEVA ESTRATEGIA PARA UN MUNDO NUEVO
¿Qué fue primero, el huevo o la gallina, es una pregunta
clásica sin respuesta, de igual manera, para implementar el
modelo, ¿primero desarrollamos la política y la cultura para
luego desarrollar los proyectos tecnológicos, o al revés,
considero que ninguna de las respuestas es la manera
correcta, el problema es que si la gente no ve resultados
tangibles en el corto plazo, entonces desanima su apoyo y
baja su compromiso, tampoco aceptará un cambio en sus
prácticas si no “ve” para que sirve, por otro lado comprar una
herramienta tecnológica costosa, sin manejar el cambio,
puede llevar al fracaso. ¿Cómo se come a un elefante, pues
por pedacitos, de la misma manera proponemos dividir el
modelo en pequeñas actividades y proyectos, pero todos
integrados a un gran objetivo, es como un gran rompecabezas
con muchas piezas, pero que unidas dará como resultado una
hermosa “imagen” del modelo. Construir el rompecabezas
completo es un gran desafío, no podemos resolver todos los
problemas al mismo tiempo, pero si podemos desarrollar una
estrategia para implantar los pilares fundamentales,
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establecer las reglas para que cada proyecto “encaje”
finalmente y luego construir sobre “el marco” el modelo
completo.
¿CÓMO IMPLEMENTAR LA GESTIÓN DE ACTIVOS... Y NO MORIR EN EL
INTENTO…
1. Conformar la “base, identificando empleados “eje” que
sean sensibles al problema y deseen implantar un cambio,
en palabras de Seth Godin, se trata de formar una “tribu”
o una comunidad, que es un grupo de personas
relacionadas entre sí que se articulan en torno a un líder o
a una idea, serán los que lleven “el mensaje”, que es un
proceso que algunos llaman “evangelizar” o ganar
adeptos para el nuevo proyecto. El 80% del esfuerzo en
implementar un modelo de gestión de activos está en las
personas y procesos y solo el 20% en tecnología. La
gestión del cambio para quebrar los silos funcionales será
una constante en el proceso.
2. Generar un sentido de urgencia, a nivel de la alta
dirección, con un enfoque financiero que demuestre
donde se encuentra la pérdida de valor, recopilando casos
concretos para luego plantear las posibles soluciones. El
objetivo es lograr el financiamiento y apoyo de la
organización al proyecto.
3. Conseguir el patrocinio de la más alta dirección,
convenciendo a la alta dirección de la necesidad de
implantar el modelo de gestión de activos, si tenemos
personas cercanas a su entorno que comprenden los
objetivos del proyecto, será más fácil.
4. Conformar el comité de gestión de activos, con
empleados “eje”, entendidos y comprometidos con el
proyecto, con representantes de todas las áreas claves de
la organización, como inicialmente se realizó un trabajo de
identificación y de aglutinamiento de personas, esta fase
5. no debe resultar muy compleja. Una vez conformado el
comité de gestión de activos, empieza el trabajo “serio” y
formal, cuyos acuerdos deben ser documentados y
comunicados.
6. Desarrollar el marco de trabajo, que esté alineado al ISO
55000, a otros estándares de referencia, a los sistemas
integrados de gestión y a la estrategia y políticas de la
organización. El marco de trabajo es como poner en la
mesa todos los elementos, las relaciones entre ellos, las
referencias y las bases sobre las que se desarrollará el
modelo. Un elemento clave, es el conjunto detallado de la
documentación que explique el enfoque global, la
filosofía, los fundamentos y proporcione información
relevante a los grupos de interés, estos documentos
fortalecen los vínculos y la línea de visión entre los
objetivos generales y las actividades.
7. Desarrollar el mapa de ruta, que es un mapa gráfico,
sencillo de explicar y de seguir, en nuestro caso, no será
un mapa constituido por puntos secuenciales a lograr,
sino todo lo contrario, será un gran rompecabezas que
debemos armar, cada organización debe determinar las
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piezas necesarias y para la secuencia de armado, no existen
reglas, las actividades pueden ser desarrolladas
iterativamente, en secuencia, en paralelo, en cascada, con
adelantos o retrasos, lo importante es que cada actividad,
sean procesos inter-dependientes, que puedan ser
implantadas en etapas diferentes, dependiendo del grados de
madurez, y que cumplan ciertas reglas, de tal manera que al
final puedan integrarse o “encajar” entre ellas y formar un
todo coherente.
8. Determinar la situación actual, si no sabes dónde estás ni
a dónde quieres llegar, es imposible trazar un plan
estratégico, las buenas prácticas no serán desechadas sino
más bien integradas al modelo, debemos realizar un
diagnóstico de nuestra situación actual a un alto nivel
estratégico que determine la madurez de las interrelaciones
y las brechas a cubrir, no es requerido por
ahora una auditoría detallada que llegue a determinar las
características tácticas u operativas, por ejemplo del
mantenimiento.
9. Desarrollar la política de gestión de activos, que sea
apropiada para la organización, que proporcione un
marco para el establecimiento de los objetivos, debe
incluir un compromiso para el cumplimiento de los
objetivos y para el mejoramiento continuo. La política
deberá:
a) Ser consistente con el plan estratégico y con las otras
políticas organizacionales.
b) Ser apropiada para la naturaleza y tamaño de la
organización.
c) Estar documentada, disponible y debe ser comunicada
a toda la organización.
d) Ser implementada, revisada y actualizada
periódicamente.
10. Desarrollar el plan estratégico de Gestión de Activos
(SAMP), que es un plan de alto nivel, que establece los
principios por los cuales se va a aplicar la gestión de
activos, documenta los vínculos y orienta el logro de los
objetivos organizacionales, incluye las estructuras, las
funciones y las responsabilidades para establecer el
sistema de gestión de activos y operarlo con eficacia, el
compromiso, la gestión del riesgo y la mejora continua,
establece los límites y la aplicabilidad del sistema de
gestión de activos para definir su alcance. El SAMP debe
incluir:
a) Las expectativas y necesidades de las partes
interesadas.
b) Las actividades que pueden extenderse más allá de la
planificación normal y que necesita revisiones
periódicas, por ejemplo grandes “overhauls”,
reemplazos o planes de expansión.
c) Documentar los procesos para establecer los criterios
de toma de decisiones.
11. Desarrollar el plan de gestión de activos, que es un
documento detallado, que define las actividades y los
recursos necesarios para alcanzar los objetivos de la
gestión de activos, este plan proporciona a la dirección las
expectativas y la acciones sobre los activos individuales o
de un portafolio de activos, debe contener una
justificación racional de las actividades para los planes
operativos y de mantenimiento, para las inversiones de
capital (reparaciones mayores “overhaul”, renovación,
reemplazo, sustitución y mejoras) y los planes financieros
y de recursos. Dependiendo del tamaño de la
organización, puede ser un solo plan o varios planes de
gestión de activos, por ejemplo uno para cada clase de
activos o para diferentes ubicaciones. El plan debe ser
desarrollado para horizontes temporales, por ejemplo,
planes anuales. Para la primera vez es probable que no se
cuente con información completa, de los datos ni de la
historia de los activos, pero aun así es importante
desarrollar el plan, usando solo la información existente,
esto ayudará a comprender las fortalezas y debilidades e
identificar prioridades para ser utilizadas en el siguiente
plan, esto también evitará realizar proyectos largos y
costosos de recopilación de datos antes de comprender
las necesidades y el alcance más eficiente para el plan de
gestión de activos. La organización debe comprometer los
recursos para el desarrollo del plan. El plan debe ser
revisado y mejorado periódicamente. El plan debe
considerar:
a) Quién es el responsable de desarrollar, implementar y
mejorar el plan y sus actividades.
b) Quiénes son los interesados que debe ser informados
del plan y los resultados.
c) El contexto operacional.
d) Los requisitos para las actividades.
e) El rendimiento de los activos y los resultados
esperados.
f) Los recursos y la financiación necesaria y ejecutada.
g) Las normas y estándares aplicables.
h) La clasificación de los activos y la gestión de los riesgos
individuales.
12. Gestionar el cambio, de los cambios internos y externos
que afectan a los activos, los cambios deben ser evaluados
y las acciones de mitigación se deben ejecutar antes de su
implementación, se debe evaluar las consecuencias
posibles ante los cambios planificados y los no
planificados. Los cambios pueden producirse en:
a) La estructura organizacional, los roles y
responsabilidades.
b) La política, los planes, objetivos, los procesos y
procedimientos.
c) Los nuevos activos, los sistemas de activos o la
tecnología (Ejm. obsolescencia).
d) Los factores externos (Ejm. nuevos requisitos legales y
reglamentarios).
e) Restricciones de la cadena de suministros.
f) Las demandas de productos y servicios, contratistas y
proveedores.
g) La demanda de recursos, incluyendo demandas de la
competencia.
La gestión del cambio, es un proceso permanente en el
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modelo, toma una alta relevancia en las etapas iniciales
de la implementación del modelo en donde aplicamos
estos cuatro pasos:
a) Promover la insatisfacción con el estado actual de las
cosas.
b) Crear un sentido de urgencia y reducir el sentido de
complacencia.
c) Crear una visión del futuro y desarrollar la idea que
justifique el cambio.
d) Desarrollar un conjunto de pasos a seguir para llegar a
donde quieres ir.
Adicionalmente en el plan se incluyen actividades
específicas de comunicación, trabajo en equipo, coaching,
etc., en los tres niveles de la organización:
a) A nivel estratégico (alta dirección)
b) A nivel táctico (supervisores)
c) A nivel operativo (técnicos)
13. Desarrollar los proyectos específicos:
1. Mejorar el registro, estructura, criticidad y vínculos de
información de los activos.
2. Mejorar la gestión de repuestos y componentes
vinculados a los activos.
3. Desarrollar indicadores globales e integrados.
4. Integrar y Centralizar la información
corporativamente.
5. Integrar y Mejorar el sistema de gestión de riesgos.
6. Mejorar el registro de datos de operación y condición
de los activos.
7. Incorporar la operatibilidad, mantenibilidad y
confiabilidad proyectos.
8. Mejorar los procesos de interface entre proyectos y
operaciones.
9. Analizar y Mejorar los puntos débiles en la
confiabilidad de los activos.
10. Estandarizar e Integrar las herramientas de análisis y
de gestión.
11. Analizar y Mejorar las estrategias de operación y de
mantenimiento.
12. Optimizar la gestión de proyectos integrada a la
operación, mantenimiento y logística.
13. Optimizar las decisiones de reemplazo de los activos.
14. Optimizar la gestión del costo del ciclo de vida de los
activos.
14. Evaluar y mejorar lo que avanzamos (Mejora continua),
las auditorías son necesarias y deben ser un proceso
sistemático, nos sirve para indicarnos el éxito y las
oportunidades de las mejoras, inclusive para cambiar de
rumbo o modificar la estrategia.
Fig. 4 Desarrollo estratégico de las actividades.
Fuente: Autor
CONCLUSIONES.
La Gestión de Activos para las empresas mineras no es una
opción, es una necesidad, es un requerimiento obligatorio
para mejorar la productividad del capital, de las operaciones y
del trabajo, condiciones básicas para sobrevivir en esta nueva
era. Con la introducción de la norma ISO 55000 se tiene una
oportunidad única para sacar el máximo provecho de la
inversión en activos, un enfoque integral para la gestión de
activos reducirá el costo de propiedad sobre el ciclo de vida,
aumentará la eficiencia y eficacia en la toma de decisiones de
inversión de capital, en la operación y mantenimiento y
reducirá el riesgo de interrupciones, en la seguridad y en el
medio ambiente.
Las mineras disfrutarán de un rendimiento operativo más
saludable y predecible, que generará más confianza en los
accionistas y partes interesadas.
Por otro lado, la estrategia para su implementación, rompe
los paradigmas y los esquemas tradicionales de desarrollo
lineal de los proyectos, se adecua a los nuevos tiempos, el
pensamiento estratégico es la clave para desarrollar un plan
que muestre resultados desde el inicio, otorgue confianza a la
alta dirección y tranquilice a los accionistas. Los beneficios
están declarados, es: “Hacer más con menos”.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
[1] EY’s Global Mining & Metals Center. “Business risks
facing mining and metals 2013–2014”. 2013 EYGM
Limited.
[2] KPMG International Cooperative. “ISO 55001 a new era
for asset management”. Publication date: April 2014.
[3] Deloitte Global Services Limited. “Mining spotlight on
Sliding productivity and spiraling costs Strategies for
reclaiming efficiency in the mining sector”. 2014
[4] The Boston Consulting Group (BCG). “Value Creation in
Mining 2013 The Productivity Imperative”. May, 2014.
[5] ISO 55000: 2014 “Overview Principles and Terminology”
[6] ISO 55001: 2014 “Management Systems Requirements”
ISO 55002: 2014 “Guidelines for the application”
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LA IMPORTANCIA DELOS TANQUES, SU CONTEXTO O
PERACIONAL Y LA SU ETAPA INICIAL DEL CICLO DE
VIDA EN LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO.
Por:
Marcelo A. Cassani
Especialista AIRMaster+.
Director técnico de Airmaster
Energía SA
marcelo@airmasterenergia.com.ar
Argentina
Hoy conversando con un cliente, luego de pasar por el banco para realizar unas
operaciones, me di cuenta que los tanques acumuladores de aire son como la
cuenta bancaria que tenemos en cuanto a la eficiencia del sistema.
Usted y yo tenemos un ingreso mensual determinado lo cual nos hace que
podamos vivir más o menos tranquilos, usando la cuenta del banco podemos
cubrir algún imprevisto. Pensemos que en el sistema nosotros somos los
compresores que aportamos dinero a la familia pero inesperadamente nuestra
esposa o alguno de los niños choca el auto (aparece una demanda no prevista)
entonces cuanto más abultada sea la cuenta en el banco podremos superar el
imprevisto de manera más fácil y rápida, con menos consecuencias secundarias
que en la planta será alguna maquina parada o alarma por baja presión,
producción defectuosa por falta de fuera en las maquinas, etc., en casa tendremos
que suspender alguna actividad o posponer la compra de la caña de pesca que
ansiábamos porque nuestra cuenta esta en rojo.
Teniendo suficiente almacenamiento (o capacidad en el tanque) del sistema el
compresor pondrá el aire comprimido en el tanque cuando pueda y/o sobre
capacidad de producción de aire frente a la demanda de la producción. Así la
producción tendrá menos oscilaciones en la presión y el compresor operara en
una de sus condiciones más eficientes: a plena carga.
Una alternativa cuando el almacenamiento es
escaso y existen varios compresores es
escalonar y comenzar a prender compresores a
medida que la presión disminuye.
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El almacenamiento apropiado del aire comprimido es una de
las partes más importantes de un sistema de aire comprimido
bien diseñado, pero frecuentemente una de las partes menos
contempladas y cuidadas. Llámelo como usted quiera,
tanques, tachos o pulmones ellos hacen siempre lo mismo:
almacenan el aire comprimido. Este almacenamiento puede
ayudarlo a mejorar la eficiencia haciendo que la presión sea
constante y no se reflejen en la línea las pulsaciones de la
presión de los compresores, ayudan a precipitar parte de la
humedad, estabiliza y balancea la presión y mejora el
rendimiento de los compresores operando en carga parcial
además de suplir el aire necesario para cubrir una demanda
eventual.
Cuando haga una reingeniería del sistema o compre un nuevo
tanque, hágalo generosamente ya que usted no cambiara el
tanque con el próximo compresor que agregue en su
instalación.
La regla general para compresores a tornillo lubricados que
operan en carga y descarga se orienta a usar
aproximadamente 0.4 a 0.7 m3 de almacenamiento por cada
m3/min de aire entregado por el compresor. Este
almacenamiento también será función del tipo de compresor,
sistema de control, y la cantidad de eventos transitorios que
ocurran.
En el caso de diseño de un sistema con múltiples
compresores, el equipo a considerar para diseño o selección
del tanque es el de punta a fin de evitar que funcione con
carga parcial. Es muy importante considerar también el
tiempo que demora en entrar en servicio y comenzar a
entregar aire comprimido el compresor que actuara como
compresor de punta a fin de evitar caídas de presión en la
línea.
Un tanque con aire y sin un diferencial de presión con la línea
no tendrá ningún efecto y no almacenara aire. El tanque debe
ser visto como un dique en un rio. Si existe un caudal que
ingresa igual al que sale no tendremos acumulación. Cuando
la salida es menor que el ingreso comenzaremos a acumular
para que cuando tengamos una demanda puntual mayor al
ingreso podamos cubrir dicho déficit con la diferencia
acumulada.
El volumen de aire usable en el tanque dependerá de la
diferencia de presión. Con la siguiente formula podemos ver
cómo interactúan los diferentes parámetros:
Siendo:
T: Tiempo en minutos
V: Volumen del tanque
P1: Presión inicial en bar
P2: Presión final en bar
C: Demanda de aire en m3/min
Pa: Presión Atmosférica
La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente 1
bar (1000 hPa), pero considere usted que esta varia con la
altura. Por ejemplo al momento en que estoy escribiendo
esta nota la presión atmosférica en la Ciudad de Buenos Aires
es de 1009 hPa y en Mendoza 925 hPa.
Cuidado, no caiga en la tentación de creer que por elevar la
presión del sistema aumentara la capacidad de
almacenamiento ya que por cada bar adicional de presión
sobre los 6 bar, el consumo se incrementa entre 7 y 10%.
Además, recuerde que a mayor presión, mayores son las
fugas. Los controladores de presión y caudal, al igual que los
reguladores de presión lo ayudaran a maximizar las ventajas
del almacenamiento
En USA todos los tanques deben ser construidos acorde a las
normas ASME, llevan una estampilla, número de serie y
deben ser registrados. En Argentina los fabricantes,
generalmente construyen los tanques acorde a la norma
ASME dado que no existe una norma local que regule el
diseño de los tanques, aunque si normas provinciales que
exigen medición de espesores y pruebas hidráulicas
regulares.
Una alternativa cuando el almacenamiento es escaso y
existen varios compresores es escalonar y comenzar a
prender compresores a medida que la presión disminuye.
Pero en el caso que el evento sea puntual de muy corta
duración estaremos encendiendo un compresor y para el
momento en que la unidad está en régimen y operando el
evento, seguramente, habrá finalizado, la caída de presión en
la línea la tuvimos igual y encima encendimos un compresor
consumiendo más energía.
Recuerdo el caso de un productor de bebidas que tenía una
pérdida de presión en la línea en diferentes momentos del día
(puntuales), lo cual causaba problemas a la producción y
hacia que otro compresor debiera entrar en servicio. El
cliente me había pedido asesoramiento para saber que
compresor debía comprar ya que todos los vendedores de
equipo ofrecían unidades muy sobredimensionadas para el
caso.
Mientras trabajaba, durante la auditoria, la empresa decidió
agregar un ítem al contrato y hacer un estudio detallado de
las demandas de aire comprimido de todas las líneas y así
saber que era exactamente lo que estaba sucediendo. Ese
estudio revelo un evento que demandaba aproximadamente
4.25 m3/min y duraba algo menos de un minuto. El estudio
revelo además que sin esas demandas intermitentes, el
equipamiento existente de compresores era adecuado para la
demanda. La solución final fue instalar un tanque de
almacenamiento auxiliar para compensar esos picos de
demanda. La solución fue muy económica frente a la compra
de un nuevo compresor. Gracias a los ahorros de energía que
suponía un compresor de mayor potencia el repago de esta
inversión fue inferior a 12 meses.
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Los almacenamientos se pueden clasificar según su ubicación
en el sistema en:
Almacenamiento primario
Es el almacenamiento de aire comprimido en la sala de
máquinas o sus inmediaciones. Una constante que es fuente
de debate es la definición de donde colocar el tanque de
almacenamiento si antes o después del secador de aire
comprimido. Esto lo evaluaremos posteriormente.
Almacenamiento secundario
El almacenamiento secundario de aire comprimido puede
proveer una fuente de aire comprimido para operaciones
puntuales, reducir perdidas de presión o ayudar a balancear
el sistema. Como ejemplo podemos mencionar dos casos
típicos que generan problemas frecuentemente cuanto las
líneas no están bien diseñadas, las prensas y los filtros de
mangas.
Estas operaciones requieren caudales instantáneos elevados
en periodos cortos. Sin un almacenamiento auxiliar esto
genera caídas de presión y en el caso de una prensa puede
generar la liberación de un freno o embrague causando
accidentes.
Para evitar inconvenientes como estos normalmente se
aplican estrategias de almacenamiento secundario en las
inmediaciones del foco del problema. En la imagen siguiente
se muestra cómo resolver el conexionado de válvulas
reguladoras y el pulmón de almacenamiento que pueden
calcularse usando la formula antes mencionada.
la presión como el arranque y parada o carga y descarga de
los compresores. Esto permite que los ciclos de
funcionamiento de los compresores sean más largos y
generando así un ahorro de energía para la planta.
El almacenamiento primario puede ser usado con los
controladores de presión y caudal (muy frecuente en USA)
que aíslan la generación de la demanda permitiendo así que
la planta opere con una presión menor. En la antigüedad se
estimaba una capacidad de 1 galón por cfm de salida del
compresor (0.13 m3 por cada m3/min) hoy en día, como
comentáramos anteriormente, esta relación es entre 3 y 5
galón por cfm o bien 0.4 a 0.7 m3 por cada m3/min de aire
comprimido entregado por el compresor.
Por último, ¿antes o después del secador
Existen dos teorías acerca de si almacenar aire seco o
húmedo.
Veamos los dos casos:
Almacenamiento Aire Húmedo (antes del secador)
Al expandir el aire y enfriarse ayuda a la eliminación de
humedad ayudando al rendimiento del secador.
Al tener un pico de demanda y aumentar significativamente
el caudal que debe pasar por el secador y filtro la caída de
presión se no se incrementa linealmente sino en forma
cuadrática debido a la relación de Darcy-Weisbach muy
estudiada en mecánica de los fluidos.
Si la purga del tanque se obstruye por el óxido formado por la
gran cantidad de agua que se forma en este tanque puede
tener mucha humedad en el mismo. Esto disminuye su
capacidad y corre el riesgo de inundar la línea como le
sucedió a este cliente. Vea en la foto a continuación el nivel
que sobrepaso el agua dentro del tanque por tener una purga
obstruida.
De esta forma un caudal de alta demanda instantánea se
puede transformar en una baja demanda constante donde el
cálculo del tanque y las cañerías auxiliares serán función de
los caudales de aire requeridos y la diferencia de presiones de
trabajo
Recomendaciones en el uso de los tanques:
Ubicados cerca del compresor el almacenamiento primario
ayuda al control de los compresores load/unload a operar en
forma eficiente reduciendo las fluctuaciones o pulsaciones de
Almacenamiento de Aire seco (luego del secador)
Compensa mejor picos de demanda en forma instantánea y
evita las pulsaciones en la caída de presión en la línea.
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Al compensar un pico de demanda no tengo caídas de presión
como sucede en un tanque húmedo.
Requiere menor mantenimiento y cuidado que un tanque de
aire húmedo.
¿Entonces
Lo ideal es la teoría americana de usar 25-75, es decir del
100% de la cantidad calculada como ideal para
almacenamiento de nuestra instalación que un 25% sea de
aire húmedo y un 75% de aire seco. En caso de no disponer
del dinero o lugar para los tanques el tanque con el que
debemos quedarnos es el tanque de almacenamiento de aire
seco.
Si usted lector es uno de esos clientes que escucho
frecuentemente que me dicen que construyen la red 1/2 o 1”
más grande que el cálculo para así almacenar aire ese, sepa
que no es una gran idea ya que el volumen que lograra nunca
llegara a equiparar el de un tanque.
Haga lo que haga ponga un tanque y siempre es preferible
sobredimensionado antes que subdimensionado. Colocar un
tanque le ayudara a mantener una presión constante y sin
pulsaciones y prevenir la carga y descarga frecuentes en los
compresores. Recuerde que los tanques deben llevar válvulas
de seguridad y liberación de presión (verifique la legislación
vigente en su localidad) lo ideal es que estas estén reguladas
entre un 10 y un 15 % por encima de la presión de trabajo de
la instalación. Se recomienda la colocación también de un
manómetro para poder saber la presión de aire disponible en
el interior del tanque. Por último no olvide colocar una purga
de consensado automática confiable en su tanque para poder
eliminar toda el agua que se juntara durante la operación.
Hasta la próxima.
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ESTUDIO Y APLICACIÓN DE LA MANTENIBILIDAD EN UNA
PLANTA PRODUCTORA DE SUBSTANCIAS
ACELERADORAS DE COMBUSTIÓN
La Mantenibilidad de la industria es de gran importancia para llegar a obtener
resultados eficientes en el desarrollo de la actividad productiva. La Mantenibilidad
no es más que la propiedad de un sistema que representa la cantidad de esfuerzo
requerido para conservar su funcionamiento normal o para restituirlo cuando ha
ocurrido una avería o evento de fallo.
Por:
El presente trabajo responde al interés de efectuar un estudio comparativo entre
los parámetros comprendidos en el concepto de mantenibilidad de la estructura
existente antes de la ejecución de los trabajos de remodelación de una planta de
producción de elementos aceleradores de la combustión de una elevada
nocividad, así como después de la ejecución de los mismos, con el propósito de
incrementar su mantenibilidad y por tanto su disponibilidad.
Dr. Francisco Martínez
Instituto Superior Politécnico José
A. Echeverría (CUJAE), Facultad
de Ingeniería Mecánica, Centro de
Estudios de Ingeniería de
Mantenimiento (CEIM)
fmartinez@ceim.cujae.edu.cu
MSc. Michael Pérez
Instituto Superior Politécnico José
A. Echeverría (CUJAE), Facultad
de Ingeniería Mecánica, Centro de
Estudios de Ingeniería de
Mantenimiento (CEIM)
mperez@ceim.cujae.edu.cu
Ing. Candelario Romero
CUPET, Empresa Cubalub, Planta
Habana
gladys@cubalub.cupet.cu
Cuba
Para el desarrollo del trabajo se tomaron como referencia los controles
precedentes existentes y se efectuó un análisis basado en la experiencia de
mecánicos, paileros y el propio Jefe del área, estableciéndose un criterio más
amplio de la situación en la planta. Basado en los resultados obtenidos, se efectuó
una valoración técnico económico. El análisis efectuado reportó un incremento en
la mantenibilidad, una mayor disponibilidad de la planta y un significativo ahorro
en los costos de la reparación en el proceso de mantenimiento.
El tema de la Mantenibilidad, está íntimamente
relacionado con la disponibilidad, la
confiabilidad y la capacidad, ya que ambas
dependan unas de otras [1]. Al lograrse una
Mantenibilidad alta, se logra que el activo sea
más confiable, que el mismo se encuentre
disponible para producir mayor tiempo y su
capacidad se mantenga dentro de los
parámetros de diseño para los que fue
concebido.
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1- INTRODUCCIÓN
El concepto de Mantenibilidad está asociado a otros
conceptos básicos muy conocidos como la confiabilidad, o
sea, la garantía de que el equipo o producto responda con
plenitud a la función para la que fue concebida. A mayor
disponibilidad es un máximo de tiempo que estará trabajando
el equipo sin paros de mantenimiento o fallas. [1]
La mantenibilidad [1], es la característica inherente de un
elemento (equipo) asociado a su capacidad de ser recuperado
para el servicio cuando se realiza la tarea de mantenimiento
necesario según se especifique.
En la bibliografía analizada, el tema de la Mantenibilidad, está
íntimamente relacionado con la disponibilidad, la
confiabilidad y la capacidad, ya que ambas dependan unas de
otras [1]. Al lograrse una Mantenibilidad alta, se logra que el
activo sea más confiable, que el mismo se encuentre
disponible para producir mayor tiempo y su capacidad se
mantenga dentro de los parámetros de diseño para los que
fue concebido. [1]
Este tipo de estudio es necesario para revelar las causas de
las demoras en el cumplimiento de los plazos de
mantenimiento, las dificultades de diseño [2] de la planta, así
como el esfuerzo físico de los mantenedores para acometer
los trabajos a ellos encomendados.
El estudio de la Mantenibilidad de una planta, permite tomar
acciones sobre todos los aspectos del desarrollo del trabajo
en la misma, desde el punto de vista de diseño y de
protección del medio ambiente. Hacer más cómodas las
labores de mantenimiento, humanizando el trabajo del
personal que trabaja en la reparación de líneas, el ahorro de
tiempo de estudio y logrando el aumento de la disponibilidad
que se traduce como ganancia en el aumento de productos
obtenidos. [1]
De forma general se emplea una metodología de evaluación
cuantificable de las medidas de las características basándose
en datos empíricos disponibles. No obstante, de forma más
práctica, este proceso a nivel de área de mantenimiento
puede ser analizado de forma rápida analizando el tiempo de
reparación (Tr), el tiempo para reparar real (Tpr) y
relacionándolo según la ecuación:
M(t)=Tpr-Tr/Tpr (1)
Donde: M(t)= Mantenibilidad
Esta ecuación aporta los datos suficientes en tiempo real de
las características y comportamiento de los mantenimientos
ejecutados y los factores que deben ser analizados para
propiciar su mejoramiento.
2- MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Características de la planta y del producto.
La planta objetivo del trabajo, está constituida por varias
áreas tecnológicas: Cargadero, Área de bombeo, Área de
productos activos (trasiego), Área de mezcla, Almacén de
materiales activos y Tanques de almacenaje.
Además de estas áreas donde se ejecutan de forma
sincronizada las labores necesarias para obtener el producto,
es preciso contar además con el aseguramiento de líneas y
válvulas que permitan la secuencia adecuada del proceso de
fabricación. Esta producción es altamente tóxica, por lo que
se hacen necesarias, además, instalaciones de seguridad,
como la torre de lavado de gases que recibe los gases
directamente de la zona de productos activos, así como
máscaras, guantes, duchas, entre otras.
El proceso de producción está dividido en dos etapas. Como
se puede apreciar en la Fig. 1, una parte de la materia prima
es recibida a través del cargadero. Por este se reciben el
Diesel y el SAE 30 que son productos más nobles. Por otras
vías (transportación en bidones) se reciben los productos
activos que se almacenan en lugares separados; uno para la
Trietilamina (altamente explosiva e inflamable) y en el otro el
Flexistane (produce quemaduras cutáneas).
Fig. 1 Esquema del proceso de producción en la planta.
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CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LA DISTRIBUCIÓN
DE WEIBULL
Este artículo presenta, paso a paso, el método de los Mínimos Cuadrados para
calcular los parámetros de forma y escala de la distribución de Weibull. Para el
cálculo del parámetro de localización se emplea el complemento Solver de Excel.
También se presentan dos ecuaciones para calcular el estimador Rango de
mediana (ecuaciones 5 y 6), siendo esta última una forma aproximada y la que
generalmente se usa en la literatura técnica. Ya que la ecuación (5) es más exacta,
ésta es la que se emplea; para ello, y debido a su complejidad, se presenta el
código fuente — en el lenguaje VBA (Visual Basic para Aplicaciones) — para crear
una función definida por el usuario en Excel. Igualmente se usan las funciones
PENDIENTE e INTERSECCIÓN.EJE, de Excel, para calcular la pendiente y el
intercepto de la línea de regresión.
Por:
Luis Hernando Palacio
Ingeniero Mecánico.
Diplomado en Finanzas y
Proyectos
Certificado en programación VBA
para Excel
Profesional de Planeación y
Programación de mantenimiento en
Cementos Argos, Planta Nare
luherpa67@hotmail.com
Colombia
¿Cómo se calculan los parámetros y ¿por qué
se omite el cálculo del tercer parámetro El
tercer parámetro es el parámetro de
localización, es decir, el parámetro que localiza
la abscisa a partir del cual se inicia la
distribución.
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42

INTRODUCCIÓN
La distribución de Weibull es una distribución continua y
triparamétrica, es decir, está completamente definida por
tres parámetros y es la más empleada en el campo de la
confiabilidad.
A pesar de la popularidad de esta distribución, en la revisión
bibliográfica efectuada, la mayoría de los artículos y literatura
técnica consultados se remiten a una distribución
biparamétrica y, más aún, los ejemplos allí desarrollados
presentan como datos conocidos los dos parámetros,
generándose, así, las siguientes preguntas: ¿Cómo se calculan
los parámetros y ¿por qué se omite el cálculo del tercer
parámetro El tercer parámetro es el parámetro de
localización, es decir, el parámetro que localiza la abscisa a
partir del cual se inicia la distribución.
El objetivo de este trabajo es responder a las dos preguntas
anteriores, presentando una de las cinco metodologías —
analíticas — existentes para el cálculo de los parámetros y
algunos criterios para determinar si es necesario tener en
cuenta el tercer parámetro.
El método que se presenta es el método de los Mínimos
Cuadrados, por tres razones: la primera, es un método simple
y expedito de aplicar; la segunda, la gráfica de los datos sirven
como una prueba de bondad de ajuste de la distribución y, la
tercera, da un indicio sobre si se debe calcular o no el
parámetro de localización.
Para una metodología gráfica, la cual hace uso del papel
especial llamado papel de probabilidad de Weibull, véanse las
referencias [5], [6]
EXPRESIÓN MATEMÁTICA DE LA DISTRIBUCIÓN
La función de densidad de la distribución de Weibull para la
variable aleatoria t está dada por la siguiente expresión:
1
t t
f t
exp
, t
(1)
El parámetro delta indica, en el tiempo, el momento a partir
del cual se genera la distribución.
Una distribución biparamétrica está completamente definida
por los parámetros de forma y de escala.
La función confiabilidad R (t) de Weibull se determina por la
siguiente expresión:
El parámetro beta, como su nombre indica, determina la
forma — o perfil— de la distribución, la cual es función del
valor de éste.
El parámetro theta indica la escala de la distribución, es decir,
muestra que tan aguda o plana es la función. También se
conoce como vida característica.
El parámetro delta indica, en el tiempo, el momento a partir
del cual se genera la distribución.
Una distribución biparamétrica está completamente definida
por los parámetros de forma y de escala.
La función confiabilidad R (t) de Weibull se determina por la
siguiente expresión:
R
t
s
t
f ( t ) dt e (2)
La función distribución acumulativa F (t) es el complemento
de la función confiabilidad y se define de la siguiente manera:
t
t
F 1 R 1 e
t
De la expresión anterior, se concluye que la función
distribución acumulativa se puede interpretar como la
probabilidad de falla.
La relación entre la función confiabilidad y la función
probabilidad de falla se muestra en la figura 1.
Donde:
t: Variable aleatoria que, para el caso de la confiabilidad,
representa el tiempo entre fallas.
β: Parámetro de forma (0

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ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO PARA TURBINAS A
GAS EMPLEADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA
LA GENERACIÓN ELÉCTRICA.
Por:
Este trabajo propone generar estrategias de mantenimiento, que correspondan
a las condiciones actuales de operación de las turbinas a gas empleadas para la
generación eléctrica de instalaciones petroleras, mediante la aplicación de manera
sistematizada de las metodologías Análisis de Modo y Efecto de Fallas (AMEF) y el
Análisis de la Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM). Las estrategias
se basan en primer lugar, en el estudio de los modos y efectos de las fallas
presentadas en los sistemas y subsistemas de las turbinas a gas, además de la
estimación probabilística de los tiempos de falla y reparación para el cálculo de los
indicadores del mantenimiento. Esto con el propósito de conocer con certeza,
cómo afecta a la disponibilidad de la planta de generación eléctrica, las paradas
programadas y forzadas de una turbina a gas tanto de manera individual, como un
sistema configurado en paralelo. Con el fin de establecer de forma clara y precisa
las actividades de mantenimiento a aplicar a cada turbina, optimizando de esta
manera su frecuencia de aplicación, haciendo especial énfasis en el riesgo
asociado a la indisponibilidad de las turbinas a gas y su impacto a la producción y
operaciones diarias de la industria petrolera.
Osberto J. Díaz B.
Ingeniero de
Mantenimiento Mecánico.
Magister Scientiarum en Gerencia
de Mantenimiento
Ingeniero de Confiabilidad E&M
Solutions C.A.
osbertodiaz@gmail.com
Venezuela
Para estimar confiabilidad con estadística
paramétrica, es necesario caracterizar
probabilísticamente la variable tiempo para
fallar, es decir; encontrar la distribución
paramétrica que mejor se ajusta a los datos
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1. INTRODUCCIÓN
La necesidad de definir estrategias de mantenimiento, parte
del hecho de optimizar los recursos técnicos y económicos
asociados a la función mantenimiento de un activo industrial,
con el fin de minimizar el impacto de las paradas no
programadas. Para esto, es necesario considerar las
condiciones actuales de operación, y las fallas asociadas al
mismo.
En este sentido, y con el objetivo de establecer de forma clara
y precisa las estrategias de mantenimiento para las Turbinas a
Gas empleadas en la industriapetrolera para la generación
eléctrica, se emplea en sinergia dos metodologías de la
Ingeniería de Confiabilidad como son el Análisis de Modo y
Efecto de Fallas (AMEF) y el Análisis de la Confiabilidad,
Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM), con el propósito de
optimizar la frecuencia de aplicación de mantenimiento,
haciendo énfasis en el riesgo asociado por los indicadores de
confiabilidad y disponibilidad de las turbinas a gas y el
impacto de las fallas funcionales en la producción y
operaciones diarias de la industria petrolera.
2. METODOLOGÍA DE TRABAJO
Las estrategias de mantenimiento, se definen en primer lugar,
considerando el contexto operacional de las turbinas, con el
objetivo de conocer los datos técnicos y condiciones
operacionales de las mismas. Posteriormente se estudian las
fallas en los ítems mantenibles de los sistemas y subsistemas
de las turbinas, a través de la metodología del Análisis de
Modo y Efecto de fallas, definiendo las tareas de
mantenimiento preventivas y basadas en la condición a
ejecutar para garantizar la confiabilidad en las operaciones.
Asimismo, se caracterizan probabilísticamente los tiempos
promedios entre falla (TPEF) y tiempos promedios para
reparar (TPPR) de las turbinas a través de la estadística
paramétrica, obteniendo los indicadores de confiabilidad,
mantenibilidad y disponibilidad con los registros de fallas y
mantenimiento de turbinas a gas utilizadas para la generación
eléctrica en la industria petrolera.
Es importante mencionar, que para algunos modos de fallas
se hizo necesario la consulta de expertos en el área o base de
datos genéricas de tiempos de fallas y reparación.
Seguidamente se estima la criticidad de las turbinas
estudiadas como un Diagrama de Bloques de Confiabilidad,
considerando la indisponibilidad que aportan de manera
individual al sistema de generación de energía eléctrica. Esto
con el propósito de centrar las acciones de mantenimiento
necesarias para garantizar la confiabilidad operacional en los
procesos de exploración y producción petrolera.
En resumen, el plan de trabajo para el desarrollo de las
Estrategias de Mantenimiento se resume en las siguientes
etapas:
Etapa I. Diagnóstico del contexto operacional
Etapa II. Estudio de Fallas en los sistemas y subsistemas de las
turbinas a gas empleadas para la generación eléctrica.
Etapa III. Caracterización de tiempos de falla y tiempos de
reparación de las turbinas.
Etapa IV. Estimación de la criticidad de las turbinas a gas
utilizadas en la industria petrolera para la generación
eléctrica.
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EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD OPERACIONAL. UN
CASO DE ESTUDIO
El presente trabajo fue desarrollado en un centro biotecnológico de la ciudad. Se
declara el poco uso del mantenimiento centrado en la confiabilidad, se evalúan los
indicadores pertenecientes a cada elemento integrante de la Confiabilidad
Operacional en el binomio operación-mantenimiento de la línea de llenado, con la
utilización de los modelos exponencial, paramétrico y ajuste de la distribución;
todo ello como contribución al mejoramiento del proceso de toma de decisiones,
de modo que se cumple el objetivo trazado. Entre los resultados más relevantes
con relación al análisis del sistema, se considera la constatación de la menor
confiabilidad en la máquina lavadora de bulbos. La importancia y pertinencia del
tema radica en el papel preponderante que tiene la gestión de mantenimiento
para el incremento de la disponibilidad y la calidad.
Por:
MSc. Armando Díaz 1
Ing. Julio Abril Romero
Dr. Jesús Cabrera
MSc. Mariana Lobaina
1
Facultad de Ingeniería Mecánica,
Centro de Estudios en Ingeniería
de Mantenimiento, CUJAE
adiaz@ceim.cujae.edu.cu
Cuba
La mantenibilidad: la probabilidad de que una
planta o equipo sea restablecida a una
condición especificada dentro de un periodo de
tiempo dado.
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47

1. INTRODUCCIÓN
Con el decursar histórico el mantenimiento ha ido
evolucionando hasta convertirse en lo que es hoy, una
actividad imprescindible dentro de cualquier contexto
operacional. El mantenimiento es: " Acción de preservar,
corregir o conservar las funciones y condiciones de
disponibilidad, seguridad y eficiencia de los activos fijos
tangibles (AFT) durante su ciclo de vida”. [1]
En la organización pueden ser aplicables variadas técnicas de
mantenimiento, en las que son utilizadas diferentes
estrategias, donde la confiabilidad operacional debe jugar un
papel determinante.
En sentido general el concepto de Confiabilidad encaminado
a la Operación en la Industria, abarca todos los componentes
que influyen en la operación de los equipos y/o sistemas sin
que se afecte la calidad esperada del producto. Otra forma en
la que se puede definir la confiabilidad, es como la
probabilidad de que un equipo y/o sistema puede
desempeñar su función prevista sin incidentes por un período
de tiempo especificado y bajo condiciones de uso definidas.
En la figura No 1. se expone la información gráfica del
concepto de Confiabilidad Operacional:
Figura 1. Diagrama de Confiablidad operacional y sus
elementos integrantes
Se puede deducir que sobre la Confiabilidad Operacional
inciden [2]
La confiabilidad del equipamiento: es la probabilidad de que
un equipo cumpla con la función establecida en un periodo
de tiempo, integra las estrategias empleadas, la efectividad
del mantenimiento y el incremento del tiempo medio entre
fallos de los activos. [3]
La confiabilidad de los procesos: es la probabilidad de que un
proceso o sistema cumpla con la operación establecida,
incluye la operación confiable dentro de los parámetros de
diseño, así como la correcta interpretación de los procesos y
los procedimientos. [3]
La confiabilidad humana: la probabilidad de desempeño
eficiente y eficaz de las personas, en todos los procesos, sin
cometer errores derivados del actuar y el conocimiento
humano, durante su competencia laboral, dentro de un
entorno organizacional específico”, comprende el grado de
compromiso y sentido de pertenencia, así como el nivel de
conocimientos y habilidades requeridos. [3]
La mantenibilidad: la probabilidad de que una planta o equipo
sea restablecida a una condición especificada dentro de un
periodo de tiempo dado, usando recursos determinados,
garantiza la continuidad de la confiabilidad inherente y la
disminución del tiempo medio para reparar los activos. [3]
Forma de gestionar el mantenimiento en algunas de las
industrias biotecnológicas. [4.5.6]
Para la gestión del mantenimiento en la industria
biotecnológica se tienen en cuenta un grupo de parámetros
que son relacionados a continuación:
Prioridad del equipo.
Horas de trabajo diario.
Período de amortización.
Sugerencias de los fabricantes.
Experiencias de los especialistas.
Además de estos parámetros, en la actualidad, se está
implementando el análisis de la Efectividad Total del
Equipamiento (O.E.E.), esta se basa en esencia en los análisis
de indicadores referidos a la confiabilidad de activos
fundamentalmente, por lo que es criterios de varios
especialistas que estos análisis aunque son de buen uso para
la empresa, están segados o no son suficientes para
determinar la confiabilidad de los sistemas.
En todos los sistemas existe un software que es el encargado
de almacenar las intervenciones que son realizadas a cada
uno de los activos ya sea de forma proactiva o de forma
reactiva. Los mismos tienen limitaciones para la obtención de
las diferentes variables necesarias para la aplicación de
modelos, fundamentalmente para los de confiabilidad
humana.
De forma general la gestión del mantenimiento solo va
encaminada a la aplicación de modelos propios de la
confiabilidad de activos, no relacionando los diferentes
elementos de la confiabilidad operacional.
A raíz de lo antes expuesto se proponen como objetivos
realizar análisis de confiabilidad operacional integrando sus
diferentes elementos que sirvan para la toma de decisiones y
realizar la implementación en el Instituto “Carlos J. Finlay” en
el 2012, en el sistema de llenado, como caso de estudio.
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