desarrollo proyecto
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INTRODUCCIÓN
Como sabemos el trabajo excesivo y el envejecimiento de las máquinas suelen ser
factores importantes que dan paso a los fallos frecuentes, considerables y graves
que a la larga pueden ocasionar problemas y pérdidas muy grandes de producción
dentro de un activo.
En los últimos años las fallas y paros imprevistos de los equipos de compresión se
han elevado a un ritmo casi imparable a tal grado que han provocado costos muy
importantes de mantenimiento dentro de la paraestatal. Debido a este ritmo de
crecimiento se deben tomar una serie de medidas o acciones que impidan el
aumento de fallas considerables en dichos equipos principales que manejan gas y
crudo, y que son de vital importancia dentro de esta industria para la producción
del petróleo.
Es por esto que a simple vista se ha notado que es necesario optimizar un plan en
el que se comprenda como podemos disminuir los tiempos medios entre fallas
para mejorar y alargar el rendimiento, la confiabilidad y la disponibilidad de los
equipos que contemplan las operaciones de compresión de gas y manejo de
crudo, y al mismo tiempo, colaborar con una mejor producción y una menor
contaminación con la quema de gas que estos equipos manejan.
En el capítulo uno se habla de las generalidades de la empresa donde se
menciona la justificación del trabajo así como también podemos encontrar la
misión, la visión, las políticas internas establecidas por la empresa, la ubicación de
la empresa, también de su historia y los logros obtenidos desde su fundación
hasta las últimas fechas.
En el capítulo dos se presentan las especificaciones técnicas y funcionamiento del
equipo así como también se habla del planteamiento del problema que existe en
ellos, el cual se analiza a grandes rasgos la problemática que existe en cada
máquina que se encuentra dentro de la instalación, aplicando métodos y
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demostrando por medio de la representación de gráficas de medición, así como
otros tipos de técnicas que nos permitan llegar de una manera más clara y
contundente a las causas de fallas en cada uno de estos equipos que
mencionaremos en este plan de proyecto.
En el capítulo tres encontraremos una breve explicación de lo que es el
mantenimiento predictivo y su importancia dentro de las industrias, el marco
metodológico del tema el cual comprende el tipo y diseño de la investigación, la
población o universo de estudio, así como los instrumentos y técnicas de
recolección de la información. Explica cómo se debe aplicar cada tema para
cumplir con el objetivo principal de este proyecto.
Por último presentamos las conclusiones y recomendaciones que salen del
resultado de la investigación para este proyecto.
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CAPÍTULO I
GENERALIDADES DE LA EMPRESA
1.1 Justificación
Este plan maestro está diseñado con el fin de mejorar el rendimiento, la
producción y disminuir la quema de gas en los equipos principales de compresión
de gas y manejo de crudo en los campos maduros del área contractual Sánchez
Magallanes, aplicando herramientas de confiabilidad operacional que nos permitan
descubrir las cusas raíz de las fallas en las motocompresoras y sus componentes.
En este manual proponemos mejorar la producción y rendimiento de los equipos a
través de una mejora continua en cada uno de ellos, analizando todo los tipos de
fallas que ocurren en ellas y por qué están ocurriendo.
1.2 Historia de la empresa (ETM-Petrofac)
1.2.1 Historia ETM
Especialidades en Turbomaquinaria, S.A. de CV., con más de 20 años en el
mercado y una gran experiencia acumulada, está dedicada al servicio, instalación,
reparación, mantenimiento y puesta en operación de turbinas de gas y vapor,
generadores eléctricos, compresores centrífugos, compresores reciprocantes,
bombas centrífugas y cajas de engranes, así como también al suministro,
Instalación, capacitación y puesta en operación de Sistemas de Detección y
Supresión de Gas y Fuego. Suministro, Instalación y puesta en operación de
Sistemas de Paro de Emergencia. Suministro, Instalación y puesta en operación
de Sistemas de Control Distribuido. Nuestro personal altamente calificado, ha
recibido entrenamiento de los fabricantes de equipos originales y formaron parte
del personal de Ingeniería y Servicio de empresas tales como Elliott Co., Ruston,
Dresser Clark, Turbodyne, Bingham, Turbomeca, entre otros más.
Ante la necesidad de las grandes industrias por adquirir servicios para una mejora
continua de sus instalaciones y una mejor producción que les obtuviera mejores
ganancias, nuestra compañía Especialidades en Turbo Maquinaria S.A. de C.V.
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(ETM) ha sido una de las empresas más importantes dentro del ámbito industrial.
ETM poco a poco desde su fundación ha satisfecho las necesidades de sus
clientes, dando servicios principalmente a compresoras, motocompresoras,
turbocompresoras y turbinas así como también a los equipos ya antes
mencionados.
A lo largo de estos años y hasta el día de hoy Especialidades en Turbo Maquinaria
ha prestado servicios a unas de las empresas más grandes del mundo como lo
son Petróleos Mexicanos (PEMEX) que cuentan con diversas instalaciones en
todo el país tales como son plataformas marinas en la sonda de Campeche, los
campos maduros del área contractual Sánchez Magallanes, Santuario, así como
otras más en el norte del país, y Comisión Federal de Electricidad (CFE) que como
ya todos sabemos es la principal abastecedor de energía eléctrica en la república
mexicana. Es por esto que nuestra empresa ha sido constituida como una de las
mejores del territorio mexicano a tal grado que compañías extranjeras han logrado
obtener convenios con esta empresa para un mejor desempeño a los servicios de
mantenimiento.
En ETM estamos convencidos de que las grandes industrias en conjunto con
nosotros, los mantenimientos de calidad son la clave para reducir los costos de
mantenimiento y obtener una mejor producción que nos haga ir creciendo día con
día.
1.2.2 Historia Petrofac
Petrofac es una empresa de servicios petroleros en la que desde hace más de 30
años hemos estado construyendo nuestra capacidad, el aumento de la escala y el
alcance de nuestra oferta de servicios. Hoy en día, Petrofac puede ofrecer
servicios a clientes en toda la industria del petróleo y del ciclo de vida de activos
de gas, ya sea en forma independiente o integrada en los modelos comerciales
flexibles que se adaptan a las necesidades del cliente.
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Nosotros continuamos desarrollando nuestra capacidad más allá, y en su caso,
también vamos a crear alianzas con empresas para que conjuntas nos permitan
alcanzar nuestros objetivos de crecimiento. Tenemos un historial probado de
integración de los aspectos de nuestra oferta de servicios, y la implementación de
nuestro propio capital para crear una alineación con nuestros clientes.
Tenemos 31 oficinas y unas 16.500 personas en todo el mundo, que comprenden
más de 80 nacionalidades. Hoy en día nuestros proyectos abarcan 29 países y
seguimos ampliando nuestra huella geográfica más para desarrollar nuevos
negocios y las capacidades y creación de equipos adicionales, todo lo cual nos
ayudará a generar un crecimiento futuro. Algunos ejemplos recientes de nuestro
crecimiento geográfico se muestran a continuación:
Malasia
Nuestro sólido equipo de 1350 personas de Malasia es ahora responsable de la
inversión de más de 2 mil millones de dólares en proyectos petrolíferos. Desde
diciembre del 2010, hemos obtenido:
Un contrato de servicios de riesgo para liderar el desarrollo y operación del
campo Berantai, en las costas de Malasia peninsular.
Nuestra primera suma global de ingeniería costa afuera, procura la
construcción, instalación y puesta en marcha (EPCIC) del contrato en el
sudeste de Asia para todo el ámbito del sistema de producción temprana
(Sepat) el equipo ha logrado la producción de aceite antes de lo previsto.
También hemos firmado dos memorandos de entendimiento con Petronas,
el primero en acelerar la tercera fase del Bloque PM304, Desaru Occidental
y el segundo es para una asociación de formación técnica con Petronas
para desarrollar la formación basada en competencias para el personal de
operaciones y mantenimiento en Malasia
Un contrato con Petronas Carigali Sdn Bhd, una filial de Petronas, para la
renovación de la plataforma Bekok-C
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México
Somos responsables de las operaciones de los campos maduros en los
bloques Magallanes y Santuario en el estado de Tabasco, México Central,
después de haber sido adjudicataria de dos contratos de servicios
integrados, que tendrá una duración de 25 años.
En junio del 2012, junto con nuestro socio de trabajo Schlumberger, que se
declaró el licitador seleccionado en el contrato de servicios integrados de
producción de Pánuco. El contrato tendrá una duración de 30 años y se
espera que sea firmado a finales de Agosto del 2012 para comenzar las
operaciones a principios del próximo año.
1.3 Ubicación de la empresa (ETM-Petrofac)
1.3.1 Ubicación ETM
Ubicada en avenida antimonio #126 en ciudad industrial de Villahermosa Tabasco
como se muestra en la figura 1.1, la empresa Especialidades en Turbo Maquinaria
(ETM) es ampliamente reconocida en el ámbito industrial como una de las
empresas de mantenimiento más sobresalientes en el país, dando servicios a
grandes industrias como PEMEX y otras más.
Figura 1.1 Ubicación de la compañía ETM.
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1.3.2 Ubicación Petrofac
Ubicada en la Avenida Vía 2, Numero 108, Planta Baja de la ciudad de
Villahermosa, Tabasco, Petrofac es una compañía petrolera británica muy
reconocida mundialmente y que recientemente llego a México para desarrollar un
proyecto muy importante para nuestro país, siendo así la mejor opción para el
aumento de producción en los campos maduros ubicados en el activo cinco
presidentes del área contractual Magallanes.
1.4 Misión de la empresa (ETM-Petrofac)
1.4.1 Misión ETM
Proporcionar a nuestros clientes un servicio de clase mundial en Asistencia
Técnica de Turbomaquinaria, que satisfaga y supere sus expectativas. Además de
colaborar en la construcción de un México con desarrollo tecnológico sustentable y
con respeto al medio ambiente.
1.4.2 Misión Petrofac
Nuestra misión es desarrollar los recursos energéticos para traer la capacidad de
clase mundial y de nivel local. Promover acuerdos comerciales que están
alineados a las necesidades de nuestros clientes.
1.5 Visión de la empresa (ETM-Petrofac)
1.5.1 Visión ETM
Nuestra visión es desarrollar propuestas efectivas que nos permitan estar delante
de la competencia y ofrecer servicios profesionales que contemplen el desarrollo y
crecimiento de todos nuestros clientes.
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1.5.2 Visión Petrofac
Diseñar y construir la infraestructura de petróleo y de gas, operar, mantener y
gestionar los activos y capacitar al personal para un mejor progreso de la industria
petrolera.
1.6 Política de la empresa (ETM-Petrofac)
1.6.1 Política ETM
El trato con respeto al recurso humano, ya que lo reconocemos como el
bien más importante de la empresa, que se debe proteger y conservar por
su valor e importancia indiscutible.
Promover el desarrollo, tanto personal como profesional para beneficiar el
equilibrio y crecimiento humano.
Facilitar el direccionamiento de las estrategias operativas basados en el
empuje y capacidad de todos los niveles de mando.
Valorar y potenciar las competencias de cada uno de los trabajadores de la
organización en beneficio de la empresa y el trabajador.
Evaluar y retroalimentar el desempeño de cada miembro de la empresa con
la finalidad de promover el desarrollo organizacional.
Desarrollar y emitir líneas de trabajo que fomenten todo lo anteriormente
mencionado en cada unidad de mando.
1.6.2 Política Petrofac
Ser seguros en nuestras inversiones para el desarrollo sustentable de la
calidad de nuestros servicios.
Mantener una ética profesional que nos permita ser confiables hacia
nuestros clientes.
Innovar y desarrollar la tecnología y conocimientos de nuestra gente para
un mejor desempeño.
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CAPÍTULO II
FICHA TÉCNICA DE LOS EQUIPO Y PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA.
2.1 Ficha técnica de los equipos
2.1.1 Equipo de compresión
Instalado en el año de 1967, el equipo de compresión ha sido uno de los más
importantes para la producción de gas en el activo integral Cinco Presidentes así
como también en otros activos. Este equipo es el encargado de recibir el gas
proveniente de las baterías, comprimirlo y a su vez enviar gran parte al Complejo
Procesador de Gas La Venta (CPGLV) para ser procesado mientras que otro
tanto, es enviado a los pozos para bombear neumáticamente el crudo que se
encuentra en los yacimientos de esta zona.
El equipo de compresión utilizado en la estación de compresión Magallanes es de
la marca COOPER-BESSEMER modelo GMVA-8, cuenta con 8 cilindros de
potencia de 14 pulgadas de diámetro por 14 pulgadas de carrera, su velocidad
nominal es de 300 RPM, la presión de compresión media a plena carga y
velocidad es de 250 psi, el pico de presión media a plena carga y velocidad es de
620 psi, la variación máxima entre el cilindro es de 75 psi, la temperatura de
escape del cilindro es de 625 °F y máxima de 700 °F.
Para el sistema de escape la presión de aceite para el fluido de acoplamiento del
ventilador es de 5 psi y el soplador de fluidos la presión de aire del motor de
acoplamiento es de 90 psi.
Para la puesta en marcha en el inicio del sistema de aire, la presión máxima de
aire es de 250 psi, la válvula de aire de arranque abre 5° y en el sistema de
arranque del motor la presión de aire máxima (o gas) es de 175 psi, las gotas del
marco lubricador por minuto son de 3 a 5.
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Para el sistema de lubricación la presión de entrada de aceite al gobernador es de
25 a 30 psi, la presión máxima del flujo en el filtro de aceite es de 20 psi, la
temperatura de aceite en el cárter del motor es de 160 a 170 °F.
2.1.2 Equipo de bombeo
Instalado en baterías de separación de gas y crudo, este equipo está encargado
de bombear el aceite crudo hacia el Complejo Procesador de Gas La Venta
(CPGLV). Consta de una bomba impulsada por un motor de combustión interna
que utiliza gas como combustible para su funcionamiento.
En la tabla 1 se presentan las especificaciones técnicas del equipo ubicado en la
estación de baterías número 7.
MOTOR BOMBA
Motor: CATERPILLAR Bomba de aceite crudo
Modelo: MBCI-03 Modelo: M2838APIDX
Número de serie: 66X02182 Número de parte: PS30545
Power: 151 Watts Número de serie: 022106803032RPM: 1800 Poder: 108 KW 145HP
Capacidad: 203 HP Presión de descarga: 44 BARG 50 psi
Clasificación: T01
Presión de succión: 3 BARG 50 psi
Flujo: 79.5 M3/h 350GPM
Velocidad: 229 crank rpm
Tabla 1 Especificaciones de motobomba instalada en batería número 7.
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En la tabla 2 se muestran las especificaciones del sistema de bombeo de crudo
instalado en la estación de baterías otates.
MOTOR ELECTRICO BOMBA
Motor: ALLIS-CHAMBERS Bomba de aceite crudo
Modelo: L 022Modelo: M2838APIDX
Número de parte: PS30545
HP: 60Número de serie: 022106803032Poder: 108 KW 145HP
RPM: 1170 Presión de descarga: 44 BARG 50 psi
VOLTS: 220/240 Presión de succión: 3 BARG 50 psi
AMPERS: 150/75Flujo: 79.5 M3/h 350GPMVelocidad: 229 crank rpm
Figura 2 Datos técnicos de la motobomba instalada en baterías otates.
En la tabla 3 se muestran los datos técnicos del motor de combustión interna que
impulsa el balancín para el bombeo de crudo en el pozo 254 de Magallanes.
MOTOR DE COMBUTION INTERNA
Marca: ARROW
Modelo: A 54
Número de serie: P-2968
RPM: 1300
RPM: 1170
Tabla 3 Datos técnicos del motor impulsor del balancín del pozo 254.
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En la tabla 4 se muestran los datos específicos de la motobomba instalada en la
estación de baterías otates.
MOTOR DE COMBUSTION
INTERNABOMBA
Motor: CUMINS Bomba de aceite crudoModelo: G 8.3 Modelo: M2838APIDX
Número de serie: 73128504
Número de parte: PS30545
Número de serie: 022106803032
RPM: 1800Poder: 108 KW 145HPPresión de descarga: 44 BARG 50 psi
Clasificación: FR92228
Presión de succión: 3 BARG 50 psiFlujo: 79.5 M3/h 350GPM
Velocidad: 229 crank rpm
Tabla 4 Especificaciones técnicas de motobomba instalada en batería otates.
2.2 Planteamiento del problema
2.2.1 Análisis del problema
A través de los tiempos los paros imprevistos de una maquina por averías se han
convirtiendo un problema muy serio para muchas empresas, ya que estos paros
causan pérdidas por reparación y de producción muy considerables, esto debido a
la mala operación del equipo, falta de capacitación del personal, instalaciones
inadecuadas o falta de programabilidad en el uso de las máquinas. Para estos
casos el mantenimiento ha jugado un papel muy importante dentro de las
industrias, ya que con él, las pérdidas mencionadas anteriormente han sido
reducidas con gran satisfacción, pero esto no significa que nos debemos quedar
solo con un modo de mantenimiento o reparación, por eso día con día se sigue
estudiando para ser del mantenimiento una herramienta muy confiable para el
desarrollo de la industria.
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El mantenimiento se puede definir como el conjunto de acciones necesarias para
conservar o restablecer un sistema en un estado que permita garantizar su
correcto funcionamiento a un costo mínimo. Conforme con la anterior definición se
deducen distintas actividades: evaluar el estado de las instalaciones, prevenir y/o
corregir averías y, por lo tanto, el aspecto económico que viene dado por
salvaguardar un adecuado funcionamiento de las instalaciones con una
minimización de costos y aumentando la rentabilidad.
En muchos casos se tiene entendido que los costos que se producen cuando hay
una avería o falla solamente son los costos debidos a la reparación. Sin embargo,
aunque muchas veces se cree que son los únicos, esto no es así, ya que la
mayor parte de los costos que acarrean las averías son los costos asociados
debidos a problemas derivados de la reparación. Así, se podría decir que en
muchos casos, los costos de reparación son bastante menores que la suma de
todo el resto de costo asociados cuando existe una falla en una máquina o
sistema industrial. En la figura 2.1 se puede apreciar un pequeño esquema en el
que se ilustra brevemente este desglose de los posibles costos que produce una
falla en un activo.
Figura 2.1 Costos visibles y costos ocultos
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Costo de reparació
Pérdidas de
Perdidas por tiempo extra
de
Perdidas por
posibles incidentes o
Perdidas por
personal
Todo lo explicado anteriormente nos lleva a la idea de que el mantenimiento
empieza en el proyecto de la máquina. En efecto, para poder llevar a cabo el
mantenimiento de manera adecuada es imprescindible empezar a actuar en la
especificación técnica de los equipos (normas, tolerancias, planos y demás
documentación técnica a aportar por el suministrador) y seguir con su recepción,
instalación y puesta en marcha. Estas actividades cuando son realizadas con la
participación del personal de mantenimiento deben servir para establecer y
documentar el estado de referencia. A ese estado nos referimos durante la vida de
la máquina cada vez que hagamos evaluaciones de su rendimiento,
funcionalidades y demás prestaciones. Es por esto que también para evitar que
ocurra una falla frecuentemente debemos realizar análisis de riesgo en el equipo
mediante un mantenimiento predictivo de lo cual habla este proyecto.
El mantenimiento predictivo se puede definir como la serie de acciones que se
realizan y las técnicas que se aplican para detectar fallas y defectos de la
maquinaria en sus etapas incipientes, con la finalidad de conseguir evitar que
dichas fallas se manifiesten catastróficamente durante el funcionamiento de las
máquinas y sistemas, de tal forma que no se ocasionen paradas de emergencia y
no se provoquen tiempos improductivos innecesarios que causen un impacto
financiero o ecológico negativo.
El mantenimiento predictivo está centrado en la supervisión periódica de los
equipos para el diagnóstico de sus posibles fallas, con el fin de establecer
tendencias y un mantenimiento planificado. Se basa en la condición de los
equipos, ya que se establecen intervalos de inspección mediante los cuales se
determina la necesidad y el periodo de reparación. En el mantenimiento predictivo
se utilizan técnicas e instrumentos de diagnóstico, las actividades de
mantenimiento predictivo se realizan principalmente para determinar la naturaleza
de las anomalías y confirmar el estado en que se encuentran los componentes.
Con el uso de este tipo de mantenimiento se pueden mejorar la disponibilidad y
eficiencia de las máquinas.
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En la figura 2.2 se presentan los pasos a seguir en un mantenimiento predictivo
los cuales son los siguientes:
Figura 2.2 Pasos que se deben ejecutar al realizar un mantenimiento predictivo
Fuente: Apuntes de la materia Gestión del Mantenimiento
En la actualidad se ha notado que en los equipos de compresión y manejo de
crudo ya mencionados anteriormente han sufrido fallas muy frecuentemente, por lo
consecuente dichas fallas han ocasionado paros imprevistos, pérdidas de
producción, costos por mantenimiento correctivos y un aumento de quema de gas
muy considerable, mostrándonos así que es necesario analizar y tomar medidas o
acciones que nos permitan mejorar el desempeño de cada uno de ellos. Para
minimizar los costos y maximizar los tiempos productivos también es necesario
implantar un sistema de mantenimiento basado en las condiciones de
funcionamiento de la maquinaria y sus componentes (mantenimiento predictivo).
En la figura 2.3 se muestra como el índice de fallas en los últimos meses han ido
aumentando y rebasando considerablemente los límites de paros no programados
en cada máquina, siendo así un factor de criticidad constante que ocasionan
diversos problemas para la producción dentro de la estación de compresión de
gas y manejo de crudo.
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MC-315-1
MC-315-2
MC-315-3
MC-315-4
MC-315-5
MC-315-6
MC-303-11
MC-303-12
MC-303-13
MC-303-14
MC-303-15
MC-303-16
MC-303-18
MC-303-19
0123456789
1011
INDICE DE FALLAS POR MES EN CADA EQUIPO
FEBREROMARZOABRIL
NUM
ERO
DE
FALL
AAS
Figura 2.3 índice de fallas por mes de cada equipo.
Fuente: Indicadores de desempeño mensual del equipo.
Pudimos notar que en marzo y abril fueron los meses en que el aumento de fallas
de los equipos se elevó muy considerablemente siendo esto así un factor crítico
para la reducción de la producción, el aumento de costos por reparación y quema
de gas contaminando al medio ambiente. Debido a estos paros que han sido
frecuentemente, nos hemos dado a la tarea de analizar más profundamente el
comportamiento de dicho equipo, utilizando herramientas de confiabilidad que
mostraremos más adelante para que nos permitan lograr encontrar
contundentemente el factor determinante de las fallas en las compresoras y,
organizar un plan de acción que se pueda ejecutar sin realizar paros de
producción.
2.2.2 Tiempo medio entre fallas (MTBF)
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Tiene incidencia tanto en la confiabilidad como en la disponibilidad, el MTBF o
tiempo medio entre fallas constituye una medición fundamental de la confiabilidad
de un sistema. Suele expresarse en unidades de horas. A mayor valor de MTBF,
mayor confiabilidad presenta el equipo.
El Tiempo Medio Entre Fallas es literalmente el promedio de tiempo transcurrido
entre una falla y la siguiente como se muestra en la figura 2.4. Usualmente se
considera como el tiempo promedio que algo funciona hasta que falla y necesita
ser reparado. Mientras mayor sea su valor, mayor es la confiabilidad del
componente o equipo. Uno de los parámetros más importantes utilizados en el
estudio de la Confiabilidad constituye el MTBF, es por esta razón que debe ser
tomado como un indicador más que represente de alguna manera el
comportamiento de un equipo específico.
Figura 2.4 Esquema del MTBF y MTTR
En los que cada segmento tiene los siguientes significados:
TBF: Tiempo entre fallos
TA: Tiempo de parada
TTR: Tiempo de reparación
TO: Tiempo de operación
n : Número de fallos en el periodo considerado
El MTBF se obtiene dividiendo el tiempo total de operación entre el número de
paros por falla tal como se muestra en la ecuación (1).
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MTBF=¿n………Ecuación (1)
En la tabla 5 se muestra que los tiempos medios entre fallas de los últimos tres
meses han sido más cortos, dejando así en evidencia que es necesario tomar
algunas medidas para que esto no ocurra.
Tabla 5 Tiempo medio entre fallas por mes de cada equipo
Fuente: Indicadores de desempeño del equipo
2.2.3 Tiempo medio para restaurar (MTTR)
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EQUIPO DE
COMPRESION
TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS (MTBF)
FEBRERO MARZO ABRIL
MC-315-1 168.25 117.92 43.52
MC-315-2 689.15 362.5 233.25
MC-315-3 211.5 167.81 233.50
MC-315-4 331.25 114.88 698.5
MC-315-5 0 0 0
MC-315-6 690.25 89.62 110.25
MC-303-11 709.5 342.46 709.5
MC-303-12 680 235.89 210.44
MC-303-13 333.26 94.7 230.97
MC-303-14 681.15 683 717
MC-303-15 676 722 351.25
MC-303-16 162.2 716.33 504
MC-303-18 132.75 111.98 149.31
MC-303-19 537.41 157.92 177.3
Es la medición de la mantenibilidad de un equipo. Se define como el tiempo
promedio para restaurar la función de una maquina después de ocurrir una falla
funcional, incluye el tiempo para analizar y diagnosticar la falla, el tiempo para
conseguir la refacción, el tiempo de planeación, así como otros más.
El Tiempo Promedio para Reparar es un parámetro de medición asociado a la
mantenibilidad, es decir, a la ejecución del mantenimiento. La mantenibilidad,
definida como la probabilidad de devolver el equipo a condiciones operativas en
un cierto tiempo utilizando procedimientos prescritos, es una función del diseño del
equipo (factores tales como accesibilidad, modularidad, estandarización y
facilidades de diagnóstico, facilitan enormemente el mantenimiento).
Para un diseño dado, si las reparaciones se realizan con personal calificado y con
herramientas, documentación y procedimientos prescritos, el tiempo de reparación
depende de la naturaleza del fallo y de las mencionadas características de diseño.
Se obtiene dividiendo el tiempo total de las reparaciones entre el número total de
fallas como lo muestra la ecuación (2).
MTTR=TTRn
………Ecuación(2)
De esta manera se logró obtener el tiempo medio para restaurar de cada máquina
que a continuación se muestra en la tabla 6 evidenciando así que los tiempos
medios para restaurar en algunas máquinas han sido más prolongados durante los
últimos tres meses.
29
Tabla 6 Tiempo medio para restaurar por mes de cada equipoFuente: Indicadores de desempeño del equipo
2.2.4 Utilización del equipo
La utilización también llamada factor de servicio, mide el tiempo efectivo de
operación de un activo durante un período determinado. Como sabemos la
utilización de los equipos juega un papel muy importante dentro de las industrias,
dicha utilización de los equipos también puede ser calculable porcentualmente.
Por lo tanto este es otro modo de análisis que hemos utilizado en este proyecto
para estudiar el desempeño de la maquinaria, este cálculo nos permite ver desde
un punto perspectivo el porcentaje de utilidad, se obtiene dividiendo el número de
horas de operación del equipo entre las horas totales programadas y todo eso
multiplicado por 100 tal y como lo muestra la ecuación (3).
utilización del equipo=horasde operaciónhoras totales
x100………Ecuación (3)
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EQUIPO DE
COMPRESIÓN
TIEMPO MEDIO PARA RESTAURAR
(MTTF)
FEBRERO MARZO ABRIL
MC-315-1 3.89 2.54 3.79
MC-315-2 1 1.67 2.25
MC-315-3 8.75 6 4.31
MC-315-4 4 3.33 5.33
MC-315-5 232 0 0
MC-315-6 2.5 6.86 12.88
MC-303-11 2.25 6 3
MC-303-12 0.75 3.58 5.56
MC-303-13 2.63 3.83 3.72
MC-303-14 0 0 0
MC-303-15 0 3.42 4.17
MC-303-16 210 5.50 5.50
MC-303-18 0 6.58 8.78
MC-303-19 0 2 4.5
En la gráfica que muestra la figura 2.5 logramos apreciar que la utilización de
algunos equipos ha ido disminuyendo considerablemente en los tres últimos
meses, siendo así un patrón muy preocupante para el desempeño de las
máquinas.
MC-315-1
MC-315-2
MC-315-3
MC-315-4
MC-315-5
MC-315-6
MC-303-11
MC-303-12
MC-303-13
MC-303-14
MC-303-15
MC-303-16
MC-303-18
MC-303-19102030405060708090
100
FEBREROMARZOABRIL
NOMBRE DE LA MAQUINA
PORC
ENTJ
E DE
UTI
LIZAC
ION
Figura 2.5 Utilización del equipo mensualmente
Fuente: Indicadores de desempeño del equipo
2.2.5 Disponibilidad operacional de los equipos
La disponibilidad operacional de un equipo es la probabilidad de que esté en
estado de funcionar (ni averiado ni en revisión) en un tiempo dado, es decir, la
probabilidad de que el componente o sistema esté en condiciones para cumplir
con la función requerida en determinadas circunstancias y en determinado
momento de un período. La disponibilidad está determinada por la confiabilidad de
un sistema y también por el tiempo de recuperación ante una falla. Cuando los
sistemas funcionan constantemente por períodos prolongados (por ejemplo, un
equipo de compresión operando por un largo periodo de tiempo sin parar), las
fallas son inevitables. Suele contemplarse la disponibilidad porque, al producirse
una falla, la variable crítica pasa a ser la rapidez con la que el sistema pueda
recuperarse.
31
En el ejemplo del equipo de compresión, contar con un diseño de sistemas
confiables es la variable más crítica pero, al producirse una falla, el factor más
importante debe ser que los equipos de compresión y los procesos de la empresa
se reactiven y funcionen lo más pronto posible para reducir al mínimo el tiempo de
inactividad. En la industria moderna podemos encontrar la disponibilidad
operacional de los equipos, otro modo de análisis el cual también lo aplicaremos
en estas máquinas, el método para calcularla es dividiendo las horas de operación
entre las mismas horas de operación, más las horas de mantenimiento
preventivos, más las horas de mantenimiento correctivo y multiplicándolas por
cien, tal y como lo muestra la ecuación (3).
Disp .op .= hrs deop .hrs op .+hrsmntto prev .+hrsmntto correct .
x100……Ecuación (3)
De esta manera logramos obtener un análisis de la disponibilidad operacional
obtenida de cada equipo en los últimos tres meses y que a continuación lo
representamos en la gráfica de la figura 2.6.
65707580859095
100
ÍNDICE DE DISPONIBILIDAD OPERACIONAL POR MES EN CADA EQUIPO
FEBREROMARZOABRIL
VALO
R PO
RCEN
TUAL
DE
DIS-
PON
IBILI
DAD
Figura 2.6 Análisis de disponibilidad operacional de los equipos.
32
Otro medida de la disponibilidad es el factor de disponibilidad y se obtiene de la
siguiente manera con la ecuación (4).
F . D .=HT−HMC−HMPHT
………Ecuación (4 )
Dónde:
HT= Horas totales del periodo
HMC= Horas de mantenimiento correctivo (fallas o averías)
HMP= Horas de mantenimiento preventivo (programado)
Para la disponibilidad también podemos encontrar otro método de análisis llamado
disponibilidad inherente y la podemos aplicar con la siguiente ecuación (5).
Disp .op .= hrs de trabajohrs de trabajo+hrs dereparación
x100……Ecuación (5)
2.2.6 Confiabilidad de los equipos
La confiabilidad de un equipo es la probabilidad de que funcione sin fallos durante
un tiempo determinado, en unas condiciones ambientales dadas. En otras
palabras, es la probabilidad de que un sistema o componente realice las funciones
en forma satisfactoria durante el tiempo que dure la misión especificada, sin
presentar anomalías. El estudio de confiabilidad es el estudio de fallos de un
equipo o componente. Si se tiene un equipo sin fallo, se dice que el equipo es
ciento por ciento confiable o que tiene una probabilidad de supervivencia igual a
uno.
Al realizar un análisis de confiabilidad a un equipo o sistema, obtenemos
información valiosa acerca de la condición del mismo: probabilidad de fallo, tiempo
33
promedio para fallo, etapa de la vida en que se encuentra el equipo. La
Confiabilidad Operacional depende de los siguientes factores:
Confiabilidad Humana
Se requiere de un alto Compromiso de la Gerencia para liderar los procesos de
capacitación, motivación e incentivación de los equipos de trabajo, generación de
nuevas actitudes, seguridad, desarrollo y reconocimiento, para lograr un alto
involucramiento de los talentos humanos.
Confiabilidad de los Procesos
Implica la operación de equipos entre parámetros, o por debajo de la capacidad de
diseño, es decir sin generar sobrecarga a los equipos, y el correcto entendimiento
de los procesos y procedimientos.
Mantenibilidad de equipos
Es decir la probabilidad de que un equipo pueda ser restaurado a su estado
operacional en un período de tiempo determinado. Depende de la fase de diseño
de los equipos (Confiabilidad inherente de diseño), de la confiabilidad de los
equipos de trabajo. Se puede medir a través del indicador MTTR: Tiempo Medio
Para Reparar.
Este es otro método óptimo que aplicaremos a continuación en las máquinas de
compresión a cargo de la compañía y su modo de aplicación es conforme a la
siguiente ecuación (6).
Confiabilidad=hrs deop .+hrsmntto prev .+hrsdisp .hrs totales programadas
x 100……Ecuación(6)
Para la ejecución de un programa de Confiabilidad Operacional es necesario
establecer una estrategia que permita la creación de un terreno clave para el éxito.
34
Podemos mencionar los siguientes aspectos:
Evaluación de situación en cuanto a tipo de equipos, modos de fallo
relevantes, ingresos y costos, entorno organizacional, síntomas percibidos,
posibles causas y toma de decisiones.
Diseño de ruta: para visualizar secuencia de metodologías que mejor se
adapten a las situaciones.
Priorizar las iniciativas con el propósito de estimar el impacto potencial de
cada una de ellas visualizando el valor agregado.
Definición de proyectos, identificando actores, nivel de conocimientos,
anclas, combinación de metodologías y pericias.
La Confiabilidad Operacional se aplica sustancialmente en los casos relacionados
con:
Elaboración/Revisión de los planes de mantenimiento e inspección en
equipos estáticos, dinámicos, instrumentación y electricidad.
Establece alcance y frecuencia óptima de paradas de plantas.
Solución de problemas recurrentes en equipos e instalaciones que afectan
los costos y la confiabilidad de las operaciones.
Determinación de tareas que permitan minimizar riesgos en los procesos,
instalaciones, equipos y ambiente.
Establece procedimientos operacionales y prácticas de trabajo seguro.
La Confiabilidad Operacional incentiva la implantación de tecnologías que faciliten
el logro de la optimización, entre ellas podemos destacar:
35
Modelaje de sistemas, en Confiabilidad Operacional se invierte a nivel de
componentes (sistemas, equipos, procesos y entorno organizacional) y se
recibe el beneficio a nivel de plantas (factor de servicio).
Confiabilidad organizacional, llamado también en forma sesgada error
humano siendo éste el ancla más frecuente.
Valor agregado de nuevas prácticas y conocimientos, a través de
mediciones sistemáticas, bancos de datos, correlaciones y modelaje.
Manejo de la incertidumbre, a través de modelaje probabilístico de la
incertidumbre.
Optimización integrada de la productividad y la confiabilidad, a través de
experiencias pilotos en seguridad y confiabilidad desde el diseño.
A continuación en la figura 2.7 mostramos los resultados de confiabilidad de cada
equipo en los últimos tres meses siendo así un modo de análisis más para este
proyecto.
MC-303-11
MC-303-12
MC-303-13
MC-303-14
MC-303-15
MC-303-16
MC-303-18
MC-303-19
94
95
96
97
98
99
100
FEBREROMARZOABRILPO
RCEN
TAJE
DE
CON
FIA
BILI
DA
D
Figura 2.7 Confiabilidad de los equipo en los últimos tres meses.
Fuente: Indicadores de desempeño de las máquinas.
Otra medida de confiabilidad es el factor de fiabilidad y se obtiene de la siguiente
manera con la ecuación (7).
36
FF=HT−HMCHT
………Ecuación(7)
Dónde:
HT= Horas totales del periodo
HMC= Horas de mantenimiento correctivo (fallas o averías)
FF= Factor de Fiabilidad
2.2.7 Índice de paros no programados
El índice de paros no programados es la medida porcentual de los paros
imprevistos de un equipo, su método de aplicación es sencillo y su cálculo es
obtenido aplicando la ecuación (8) que a continuación mostramos:
IPNP= hrs totles de par osno program.hrs totales enun periododeanálisis
x 100……Ecuación(8)
De estas diferentes formas presentadas en este capítulo, se pudo analizar y
obtener un resultado contundente de la problemática que existe en los equipos de
compresión de gas y manejo de crudo del área contractual Magallanes.
Demostrando así que es necesario y urgente tomar acciones que nos permitan
mejorar el desempeño y aumentar la confiabilidad de las máquinas, así como
también aumentar o mantener en un nivel óptimo la producción del activo, reducir
la quema de gas considerablemente y los costos por mantenimientos correctivos
que en los últimos meses se han presentado muy frecuentemente. Para lograr
esto en el siguiente tema presentaremos un modo de mantenimiento predictivo
que nos permita alcanzar el objetivo principal de este proyecto.
CAPITULO III
MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (RCM)
37
3.1 Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM)
3.1.1 ¿Que es el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad?
El mantenimiento centrado en Confiabilidad (MCC), o Reliability-centred
Maintenance (RCM), hace más de 30 años fue desarrollado para la industria. El
proceso permite determinar cuáles son las tareas de mantenimiento adecuadas
para cualquier activo físico. El RCM ha sido utilizado en miles de empresas de
todo el mundo: desde grandes empresas petroquímicas hasta las principales
fuerzas armadas del mundo utilizan RCM para determinar las tareas de
mantenimiento de sus equipos, incluyendo la gran minería, generación eléctrica,
petróleo y derivados, metal-mecánica, etc.
3.2 Conceptos del RCM
El RCM muestra que muchos de los conceptos del mantenimiento que se
consideraban correctos son realmente equivocados. En muchos casos, estos
conceptos pueden ser hasta peligrosos. Por ejemplo, la idea de que la mayoría de
las fallas se producen cuando el equipo envejece ha demostrado ser falsa para la
gran mayoría de los equipos industriales.
Antes de comenzar a redactar las funciones deseadas para el activo que se está
analizando, se debe tener un claro entendimiento del contexto en el que funciona
el equipo. Por ejemplo, dos activos idénticos operando en distintas plantas,
pueden resultar en planes de mantenimiento totalmente distintos si sus contextos
de operación son diferentes. Un caso típico es el de un sistema de reserva, que
suele requerir tareas de mantenimiento muy distintas a las de un sistema principal,
aun cuando ambos sistemas sean físicamente idénticos. Entonces, antes de
comenzar el análisis se debe redactar el contexto operacional donde se debe
indicar: régimen de operación del equipo, disponibilidad de mano de obra y
repuestos, consecuencias de indisponibilidad del equipo (producción perdida o
reducida, recuperación de producción en horas extra, tercerización), objetivos de
calidad, seguridad y medio ambiente, entre otros más.
38
La confiabilidad como metodología de análisis debe soportarse en una serie de
herramientas que permita evaluar el comportamiento del activo de una forma
sistemática a fin de poder determinar el nivel de operabilidad, la cuantía del riesgo
y las demás acciones de mitigación que se requieren, para asegurar su integridad
y continuidad operacional. Son múltiples las herramientas que se utilizan para la
confiabilidad a fin de formular planes estratégicos para lograr la excelencia en las
actividades de mantenimiento. A continuación nombramos las seis más utilizadas
para generar estrategias vitales en el mejoramiento de la confiabilidad operacional,
muchos de los cuales aún no son completamente utilizados por los profesionales
del mantenimiento industrial y que en este proyecto los pondremos en práctica.
Análisis de Criticidad (CA): Es una técnica que permite jerarquizar sistemas,
equipos e instalaciones en función de su impacto global, con el fin de facilitar la
toma de decisiones.
Análisis de Modos y Efectos de Fallas (FMEA): Es una metodología que
permite determinar los modos de falla de los componentes de un sistema, el
impacto y la frecuencia con que se presentan.
Análisis Causa Raíz (ACR): Es una técnica sistemática que se aplica con el
objetivo de determinar las causas que originan las fallas, sus impactos y sus
frecuencias de aparición, para poder mitigarlas o eliminarlas.
Inspección Basada en Riesgos (RBI): Es una técnica que permite definir la
probabilidad de falla de un equipo o sistema, y la consecuencia que las fallas
pueden generar sobre la gente, el ambiente y los procesos.
Análisis Costo-Riesgo-Beneficio (BRCA): Es una metodología que permite
establecer una combinación óptima entre los costos de hacer una actividad y los
logros o beneficios que la actividad genera, considerando el riesgo que involucra
la realización o no de tal acción.
39
Costo del Ciclo de Vida (LCC): El análisis LCC es una metodología que permite
elegir entre opciones de inversión o acciones de incremento de la confiabilidad con
base en su efecto en el costo total del ciclo de vida de un activo nuevo o en
servicio.
3.3 Análisis de criticidad (CA)
3.3.1 Evaluación de criticidad
La criticidad es una medida ponderada que considera los siguientes aspectos:
1.- El efecto que provocaría una falla del equipo dentro del proceso.
2.- La velocidad de reparación de la falla.
3.- La frecuencia de ocurrencia de la falla.
¿Cómo se realiza el análisis de criticidad?
Definiendo un alcance y propósito para el análisis
Estableciendo criterios de importancia
Seleccionando un método de evaluación para jerarquizar la selección de
sistemas objeto del análisis
Algunos criterios pueden ser:
Seguridad, ambiente, producción, costos (operaciones y mantenimiento),
frecuencia de falla, tiempo promedio para reparar.
Para calcular la criticidad de un subsistema/equipo dentro de una planta o sistema,
se debe aplicar un criterio determinado que transforme las características
cualitativas de ese subsistema/equipo (flexibilidad, impacto en producción, costos
de reparación, impacto ambiental, confiabilidad operacional, entre otros) en un
valor numérico que permita clasificarlo objetivamente, en relación al resto de los
subsistemas /equipos de la planta o sistema.
40
¿Cuándo emprender un análisis de criticidad?
El análisis de criticidad, se debe aplicar cuando estén presentes recursos escasos,
crear valor, determinar impacto en el negocio, aplicar metodologías de
confiabilidad operacional.
¿Dónde se aplica el análisis de criticidad?
El análisis de criticidad se aplica en cualquier conjunto de procesos, plantas,
sistemas, equipos y /o componente que requieran ser jerarquizados en función de
su impacto en el proceso.
Sus áreas comunes de aplicación son:
Mantenimiento, inspección, materiales y repuestos, disponibilidad de instalaciones
y equipos, personal (entrenamiento).
La criticidad es la medición relativa de las consecuencias de un modo de fallo y
frecuencia de ocurrencia, el cálculo numérico determinado de un sistema, que
representa el impacto de la falla en cuanto a seguridad, ambiente o producción del
proceso el cual pertenece ; evalúa la flexibilidad operacional, cotos de reparación-
mantenimiento y confiabilidad. Esta característica puede ubicarse en bandas alta y
baja. La criticidad es considerada como un indicador de la magnitud del problema
que ocasiona la falla de un módulo o equipo. Una vez obtenido el nivel de
criticidad, éste será empleado para definir la estrategia de mantenimiento de ese
módulo o equipo. O sea que todos los criterios que se adoptan para definir y
cuantificar la criticidad, sirven para decidir finalmente una estrategia de
mantenimiento.
La magnitud del problema o criticidad depende de tres aspectos:
A- El Efecto
Está en función de:
• MAS: Efecto cuantificado sobre el Medio Ambiente y Seguridad.
• PROD: Efecto cuantificado sobre la Producción.
41
• COP: Efecto cuantificado sobre Costos Operativos.
• stby: Disponibilidad de equipos de reserva.
B- Velocidad de Reparación
Está en función de:
• TMAFS: Tiempo Máximo Admisible Fuera de Servicio.
• TEF: Tiempo en Falla.
C- Frecuencia de Fallas
Está en función de:
• MTBF: Tiempo Medio entre Fallas.
• Historial: Considera datos históricos del equipo.
• Nivel de Carga: Es el nivel de carga a la que se somete al equipo respecto a su
capacidad nominal.
• Régimen: Es el régimen de trabajo horario al que es sometido el equipo.
• fff: Factor de frecuencia de fallas, cuantifica la influencia de todas la variables de
Frecuencia de Fallas.
Para calcular la criticidad de los equipos contamos con la siguiente ecuación (9):
CRITICIDAD = { [ ( PROD + COP ) x stby ] + MAS } x fff ……. Ecuación (9)
Otra manera de calcular la criticidad es mediante la ecuación (10) que a
continuación mostramos:
CRITICIDAD = (CC + CIS + CR) (FI) (FS) (FMA) ……… Ecuación (10)
Dónde:
42
CC= Costo por incumplimiento de calidad
CIS= Costo por Infracciones y Sanciones
CR= Costo por reparación
FI= Factor por costos intangibles
FS= Factor por impacto a la seguridad
FMA= Factor por impacto al medio ambiente
Otro caso de este análisis es verificar la factibilidad de la metodología para el
análisis sistémico y de criticidad para los subsistemas, objeto de mantenimiento en
los activos y además someter a prueba las características más esenciales para el
desarrollo de esta metodología en estaciones de compresión tales como la de
Magallanes y Otates de nuestro activo de producción Cinco Presidentes.
La obtención del análisis de sistemas se puede realizar de varias maneras: a
través de fuentes documentales, evaluación de expertos y referencia de
instalaciones similares. En el trabajo se propone su obtención por evaluación de
expertos, creando una metodología a tales efectos. Posteriormente se realiza una
propuesta metodológica para el análisis de criticidad para las estaciones de
compresión:
1. Definición de la estación.
2. Selección de expertos para la realización de una lluvia de ideas.
3. Preparación de lluvia de ideas con expertos (administradores, gerentes y
personal de mantenimiento) de la estación.
Este paso se hace con el objetivo de identificar los aspectos de mayor importancia
dentro del cumplimiento de la misión de la estación y qué factores o variables
afectan directamente y con mayor significación la misma.
4. Análisis de mesa para la identificación y definición de las variables más
significativas de impacto en la sociedad.
43
5. Preparar una encuesta para aplicar el método de expertos en particular el
Método Delphi.
Para este tipo de análisis tenemos la ecuación (11).
c = (F) (c) (D) ……… Ecuación (11)
Dónde:
F - Frecuencia de fallos
c- Consecuencia de los fallos
D- Detectabilidad
Para el análisis de criticidad primeramente se aplica la encuesta referida
anteriormente, donde los expertos relacionan todas las preguntas en cada
subsistemas para obtener los resultados. Los cuales se tabulan para cada
sistema. Una vez recogidas las respuestas de todos los expertos se determina el
nivel de concordancia a través de la ecuación (12).
Cc=VnVt
x 100………Ecuación(12)
Dónde:
Cc: Coeficiente de concordancia expresado en porcentaje.
Vn: Cantidad de expertos a favor del criterio predominante.
Vt: Cantidad total de expertos.
3.4 Análisis del Modo y Efectos de Falla (AMEF)
El AMEF es una herramienta clave para mejorar la confiabilidad de procesos y
equipos. La metodología del análisis de modo y efecto de las fallas (AMEF, FMEA,
Failure Mode and Effects Analysis), proporciona la orientación y los pasos que un
grupo de personas debe seguir para identificar y evaluar las fallas potenciales de
un producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A partir de lo
44
anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar eliminar o
reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más vulneran la
confiabilidad de los equipos.
Aplicar AMEF se ha vuelto un actividad casi obligada para garantizar que los
equipos sean confiables, en el sentido que logren funcionar bien el tiempo que se
ha establecido como su periodo de vida útil, pero también cada día se hace más
común su aplicación en muchos otros campos con el objetivo de detectar fallas
potenciales y prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo, mejorar la
eficiencia de procesos, así como otros más. Si un equipo o un proceso se
analizara como un edificio, aplicarles un AMEF es revisar sus cimientos y
estructura, para asegurar que ambas sean confiables y seguras, para disminuir la
probabilidad de que fallen. En éste sentido, un edificio, (proceso) no está
realmente caracterizado, sino hasta que se le ha aplicado el AMEF, y a partir de
éste se fundamentan acciones para su mejora integral.
La frecuencia con que ocurren las fallas junto con su severidad son una medida de
la confiabilidad de un sistema. Mientras mayor sean éstas, menor será tal
confiabilidad. De ésta forma una tarea fundamental cuando se busca caracterizar y
mejorar un proceso es aplicar la metodología del AMEF, con la idea de conocer
mejor las debilidades (modos de falla potenciales) del equipo o proceso y a partir
de ahí generar soluciones a nivel proceso o rediseño del equipo. Como se
comentará adelante, las herramientas estadísticas serán de utilidad para
establecer la frecuencia de fallas, los efectos y las causas más importantes y
también de utilidad para decidir acciones para atender las mayores debilidades del
equipo.
El AMEF originalmente se orientó a detectar fallas durante el diseño o rediseño del
producto y fallas en el proceso de producción (FMEA, 1995). Ejemplos de fallas en
diseño son: no se dispara el flash en una cámara fotográfica, fugas en el sistema
de frenos o fracturas prematuras en las piezas de un carro. Ejemplos de fallas en
procesos son: fallas en el proceso de pulido de un carro o fallas en el proceso de
45
templado. Como se aprecia en los ejemplos anteriores, finalmente una falla en
diseño (equipo) o en el proceso repercute en el cliente, ya sea interno o externo
por ejemplo:
Las fallas y obstáculos impiden que la instalación de un equipo sea fácil y
rápida.
Los modos de falla potenciales que obstaculizan que el mantenimiento y /o el
servicio a un equipo sea fácil y rápido.
La facilidad de utilización de un equipo.
También a aspectos de confiabilidad, mantenimiento y durabilidad del equipo,
así como seguridad y riesgos ambientales.
Basta que cada una de esas actividades se vea como un proceso, y como tales
fijar qué prioridades tienen tales procesos. En otras palabras, identificar qué
prioridades son importantes para el cliente o usuario final de este producto o
proceso. Por ejemplo, si el AMEF se aplica a seguridad o riesgos ambientales,
entonces se buscaría encontrar “modos de fallas” potenciales que agravan estos
aspectos. Por lo anterior, a continuación veremos a detalle las actividades para
realizar un AMEF enfocado a proceso.
3.4.1 Actividades para realizar un AMEF (proceso).
A continuación se describen las siguientes siete actividades generales para
realizar un AMEF.
1. Formar el equipo que realizará el AMEF y delimitar al producto o proceso
que se le aplicará.
2. Identificar y examinar todas las formas posibles en que puedan ocurrir fallas
de un producto o proceso (identificar los modos potenciales de falla).
46
3. Para cada falla, identificar su efecto y estimar la severidad del mismo.
Para cada falla potencial:
4. Encontrar las causas potenciales de la falla y estimar la frecuencia de
ocurrencia de falla debido a cada causa.
5. Hacer una lista de los controles o mecanismos que existen para detectar la
ocurrencia de la falla, antes de que el producto salga hacia procesos
posteriores o antes que salga del área de manufactura o ensamble.
Además estimar la probabilidad de que los controles hagan la detección de
la falla.
6. Calcular el número prioritario de riesgo (NPR), que resulta de multiplicar la
severidad por la ocurrencia y la detección.
7. Establecer prioridades de acuerdo al NPR, y para los NPR más altos decidir
acciones para disminuir severidad y ocurrencia, o en el peor de los casos
mejorar la detección. Todo el proceso seguido debe quedar documentado
en un formato AMEF.
8. Revisar y establecer los resultados obtenidos, lo cual incluye precisar las
acciones tomadas y volver a calcular el NPR.
3.4.2 Detalle de las actividades de un AMEF
En el formato de AMEF con números circulados en la figura 3.1 de la página 56,
se deberá anotar la información correspondiente en cada parte del formato que a
continuación explicamos para cada uno de estos números. Este formato ha
permitido un desarrollo uniforme del AMEF. En la figura mencionada anteriormente
aparece un ejemplo de un formato en blanco.
1. Página/ De: anotar el número consecutivo correspondiente a la página en la
que se trabaja y en De: escribir el número total de hojas que completan el AMEF.
47
2. Número de proyecto: anotar el número de proyecto al que corresponde este
análisis, de acuerdo a los criterios que se utilizan en la empresa.
3. Proceso: registrar el nombre del proceso o equipo sobre el cual se está
haciendo el análisis.
4. Producto o pieza afectada: registre el nombre y modelos de o las piezas que
se dañaron en este proceso o equipo.
5. Responsabilidad: escribir el nombre de la persona que tiene la responsabilidad
primaria del proceso, es decir, la gerencia que tiene la responsabilidad principal de
la máquina, equipo o proceso.
6. Líder del proyecto: anotar el nombre del responsable técnico del proyecto.
7. Preparado por: anotar el nombre de las personas que participaron en este
AMEF.
8. Fecha clave: escribir la fecha obligatoria en que se debe terminar este AMEF,
ya sea por alguna razón especial como compromisos de liberación de producción
o por meta en tiempo que el equipo decida imponerse.
9. Fecha AMEF original y última revisión: si ya se ha hecho antes un AMEF
sobre este proceso, anotar la fecha del primer AMEF y la fecha de la última
revisión formal.
10. Función del proceso (identificación y propósito): dar una descripción breve
de la función del proceso analizado, anotando las principales etapas del proceso y
su función correspondiente.
11. Modo potencial de falla: es la manera en que el proceso (equipo, sistema,
componente) podría potencialmente fallar en el cumplimiento de requerimientos.
48
En esta etapa se deben anotar todos los modos potenciales de falla, sin tomar en
cuenta la probabilidad de su ocurrencia.
Una revisión de procesos similares, reportes de problemas de calidad o
funcionamiento, así como AMEFS previos sobre componentes similares es un buen
punto de partida. Los modos o formas de falla típicos son:
Falla del material
Herramienta desgastada
Mala operación del equipo
Partes dañadas
Sistema de control inadecuado
Velocidad incorrecta
Daño por manejo
Herramientas inadecuadas
Lubricación inadecuada
Medición inadecuada
Falta de lubricación
Sobrecalentamiento
12. Efecto(s) de la falla potencial: se definen como los efectos del modo de falla,
este efecto negativo puede darse en el proceso mismo, sobre una operación
posterior. De esta forma, suponiendo que la falla ha ocurrido, en esta etapa se
deben describir todos los efectos potenciales de los modos de falla señalados en
el paso previo. Una pregunta clave para esta actividad es ¿qué ocasionará el
modo de falla identificado? La descripción debe ser tan específica como sea
posible. Las descripciones típicas de los efectos potenciales de falla, desde la
óptica del uso final del equipo son:
El equipo no funciona
Eficiencia final reducida
Calentamiento excesivo
49
Ruido anómalo
Mientras que desde la óptica de una operación posterior, algunos efectos
potenciales típicos son:
Pone en peligro a operadores
No se pude operar
No ejecuta el trabajo requerido
13. Severidad (S): estimar la severidad de los efectos listados en la columna
previa. La severidad de los efectos potenciales de falla se evalúa en una escala
del 1 al 10 y representa la gravedad de la falla para el cliente o para una operación
posterior, una vez que esta falla ha ocurrido. La severidad solo se refiere o se
aplica al efecto.
Se puede consultar a ingeniería o personal de operación del equipo para grados
de severidad recomendados o estimar el grado de severidad aplicando los criterios
de la tabla. Los efectos pueden manifestarse en la operación final o en el proceso
de manufactura. Siempre se debe considerar primero a la operación final. Si el
efecto ocurre en ambos, use la severidad más alta. El equipo de trabajo debe
estar de acuerdo en los criterios de evaluación y en que el sistema de calificación
sea consistente.
14. Control o artículos críticos: utilizar esta columna para identificar o clasificar
las características críticas del proceso que requieren controles adicionales; por
tanto se le debe notificar al responsable del diseño de proceso.
15. Causas /mecanismo de la falla potencial (mecanismo de falla): hacer una
lista de todas las posibles causas para cada modo potencial de falla. Entendiendo
como causa de falla a la manera como podría ocurrir la falla. Cada causa ocupa
un renglón. Asegurarse de que la lista sea lo más completa posible, para ello
50
puede aplicarse el diagrama de Ishikawa, diagrama de relación o diagrama de
árbol. Las causas típicas de falla son:
Capacidad excedida
Mala operación
Daño por manejo
Sistemas de control inadecuados o dañados
Falla de material
Herramienta desgastada
Lubricación inadecuada
Herramienta dañada
Preparación inadecuada
Sobrecalentamiento
Velocidad incorrecta
Medición inexacta
Falta lubricación
Herramienta inadecuada
16. Ocurrencia (O): estimar la frecuencia con la que se espera ocurra la falla
debido a cada una de las causas potenciales listadas antes (¿qué tan frecuente se
activa tal mecanismo de falla?).
La posibilidad de que ocurra cada causa potencial (que se active el mecanismo de
falla), se estima en una escala del 1 al 10. Si hay registros estadísticos
adecuados, éstos deben utilizarse para asignar un número a la frecuencia de
ocurrencia de la falla. Es importante ser consciente y utilizar los criterios de la
tabla para asignar tal número. Si no hay datos históricos pude hacerse una
evaluación subjetiva utilizando las descripciones de la primera columna de la tabla.
17. Controles actuales del proceso para detección: hacer una lista de los
controles actuales del proceso que están dirigidos a:
51
a) Prevenir que ocurra la causa-mecanismo de falla o controles que reduzcan la
tasa de falla.
b) Detectar la ocurrencia de la causa-mecanismo de la falla, de tal forma que
permite generar acciones correctivas.
c) Detectar la ocurrencia del modo de falla resultante.
Obviamente, los controles del tipo “a” son preferibles, enseguida los del tipo “b”, y
los menos preferidos son controles del tipo “c”.
18. Detección (D): con una escala del 1 al 10, estimar la probabilidad de que los
controles del tipo “b” y “c”, detecten la falla (su efecto), una vez que ha ocurrido,
antes de que el equipo entre en operación.
19. Número de prioridad del riesgo (NPR): calcular el NPR para efecto-causas-
controles, que es el resultado de multiplicar la puntuación dada a la severidad (S-
13) del efecto de falla, por las probabilidades de ocurrencia (O-16) para cada
causa de falla, y por las posibilidades de que los mecanismos de control detecten
(D-18) cada cusa de falla. Es decir, para cada efecto se tienen varias causas y
para cada causa un grupo de controles y se expresa de la siguiente manera en la
ecuación (12)
NPR = (S) x (O) x (D) ......... Ecuación (12)
El NPR cae en un rango del 1 a 1 000 y proporciona un indicador relativo de todas
las causas de falla. A los más altos números de NPR se les deberá dar prioridad
para acciones correctivas, ya sea para prevenir la cusa o por lo menos para
52
emplear mejores controles de detección. Especial atención debe darse cuando se
tengan altos NPR (mayores a 80) con severidades altas.
20. Acciones recomendadas: en esta columna se describe una breve
descripción de las acciones correctivas recomendadas para los NPR más altos.
Por ejemplo cuando hay poca comprensión de las causas de la falla, entonces la
recomendación podría ser ejecutar un proyecto de mejora basado en los “ocho
pasos en la solución de un problema (el ciclo de la calidad).
Un AMEF de proceso bien desarrollado y pensado será de un valor limitado si no
se completan acciones correctivas y efectivas. Es responsabilidad de todas las
áreas afectadas establecer programas de seguimiento efectivo para implantar
todas las recomendaciones. Las acciones correctivas que atiendan los NPR más
altos son generalmente para el diseño o el proceso. Basadas en el análisis, las
acciones pueden ser usadas para lo siguiente:
Generar soluciones que eviten, prevengan o por lo menos reduzcan la
probabilidad de ocurrencia de la falla, debido a la causa asociada. Estas
soluciones deben ser a nivel proceso. Las herramientas que se pueden
utilizar para generar una buena solución son: metodología de los ocho
pasos, diseño de experimentos, sistemas poka-yoke, o cartas de control.
En algunas ocasiones es posible reducir la severidad del modo de falla del
producto modificando su diseño.
Para incrementar la probabilidad de detección se requieren revisiones al
proceso. Generalmente, un aumento de los controles de detección es
costoso e ineficaz para mejorar la calidad. Un incremento en la frecuencia
de inspección en el departamento de calidad no es una acción correctiva
positiva y debe utilizarse sólo como último recurso o medida temporal.
53
En algunos casos puede recomendarse un cambio en el diseño de una
parte específica para ayudar a la detección. Pueden implementarse
cambios en los sistemas de control actuales para incrementar la
probabilidad de detección; sin embargo, debe ponerse énfasis en la
prevención de defectos (es decir, reduciendo la ocurrencia), en vez de su
detección; por ejemplo, teniendo un control estadístico de proceso en lugar
de técnicas de muestreo al azar. Otra posibilidad es diseñar un mecanismo
poka-yoke, que al integrarse al proceso mismo garantice la plena detección
del defecto antes de que haya peores consecuencias.
21. Responsabilidad y fecha prometida para acciones recomendadas:
especificar el área y personas responsables de la ejecución de las acciones
recomendadas, con la fecha prometida para concluir tales acciones.
1.- Acciones tomadas: a manera de seguimiento y una vez que se ha
implementado la acción, anotar el resultado de la misma.
2.- NPR resultante: una vez que la acción correctiva ha sido llevada a cabo, se
deberá actualizar la información para la puntuación de severidad, ocurrencia y
detección para la causa de falla estudiada. Todos los NPR resultantes deberán
ser revisados y si es necesario considerar nuevas acciones, para ello se repiten
los pasos del 20 en adelante.
Seguimiento: los responsables del proceso tienen la obligación de asegurar que
las acciones recomendadas son efectivamente atendidas e implementadas. El
AMEF es un documento vivo que debe reflejar siempre el estado último de las
fallas de proceso, con las acciones que se han emprendido para atenderlas. Por
ello es importante que los AMEF sean parte de la documentación básica del
proceso y que para las principales fallas se tenga un historial y una versión
actualizada del AMEF. En particular en las columnas de resultados de acciones se
debe tener una valoración del estado último de la importancia de las fallas. Por lo
54
que cada vez que haya un cambio importante en la ocurrencia de una falla, en su
severidad o en los mecanismos de control, es necesario recalcular los NPR.
Características de un AMEF efectivo: las siguientes ocho características
distinguen a AMEF efectivos:
Todas las características especiales están incluidas en el diseño y en el
proceso.
Se han calculado los NPR iniciales.
Se ha definido qué se entiende por “Alto”.
Todos los NPR altos tienen acciones correctivas.
Se han incorporado elementos a prueba de errores (poka-yoke)
Los NPR se han recalculado.
El AMEF refleja nuevos NPR, en otras palabras están actualizados.
Los NPR que aún están altos, se encuentran indicados en el plan de
control y en las instrucciones de operación.
55
3.5 Análisis causa raíz (ACR)
Desde la evolución del Mantenimiento Productivo Total (TPM) en los EEUU ha
habido un movimiento consistente hacia la exploración de la calidad del proceso
en vez de la calidad del producto. Antes de la llegada del TPM, las organizaciones
de calidad se contentaban con medir la calidad del producto terminado como salía
de la línea. Aun cuando admirable esa medida era demasiado tardía si se hallaban
defectos de calidad. El producto, y probablemente todo el lote tenía que ser
reprocesado a un alto costo para la organización.
Entonces se introdujeron los principios de W. Edwards Deming de TPM e
impulsaron el concepto de "calidad del proceso". En pocas palabras, esto significa
que debemos medir variables clave en el proceso para detectar cualquier variación
56
inaceptable. De esta manera, corregimos la variación en el proceso y evitamos la
manufactura de productos fuera de especificación.
El ACR es un método de resolución de problemas dirigido a identificar sus causas
o acontecimientos. La práctica del ACR se basa en el supuesto de que los
problemas se resuelven mejor al tratar de corregir o eliminar las causas raíz, en
vez de simplemente tratar los síntomas evidentes de inmediato. Al dirigir las
medidas correctivas a las causas primarias, se espera que la probabilidad de la
repetición del problema se minimice. Sin embargo, se reconoce que la prevención
total de la recurrencia de una sola intervención no es siempre posible. Por lo
tanto, el ACR es considerado a menudo como un proceso iterativo, y con
frecuencia es usado como una herramienta de mejora continua.
El ACR en principio es un método reactivo de detección de problemas y solución.
Esto significa que el análisis se realiza después de un evento que ha ocurrido. Al
ganar experiencia en el ACR este se convierte en un método de pro-activo. Esto
significa que el RCA es capaz de prever la posibilidad de un evento, incluso antes
de que pudiera ocurrir. Dentro de una organización, la resolución de problemas, la
investigación de incidentes y análisis de causa raíz están conectados
fundamentalmente por tres preguntas básicas:
¿Cuál es el problema?
¿Por qué ocurrió?
¿Qué se hará para prevenirlo?
El ACR es un riguroso método de solución de problemas para cualquier tipo de
fallas, que utiliza la lógica sistemática y el árbol de causa raíz de fallas, usando la
deducción y prueba de los hechos que conducen a las causas reales. Esta técnica
de análisis permite aprender de la fallas y eliminar la causas, en lugar de corregir
los síntomas. El objetivo del ACR es determinar el origen de una falla, la
frecuencia con que aparece y el impacto que genera, por medio de un estudio
profundo, de los factores, condiciones, elementos y afines que podría originarla,
57
con la finalidad de mitigarla o eliminarla por completo una vez tomada las acciones
correctivas que sugiere el análisis.
En la figura 3.2 se muestra una de las bases del análisis causa-raíz:
Figura 3.2 Base del análisis causa-raíz
3.5.1 Metodologías para el ACR
El análisis de causa-raíz no es una única metodología bien definida, hay muchas
herramientas diferentes, procesos y filosofías para el RCA. Sin embargo, la
mayoría de estos se pueden clasificar en cinco "escuelas" que se nombran según
su origen:
• RCA basado en la seguridad: del análisis de accidentes y la seguridad
ocupacional y la salud.
• RCA basada en la producción: su origen es el ámbito del control de calidad de
manufactura industrial.
• RCA basado en el proceso: es básicamente una continuación de la RCA
basado en la producción, pero con un alcance que se ha ampliado para incluir los
procesos de negocio.
58
• RCA basado en la falla: tiene sus raíces en la práctica de análisis de fallas
como los usados en ingeniería y mantenimiento.
• RCA basado en los sistemas: ha surgido como una mezcla de las escuelas
anteriores, con ideas tomadas de ámbitos como la gestión de cambios, gestión de
riesgos y análisis de sistemas.
3.5.2 Principios generales del análisis causa raíz
A pesar de la aparente disparidad en cuanto al propósito y la definición entre las
diferentes “escuelas” de análisis de causa raíz, hay algunos principios generales
que podrían ser considerados como universales.
1. Realizar la ejecución de medidas de mejoramiento en las causas raíz es más
efectivo que simplemente tratar los síntomas de un problema.
2. Para ser eficaz, el RCA debe realizarse de forma sistemática, con conclusiones
y causas respaldadas por pruebas documentadas.
3. Generalmente hay más de una causa potencial de un determinado problema.
4. Para ser eficaz, el análisis, debe establecer todas las relaciones causales
conocidas entre la causa y el problema definido.
5. Análisis de causa raíz transforma una antigua cultura que reacciona a los
problemas a una nueva cultura que resuelve los problemas antes de que se
intensifiquen, creando una reducción de la variabilidad y una actitud para evitar
riesgos.
3.5.3 Técnicas para el análisis causa raíz
Análisis de barreras.
Una barrera para la alta disponibilidad se define como cualquier problema que
pueda limitar la disponibilidad de un sistema o un equipo. Si bien es imposible
proteger su entorno de funcionamiento de todas las barreras, es importante que se
familiarice con las más frecuentes y de los riesgos que implica cada una de ellas.
Entre las barreras para lograr una alta disponibilidad se incluyen las siguientes:
59
Problemas del entorno: Los problemas con el entorno del sistema o
equipo pueden reducir la disponibilidad. Entre los problemas del entorno se
incluyen clima con altas temperaturas o malas condiciones de las
instalaciones.
Problemas de los servicios: Los servicios que obtiene del exterior de la
empresa pueden aumentar la no disponibilidad. Entre los problemas de los
servicios se incluyen personal mal entrenado, tiempo de respuesta lento e
información obsoleta.
Problemas de los procesos: La falta de unos procesos adecuados puede
producir un tiempo de inactividad innecesario y prolongar el tiempo de
inactividad debido a una falla en su funcionamiento. Entre los problemas de
los procesos se incluyen procesos operativos inadecuados o inexistentes e
implementación de cambios sin pruebas previas.
Problemas de personal: Un personal insuficiente, no entrenado o poco
cualificado puede producir un tiempo de inactividad innecesario y prolongar
el tiempo necesario para restaurar la disponibilidad. Entre los problemas de
personal se incluyen materiales de aprendizaje insuficientes, presupuesto
de entrenamiento inadecuado, tiempo insuficiente para el aprendizaje y
habilidades de comunicación inadecuadas.
Después de haber identificado las barreras para la alta disponibilidad, es
importante que estime el impacto de cada barrera y que considere qué barreras
son rentables vencer. Para determinar una solución apropiada de alta
disponibilidad debe analizar cómo afecta cada barrera (y sus riesgos
correspondientes) a la disponibilidad. En concreto, hay que tener en cuenta lo
siguiente para cada barrera:
El tiempo estimado que el equipo no estará disponible si se produce una
falla.
La probabilidad de que esa barrera ocurra y ocasione tiempo de inactividad.
El tiempo estimado en vencer la barrera en comparación con el costo
estimado del tiempo de inactividad que supone.
60
Árbol de la realidad actual (teoría de las restricciones).
Consiste en la elaboración de un análisis mediante el cual se puede encontrar las
causas principales de los diversos problemas existentes en las organizaciones. Su
procedimiento es el siguiente:
A. Hacer una lista de efectos indeseables o problemas por los cuales no podemos
lograr lo que queremos.
B. Conectar los efectos indeseables mediante relaciones de causa y efecto.
C. Si no es posible conectar algunos efectos indeseables, posiblemente nos falte
colocar los supuestos para esos efectos indeseables. Si esto no es posible,
debemos usar la técnica de construcción de nubes.
En la base encontraremos las causas de los problemas a las cuales deberemos
atacar directamente. Este análisis debe ser expuesto ante el equipo de trabajo así
como a las partes involucradas en los problemas. Se tiene que recibir las
opiniones de todos y corregir relaciones de causalidad que pudieran estar
faltando o que pudieran estar equivocadas.
Análisis del árbol de fallas.
El Análisis por Árboles de Fallos (AAF), es una técnica deductiva que se centra en
un suceso de falla particular en un equipo y proporciona un método para
determinar las causas que han producido dicha falla. El hecho de su gran
utilización se basa en que puede proporcionar resultados tanto cualitativos
mediante la búsqueda de caminos críticos, como cuantitativos, en términos de
probabilidad de fallos de componentes. Para el tratamiento del problema se utiliza
un modelo gráfico que muestra las distintas combinaciones de fallos de
componentes y errores humanos cuya ocurrencia simultánea es suficiente para
desembocar en un suceso accidental. La técnica consiste en un proceso deductivo
basado en las leyes del Álgebra de Boole, que permite determinar la expresión de
sucesos complejos estudiados en función de los fallos básicos de los elementos
que intervienen en él.
61
El diagrama de árbol ayuda a identificar causas primarias y secundarias de un
problema, identificar soluciones y asignar prioridades. Se utiliza generalmente
cuando el objetivo es muy amplio y vago. Va de lo general a lo específico. Su
modo de aplicación es la siguiente:
•Definimos el problema (Tronco del árbol)
•Identificamos las causas del problema mediante la pregunta ¿Por qué sucede?
• Continuamos identificando causas secundarias
•Ponderamos la importancia de cada rama (Porcentaje) y asignarles prioridad
Los 5 por qué.
Es un método que nos permite identificar la causa raíz y poder así, encontrar
soluciones. Esta herramienta es útil cuando el grupo requiere encontrar la causa
raíz, cuando se requiere un análisis más profundo y cuando existen muchas
causas lo que provoca que el problema se torne confuso. Este método se aplica
de la siguiente manera:
Ante la presencia de un problema nos preguntamos cinco veces seguidas la
pregunta ¿por qué? Por ejemplo: Tenemos que en una maquina ocurrió un paro
inesperado y no se sabe a ciencia cierta la raíz de la causa, entonces aplicamos
las cinco preguntas. En la figura 3.3 Se muestran un ejemplo del análisis de los 5
porqué del ACR.
62
• 1º ¿Por qué?¿Por qué se ha detenido la máquina?
Porque se ha producido una sobrecarga y ha saltado el fusible.
• 2º ¿Por qué?¿Por qué se ha producido la sobrecarga?
El cojinete no estaba suficientemente lubricado y genera un esfuerzo superior al normal.
Figura 3.3 Los 5 por qué del Análisis Causa Raíz
De esta manera este método nos permite hallar fácilmente las causas raíz de las
fallas en un equipo, evitando intentar la solución de un problema sin un correcto
análisis que solo ocasionarían más problemas dentro de los activos, así como en
la producción de estos mismos.
Diagrama de Ishikawa (causa-efecto).
Es una representación gráfica que permite relacionar un problema con sus
posibles causas. Facilita la selección de las causas de mayor influencia y ayuda a
adoptar medidas correctivas. Esta técnica fue desarrollada por el Doctor Kaoru
Ishikawa en 1953 cuando se encontraba trabajando con un grupo de ingenieros de
la firma Kawasaki Steel Works.
El resumen del trabajo lo presentó en un primer diagrama, al que le dio el nombre
de Diagrama de Causa y Efecto. Su aplicación se incrementó y llegó a ser muy
popular a través de la revista Gemba To QC (Control de Calidad para
Supervisores) publicada por la Unión de Científicos e Ingenieros Japoneses
63
• 3º ¿Por qué?¿Por qué no estaba suficientemente lubricado?La bomba de aceite no bombeaba lo suficiente
• 4º ¿Por qué?¿Por qué no bombeaba lo suficiente?
Porque el rotor vibraba y hacía perder presión al sistema.
• 5º ¿Por qué?¿Por qué vibraba el rotor?
Porque uno de los bujes del eje tiene juego excesivo.
(JUSE). Debido a su forma se le conoce como el diagrama de Espina de Pescado.
El reconocido experto en calidad Dr. J.M. Juran publicó en su conocido Manual de
Control de Calidad esta técnica, dándole el nombre de Diagrama de Ishikawa.
Un Diagrama de Causa y Efecto facilita recoger las numerosas opiniones
expresadas por el equipo sobre las posibles causas que generan el problema. Se
trata de una técnica que estimula la participación e incrementa el conocimiento de
los participantes sobre el proceso que se estudia. Este diagrama ha sido
construido por el equipo para identificar las diferentes características prioritarias
que se van a considerar en el estudio de causa-efecto.
Buena parte del éxito en la solución de un problema está en la correcta
elaboración de este diagrama. Por esto, para una correcta construcción del
Diagrama de Causa y Efecto se recomienda seguir un proceso ordenado, con la
participación del mayor número de personas involucradas en el tema de estudio.
Basándonos en un modo de falla ocurrido en las motocompresoras mostraremos
los pasos a seguir para la construcción de un diagrama CAUSA-EFECTO:
1. Se define el problema a atacar, es decir el efecto tal y como se muestra en la
figura 3.4.
64
Figura 3.4 Definición del problema a atacar
2. Se definen distintas categorías para poder agrupar las causas. Mostradas a
continuación en la figura 3.5.
•Personal
•Maquina
•Método
•Mano de Obra
•Material
•Medio Ambiente
65
Figura 3.5 Definición de las categorías
3. Se anotan las distintas causas en las diferentes categorías definidas tal y como
se ejemplifica en la figura 3.6
Figura 3.6 Descripción de las causas
66
4. Seleccionamos las causas que consideramos más probables.
5. Se analizan las causas.
Tomamos cada causa según el orden establecido y se analiza su posible
influencia en el problema.
6. Se analizan los resultados del análisis
Puede pasar que:
• El problema desaparezca.
• El problema disminuya (en este caso se deben atacar las causas restantes).
• El problema sigue igual (La causa 1 fue mal seleccionada, se debe reanalizar las
causas).
Análisis de Pareto.
El diagrama de Pareto es un gráfico de barras. La longitud de cada barra
representa la frecuencia de ocurrencia o el costo. Este gráfico permite visualizar
rápidamente las causas de mayor influencia. Se llama así porque responde a una
regla enunciada por Wilfredo Pareto, que dice: “El 80% de los problemas que se
presentan provienen de sólo un 20% de las causas” Se utiliza para seleccionar el
problema a tratar, decidir cuál es la mejor solución ante un problema e identificar
las oportunidades de mejora. El diagrama de Pareto puede ser utilizado tanto para
análisis de proceso como para recolección de datos.
El modo de utilización es la siguiente:
• Definimos cuales son las categorías a utilizar
• Definimos el período de tiempo a evaluar
• Definimos cual va a ser la unidad de medida (Frecuencia, porcentaje, costo,
tiempo, cantidad, entre otros más)
67
• Recolectamos los datos
• Construimos el gráfico
• Se puede graficar también el porcentaje acumulado (opcional).
Basándonos en los datos obtenidos en los indicadores de desempeño de las
máquinas, podemos mostrar en la figura 3.7 el siguiente ejemplo de un análisis de
Pareto aplicado a las máquinas de la estación de compresión otates.
Figura 3.7 Análisis de Pareto aplicado en las máquinas de compresoras otates
68
No.de fallas 1 17 7 5 3 2 1 1 1% de fallas 3.4 3.424.1 24.1 17.2 10.3 6.9 3.4 3.4 3.4
% acumulado 96.6100.024.1 48.3 65.5 75.9 82.8 86.2 89.7 93.1
No. de falla
s
Porc
enta
je
SITEMAS
30
25
20
15
10
5
0
100
80
60
40
20
0
FALLAS DEL 1er TRIMESTRE EN LA ESTACION OTATES
En la figura 3.8 Mostramos el análisis de Pareto aplicado a las máquinas de la
estación de compresión Magallanes.
Figura 3.8 Análisis de Pareto aplicado en las máquinas de compresoras
Magallanes.
3.5.4 Método mapeo de la causa en el Análisis Causa Raíz
En el método de mapeo de la causa, la palabra raíz en el análisis de causa raíz se
refiere a todas las causas que están por debajo de la superficie. Centrarse en una
sola causa puede limitar el conjunto de soluciones establecidas resultando que las
mejores soluciones se perdieron, un Mapa de Causa proporciona una explicación
visual simple de todas las causas que se requieren para producir el incidente. La
raíz es el sistema de causas que revela todas las diferentes opciones para las
soluciones. Hay tres pasos básicos para el método de Mapeo de la Causa:
69
No. de fallas 10 6 4 4 2 1 1 1% de fallas 34.5 20.7 13.8 13.8 6.9 3.4 3.4 3.4
% acumulado 34.5 55.2 69.0 82.8 89.7 93.1 96.6 100.0
No. DE
FALL
A
Porc
enta
je
SISTEMA
Sist.
mec
anico
Sist.
del
table
ro
Sist.
de ro
damien
o
Sist.
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Sist.
de co
mpr
esion
Sist.
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Sist.
de e
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mien
to
30
25
20
15
10
5
0
100
80
60
40
20
0
FALLAS DEL 1er. TRIMESTRE EN LA ESTACION MAGALLANES
1. Definir el problema por su impacto a las metas globales.
2. Analizar las causas en un mapa visual.
3. Prevenir o mitigar cualquier impacto negativo en los objetivos seleccionando las
soluciones más eficaces.
¿Qué es un Mapa de Causas?
Un Mapa de Causas proporciona una explicación visual de por qué se produjo una
falla. Conecta una relación individual causa-efecto para revelar el conjunto de
causas de un problema. Un Mapa de causa puede ser muy básico y puede ser
muy detallado en función del asunto en cuestión.
La prevención o la culpa ¿Cuál es el objetivo de su organización?
Quienes abordan los problemas en las organizaciones de hoy en día a veces
inadvertidamente se centran en las personas o departamentos involucrados en
lugar de las causas específicas del problema. Esto crea una cultura organizacional
que se centra más en culpar a otros grupos y personas que en prevenir que
ocurran los problemas. Tres características comunes de este enfoque de la culpa
(para la solución de problemas) en las organizaciones son:
Una falta de voluntad de los trabajadores a presentar información sobre un
problema.
Análisis incompleto de los problemas mediante la conclusión de que "un
error humano", fue la causa.
Centrarse en exceso en "¿Quién lo hizo?” en vez de identificar las causas
de un problema preguntando específicamente “¿Por qué?”.
70
3.6 Inspección basada en riesgo
Una gestión responsable y eficiente requiere fijar estrategias para lograr operar las
plantas con seguridad, confiabilidad y rentabilidad. Se debe preservar tanto la
función como la integridad de los activos. El propósito de un programa de
inspección es definir y realizar aquellas actividades necesarias para detectar el
deterioro en servicio de los equipos antes de que se produzcan las fallas.
El programa de inspección debe sistemáticamente identificar:
• ¿Qué tipo de daño se produce?
• ¿Dónde debe buscarse?
• ¿Cómo puede detectarse (técnica de inspección)?
• ¿Cuándo o con qué frecuencia debe inspeccionarse?
Un programa de inspección está basado en riesgo cuando se emplea una
metodología capaz de sustentar la toma de decisiones aun cuando se cuenta con
datos inciertos o incompletos. El sistema tiene una función predictiva, que intenta
determinar la evolución más probable del comportamiento tanto de un conjunto de
equipos (unidad, planta) como de un equipo particular, y una función proactiva
destinada a decidir acciones correctivas de reparación, rediseño, reemplazo,
inspección de los equipos, así como la decisión de continuar en operación hasta la
rotura. Se considera que un grupo reducido, del orden del 20% de los equipos,
tienen asociado más de un 80% del riesgo de una planta, por lo que se debe
identificar esos equipos de alto riesgo para focalizar los esfuerzos de inspección y
disminuir los riesgos de la planta. De este modo es posible optimizar los recursos
económicos empleados en el mantenimiento de los equipos privilegiando
seguridad y confiabilidad.
71
ETAPAS DEL SISTEMA DE GESTIÓN
El sistema se implementa en tres fases:
En la Fase I se define el sistema o conjunto de equipos a analizar así como sus
funciones y localización. Durante esta etapa inicial se realiza una auditoría al
sistema de gestión de riesgos destinada a determinar el potencial efecto de la
gestión actual sobre la probabilidad de falla de los equipos. Del resultado de la
evaluación surgen en forma evidente las primeras acciones de mejoras a
implementar.
La Fase I se completa con la elaboración de un ranking de criticidad basado en
riesgos de los equipos que componen el sistema. Para elaborarlo se emplea
primariamente el método cualitativo de análisis de riesgo de API 581.
Alternativamente se utiliza o desarrolla un análisis de peligros HAZOP. Los activos
tales como recipientes, tanques, cañerías, compresores y torres, pueden
deteriorarse con el transcurso del tiempo, produciéndose diversos tipos de daño
(pérdida de espesor, fisuras, cambios metalúrgicos, entre otros). Cada tipo de
daño puede ser originado por diversos modos o mecanismos de falla operativos
según sea el contexto operacional, (mecanismo de desgaste, corrosión, fatiga o
fragilización).
Las diversas técnicas de ensayos no destructivos (END) permiten determinar la
presencia y caracterizar las dimensiones asociadas con cada tipo de daño. Sin
embargo no hay ninguna técnica de END que pueda emplearse durante una
inspección que sea capaz de determinar la presencia de todos los tipos de daño
posibles. Por su elevado costo, no es recomendable realizar una inspección para
caracterizar la presencia de todos los tipos de daño posibles en un equipo, por lo
que surge como necesidad un análisis previo a la inspección de cuáles modos de
fallas son posibles o pueden resultar operativos en un determinado equipo. Y
luego determinar cuáles son los modos de falla más probables y que tipos de daño
pueden causar en el equipo. Para inspeccionar los equipos identificados como de
bajo riesgo se generan planes de inspección genéricos que contemplan un nivel
72
de inspección satisfactorio que considera fundamentalmente el modo de falla por
la pérdida de material por corrosión, y se decide la aplicación a intervalos fijos en
forma similar a la requerida por la normativa legal. Realizada estas acciones que
involucran definir los Planes de Inspección de un conjunto importante de equipos
se pasa a la Fase II.
La Fase II consiste en el desarrollo de Planes de Inspección específicos para
cada equipo. Con los equipos identificados como de alto riesgo se realiza un
análisis semi-cuantitativo de riesgos para cada uno de los equipos. Primero se
evalúa para cada equipo cuáles son los modos o mecanismos de falla posibles y
los tipos de daño que estos pueden producir. Y se determina el TMSF (subfactor
módulo técnico) total como suma de los TMSF para cada mecanismo. El TMSF es
una medida del incremento en la probabilidad de falla genérica de un equipo
debido al estado del mismo y a la incertidumbre asociada con el conocimiento de
la velocidad de daño y el nivel de la inspección.
De este modo es posible diseñar un plan de inspección efectivo para caracterizar
la presencia de solo aquellos tipos de defecto que resulten más probables de estar
presentes en el equipo, debido a la antigüedad del mismo, materiales con los que
fue fabricado, dimensiones, medio agresivo o condiciones operativas.
Con los tipos de daño más probables para el equipo se pueden seleccionar las
técnicas de END más adecuadas para caracterizarlos. Sin embargo, según la
intensidad – efectividad de la inspección con que se empleen las técnicas de END
estas evidencian con diferente efectividad la presencia y magnitud del daño. Por
ejemplo, la inspección puede ser externa o intrusiva, se pueden emplear una o
más técnicas de inspección combinadas y se puede realizar la inspección total o
parcialmente.
73
La determinación de la categoría de efectividad de inspección que se empleará en
el Plan de Inspección está relacionada con el nivel de riesgo del equipo (en
algunos casos asociado con la edad), las posibilidades de acceso al interior, la
disponibilidad del equipo para su inspección y fundamentalmente de la frecuencia
de inspección adoptada.
Finalmente, con la categoría (Satisfactoria, Generalmente Satisfactoria, Muy
Satisfactoria) y frecuencia de inspección adoptadas se puede diseñar un Plan de
Inspección para el equipo que permita mantener el nivel de riesgo dentro de
valores admisibles. El efecto del Plan de Inspección adoptado sobre el nivel de
riesgo se focaliza en el efecto sobre la probabilidad de falla, más que sobre sus
consecuencias. Si el Plan de Inspección es poco efectivo en determinar los daños,
la probabilidad de falla resultará alta, fundamentalmente debido a la imprecisión en
determinar la velocidad de daño.
Cuanto mayor sea la efectividad de la inspección y su frecuencia mayor será el
conocimiento sobre el comportamiento del sistema y por consiguiente la
probabilidad de falla adoptada para calcular el nivel de riesgo del equipo se
aproximará a la probabilidad de falla real, pero desconocida. De este modo el
riesgo del equipo resultará menor y más aproximado al nivel genérico asociado al
tipo de equipo (cañerías, recipientes, tanques y otros más).
Para algún equipo particular, con un historial que amerite desarrollar un plan de
inspección basado en un análisis más detallado que el precedente, se puede
emplear el análisis cuantitativo que describe el API 581. Este análisis requiere de
realizar un análisis de consecuencias muy detallado junto con un análisis de
probabilidad basado en las probabilidades genéricas, corregidas por el TMSF
(subfactor módulo técnico) y factores característicos de la planta que incluyen la
información recogida inicialmente en la auditoría del sistema de gestión. A medida
que se profundiza el estudio se debe corregir o actualizar el ranking de criticidad.
74
Con los Planes de Inspección definidos, se ingresa en la FASE III, de
consolidación de lo actuado, donde se deben realizar las Inspecciones, analizar
sus resultados y realizar las acciones correctivas que surjan de las mismas. El
análisis de los resultados de las inspecciones permite mejorar el conocimiento de
la velocidad de daño, determinar la aptitud para el servicio y vida remanente del
equipo, determinar las acciones correctivas para realizar reparaciones, decidir
reemplazos, re-elaborar los Planes de Inspección y re-categorizar el nivel de
riesgo del equipo. Paralelamente con la realización de estas tareas se debe
consolidar la capacitación del personal destinado a administrar el sistema de
inspección basado en riesgo. Junto con la planificación estratégica representada
por el Sistema de Inspección Basado en Riesgos, se deben realizar las acciones
tácticas de mantenimiento reactivo con la detección de fallas, diagnóstico de sus
causas y acciones correctivas.
Para ejecutar estas tareas se puede emplear la metodología de análisis de fallas.
Un análisis costo–beneficio debe ser realizado para lograr la justificación
económica de las acciones realizadas. El sistema de inspección basado en riesgo
integra las técnicas de análisis de riesgo – determinación de integridad estructural
y vida remanente, análisis de fallas y análisis costo beneficio.
3.7 Análisis costo-riesgo-beneficio (BRCA)
3.7.1 Metodología del análisis Costo-Riesgo-Beneficio
El método costo riesgo beneficio permite lograr una combinación óptima entre los
costos asociados al realizar una actividad, tomar decisiones y los logros benéficos
esperados que dichos aspectos generan, considerando el riesgo que involucra la
realización o no de tal actividad o inversión, incluyendo en la misma el hecho de
disponer o no de los recursos para esta. Esta es una técnica o metodología de
gerencia de activos que permite la toma de decisiones sustentada en el concepto
de mínimo impacto total en el negocio. Dentro de las características generales
para este tipo de estudio, se encuentran:
75
1.- Permitir evaluaciones en un corto plazo con resultados certeros.
2.- Optimizar frecuencias y costos de actividades.
3.- Utilizar como base el software APT-Integrated Toolkit.
4.- Permitir evaluar posible extensión de vida útil.
La condición ideal para muchas empresas y profesionales, seria disponer de datos
estadísticos de los sistemas a evaluar, que sean bien representativos y hasta
precisos según sea el caso, lo cual permitiría cálculos exactos y absolutos para
muchos de ellos. Sin embargo desde el punto de vista práctico, se tiene que no
todos los factores cumplen con esta condición esperada, o sea son variables,
aunado a que pocas veces se dispone del dato histórico de excelente calidad o
simplemente de registros confiables, se hace necesario el uso de metodologías
como OCR que permite trabajar en rangos dados por escenarios, es decir,
establece cual sería la condición más favorable, así como la condición menos
favorable conjugando cada uno de los criterios a evaluar y no por separado.
La información requerida para el análisis siempre estará referida a la frecuencia de
fallas y sus consecuencias buscando como ya se indicó “el mínimo impacto total
en las instalaciones o equipos”. Para tener esta información, el paso inicial es
formar un equipo de trabajo integrado por un facilitador experto en el análisis
BRCA, quien será el encargado de dirigir e impulsar la evaluación, y personal de
las organizaciones involucradas en el estudio como lo son operaciones,
mantenimiento y especialistas quienes serán los puntos focales para identificar,
seleccionar y conducir al personal conocedor de la realidad operativa de los
sistemas en análisis.
El personal indicado debe conocer el sistema y formar parte de las áreas de:
operación y mantenimiento (mecánico, eléctrico, instrumentación) así como
ingeniería, programadores, especialistas en procesos, diseñadores, personal de
seguridad, entre otros; adicionalmente deben de formar parte de todos los estratos
de organización, es decir, personal gerencial, supervisor, capataces y obreros,
dado que cada uno de ellos tiene un nivel particular de conocimiento así como
76
diferente visión de la instalación. Logrando con esto, mejores resultados por la
adversidad de enfoques evitando resultados parcializados, además el personal
que participa nivela conocimientos y acepta con mayor facilidad los resultados,
dado que su opinión fue tomada en cuenta.
Para facilitar el uso de entendimiento de esta metodología, se debe presentar la
aplicación en el área de mantenimiento indicando los respectivos costos que
implican la actividad, los beneficios, relación costo-riesgo y el impacto total en las
instalaciones. Esto previo al uso de metodología con apoyo en los software APT-
Integrted Toolkit para los diferentes usos, siguiendo estos un esquema de
aplicación basado en la misma relación de costo-riesgo-beneficio.
3.7.2 Los costos del mantenimiento
Los costos de la actividad del mantenimiento o costos directos de la misma, están
conformados por los cotos que implican los siguientes aspectos o factores que en
función de la actividad se requieran:
Mano de obra: Representa la fuerza laboral propia o contratada.
Materiales: Incluye las partes, equipos, lubricantes, herramientas y repuestos.
Transporte: Camiones, barcos, avión, elevadores, grúas, entre otros más.
Gastos generales: Servicios, edificaciones, talleres y logística.
3.7.3 Los costos del riesgo
Penalizaciones: Abarca cualquier beneficio perdido o perdida por el riesgo de
ocurrir un evento no deseado, mientras se realiza el mantenimiento para restituir la
condición deseada, a estos costos también se les conoce como costos indirectos
en algunos casos. Para este factor se trata de una lista de aquellas características
que pueden identificarse en un problema dado, considerando la medición de los
costos que implican estas, por ejemplo costos por perdida de producción, de
calidad, de servicio, implicaciones legales y de imagen.
77
3.7.4 Perdidas por no aplicar el mantenimiento
Para determinar algunos posibles efectos o consecuencias por no aplicar
mantenimiento, es necesario comprender claramente las razones que justifican las
actividades de mantenimiento y unas de estas razones podría ser las siguientes:
1.- Fallos en equipos (activos).
2.- Preparación de maquinaria y ajustes.
3.- Paradas de planta y equipos (activos).
4.- Reducción de velocidad (falta de rendimiento).
5.- Defectos en procesos.
De la misma forma que entendemos que beneficios podemos entender del
mantenimiento, es necesario considerar los posibles riesgos, efectos o
consecuencias que se pueden presentar si ignoramos las políticas y actividades
de mantenimiento, representados estos en pérdida de dinero e impactos que
pudieran afectar a la seguridad, al ambiente y a la imagen de la empresa.
3.7.5 Beneficios del mantenimiento
Para determinar los beneficios del mantenimiento es necesario comprender
claramente las razones que justifican las actividades de mantenimiento. ¿Por qué
estamos gastando dinero en mantener los activos? ó ¿Por qué aplicar
mantenimiento?:
Porque mantener implica de una u otra forma:
1.- Evitar las fallas o permitir recuperarse de ellas.
2.- Mejorar o permitir recuperar la eficiencia del activo.
3.- Prolongar la vida útil (preservar los activos).
4.- Permitir el cumplimiento de las regulaciones.
5.- Mejorar la imagen de la empresa u organización.
78
Realmente entendemos que los beneficios que se obtienen al aplicar
mantenimiento, son muy grandes y se traducen directamente con los ingresos que
percibe la empresa o ahorro que obtiene la misma una vez aplicado el
mantenimiento al activo, ya que atravez de éste, se logra alargar y preservar la
vida útil, se previene la falla y se logra un aumento en la confiabilidad del mismo
entre otras tantas cosas.
3.8 Costo del ciclo de vida (LCC)
3.8.1 El ciclo de vida de los activos
Bajo el punto de vista sencillo se puede decir que los activos de una empresa
pasan por cuatro etapas en su ciclo de vida: Adquisición; Instalación, Gestión y
Venta.
Adquisición
Las decisiones en las compras, tienen hoy en día un profundo impacto en el
potencial de crecimiento y rentabilidad de la compañía, que piensa en el futuro.
• Información para tomar las mejores decisiones.
• Analizar la existencia y conveniencia de duplicación.
• Poner el foco en las decisiones estratégicas.
Seguimiento
Identificar las tendencias, por el seguimiento de los activos, permiten a las
compañías aumentar la eficiencia operacional y proporcionar las herramientas
para reducir costos.
• Localización de los activos y uso.
• Garantías e información histórica.
• Conformidad de las auditorias.
79
Gestión
Se pierde parte del rédito cuando no se logra el nivel más alto posible del uso
productivo de un activo.
• Mantenimiento Preventivo y Predictivo.
• Productividad.
• Inventarios y Suministros.
• TPM / RCM / RBM.
Venta (Valor Residual)
La información exacta y confiable de un activo, tiene un impacto significativo en el
valor recibido por ese activo en su reventa.
• “Vender”, no desechar.
• Las mejores valuaciones.
• Retornar dinero a la operación.
Tradicionalmente se considera que los costos de adquisición e instalación que
abarcan la definición, proyecto, fabricación, selección de fabricante y proveedor,
transporte, almacenaje, obras civiles, montaje y ensayos se sitúan entre los 20 y
los 25% de todo el costo de la vida del activo. Podemos dividir los costos de
gestión en dos partes: costo de operación que abarca gastos con insumos,
energía, mano de obra, puesta en marcha, ajustes, stock y control de calidad; y el
costo de mantenimiento que abarca mano de obra, repuestos,
maquinas/herramientas/instrumentos, contratos, preservación de medio ambiente,
seguridad y perdida de disponibilidad. Según Sakurai el costo del ciclo real de vida
de un activo es compuesto por dos etapas:
Costo del fabricante: abarca la Investigación y Desarrollo, la Planificación y
Diseño la Fabricación y el Marketing.
Costo del usuario: que abarca la Operación, el Mantenimiento y el Descarte.
80
El costo real de vida de un activo se puede dividir en tres grupos:
Costos iniciales: que abarca la Planificación y Desarrollo y la Planificación y
Diseño.
Costos normales: que abarca la Fabricación y Venta.
Costos finales: que abarca la Operación, el Mantenimiento y el Descarte.
3.8.2 Costo Meta
La estrategia para reducir el costo total del ciclo de vida de un equipo es
concentrar esfuerzos en las actividades que ocurren durante el periodo de
desarrollo, planificación y diseño, buscando mejorar el Costo Meta. El Costo Meta
es un proceso de gestión estratégica que puede ser calculado como la diferencia
entre el costo de venta y el lucro deseado. Hasta la década de los 60 la industria
generaba productos estandarizados y en gran cantidad (era de la cantidad total) y
se practicaba el costo patrón o sea la gestión de costos era hecha con foco en la
producción. El desarrollo de computadoras, robots y máquinas herramientas de
control numérico, permitió la fabricación de gran variedad de productos en
pequeña cantidad, reduciendo el ciclo de vida de los activos, cambiando las
estrategias de gestión de costos. Por lo tanto, se puede decir que hasta la década
de los 70, menos que 20% del presupuesto de una unidad de producción era
aplicado en investigación, desarrollo, planificación y diseño, mientras que a partir
de los años 80 esa relación porcentual viene creciendo dando más énfasis a
análisis del Costo Meta con relación al Costo Patrón.
3.8.3 Mantenimiento centrado en el negocio
Un número cada vez mayor de empresas ya reconoce la importancia crucial que el
mantenimiento y la confiabilidad desempeñan en sus organizaciones. En esas
empresas, ejecutivos de la alta administración, están promoviendo la implantación
de estrategias empresariales de mantenimiento y confiabilidad. Dichas estrategias
tienen doble finalidad: en primer lugar, se destinan a capacitar a los ejecutivos,
sobre como el mantenimiento y la confiabilidad afectan a su empresa
financieramente.
81
En segundo lugar, se concentran en desarrollar e implementar un proceso que
promueva de forma activa las mejoras en esas prácticas. La mayor parte de las
estrategias empresariales de mantenimiento tienen dos objetivos primordiales:
disminuir los costos (de mano de obra, material y contratación) y mejorar la
confiabilidad operacional de los equipos o de la gestión de los activos (tiempo
operacional-"up-time", régimen de funcionamiento - "running speed" y desempeño
de la calidad). Casi todas las empresas tienen grandes oportunidades de actuar en
ambas áreas. Es común un gasto elevado en mantenimiento y los resultados de
estas actividades son muchas veces ineficaces, por mayores inversiones que se
realicen.
La economía de escala está dando lugar a la economía por objetivos. En este
escenario, el mantenimiento surge como la única función operacional que influye y
mejora los tres ejes determinantes de la performance industrial al mismo tiempo,
es decir: costo, plazo y calidad de productos y servicios. El éxito de una compañía
es, en gran parte, debido a la buena cooperación entre clientes y proveedores,
sean internos o externos. Los roces crean costos y consumen tiempo y energía.
La gestión dinámica del mantenimiento implica administración de las interfaces
con otras divisiones corporativas.
La coordinación entre los subsistemas de: planificación de la producción, de la
estrategia del mantenimiento, de la adquisición de repuestos, de la programación
de servicios y del flujo de informaciones, elimina el conflicto de metas. Altas
disponibilidades e índices de utilización, aumento de la confiabilidad, bajo costo de
producción como resultado de mantenimiento optimizado, gestión de repuestos y
alta calidad de productos, son metas que pueden ser alcanzadas solamente
cuando la operación y el mantenimiento trabajan juntos. La no modernización de
las empresas genera costos indirectos relacionados con:
82
Pérdida continua de la competitividad, ya que los parámetros de medición
están cambiando (este hecho no es fácil de cuantificar).
A medida que pasa el tiempo, se vuelve más difícil enfrentar los cambios
tecnológicos exigidos por la modernización.
Se pierde el sentido de urgencia que requiere la gestión en un ambiente
mutante y ultra competitivo.
Los expertos en mantenimiento son repetidamente confrontados respecto a: ¿cuál
es el método de mantenimiento más eficaz?, La respuesta es la combinación
correcta de todos los métodos disponibles, o sea, mantenimiento por ruptura,
mantenimiento basado en el uso y mantenimiento basado en la condición (figura
3.9).
Figura 3.9 Combinación de métodos disponibles
En la evaluación del punto óptimo de mantenimiento, se constata que el costo total
del mantenimiento es influido por el costo de mantenimiento regular (costo de
reparación) y por el costo de la falla (pérdida de producción). De esta manera, la
estrategia óptima de mantenimiento, es aquella que minimiza el efecto conjunto de
los componentes del costo, o sea, identifica el punto, donde el costo de reparación
es aún menor que el costo de la pérdida de producción.
83
MANTENIMIENTO POR TIEMPO
MANTENIMIENTO POR CONDICIÓN
MANTENIMIENTO POR RUPTURA
El mantenimiento planificado alcanza reducciones de costos a través de: la
eliminación de desperdicios, del establecimiento de estrategias por equipo y del
aumento de la capacidad, disponibilidad y confiabilidad de los equipos. La
previsibilidad y el impacto de las fallas sobre el negocio, apuntan hacia el tipo de
estrategia a ser adoptada, según la importancia de las varias unidades de la
planta.
La evaluación de los criterios de mantenimiento a ser aplicados, depende
normalmente del análisis de disponibilidad frente a la necesidad de utilización del
equipo, no obstante se deben observar otros aspectos, como: su importancia en la
actividad objeto de la empresa, el costo de mantenimiento con relación al
inmovilizado (costo acumulado de mantenimiento con relación al costo de
adquisición del equipo), el tiempo medio entre fallas, el tiempo medio para
reparación, la obsolescencia del equipo, las condiciones de operación a que son
sometidos, los aspectos de seguridad y los aspectos de medio ambiente.
3.9 Métodos tabulares para la presentación de datos
Este método es uno de los más simples de manejar y por su facilidad es muy
utilizado en todo tipo de industrias, en este caso y para este proyecto, lo utilizamos
como una fuente de indicador de los equipos instalados en el área de compresión
Magallanes y otates. En esta sección se explican los métodos tabulares más
usuales para presentar un conjunto de datos.
3.9.1 Distribución de frecuencias
Es bastante común en muchos reportes, ya sean científicos, de negocios, de la
administración pública, en revistas y periódicos así como en cuestiones de
mantenimiento industrial que los datos se presenten por medio de tablas. La que
sobresale por su sencillez y claridad es aquella que consta únicamente de dos
encabezados o columnas.
84
A continuación en la tabla 7 mostramos un ejemplo de averías en las bombas
centrifugas instaladas en el área y su estadística de fallos.
Causas de fallas Distribución (%)
Cierre mecánico 34.5
Cojinetes 20.2
Vibración 2.7
Fuga por empaque/cierre 16.3
Problemas de eje/ acoplamiento 10.5
Fallo en líneas auxiliares 4.8
Fijación o soporte 4.3
Bajas aspiraciones 2.5
Otras causas 4.2
Tabla 7 Estadística de fallos en bombas centrifugas.
Esta tabla nos permite visualizar fácilmente las características de los datos. La
utilidad de este tipo de presentación es máxima cuando el número de datos es
pequeño y se acompaña la tabla de algún texto que indique el tipo de
observaciones de que se trata. Una forma de presentación que será muy útil para
nuestro propósito es el que resulta de organizar los datos en tablas de frecuencias
o tablas de distribución de frecuencias.
A continuación en esta sección se darán a conocer algunos conceptos necesarios
para la construcción de una tabla de frecuencias:
Intervalo de clase: es la amplitud o tamaño de clase.
Limite real de clase: son los puntos que limitan a cada una de las clases (Lr)
Límite inferior de clase: son los valores menores que pertenece a esta clase (Li).
85
Límite superior de clase: es el valor máximo que pertenece a cada clase (Ls).
Punto medio o marca de clase: es el número que representa a cada una de las
clases y como lo muestra la siguiente ecuación se obtiene dividiendo la suma de
los límites de cada clase entre dos y se denota de la siguiente forma (Vi).
Frecuencia absoluta: es el número de observaciones que pertenecen a una
determinada clase y se denota (fi).
Frecuencia relativa: es el número que resulta de dividir la frecuencia absoluta de
cada clase entre el número total de las observaciones y se denota (pi).
Frecuencia acumulada: es la cantidad que nos indica cuantos datos existen cuyo
valor numérico e menor o igual al del límite superior de una determinada clase.
3.9.2 Construcción de una tabla de frecuencia
A continuación mostraremos los pasos necesarios para la construcción de una
tabla de frecuencias.
1.- Para la elección del número de clase es arbitrario; comúnmente se establecen
de 5 a 20 clases dependiendo del número de datos.
2.- Para el cálculo de intervalo de clase se obtiene la diferencia entre el mayor y
menor valor numérico de los datos, lo cual nos indicará la distancia mínima que
debe cubrir la suma de los intervalos de clase. Esa distancia o un número
ligeramente mayor, dividido entre el número de clases nos da el intervalo de clase.
3.- Elección del límite inferior de la primera o superior de la última clase y cálculo
de los límites de las demás clases.
86
4.- Cálculo de valores medios (Vi). Si Li es el límite inferior de la i-ésima clase y Ls
el límite superior y tenemos la ecuación (13)
Vi=Li+Ls2
………Ecuación(13)
5.- Se calculan las frecuencias absolutas de clase fi (número total que se repite
cierto dato).
6.- Se calculan las frecuencias relativas Pi con la siguiente ecuación (14)
Pi= fi¿ total de observaciones
………Ecuación(14)
Dónde:
Pi= Frecuencia relativa.
Fi= Frecuencia absoluta.
7.- Se calculan las frecuencias relativas acumuladas (Fi)
8.- Para el cálculo de las frecuencias absolutas acumuladas el procedimiento es
similar al descrito en el punto 7, pero utilizando frecuencias absolutas en vez de
relativas.
A continuación mostraremos un ejercicio como ejemplo de una tabla de frecuencia
basándonos en los resultados obtenidos de la tabla 6 página 30:
En la tabla 8 mostramos los datos de los Tiempos Medios Para Restaurar que se
utilizarán para la construcción de una tabla de frecuencia.
87
MTTR obtenidos en el analisis de las Moto Compresoras3.89 8.75 2.32 2.25 2.63 0 02.54 6 0 6 3.83 3.42 6.583.79 4.31 0 3 3.72 4.17 8.78
1 4 2.5 0.75 0 2.1 01.67 3.33 6.86 3.58 0 5.5 22.25 5.33 12.88 5.56 0 5.5 4.5
Tabla 8 Datos para la construcción de la tabla de frecuencia.
En la tabla 9 se muestra la construcción de la tabla de frecuencia utilizando los
datos anteriores.
Limites(Li �̶ Ls)
Valor medio
(Vi)
Frecuencia absoluta
(fi)
Frecuencia relativa
(Pi)
Frecuencia acumulada
relativa (Fi)
Frecuencia acumulada
absoluta (Ni)
0 E̶ 1 0.5 10 10/42= 0.238 10/42= 0.238 101.1 E̶ 2 1.55 2 2/42= 0.047 12/42= 0.285 122.1 E̶ 3 2.55 8 8/42= 0.190 20/42= 0.476 203.1 E̶ 4 3.55 8 8/42= 0.190 28/42= 0.667 284.1 E̶ 5 4.55 3 3/42= 0.071 31/42= 0.738 315.1 E̶ 6 5.55 6 6/42= 0.143 37/42= 0.881 376.1 E̶ 7 6.55 2 2/42= 0.047 39/42= 0.928 397.1 E̶ 8 7.55 0 0 39/42= 0.928 398.1 E̶ 9 8.55 2 2/42= 0.047 41/42= 0.976 41
9.1 E̶ 10 9.55 0 0 41/42= 0.976 4110.1 E̶ 11 10.55 0 0 41/42= 0.976 4111.1 E̶ 12 11.55 0 0 41/42= 0.976 4112.1 E̶ 13 12.55 1 1/42= 0.024 42/42= 1 42
Tabla 9 Tabla de frecuencia.
Posteriormente podemos representar gráficamente ya sea por medio de un
histograma o un polígono de frecuencias los datos obtenidos en nuestra tabla de
frecuencias y que a continuación las mostraremos como un modo de ejemplo en la
figura 3.9.
88
0 2 4 6 8 10 12 140
2
4
6
8
10
12
FREUENCIA ABSOLUTA (Fi)
LIMIT
ES (L
i - Ls
)
Figura 3.9 Frecuencia absoluta para cada límite
En la figura 3.10 Mostramos el histograma de las frecuencias relativas para cada
límite.
0-1 1.1-2
2.1-3
3.1-4
4.1-5
5.1-6
6.1-7
7.1-8
8.1-9
9.1-10
10.1-11
11.1-12
12.1-13
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
FRECUENCIA RELATIVA (Pi)
LIMIT
E (L
i-Ls)
Figura 3.10 Frecuencia relativa para cada límite
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Conclusiones
La confiabilidad operacional engrana todos los elementos de vanguardia para que
las empresas produzcan con excelencia y generen el máximo valor. El uso
adecuado de las herramientas de confiabilidad operacional, permite optimizar los
niveles de inventario, las frecuencias de inspección y paradas, los costos de ciclo
de vida, las propuestas, las técnicas, entre otras más. Además considera el
impacto en las operaciones, la seguridad y el ambiente.
El análisis Causa Raíz (RCA) es una técnica comprobada que ayuda a encontrar
los problemas de mantenimiento que existen dentro de la industria. La correcta
aplicación de la metodología elimina el riesgo de repetición de fallas recurrentes y
proporciona criterios para eliminar y mitigar las fallas futuras.
El enfoque de la Cultura de la Confiabilidad (CO), combinado con la aplicación del
Análisis de Causa Raíz (RCA), permite encontrar la causa raíz del problema,
analizando lo siguiente:
Raíces físicas, las cuales están relacionadas con la Confiabilidad y
Mantenibilidad del equipo.
Raíces humanas las cuales están relacionadas con la Confiabilidad
Humana.
Al aplicar Análisis de Causa Raíz se estarán analizando los distintos factores que
afectan la Confiabilidad Operacional, al encontrar la causa raíz, se podrán estudiar
e implementar soluciones que permitirán lograr:
Aumentar la Confiabilidad de los equipos.
Aumentar la Seguridad de las personas e instalaciones.
Aumentar la Disponibilidad, como consecuencia del aumento de las dos
primeras.
90
Aumentar la Productividad de Operaciones, al reducir el número de paros
no programados.
Disminuir los costos de Mantenimiento, al disminuir las fallas ocasionales y
repetitivas.
Extender la vida en servicios de los componentes, al identificar causas
latentes relacionadas con operación fuera de los límites de diseño y de
sobrecarga sostenida.
Un modelo de confiabilidad basado en el RCFA reduce los tiempos para encontrar
fallas, genera una técnica estructurada de diagnósticos basados en listas de
chequeo y provee un conocimiento para mitigar fallas futuras en equipos similares
o de otras plantas.
El resultado de implementar herramientas estratégicas de confiabilidad
operacional para mejorar los activos de producción, se traduce en mantenimiento
más armonioso, más eficiente, económico y seguro, que minimiza los costos de
producción e incrementa la competitividad de la organización.
La metodología permite identificar componentes de mayor criticidad,
concediéndoles mayor atención. Por otro lado, la metodología también identifica
componentes de criticidades despreciables, cuyos períodos de inspección resultan
ser mayores que los habituales. De esta forma, se optimizan las tareas de
inspección.
La metodología permite elaborar, previo a la parada, una lista de componentes
que necesitan ser inspeccionados, con la correspondiente técnica de inspección,
alcance, entre otros. Es decir, es posible realizar con anterioridad una preparación
y planificación de las tareas de inspección a realizarse en la parada.
También tomemos en cuenta que la medición relativa de las consecuencias de un
modo de fallo y su frecuencia de ocurrencia, que es lo que encontramos en la
criticidad así como también característica (cálculo numérico determinístico) de un
91
sistema, que representa el impacto de la falla en cuanto a seguridad, medio
ambiente o producción del proceso al cual pertenece; evalúa la flexibilidad
operacional, costos de reparación-mantenimiento y confiabilidad. Esta
característica puede ubicarse en bandas alta, media y baja.
En el caso del AMFE, este pondrá de manifiesto el impacto que puede tener el
proceso en la ocurrencia de fallos en el equipo. Esto fue el punto de partida para el
análisis del proceso mediante un nuevo AMFE.
Todo lo anterior demuestra que la Herramienta de Análisis de Causa Raíz, análisis
de criticidad, modos y efectos de falla, análisis e inspección basada en riesgos,
optimización costo-riesgo-beneficio, costo del ciclo de vida y mantenimiento
centrado en confiabilidad son unas de las herramienta muy útiles y poderosas en
la mejora de la calidad de producción tanto como en los equipos.
Recomendaciones
Reparación y servicio del equipo:
Para evitar lesiones personales, graves o de muerte siempre detenga la unidad
antes de limpiar, dar servicio o reparar la unidad o el equipo acoplado a esta.
Ponga todos los controles en la posición de apagado y desconecte o asegure los
motores de arranque para evitar que la unidad arranque accidentalmente.
Para protección del cuerpo:
Siempre use protección aprobada para el cuerpo, ojos, oídos. Nunca use ropa
suelta, joyería o cabello largo alrededor de un motor.
Para el sistema de enfriamiento:
Siempre utilice ropa de protección cuando ventile, lave o vacíe el sistema de
enfriamiento. Las temperaturas de operación del refrigerante del motor pueden
92
variar entre 180 y 250 °F (82 y 121 °C). No realice el servicio al sistema de
enfriamiento mientras el motor esta en operación o cuando el refrigerante está
caliente.
Para el Sistema Eléctrico:
No instale, realice el mantenimiento u opere ningún componente eléctrico a menos
que usted este técnicamente capacitado y familiarizado con los elementos
eléctricos involucrados. Desconecte todos los suministros de energía eléctrica
antes de hacer cualquier conexión o dar servicio a cualquier parte del sistema
eléctrico.
Para el arranque:
Evite el contacto con las unidades y el sistema de la ignición. En los componentes
del sistema de arranque se manejan presiones muy altas que pueden ocasionar
que componentes pequeños de los equipos salgan disparados a gran velocidad
que pueden provocar lesiones muy severas o incluso la muerte.
Para el sistema de escape:
No toque ni trate de dar servicio a ninguno de los componentes del sistema de
escape cuando estos hayan calentado. Permita que pase suficiente tiempo para
que los componentes del sistema de escape se enfríen a la temperatura ambiente
antes de intentar cualquier procedimiento de servicio.
Para el sistema de gas combustible:
Como ya sabemos el equipo opera con gas combustible, por lo tanto asegúrese de
que no haya fugas en el suministro de gas, no lo inhale, el gas combustible puede
ser inodoro, insípido y muy tóxico.
Para el personal en general no bebidas alcohólicas y estupefacientes:
Ninguna persona bajo la influencia de bebidas alcohólicas y/o estupefacientes
debe operar o dar mantenimiento a los equipos. Las personas bajo la influencia de
93
bebidas alcohólicas y/o estupefacientes son un peligro tanto para sí mismas como
para los otros empleados que laboran en este activo.
Para flujos /gas /aire comprimido (o bajo presión):
No use fluidos/gas/aire comprimidos para limpiarse la ropa ni partes del cuerpo,
nunca use alguna parte de su cuerpo para evitar fugas o la velocidad de
circulación.
Para todos estos puntos se deben seguir al pie de la letra las condiciones de
seguridad establecidas por el fabricante, así como también lo mencionado
anteriormente, ya que el ignorar cada uno de estos consejos nos podría ocasionar
lesiones, daños a las instalaciones o incluso hasta la muerte.
Responsabilidades de los operarios
Los operarios deben comprender lo suficiente de la estructura y funciones de su
equipo como operarlo apropiadamente. Su responsabilidad primaria es mantener
las condiciones básicas del equipo a través de la inspección de rutina y las
operaciones diarias de limpieza, lubricación y apriete de tornillos. Deben también
ser capaces de ejecutar reparaciones simples y reemplazos de piezas y otras
funciones de mantenimiento autónomo. A la inversa, para asegurar unas
actividades de mantenimiento efectivas del operario., el personal de
mantenimiento debe poseer capacidades y conocimientos en los que pueda
confiar el operario.
Realiza un chequeo puntual del equipo antes de arrancarlos, verificando el
nivel de aceite, valores de corriente y la observación de vibraciones.
Verifica periódicamente temperatura y velocidad.
Se mantiene alerta ante ruidos o vibraciones inusuales.
Realiza las observaciones del panel de instrumentación.
Se asegura que el equipo esté bien lubricado.
Reporta las condiciones en que está operando el equipo.
94
Responsabilidades del personal de mantenimiento
Al trabajar sobre un problema, la gente de mantenimiento debe consultar los
registros del equipo para determinar si este, ha tenido un problema similar
anteriormente. Si es así, verifica el registro de la reparación anterior en orden a
estimar las horas hombre y repuestos que se requieren. El personal de
mantenimiento siempre es responsable de asegurar la operación confiable de las
máquinas y otros equipos usados por el departamento de producción. Por lo tanto
sus deberes son:
Actividades periódicos de mantenimiento.
Mediciones periódicas de temperatura y vibraciones.
Estimación de intervalos óptimos para revisión y reemplazo de piezas
Corregir debilidades de diseño del equipo.
Restaurar rápidamente fallas de los equipos.
Proporcionar educación y entrenamiento de mantenimiento a los
operadores de los equipos.
Mejorar sus propios conocimientos y capacidades de mantenimiento y
aprender nuevas técnicas o tecnologías.
BIBLIOGRFÍA
Tiempo medio entre fallas explicación y estándares www.apc.com
95
www.claron.net
www.rcm-confiabilidad.com.ar
www.industrialtijuana.com
www.confiabilidad.com.ve
http://www.noria.com/sp/rwsa.asp
www.reliability.com
Análisis del modo y efecto de falla del proceso
Repsol YPF
http://www.widman.biz
Apuntes e información UTSV de la materia métodos y sistemas de trabajo.
www.monografias.com
Manual de gestión del mantenimiento de universidades tecnológicas
Técnicas del mantenimiento predictivo, www.mantenimientomundial.com
Héctor A. Guerrero Mercado. Estadística Administrativa.
http://www.qro.itesm.mx/~hguerrer/defibasi.htm.
Bioestadística. Problemas de Estadística descriptiva. http://home-
3.tiscali.nl/~xp117079/bio/sup/boltema1.doc.
Manual de operación del equipo cooper-bessemer.
96