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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

DECANATO DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

ESPECIALIZACIÓN EN CONFIABILIDAD DE SISTEMAS INDUSTRIALES

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO:

MODELO DE GESTION INTEGRAL DE MANTENIMIENTO BASADO EN RIESGO

PARA LAS VÍAS FÉRREAS DE LA C.A. METRO DE CARACAS.

POR:

RONALD STUARD MARTÍNEZ LEAL

SARTENEJAS, Abril de 2007






Trabajo Especial de Grado presentado a la Universidad Simón Bolívar por:

RONALD STUARD MARTÍNEZ LEAL

Como requisito parcial para optar al grado de:

ESPECIALISTA EN CONFIABILIDAD DE SISTEMAS INDUSTRIALES

Con la asesoría del profesor:

MEDARDO E. YÁÑEZ M.


i






Este Trabajo Especial de Grado ha sido aprobado en nombre de la Universidad Simón

Bolívar por el siguiente jurado examinador:

______________________________________

ANTONIO VIDAL

Presidente

______________________________________

YESENIA LEÓN

Jurado

______________________________________

MEDARDO E. YÁÑEZ M.


i

iv

RESUMEN

El presente proyecto se realizó con el objeto de presentar de manera lógica y estructurada un modelo de gestión integral de mantenimiento basado en riesgo para el aspecto concerniente a las vías férreas que conforman la C.A. METRO DE CARACAS. La metodología empleada para el desarrollo del tema, consistió inicialmente la selección de un tramo de vía considerado crítico dadas sus condiciones y características propias en cuanto a envejecimiento y degradación se refiere, considerando este como el sistema de estudio, posteriormente se procedió a seccionar este tramo en sectores de vía homogéneos considerando estos como subsistemas que integran el sistema estudiado, seguidamente se procedió a la validación y corrida de un Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad partiendo de una base de datos previamente levantada, revisada y validad con apoyo de opinión de expertos en el área, obteniendo así un primer reporte de proyección correspondiente al comportamiento del tramo seleccionado con su respectivo Análisis de Sensibilidad. Así mismo, posterior a lo expuesto se procedió a realizar un análisis de riesgo, tomando como premisa para su estimación la probabilidad de ocurrencia de un evento determinado en un tramo especifico y sus consecuencias asociadas y basadas primordialmente en el numero de usuarios afectados ante un evento ocurrido especifico y determinado, con la finalidad de establecer un orden de prioridad en cuanto a la toma de decisiones referidas al mantenimiento de las vías férreas de la empresa, así como la logística que esta infiere. Palabras Claves: METRO, Vías Férreas, Mantenimiento, Análisis RAM, Riesgo.

v

SUMARY

The present project was made with the intention of present in a logical and structured way, a model of integral management of maintenance based on risk for the aspect concerning the rail way that conform the C.A. METRO DE CARACAS. The methodology used for the development of the subject, consisted initially of the selection of a section of rail way considered critical given its conditions and own characteristics as far as aging and degradation it refers. Considering this as the system of study, later were proceeded to cut this section in homogenous sectors of route being considered these like subsystems that integrate the studied system. After that, we proceeded to the in excess validation and from an Analysis from Reliability, Aviability and Maintainability departing from a before elevated base of information, checked and validated with support of experts' opinion in the area, obtaining therefore a first report of projection corresponding to the behavior of the section selected with respective Analysis of Sensitivity. Later were proceeded to realize an analysis of risk, taking as a premise for its estimation the occurrence of an event determined in a section, consequences associate and based basically on the number of users affected before a happened event in order to establish an order of priority and mitigation actions for the decision making referred to the maintenance of the rail way of the company, as well as the logistics that this one infers. Key Words: METRO, Rail Way, Maintenance, RAM Analysis, Risk.

vi

INDICE GENERAL

CONTENIDO Pag.

APROBACIÓN DEL JURADO……………………………………………………. i

DEDICATORIA…………………………………………………………………….. Ii

AGRADECIMIENTOS…………………………………………………………….. iii

RESUMEN…………………………………………………………………………... iv

SUMARY………....…………………………………………………………………. v

INDICE GENERAL………………………………………………………………… vi

INDICE DE FIGURAS.…..………………………………………………………… x

INDICE DE CUADROS…..………………………………………………………... xii

LISTA DE SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS……………………………………. xiii

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………... 1

CAPITULO I: IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA………………………… 3

1.1. Antecedentes de la Empresa………………………………………………...... 3

1.2. Objetivos de la Empresa……………………………………………………… 4

1.3. Misión, Visión y Valores de la Empresa……………………………………... 5

1.4. Estructura Organizativa de la Empresa………………………………………. 6

1.5. Organigrama Estructural de la Empresa……………………………………... 7

1.6. Gerencia Ejecutiva de Mantenimiento (GEA)……………………………….. 8

1.7. Misión y Visión de la GEA…...……………………………………………… 8

1.8. Organigrama Estructural de la GEA…………………………………………. 8

1.9. Gerencia de Estructuras y Vías (GVI).………………………………………. 9

1.10. Misión y Visión de la GVI………………………………………………….. 9

1.11. Organigrama Estructural de la GVI………………………………………… 9

1.12. División de Vías Férreas (DVF)……………………………………………. 10

1.13. Misión y Visión de la DVF…………………………………………………. 10

1.14. Organigrama Estructural de la DVF………………………………………... 10

CAPITULO II: DEFINICIÓN DEL PROYECTO………………………………. 11

2.1. Descripción del Proceso……………………………………………………… 11

2.2. Planteamiento del Problema………………………………………………….. 12

vii

2.3. Objetivo General……………………………………………………………... 13

2.4. Objetivos Específicos………………………………………………………… 13

2.5. Alcance y Delimitaciones……………………………………………………. 13

CAPITULO III: MARCO TEÓRICO……………………………………………. 14

3.1. Ingeniería de Confiabilidad……...…………………………………………… 14

3.2. Confiabilidad…………………………………………………………………. 14

3.2.1. Tiempo Promedio Para la Falla…………………………………………. 15

3.2.2. Tiempo Promedio Entre Fallas………………………………………….. 15

3.3. Disponibilidad………………………………………………………………... 16

3.4. Mantenibilidad……………………………………………………………….. 16

3.4.1. Tiempo Promedio Para Reparar………………………………………… 17

3.5. Riesgo………………………………………………………………………… 18

3.5.1. Estimación de la Probabilidad de Fallas y / o la Confiabilidad………… 18

3.5.1.1. Basada en la Condición……………………………………………. 19

3.5.1.2. Basada en el Historial de Fallas…………………………………… 19

3.5.2. Estimación de Consecuencias…………………………………………... 19

3.5.3. Tasa de Fallas…………………………………………………………… 19

3.5.4. Probabilidad de Fallas…………………………………………………... 20

3.5.5. Tiempo para la Falla…………………………………………………….. 20

3.6. Análisis Costo Riesgo………………………………………………………... 21

3.7. Incertidumbre………………………………………………………………… 22

3.8. Confiabilidad de Activos……………………………………………………... 23

3.8.1. Activos Reparables……………………………………………………… 23

3.8.2. Activos No Reparables………………………………………………….. 24

3.8.3. Activos Reparables Vs. No Reparables………………………………… 25

3.9. Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad………………… 26

3.9.1. Modelo General Para Elaborara un Análisis CDM……………………... 27

3.9.2. Resultados Esperados de un Análisis CDM…………………………….. 28

3.10. Diagrama de Bloques de Confiabilidad…………………………………….. 29

3.10.1. Sistemas en Serie………………………………………………………. 30

3.10.2. Sistemas en Paralelo…………………………………………………… 31

viii

3.11. Análisis de Sensibilidad…………………………………………………….. 32

3.12. Sistema Ferroviario de la C.A. METRO DE CARACAS….……………….. 33

3.13. Configuración de las Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS….... 34

3.14. Zonas Homogéneas de Vía………………………………………………...... 35

3.15. Mantenimiento Aplicado a las Vías de la C.A. METRO DE CARACAS….. 36

3.15.1. Nivel 1: Restablecimiento Operativo …………………………………. 36

3.15.2. Nivel 2: Preventivo de Seguridad Técnica………….…………………. 36

3.15.3. Nivel 3: Preventivo Condicional ………...……………………………. 37

3.15.4. Nivel 4: Preventivo Condicional Integral…..…………………………. 38

3.15.5. Nivel 5: Renovación de Vía …………………..………………………. 40

CAPITULO IV: MARCO METODOLÓGICO………………………………….. 41

4.1. Descripción del Desarrollo del Proyecto………...…………………………… 41

4.2. Recopilación de la Información……………………………………………… 43

4.3. Arquitectura y Disponibilidad del Sistema…...……………………………… 44

4.4. Modelaje y Simulación del Sistema…………..……………………………… 45

CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS…………..... 47

5.1. Situación Presentada al Inicio del Proyecto…………………………………..

47

5.2. Análisis de CDM del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE

CARACAS……………………………………………………………………... 48

5.2.1. Levantamiento de Información Histórica del Sistema………………….. 48

5.2.1.1. Zona de Maniobras de Propatria Adelante (ZM PRO)……………. 49

5.2.1.2. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1 (PRO – SAL – V1)………… 49


5.2.1.4. Zona de Maniobras de Agua Salud Atrás (ZM SAL)……………... 50

5.2.1.5. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 1 (SAL – HOY – V1)…………. 50


5.2.1.7. Zona de Maniobras de La Hoyada Atrás (ZM HOY)……………... 51

5.2.2. Definición de los Diagramas de Bloques de la Vía Férrea……………... 52

5.2.2.1. Zona de Maniobras de Propatria Adelante (ZM PRO)……………. 52



ix

5.2.2.4. Zona de Maniobras de Agua Salud Atrás (ZM SAL)……………... 53



5.2.2.7. Zona de Maniobras de La Hoyada Atrás (ZM HOY)……………... 55

5.2.2.8. Tramo ZM Propatria Adelante – ZM La Hoyada Atrás…………… 55

5.2.3. Modelaje del Sistema de Vías Férreas y Simulación de Escenarios……. 56

5.2.3.1. Validación Final del Modelo Propuesto…………………………… 56

5.2.3.2. Simulación del Sistema Desde 365 Hasta 1825 Días de Operación. 58

5.2.3.3. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Sistema Estudiado.. 58

5.2.3.3.1. Zona de Maniobras de Propatria (ZM PRO)…………………. 59

5.2.3.3.2. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1 (PRO – SAL V1)……... 59

5.2.3.3.3. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 2 (PRO – SAL V2)……... 60

5.2.3.3.4. Zona de Maniobras de Agua Salud (ZM SAL)………………. 60

5.2.3.3.5. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 1 (SAL - HOY V1)………. 61

5.2.3.3.6. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 2 (SAL – HOY V2)……… 61

5.2.3.3.7. Zona de Maniobras de La Hoyada (ZM HOY)………………. 62

5.2.3.3.8. Tramo Propatria - Hoyada (ZM PRO – ZM HOY)…………... 62

5.3. Análisis de Riesgo del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE

CARACAS…………………………………………………………………… 63

5.3.1. Resumen de Minutos de Atraso de los Tramos Estudiados…………….. 64

5.3.2. Flujo de Usuarios por Estaciones……………………………………….. 64

5.3.3. Flujo de Usuarios por Tramo Estudiado………………………………… 66

5.3.4. Análisis de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………… 69

5.3.5. Contribución al Riesgo de los Subsistemas del Tramo Estudiado……… 72

5.4. Análisis de Sensibilidad del Estudio de Riesgo Aplicado al Sistema de Vías

Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS……………………………….… 77

5.5. Propuesta de Acciones de Mitigación de Riesgo…………………………….. 79

CAPITULO VI: CONCLUSIONES……………………………..………………... 82

CAPITULO VII: RECOMENDACIONES…….…………………………………. 84

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………………….. 86

ANEXOS……………………………………....…………………………………….. 88

x

INDICE DE FIGURAS

FIGURA Pag.

Figura N° 1. Organigrama Estructural de la C.A. METRO DE CARACAS………... 7

Figura N° 2. Organigrama Estructural de la GEA…………………………………... 8

Figura N° 3. Organigrama Estructural de la GVI…………………………………… 9

Figura N° 4. Organigrama Estructural de la DVF…………………………………... 10

Figura Nº 5. Esquema Para Determinar Disponibilidad…………………………….. 17

Figura Nº 6. Análisis Probabilístico de Riesgo. Fuente R2M……………………….. 18

Figura Nº 7. Modelo de Decisión Costo-Riesgo…………………………………….. 21

Figura Nº 8. Teorías para Modelaje de Activos Reparables………………………… 24

Figura Nº 9. Modelo General Análisis CDM………………………………………... 27

Figura Nº 10. Actualización de Tasas de Falla mediante el Teorema de Bayes…….. 28

Figura Nº 11. Productos de un Análisis CDM………………………………………. 29

Figura Nº 12. Diagrama de Bloques de Confiabilidad para Sistemas en Serie……... 30

Figura Nº 13. Diagrama de Bloques de Confiabilidad para sistemas en paralelo…... 32

Figura Nº 14. Esquema de Distribución de Líneas de la C.A. METRO DE CARACAS…………………………………………………………………………... 34

Figura Nº 15. Diagrama Unifilar, Tramo Chacaito-Altamira Línea 1, C.A. METRO DE CARACAS………………………………………………………………………. 35

Figura Nº 16. Inspección y Recorrido de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS.... 36

Figura Nº 17. Inspección de Vía con Ultrasonido de la C.A. METRO DE CARACAS…………………………………………………………………………… 37

Figura Nº 18. Compactación Liviana de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS…. 38

Figura Nº 19. Compactación Pesada de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS….. 39

Figura Nº 20. Renovación General de las Vías de la C.A. METRO DE CARACAS. 40

Figura Nº 21. Diagrama Unifilar, Tramo ZM PRO – ZM HOY, indicativo de las Zonas de Estudio……………………………………………………………………... 48

Figura Nº 22. Diagrama de Bloques Propuesto de la ZM PRO……………………... 52

Figura Nº 23. Diagrama de Bloques del Tramo PRO – SAL – V1………………….. 53

Figura Nº 24. Diagrama de Bloques del Tramo PRO – SAL – V2………………….. 53

Figura Nº 25. Diagrama de Bloques de la ZM SAL………………………………… 54

Figura Nº 26. Diagrama de Bloques del Tramo SAL – HOY – V1………………… 54

xi

Figura Nº 27. Diagrama de Bloques del Tramo SAL – HOY – V2………………… 55

Figura Nº 28. Diagrama de Bloques de la ZM HOY………………………………... 55

Figura Nº 29. Diagrama de Bloques del Tramo ZM PRO a ZM HOY……………… 56

Figura Nº 30. Resultados de la Simulación del Sistema Tramo ZM PRO – ZM HOY en un Tiempo de 183 Días……………………………………………………... 57

Figura Nº 31. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de Propatria un lapso de 1825 Días…………………………………………………... 59

Figura Nº 32. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Propatria – Agua Salud por Vía 1, en un lapso de 1825 Días…………………………………….. 59

Figura Nº 33. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Propatria – Agua Salud por Vía 2, en un lapso de 1825 Días…………………………………….. 60

Figura Nº 34. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de Agua Salud, en un lapso de 1825 Días……………………………………………. 60

Figura Nº 35. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Agua Salud - Hoyada por Vía 1, en un lapso de 1825 Días………………………………………… 61

Figura Nº 36. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Agua Salud – Hoyada por Vía 2, en un lapso de 1825 Días………………………………………… 61

Figura Nº 37. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de La Hoyada, en un lapso de 1825 Días…………………………………………….. 62

Figura Nº 38. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días………………………………………………………….. 62

Figura Nº 39. Forecast del Número de Usuarios en el Tramo ZM PRO – ZM HOY.. 65

Figura Nº 40. Forecast de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días…………………………………………………………………………….. 67

Figura Nº 41. Perfil de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días…………………………………………………………………………………… 68

Figura Nº 42. Probabilidad de Afectación de Usuarios del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días……………………………………………………... 68

Figura Nº 43. Contribución al Riesgo de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días……………………………………….... 70

Figura Nº 44. Contribución al Riesgo Promedio de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………………………. 71

Figura Nº 45. Perfil de Riesgo de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………………………………………… 72

Figura Nº 46. Contribución al Riesgo de los Componentes que Integran los Subsistemas del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días………………. 73

Figura Nº 47. Análisis de Sensibilidad de la Evaluación de Riesgo del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, Tramo ZM PRO – ZM HOY…… 77

xii

INDICE DE CUADROS

CUADROS Pag.

Cuadro Nº 1. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM PRO……………………. 49

Cuadro Nº 2. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo PRO – SAL – V1……... 49

Cuadro Nº 3. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo PRO – SAL – V2……... 50

Cuadro Nº 4. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM SAL……………………. 50

Cuadro Nº 5. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo SAL – HOY – V1…….. 51

Cuadro Nº 6. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo SAL – HOY – V2…….. 51

Cuadro Nº 7. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM HOY…………………… 51

Cuadro Nº 8. Validación del Modelo Propuesto. Número de Fallas Esperadas en el Sistema Vs. Número de Fallas Obtenidas desde 01/07/2006 hasta 31/12/2006……...

57

Cuadro Nº 9. Resumen de Simulaciones en el Tiempo Desde 365 Hasta 1825 Días de Operación de los Tramos Estudiados……………………………………………...

58

Cuadro Nº 10. Minutos de Atraso Para Cada Tramo Estudiado……………………. 64

Cuadro Nº 11. Flujo de Usuarios por Estaciones……………………………………. 65

Cuadro Nº 12. Flujo de Usuarios por Tramo Estudiado…………………………….. 65

Cuadro Nº 13. Proyección del Riesgo Asociado al Tramo ZM PRO – ZM HOY….. 67

Cuadro Nº 14. Jerarquización de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………………………………………… 71

Cuadro Nº 15. Jerarquización de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………………………………………… 72

Cuadro Nº 16. Contribución al Riesgo de los Componentes de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………….. 73

Cuadro Nº 17. Contribución al Riesgo de los Elementos que Integran los Subsistemas del Tramo ZM PRO – ZM HOY……………………………………….. 74

Cuadro Nº 18. Jerarquización de los Elementos que Integran los Subsistemas del Tramo ZM PRO – ZM HOY…………………………………………………………. 75

xiii

LISTADO DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS

3R: Tercer Riel.

C.C: Corazón de Cruzamiento.

C.T: Corazón de Travesía.

DM: Durmiente.

FI: Fijaciones.

GR: Sistema de Graseras.

J.A: Juntas Aislantes.

J.D: Junta de Dilatación.

J.M: Juntas Mecánicas.

M.C: Medio Cambio.

MT: Motor.

P.B: Plataforma de Balasto.

PRO – SAL V1: Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1.

PRO – SAL V2: Tramo Propatria – Agua Salud Vía 2.

RI: Rieles.

SAL – HOY V1: Agua Salud – Hoyada Vía 1.

SAL – HOY V2: Agua Salud – Hoyada Vía 2.

ZHV: Zona Homogénea de Vía.

ZM HOY: Zona de Maniobras de la Hoyada.

ZM PRO: Zona de Maniobras de Propatria.

ZM SAL: Zona de Maniobras de Agua Salud.

1

INTRODUCCIÓN

Los sistemas ferroviarios, han sido por más de dos siglos la representación de lo que sería el

medio de transporte masivo por excelencia, en el entendido de que el mismo representa de

manera directa el emblema de masividad, prontitud y ahorro de energía en función a la carga

trasladada. Desde sus inicios hasta la actualidad el mismo ha venido sufriendo una serie de

transformaciones en pro de su modernización y por ende la optimización de su rendimiento o

factor de servicio, manteniendo como premisa inicial tal y como se mencionó anteriormente,

el transporte masivo. Es de destacar que la palabra Ferroviario, en el sentido amplio de la

palabra, significa “sistema de transporte terrestre guiado sobre carriles de cualquier tipo, auque

normalmente se entiende que los carriles son de acero (ferro del latín ferrum), los cuales hacen

el camino o la vía férrea, sobre la cual circulan los trenes” (INTERNET es.winkiedia.org).

Así mismo es de destacar que una de las partes mas importantes y claves en el desarrollo

eficiente de un sistema ferroviario, viene dado por el estado real de las vías férreas, cuya

condición determina de manera directa la eficiencia del factor de servicio y por sobre todo el

factor de seguridad el cual debe estar asociado y debe ir de la mano con la prestación del

servicio, en el entendido de que las “vías férreas son la parte de la infraestructura ferroviaria,

compuesta por el conjunto de elementos que conforman un tramo específico por el cual se

desplazan los trenes, y cuyos componentes básicos son los rieles, traviesas o durmientes,

fijaciones o sujeciones, plataforma de balasto, plataforma de concreto, aparatos de vía,

enclavamientos, etc.” (INTERNET es.winkiedia.org).

La C.A. METRO DE CARACAS, no escapa de todas estas definiciones o principios básicos

explicados, ya que todos los sistemas ferroviarios, bien sea de ferrocarriles o metros, parten

del mismo principio, en donde se establecen hoy en día, además de condiciones de transporte

masivo y rápido, se anexan otras premisas más, las cuales son Seguridad, Calidad y Confort,

siendo estos términos de boga común y prácticamente obligatoria en la actualidad, es por ello

2

que dentro de la estructura de la empresa no se escatiman esfuerzos, en el desarrollo de

técnicas y/o estrategias que impliquen de manera directa un incremento positivo en la

cuantificación de los factores antes mencionados.

Tal y como fuese explicado anteriormente, dentro de la estructura de mantenimiento de la

C.A. METRO DE CARACAS, existe un pilar fundamental, el cual viene representado por la

Gerencia de Estructuras y Vías, cuya misión y visión se encuentra enfocada hacia el desarrollo

de técnicas y estrategias sustentadas y auditables técnicamente, tanto a nivel de planificación

como de ejecución en pro del mantenimiento eficiente y productivo tanto de la infraestructura

ferroviaria como de las vías férreas propiamente dichas, en el entendido de que bajo esta

premisa se asegura de manera seria y responsable la prestación del servicio comercial bajo las

condiciones de seguridad y calidad establecidas por la Compañía.

En el mismo orden de ideas y bajo los parámetros establecidos por la C.A. METRO DE

CARACAS, los cuales se encuentran enmarcados dentro de la normativa internacional de

metros y ferrocarriles y en pro de optimizar los procesos involucrados en el mantenimiento de

las vías férreas, se plantea la siguiente investigación la cual se encuentra basada en el

desarrollo de un Modelo de Gestión Integral de Mantenimiento Basado en Riesgo para las

Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, en función a la optimización en el proceso

de toma de decisiones relacionadas con el mantenimiento de las vías férreas.

En lo sucesivo y durante el desarrollo de la presente investigación, se explicaran a detalle una

serie de pasos a seguir con la finalidad de definir de manera lógica y secuencial, una

metodología de gestión integral de mantenimiento basada en riesgo, aplicable para sistemas

ferroviarios, lo cual estaría fundado en la aplicación de teorías de confiabilidad, que hasta

ahora han resultado exitosas para la industria aeronáutica y la petrolera, enfocándose

básicamente en la generación de una serie de herramientas que sirvan de base en el proceso de

toma de decisiones.

3

CAPITULO I

IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA

1.1. Antecedentes de la Empresa.

La planificación de la ciudad en materia vial comienza en el año 1939 durante la presidencia

del General López Contreras, cuando el gobernador Albano Mibelli, preocupado por el

problema que existía en ese momento, contrata a los urbanistas Jacques Lambert y Maurice

Rotiva para realizar un Plan de Desarrollo Urbano y crea la Comisión Municipal de

Urbanismo.

Para el año 1947 la capital acogía a poco más de medio millón de habitantes, en ese entonces

las autoridades consideraban la idea de construir un Metro. En 1936 el sistema de transporte

estaba compuesto por una red de tranvías eléctricos, cuyas líneas se encontraban en la Plaza

Bolívar y se extendían a Catia, El Paraíso, El Valle, San Martín y la antigua estación del

ferrocarril en Santa Rosa, algunas áreas residenciales eran atendidas por empresas autobuseras

privadas.

La primera vez que se habla de transporte rápido para la ciudad fue en el año 1947 cuando dos

empresas francesas, una de ellas asociadas con una empresa venezolana, presentaron al

Consejo Municipal de Caracas unas propuestas para estudios, proyectos, construcción y

explotación de un Metro por un número de años con garantía de interés del capital invertido.

En 1961 a petición del Gobierno Nacional, La Organización de las Naciones Unidas elaboró

un informe sobre el transporte de la Ciudad de Caracas, y recomendó la construcción de un

sistema Metro Subterráneo que debía iniciarse con un estudio integral de transporte y un

proyecto para una primera línea entre Catia y Petare. A finales del año 1963 el Ministerio de

Obras Pública, a través de la Oficina Ministerial de Transporte, inició un estudio integral de

Transporte de Caracas elaborando un plan de vialidad superficial y un plan integral de

4

transporte cuyo eje central sería el Sistema Metro, creándose la Oficina Ministerial de

Transporte (OMT).

Durante 1965-1970, la OMT se dedicó a la realización de los estudios técnicos y de ejecución

de los proyectos de ingeniería de la primera etapa Propatria – La Hoyada de la Línea 1 (Catia-

Petare) incorporando todas las técnicas modernas especializadas que ofrecía la metodología en

la materia, Estas investigaciones demostraron que el problema no podía ser resuelto sin la

incorporación de un nuevo sistema de transporte masivo, el METRO DE CARACAS y lo

sometió a la consideración del Congreso Nacional.

Durante el período de 1970-1976, se continuó con el proyecto de la etapa La Hoyada –

Chacaito de la Línea 1, en Septiembre de 1976, se comienza la construcción masiva de la obra

en la parte Oeste de la ciudad. En 1977 desaparece el MOP y la Oficina de Proyectos y Obras

del METRO DE CARACAS, pasa a depender del Ministerio de Transporte y Comunicaciones

(MTC), el 8 de Agosto del mismo año, se Funda la C.A. Metro de Caracas, adscrita al MTC y

en 1978 ya se encuentran e construcción las diez primeras estaciones de las quince que

conformarían el tramo Propatria-Chacaito, y s e da inicio al proyecto de la Línea Caricuao-

Centro. En 1981, llegan al País los primeros vagones, las vías férreas y los equipos de la Línea

1. Durante 1982, se equipan las instalaciones de dicha Línea y se da el entrenamiento al

personal. En Enero de 1983 se inaugura el tramo Propatria-La Hoyada. En Marzo de ese

mismo año entra en operación el ramal La Hoyada-Chacaito de la Línea 1. Para el 4 de

Octubre de 1987 entra en servicio el tramo La Paz-Zoológico-Las Adjuntas y en Octubre de

1988 el Tramo Chacaito- Los Dos Caminos de la Línea 1, a finales de este año se concluye la

Línea 2, al ponerse en servicio el tramo La Paz-Silencio. En Noviembre de 1989 entró en

operación el tramo Los Dos Caminos-Palo Verde, con lo cual queda totalmente concluida la

Línea 1, en Diciembre de 1994 finaliza la ejecución de obras de la Línea 3, tramo Plaza

Venezuela- El Valle. En Noviembre del 2006 se pone en servicio el primer tramo de la Línea 4

comprendido entre las estaciones Capuchinos-Zona Rental con transferencia hasta la estación

de Plaza Venezuela.

5

1.2. Objetivos de la Empresa.

La Empresa C.A. METRO DE CARACAS, tiene como objetivo fundamental la construcción e

instalación de las obras y equipos, tanto de infraestructura como de la superestructura del

METRO DE CARACAS, el mantenimiento de sus equipos e instalación y la operación y

administración de dicho sistema de transporte, así como la construcción y dotación, operación

y explotación de otras instalaciones y sistemas de transporte complementarios o auxiliares del

METRO DE CARACAS, tales como estacionamientos, sistemas superficiales (Metrobus),

elevados, subterráneos de transporte urbano y suburbano.

1.3. Misión, Visión y Valores de la Empresa.

La Misión de la C.A. METRO DE CARACAS, es contribuir al desarrollo de transporte

colectivo en el Área Metropolitana de Caracas, mediante la planificación, construcción y

explotación comercial de un Sistema Integrado de Transporte, conformado por una red

ferroviaria metropolitana (Metro) y una red alimentadora de transporte superficial (Metrobus),

que presta el servicio público de transporte en forma Segura, Efectiva, Eficiente y Confiable,

manteniendo su autonomía financiera.

La Visión de la C.A. METRO DE CARACAS esta enfocado en ser la empresa líder de

servicio público del país, mediante la ampliación de la red y la prestación del servicio de

transporte masivo de pasajeros en el Área Metropolitana de Caracas, con excelente calidad y

en condiciones de eficiencia y productividad, contribuyendo así al bienestar de su población y

el desarrollo urbano.

Los Valores de la C.A. METRO DE CARACAS se encuentran enfocados a cumplir

cabalmente con los principios fundamentales que sustentan la misión, considerando los

siguientes parámetros:

• El usuario es de la mayor importancia para la Empresa y debe recibir un excelente

servicio.

• El usuario puede aprender nuevas conductas y debe ser persuadido en vez de

reprimido.

6

• La Empresa tiene la oportunidad de mejorar la calidad de vida en la ciudad y debe

aprovecharla.

• La Empresa está en capacidad de crear, adquirir, conservar y transferir experiencia y

tecnología de transporte.

• La Empresa tiene la alta responsabilidad de crear y mantener una excelente imagen y

un elevado nivel de prestigio.

• La Empresa debe buscar la excelencia en todas sus actividades y a todos los niveles

de la organización.

• El ejemplo del Metro puede extenderse a otras actividades y áreas del país.

1.4. Estructura Organizativa de la Empresa.

La estructura organizativa de la C.A. METRO DE CARACAS, ha sido diseñada en base a las

características del modelo de organización mixto “Línea Funcional”, el cual combina los

aspectos mas importantes de los conceptos “Funciones de Línea y Funciones de Staff”, para

denominar y clasificar las unidades que desarrollan el logro de los objetivos. La estructura

organizativa de la empresa se ha caracterizado por su capacidad de descentralizar las cargar de

trabajo y por permitir que la responsabilidad de la toma de decisiones sea delegada.

7

1.5. Organigrama Estructural de la Empresa.

Figura N° 1. Organigrama Estructural de la C.A. METRO DE CARACAS.

8

1.6. Gerencia Ejecutiva de Mantenimiento (GEA).

La Gerencia Ejecutiva de Mantenimiento (GEA), forma parte del sector de operaciones del la

C.A. METRO DE CARACAS, tal y como se puede visualizar en el Organigrama Estructural

de la Empresa mostrado en la figura anterior, destacando que esta dependencia

específicamente se encuentra conformada por tres Gerencias de Línea, con la finalidad de

abarcar y sectorizar todos los mantenimientos necesarios de ejecución que se encuentren

enmarcados en toda la exención del patrimonio de la empresa, definiendo las políticas entre

otros aspectos de este tópico, alineados con los intereses generales de la organización .

1.7. Misión y Visión de la GEA.

La Misión de la GEA radica en garantizar la adecuada política de mantenimiento y

fortalecimiento tecnológico de la C.A. METRO DE CARACAS, que permita asegurar la vida

útil y económica del material rodante, equipos e instalaciones de los sistemas de transporte.

La Visión de la GEA se encuentra enfocada en optimizar y mejorar continuamente los

procesos de mantenimiento, con la finalidad básica de incrementar continuamente los niveles

productivos, en pro de garantizar de manera categórica principalmente la prestación de un

servicio comercial confortable, cómodo y seguro, así como la garantía de durabilidad en el

tiempo del patrimonio abarcado.

1.8. Organigrama Estructural de la GEA.

Figura N° 2. Organigrama Estructural de la GEA.

9

1.9. Gerencia de Estructuras y Vías (GVI).

La Gerencia de Estructuras y Vías (GVI), forma arte de la GEA, siendo esta una de las

gerencias de línea que la integran, tal y como se puede apreciar en la figura anterior, es de

resaltar que esta dependencia específicamente se encuentra conformada por dos Divisiones,

una dedicada al mantenimiento de la superestructura que conforma la empresa y la otra

encargada del mantenimiento de la infraestructura que también conforma la empresa,

definiendo en este sentido las pautas de implementación y ejecución de los mantenimientos

dirigidos hacia estas áreas, partiendo de los preceptos establecidos por la GEA.

1.10. Misión y Visión de la GVI.

La Misión de la GVI radica en asegurar la correcta operación y funcionabilidad de todo el

marco contextual que ella abarca a partir de la correcta ejecución de los mantenimientos

descritos en sus distintos niveles según sus características y complejidad, en pro de garantizar

la seguridad en el sistema durante la prestación del servicio comercial.

La Visión de la GVI es básicamente garantizar la seguridad técnica de las instalaciones y

equipos que le competen como dependencia enmarcando una serie de actividades básicas y

necesarias, así como la planificación de otras de mayor complejidad, tomando como premisa

la no afectación al usuario, catalogándose esta acción como el menor impacto posible en la

población.

1.11. Organigrama Estructural de la GVI.

GERENCIA DE ESTRUCTURAS

Y VIAS

DIVISIÓN DE VÍAS FÉRREAS


Figura N° 3. Organigrama Estructural de la GVI.

10

1.12. División de Vías Férreas (DVF).

La División de Vías Férreas (DVF), representa una de las dos dependencias que integran la

GVI, tal y como se puede apreciar en la figura anterior, dicha División se encuentra integrada

por cuatro Áreas, las cuales son, Área de Ingeniería, Área de Gestión, Área de Equipos de

Soporte y el Área de Ejecución de Vías Férreas, cada una de las Áreas descritas con una

función especifica dentro del contexto operacional de la División, en donde la conjugación de

las mismas representa de manera general la gestión implementada por esta dependencia, la

cual cabe destacar que esta signada por los lineamientos expuestos por la GVI.

1.13. Misión y Visión de la DVF.

La Misión de la DVF se encuentra enmarcada en el aseguramiento de la calidad del servicio

en cuanto a la condición de las vías férreas se refiere, así como de sus equipos de soporte, los

cuales sirven de base para la ejecución de los mantenimientos según su categorización nivel

de complejidad.

La Visión de la DVF radica en mantener las vías férreas en condiciones óptimas y seguras, a

través de la ejecución de mantenimientos bien sean preventivos como correctivos, que

permitan restablecer prontamente el servicio o minimizar al máximo los posibles daños. Así

mismo se plantea la condición de monitoreo de la condición de los elementos y componentes

de vía, con la finalidad de establecer un marco de estrategias enfocadas al mantenimiento

aplicable según las necesidades planteadas para un momento especifico.

1.14. Organigrama Estructural de la DVF.


ÁREA DE EJECUCIÓN DE

MTTO.

ÁREA DE INGENIERIA

ÁREA DE GESTIÓN

ÁREA DE EQUIPOS DE

SOPORTE

Figura N° 4. Organigrama Estructural de la DVF.

11

CAPITULO II

DEFINICIÓN DEL PROYECTO

2.1. Descripción del Proceso.

Actualmente la C.A. METRO DE CARACAS adelanta un proyecto referido a la investigación

del comportamiento de sus vías férreas, basándose en su histórico de fallas, proyecto que se

lleva a cabo en la Gerencia Ejecutiva de Mantenimiento en conjunto con la Gerencia de

Estructuras y Vías a través de su Dependencia la División de Vías Férreas, todo esto con la

finalidad de poder establecer una proyección del las probabilidades de ocurrencia de fallas y

sus consecuencias asociadas, para así lograr establecer en términos mas reales, parámetros que

sirvan de base en la toma de decisiones referidas al mantenimiento de las vías férreas, tal y

como lo es el riego asociado a cada una de ellas.

La ejecución de este proyecto comenzó con la recopilación de datos de fallas de las vías

férreas, así como de los tiempo de reparación de las mismas y las consecuencias sobre el

sistema comercial asociadas tanto a la fallas como a las intervenciones propiamente dichas. En

paralelo se estableció un diagrama de bloques que fuese representativo del proceso que se

pretende describir, con la finalidad de poder establecer el modelaje o la simulación de los

posibles escenarios partiendo de la data recolectada tomando siempre como pauta principal

para la definición de dichos parámetros la opinión de expertos.

Es de destacar que este trabajo es considerado una prueba piloto dentro de la C.A. METRO

DE CARACAS y que el mismo será adaptado a los requerimientos y exigencias que demanda

la compañía en los actuales momentos en materia de confiabilidad, tal y como se pretende

explicar en lo descrito anteriormente. Así mismo se hace referencia al hecho de que en la

actualidad según investigaciones realizadas por el autor, no se encontraron antecedentes de

12

proyectos similares en sistemas ferroviarios homólogos, ni datos genéricos que sirviesen de

referencia para el estudio.

2.2. Planteamiento del Problema.

Desde su invención hasta la actualidad, los sistemas ferroviarios, han sido el medio de

transporte por excelencia, representando la gran solución en términos de transporte, tanto para

la industria como para el público en general (Usuarios). Tal y como funge esta idea, la misma

se proyecta hasta su empleo en las grandes Metrópolis o Ciudades del mundo, en vista de su

inminente crecimiento poblacional y reducción de los espacios comunes dispuestos para la

circulación, es entonces cuando se plantea la idea del empleo de un sistema de transporte

subterráneo o aéreo que de manera contigua permitiere recorrer la extensión de la ciudad, sin

verse afectado por las condiciones externas de espacio y circulación, naciendo entonces lo que

hoy en día se conoce como sistemas de METROS.

En tal sentido y bajo este paradigma nace la C.A. METRO DE CARACAS, la cual ha sido y

es la empresa de transporte masivo de usuarios por excelencia de la ciudad Capital de Caracas,

trabajando y manteniendo la premisa de la prestación de un servicio enfocado hacia el usuario

y basado en tres parámetros básicos como lo son calidad, seguridad y confort. Hoy día y ya

luego de casi tres décadas de operación comercial, se hacen esfuerzos incuantificables por

mantener dicho paradigma en vigencia.

En el mismo orden de ideas es propicio destacar, que en la actualidad ha tenido un gran auge

el empleo de las teorías de la Ingeniería de Confiabilidad, en sustitución o reemplazo de las

teorías de la Ingeniería de Mantenimiento, procurando en este sentido, de llevar a cabo análisis

sistemáticos, cuantificables y sustentables de los sistemas de mantenimiento empleados por la

industria, en pro de su optimización, con el firme propósito de reducir al máximo la

probabilidad de la aparición de un evento no deseado o falla, en tal sentido se han desarrollado

una serie de herramientas, las cuales sirven de base para la aplicación de dicho principio, en

vísperas de un mejor desenlace de la actividad de mantenimiento, utilizando en este sentido

los recursos de una manera más racional y apropiada. Es por ello que en la actualidad se

persigue dentro de la C.A. METRO DE CARACAS alcanzar este nivel de detalle con un

13

grado de precisión aceptable y en tal sentido lograr definir indicadores reales del

comportamiento del sistema de vías férreas.

2.3. Objetivo General.

Definir un modelo de gestión integral de mantenimiento basado en riesgo para las vías férreas

de la C.A. METRO DE CARACAS

2.4. Objetivos Específicos.

• Definir un modelo general para determinar y proyectar el status de las vías férreas de la

C.A. METRO DE CARACAS, basado en el histórico de fallas recolectado en un

tiempo misión y para un tramo de vía férrea específico.

• Definir las pautas para un plan de inspección basado en riesgo ajustado a las

necesidades actuales de las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

• Definir los parámetros para la optimización de las frecuencias de mantenimiento de las

vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

• Optimizar la distribución y asignación de los recursos en función a las necesidades

actuales y futuras de las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

• Controlar de manera efectiva y eficaz el proceso de mantenimiento definiendo así

parámetros que sirvan de base para la toma de decisiones.

2.5. Alcance y Delimitaciones.

El desarrollo de este proyecto aplica para sistemas de vías férreas de metros y ferrocarriles con

características similares a las de la C.A. METRO DE CARACAS en cuanto a distribución de

la red se refiere. En el caso particular de este estudio se tomó como referencia o delimitación

base para el desarrollo, el tramo de vía principal comprendido entre La Zona de Maniobras de

Propatria Adelante y La Zona de Maniobras de la Hoyada Atrás, por ambas vías y

considerando todos y cada uno de los elementos que integran la vía férrea.

14

CAPITULO III

MARCO TEÓRICO

3.1. Ingeniería de Confiabilidad.

La Ingeniería de Confiabilidad es la ciencia de la predicción y el modelaje probabilístico del

deterioro. En su forma más general, la Ingeniería de Confiabilidad puede definirse como la

rama de la ingeniería que estudia las características físicas y aleatorias del fenómeno "falla".

La Ingeniería de Confiabilidad es una disciplina de amplio alcance que permite modelar y

resolver problemas particulares que pudieran estar fuera del alcance de las metodologías

tradicionales basadas en confiabilidad, tales como Análisis Causa Raíz, Mantenimiento

Centrado en Confiabilidad e Inspección Basada en Riesgo.

3.1.1. Escuelas en Ingeniería de Confiabilidad.

• Confiabilidad Basada en el Análisis Probabilístico del Tiempo Para la Falla o historial

de fallas (Statistical Based Reliability Analysis).

• Confiabilidad Basada en el Análisis Probabilístico del Deterioro o Física de la Falla

(Physics Based Reliability Analysis).

Ambas escuelas tienen un objetivo común: “caracterizar probabilísticamente la falla para hacer

pronósticos y establecer acciones proactivas dirigidas a evitarla o a mitigar su efecto”.

Adicionalmente, ambas escuelas proponen el término probabilístico “Confiabilidad” como

indicador básico para lograr esta caracterización. Otro punto coincidente es el reconocimiento

de la “aleatoriedad e incertidumbre” de las variables analizadas y su consecuente tratamiento

probabilístico. Las diferencias entre ambas escuelas están relacionadas con la óptica desde la

cual se analiza la falla; la primera propone predecirla estudiando la frecuencia histórica de

ocurrencia o tasa de fallas, mientras que la segunda considera que una falla es la última fase de

un proceso de deterioro y se concentra en predecirla a través del entendimiento de “como

ocurre la falla”; es decir, estudiando la “física del proceso de deterioro”.

15

Las tendencias más avanzadas y recientes dentro de la Ingeniería de Confiabilidad, proponen

modelos híbridos para caracterizar probabilísticamente el fenómeno falla; es decir, modelos

que toman en cuenta no solo el proceso físico del deterioro sino también la estadística del

historial de fallas.

3.2. Confiabilidad C(t).

La Confiabilidad; es la probabilidad de que un componente, equipo o sistema, opere sin fallar;

en un periodo de tiempo específico o tiempo misión. Como valor probabilístico; la

confiabilidad varia desde un valor de 1 o 100% al iniciar la operación; y disminuye hasta

tomar un valor de 0 al ocurrir la falla. Esto explica que la confiabilidad varia de 100% a 0

entre una falla y otra. La Confiabilidad es el complemento de la probabilidad de falla, es decir,

Confiabilidad es la probabilidad de éxito.

3.2.1. Tiempo Pro

Matemáticamente h

componente, módul

Trabajando en la ex

La expresión anteri

parámetro también

significativo de dat

puede calcular el TP

Confiabilidad + Probabilidad de Falla = 1

medio Para la Falla (TPPF).

ablando, este parámetro define el tiempo de falla esperado p

o o sistema en general.

presión para el modelo continuo y considerando que:

or corresponde a la definición formal de este parámetro. Sin

puede ser estimado estadísticamente si se dispone

os experimentales. Así por ejemplo si se dispone de even

PF, a través de la expresión siguiente:

Ecuación 1

ara un

Ecuación 2

d

t

Ecuación 3

embargo, este

e un número

os discretos se

16

Ecuación 4

Donde:

TPF(i) = Tiempo a falla del componente i-ésimo.

n = número de componentes de la muestra.

3.2.2. Tiempo Promedio Entre Fallas (TPEF).

Se refiere al tiempo promedio de falla y subsiguiente reparación del componente o equipo y

viene dado por la expresión:

Ecuación 5

Como se aprecia en la expresión anterior, el TPEF comprende el tiempo promedio a falla del

componente (TPPF) y el tiempo promedio de reparación de dicho componente una vez que ha

fallado (TPPR).

Por lo general, el tiempo promedio de reparación de un componente es significativamente más

pequeño que el tiempo promedio a falla y en consecuencia, numéricamente hablando puede

aproximarse el TPEF al valor del TPPF. Aun cuando esta aseveración sea válida en la mayoría

de los casos, estrictamente hablando ambos términos son diferentes, en el sentido de que el

parámetro TPEF es aplicable únicamente a sistemas reparables, mientras que el parámetro

TPPF es aplicable a sistemas reparables y no reparables.

3.3. Disponibilidad D(t).

La disponibilidad es una figura de mérito o indicador que permite estimar el porcentaje de

tiempo total en que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función

para la cual fue destinado. La disponibilidad de un elemento, equipo o componente no implica

17

necesariamente que esté funcionando, sino que se encuentra en condiciones de funcionar. La

disponibilidad es un término probabilístico exclusivo de los “equipos reparables”.

Para estimar la disponibilidad se requiere analizar estadísticamente los tiempos operando o

“up-times”, y los fuera de servicio ó “down-times”.

Figura Nº 5. Esquema Para Determinar Disponibilidad

up-timesoperando

0 t

OPERANDO(UP –TIME)

FUERA DE SERVICIO

(DOWN-TIME)

tUP1 tUP2 tUP3 tUP(n-1) tUP(n)

tDOWN1 tDOWN2 tDOWN(m-1) tDOWN(m)down-times

Fuera de servicio

up-timesoperando

0 t


FUERA DE SERVICIO

(DOWN-TIME)



Fuera de servicio

0 t


FUERA DE SERVICIO

(DOWN-TIME)



Fuera de servicio

Fuente: Yanez et al, p. 27

3.4. Mantenibilidad M(t).

La Mantenibilidad trata con la duración de paros por fallas y paros por mantenimiento o

cuánto tiempo toma para lograr (facilidad y velocidad) restituir las condiciones del equipo a su

condición operativa después de una parada por falla o para realizar una actividad planificada.

Las características de Mantenibilidad son normalmente determinadas por el diseño del equipo

el cual especifica los procedimientos de mantenimiento y determina la duración de tiempos de

la reparación.

La figura clave de mérito para la Mantenibilidad es a menudo el tiempo promedio para reparar

(TPPR). Cualitativamente se refiere a la facilidad con que el equipo se restaura a un estando

funcionando. Cuantitativamente se define como la probabilidad de restaurar la condición

operativa del equipo en un periodo de tiempo o tiempo misión. Se expresa a menudo como:

18

t.TPPR

1t. ee)t(M

−− == µ

Ecuación 6

Donde:

µ= Tasa de reparación.

Esta ecuación es valida para tiempos para reparar que sigan la distribución exponencial.

3.4.1. Tiempo Promedio Para Reparar (TPPR).

Este parámetro denotado con las siglas TPPR, al igual que el Tiempo Promedio a Falla

(TPPF), se corresponde con el tiempo de reparación esperado para un componente o equipo; y

en consecuencia aplican todas las consideraciones estadísticas mencionadas para el TPPF.

3.5. Riesgo.

El riesgo es un término de naturaleza probabilística, que se define como “egresos o pérdidas

probables consecuencia de la probable ocurrencia de un evento no deseado o falla”.

Matemáticamente el riesgo asociado a una decisión o evento viene dado por la probabilidad de

falla por su consecuencia, en la figura # 3.2, muestra claramente que para calcular Riesgo,

deben establecerse dos vías, una para el cálculo de la confiabilidad y/o la probabilidad de

fallas, con base a la historia de fallas ó con base a la condición; y otra para el cálculo de las

consecuencias.

Estimaci ón deProbabilidadesEstimaciEstimaci óón den deProbabilidadesProbabilidades

Basada en la Historia

(Estadística del Proceso/Sistema)

Basada en la Condición

(Monitoreo del Proceso/Sistema)

Basado en el conocimiento empírico del

proceso

Pérdidas deProducción

Costo deReparación

ImpactoAmbiental

Impacto Personas

Pérdidas deMercado

Pérdidas deVentajas

Tecnológicas

Pérdidas deReputación

Cuantificaci ónDel Riesgo

CuantificaciCuantificaci óónnDel RiesgoDel Riesgo

Estimaci ón deConsecuenciasEstimaciEstimaci óón den deConsecuenciasConsecuencias

Estimaci ón deProbabilidadesEstimaciEstimaci óón den deProbabilidadesProbabilidades

Basada en la Historia

(Estadística del Proceso/Sistema)

Basada en la Condición

(Monitoreo del Proceso/Sistema)

Basado en el conocimiento empírico del

proceso

Pérdidas deProducción

Costo deReparación

ImpactoAmbiental

Impacto Personas

Pérdidas deMercado

Pérdidas deVentajas

Tecnológicas

Pérdidas deReputación

Cuantificaci ónDel Riesgo

CuantificaciCuantificaci óónnDel RiesgoDel Riesgo

Estimaci ón deConsecuenciasEstimaciEstimaci óón den deConsecuenciasConsecuencias

Figura Nº 6. Análisis Probabilístico de Riesgo. Fuente R2M


19

3.5.1. Estimación de la Probabilidad de Fallas y/o la Confiabilidad.

Existen dos métodos que dependen del tipo data disponible, éstos son:

3.5.1.1. Basada en Datos de Condición.

La cual es altamente recomendable para equipos estáticos, que presentan patrones de baja

frecuencia de fallas y por ende no se tiene un historial de fallas que permita algún tipo de

análisis estadístico.

Un parámetro de condición (PC) es cualquier variable física que revele información referente a

las características de desempeño de un equipo o componente. Un buen ejemplo de un PC es el

espesor de pared, el cual es comúnmente usado en la industria petrolera para caracterizar el

proceso de deterioro debido al fenómeno Erosión-Corrosión en tuberías en general y en

algunos recipientes a presión.

3.5.1.2. Basada en el Historial de Fallas.

Recomendable para equipos dinámicos, los cuales por su alta frecuencia de fallas,

normalmente permiten el almacenamiento de un historial de fallas que hace posible el análisis

estadístico.

3.5.2. Estimación de Consecuencias.

El modelo básico que soporta el trabajo aquí propuesto es el de “Impacto Total en el negocio”

desarrollado en 1993 por John Woodhouse, el cual divide las consecuencias asociadas con una

falla en particular en cuatro grandes categorías: Pérdidas de Producción, Costos de

Reparación, Impacto Ambiental e Impacto en Seguridad.

3.5.3. Tasa de Falla (“Failure Rate”).

Se define como el número de fallas por unidad de tiempo. Normalmente se expresa en

unidades de falla por millón (106) de horas. Este parámetro viene dado por la expresión:

20

Ecuación 7

Donde:

f(t): Función de Densidad de probabilidad de falla.

C(t): Confiabilidad.

A su vez, f (t), viene dada por la expresión:

Ecuación 8

3.5.4. Probabilidad de Falla F(t)

Es la probabilidad de que un componente, sistema o proceso falle o deje de realizar lo que del

mismo se requiere, en un intervalo de tiempo determinado. La probabilidad de falla F(t) de un

componente en un intervalo de tiempo (t1 – t2) viene dado por la expresión:

Ecuación 9

Donde:

f(t) es la función de densidad de probabilidad de la variable aleatoria “tiempo para la falla” de

una población de componentes , equipos o sistemas.

3.5.5. Tiempo Para la Falla.

Es el período de tiempo que transcurre desde el instante en que el componente, equipo o

sistema inicia su operación hasta que deja de operar consecuencia de una falla. El tiempo para

la falla es una variable aleatoria.

21

3.6. Análisis Costo-Riesgo.

El modelo de decisión Costo-Riesgo, permite comparar el costo asociado a una acción de

mantenimiento contra el novel de reducción de riesgo o mejora en el desempeño debido a

dicha acción, es decir, el modelo permite saber “cuanto obtengo por lo que gasto”.

Éste análisis resulta particularmente útil para decidir en conflictos con intereses en conflicto,

como el escenario Operación-Mantenimiento, en el cual el operador requiere que el equipo o

proceso opere en forma continua para garantizar máxima producción, y simultáneamente el

mantenedor requiere que el proceso se detenga con cierta frecuencia para poder mantener y

aumentar la confiabilidad en el mismo. El Análisis Costo Riesgo, es el modelo más indicado

para resolver el conflicto presentado anteriormente, dado que permite determinar el nivel

óptimo de riesgo y la cantidad adecuada de mantenimiento, para obtener el máximo beneficio

o mínimo impacto en el negocio.

Punto OptimoPunto Optimo

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

Bs)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

Bs)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20

INTERVALO DE TIEMPO (ANOS)

RIESGO=R(t)RIESGO=R(t)

R(t)=PROB. DE FALLA X CONSECUENCIA

RIESGO=R(t)RIESGO=R(t)

R(t)=PROB. DE FALLA X CONSECUENCIA

COSTO=C(t)COSTO=C(t)C(t )= COSTO DE LA ACCION PROPUESTA PARA DISMINUIR EL RIESGO; MODELADOA DIFERENTES FRECUENCIAS.

COSTO=C(t)COSTO=C(t)C(t )= COSTO DE LA ACCION PROPUESTA PARA DISMINUIR EL RIESGO; MODELADOA DIFERENTES FRECUENCIAS.

IMPACTO TOTAL=I(t)IMPACTO TOTAL=I(t)I(t)= IMPACTO TOTAL SOBRE EL NEGOCIO

I(t)=R(t)+C(t)

IMPACTO TOTAL=I(t)IMPACTO TOTAL=I(t)I(t)= IMPACTO TOTAL SOBRE EL NEGOCIO

I(t)=R(t)+C(t)

Figura Nº 7. Modelo de Decisión Costo-Riesgo.


En la figura pueden destacarse tres curvas que varían en el tiempo:

• La curva de nivel de riesgo, producto de la multiplicación de la probabilidad de falla

por la consecuencia.

• La curva de los costos de mantenimiento, en la cual se simulan los costos de

diferentes frecuencias para la acción de mantenimiento propuesta.

22

• La curva de impacto total, que resulta de la suma punto a punto de la curva de

riesgos y la de los costos de mantenimiento, siendo el mínimo de ésta curva, el mínimo

impacto posible en el negocio y está ubicado sobre el valor que puede traducirse como

el período o frecuencia óptima para la realización de la actividad de mantenimiento.

Un desplazamiento hacia la derecha del punto óptimo implicaría “asumir mucho riesgo” y un

desplazamiento hacia la izquierda del mismo implicaría “gastar demasiado dinero”.La

dificultad que se presenta para el uso de éste modelo, se centra en la estimación o modelaje de

la curva del riesgo, ya que la misma requiere la estimación de la probabilidad de falla y las

consecuencias de la ocurrencia de dicha fallas.

3.7. Incertidumbre.

Es una medida de la inseguridad o grado de desconocimiento acerca de una variable o evento.

Se presenta en un escenario donde se dispone de un nivel de conocimiento que es mayor que

la ignorancia total, pero que no alcanza el estado de certidumbre total. La incertidumbre puede

provenir de varios aspectos, entre los cuales destacan: Los datos (calidad y cantidad), de los

modelos matemáticos, del comportamiento humano, de los comportamientos aleatorios y de la

ignorancia. Sin embargo, lo realmente importante es, cómo tomar las decisiones ante la

presencia de incertidumbre, que según Medardo Yánez (2001), puede realizarse en tres

entornos, como lo son:

• Ignorarla y decidir, el cual se caracteriza por presentar alto riesgo, alto impacto,

dependencia del factor suerte, ambiente reactivo y sub o sobre-dimensionamiento.

• Tratar de eliminarla para decidir, caracterizado por altos costos en sistemas de

información, conflictos por calidad del dato, parálisis por análisis, etc.

• Cuantificarla y decidir, situación en la cual se aplica la Gerencia de la incertidumbre.

La Gerencia de la Incertidumbre es definida por H. Gómez de la Vega (2001) como, “El

arte de tomar decisiones cuantificando aquello que no se observa a simple vista”. Esta se basa

en tres pasos básicos:

23

a. Cuantificación de la incertidumbre: Los modelos mas conocidos para cuantificar la

incertidumbre asociada a una variable son las distribuciones probabilísticas. Existen

varias maneras de saber cuando una serie de datos esta representada por una

distribución específica (normal, weibull, lognormal, etc), basando la decisión en la

forma del histograma, a través del método gráfico, por análisis de regresión, a través de

pruebas estadísticas o a través de la aplicación de software.

b. Propagación de la incertidumbre: Es el procedimiento que permite incluir y

contabilizar la incertidumbre asociada a las variables de entrada, en un determinado

modelo de decisión. Si las variables de entrada al modelo tienen incertidumbre,

entonces el resultado o salida del modelo debe tener incertidumbre. Se sustenta en

técnicas de simulación, como “Montecarlo”, “latin hypercube” o “algoritmos

genéticos”.

c. Modelos de decisión basado en riesgo: Modelos que “reconocen, cuantifican y

propagan la incertidumbre asociada a las variables “, a través del establecimiento de

criterios de aprobación y rechazo.

3.8. Confiabilidad de Activos

Este concepto es aplicable para dos tipos principales de activos, los cuales se describen a

continuación:

3.8.1. Activos Reparables

Un sistema reparable es aquel que acepta reparaciones y le pueden ser restauradas sus

funciones mediante el uso de cualquier método de reparación diferente al reemplazo del

sistema completo.

En el análisis de sistemas reparables hay cinco posible estados en los cuales dicho sistemas

pueden quedar después de una reparación. Estos estados son:

• Tan bueno como nuevo.

• Tan malo como antes de reparar.

• Mejor que antes de reparar pero peor que cuando estaba nuevo.

• Mejor que cuando estaba nuevo.

• Peor que antes de reparar.

24

Los modelos probabilísticos utilizados tradicionalmente para estimar o predecir el número

esperado de fallas asumen alguno de los dos primeros estados pero no cubren los últimos tres,

los cuales parecieran acercarse más a la realidad.

Figura Nº 8. Teorías para Modelaje de Activos Reparables Fuente: Yanez et al, 2002, p.27

3.8.2. Activos No Reparables

Como se mencionó previamente, definimos como activos no reparables, aquellos que tienen

las siguientes características fundamentales:

• Su condición operativa no puede ser restaurada después de una falla.

• Su vida termina con una “única” falla y debe ser reemplazado.

La mayoría de los componentes electrónicos suelen ser considerados “no reparables”. Los

bombillos o bulbos de luz son los clásicos ejemplos de equipos no reparables. Sin embargo, es

importante destacar que en esencia, cualquier equipo es reparable; inclusive un bombillo, y es

la política o estrategia de mantenimiento y/o reparación la que realmente dice como debemos

clasificar un equipo o componente. Si la política de mantenimiento es “reemplazar” después

de la falla, entonces se clasificará al activo como “no reparable”; si por el contrario, la política

es “reparar y reinstalar” después de la falla, clasificaremos al activo como “reparable”.

Adicionalmente, para clasificar activos, debe tenerse en cuenta el “volumen de control y

contexto operacional especifico” al cual se hace referencia.

25

Si se define volumen de control, a nivel de componentes, en este caso los tubos de un

intercambiador y se analiza la falla de un tubo, estos son “reemplazados al fallar” y en la

mayoría de las plantas de proceso poseen tubos de repuesto para este fin. En este caso, el tubo

es considerado un activo no reparable; no obstante, si el volumen de control se define como el

intercambiador de calor completo, al fallar un tubo, no se reemplaza todo el intercambiador;

solo el tubo. En este caso, el tubo sigue siendo un activo no reparable, pero el intercambiador

es un activo reparable.

Como conclusión, para clasificar un activo como reparable o no reparable, debemos tomar en

cuenta la política de mantenimiento y/o reparación, el volumen de control al que nos referimos

y el contexto operacional especifico.

3.8.3. Activos Reparables versus No Reparables

Un elemento no reparable es aquel cuya condición operativa no puede ser restaurada después

de una falla.

a. Su vida termina con una “única” falla y debe ser reemplazado.

b. Para caracterizarlo probabilísticamente se requiere estimar la “tasa de fallas h(t)”.

c. El término probabilístico más importante es “confiabilidad C(t)”.

d. Un elemento reparable es aquel cuya condición operativa puede ser restaurada después

de una falla, por una acción de reparación diferente al reemplazo total del mismo.

e. En su vida puede ocurrir más de una falla.

f. Para caracterizarlo probabilísticamente se requiere estimar la “tasa de ocurrencia o

“rata” de fallas λ(t)” y la “tasa de reparación µ(t)”.

g. Los términos probabilísticos más importantes son “número esperado de fallas Λ(t)” y

“disponibilidad D(t)”.

h. La Disponibilidad es la probabilidad de que el elemento este disponible (es decir que

no este en reparación) a un tiempo “t”.

i. Para calcular disponibilidad se requiere analizar estadísticamente los tiempos para la

falla, y los tiempos en reparación.

26

3.9. Análisis Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad

El análisis CDM (Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad), conocido también como

Análisis RAM (Reliability, Availability and Mantainability) permite pronosticar para un

período determinado de tiempo la disponibilidad y el factor de servicio de un proceso de

producción, basado en su configuración, en la confiabilidad de sus componentes y en la

filosofía de mantenimiento. La base fundamental de este análisis es la selección de los

Tiempos Promedios para Fallar (TPPF) y Tiempos Promedios para Reparar (TPPR), que

mejor caracterizan los diversos equipos del sistema de producción, tomados de bancos de

datos genéricos de la industria, experiencia propia y opinión de expertos.

El análisis se sustenta en un modelo de simulación que toma en cuenta la configuración de los

equipos, las fallas aleatorias, las reparaciones, las paradas parciales y totales y el

mantenimiento planificado. Construido, el modelo CDM trabaja como un simulador “what if ”

(que pasa si…), que permite inferir el impacto que tienen en la disponibilidad y producción

diferida del sistema: nuevas políticas de mantenimiento, cambios en la mantenibilidad de los

equipos, aplicación de nuevas tecnologías, cambios en la configuración de los equipos dentro

de los procesos de producción, cambios en la política de inventarios e implantación de nuevos

métodos de producción.

En un estudio CDM, se realiza la adecuada caracterización probabilística de los procesos de

deterioro que afectarán los equipos, sub-sistemas y sistemas asociados al citado proceso de

producción a fin de pronosticar la mayoría de los escenarios de paros o fallas. Adicionalmente,

se identifican acciones para minimizar la ocurrencia de estos escenarios y finalmente se

identifican las implicaciones económicas de cada escenario, comparándolo con el escenario

basado en “Las Mejores Prácticas” (Best Practices), a fin de contribuir con el establecimiento

de estrategias óptimas de mantenimiento para el manejo del negocio. Como resultado del

proceso se obtiene una lista de criticidad de elementos o equipos, con base a su impacto a la

disponibilidad y factor de producción diferida, con la finalidad de establecer las acciones que

mitiguen el riesgo, y permitan optimizar la rentabilidad del negocio.

27

3.9.1. Modelo General para elaborar un Análisis CDM

La siguiente figura, muestra un esquemático del modelo general que se propone para la

elaboración de un estudio CDM.

Figura Nº 9. Modelo General Análisis CDM Fuente: Yanez et al, 2002, p.82

Como se indica en la figura anterior, el análisis CDM se inicia con la estimación de las tasas

de falla y reparación de cada uno de los componentes o equipos que conforman las

instalaciones. Las fuentes fundamentales de información para esta estimación pueden ser de

variada naturaleza, específicas o genéricas, y dentro de ellas pueden mencionarse OREDA

(Offshore Reliability Data), PARLOC, WELL MASTER, IEEE, SINTEF y la evidencia o

información propia de fallas de sistemas similares que posea la empresa en la cual se está

ejecutando el estudio. El Teorema de Bayes permite la combinación, de forma estructurada y

matemáticamente soportada, de la experiencia de otros (conocimiento previo) con la

experiencia propia (evidencia), obteniendo de esta combinación tasas de fallas mas

representativas de la realidad operacional del proceso bajo análisis (conocimiento mejorado o

actualizado).

28

Figura Nº 10. Actualización de Tasas de Falla mediante el Teorema de Bayes Fuente: Yanez et al, 2002, p.76

Esta información mejorada de la tasa de falla alimenta un modelo de Diagramas de Bloque de

Disponibilidad (DBD); que representa la arquitectura del sistema y la filosofía de operación

del campo. Este diagrama puede construirse en herramientas computacionales de simulación

disponibles.

3.9.2. Resultados Esperados de un Análisis CDM

El resultado de este modelo es una distribución de probabilidad de la disponibilidad y

producción diferida del sistema para cada escenario analizado.

Entre los productos que resultan de un análisis CDM son los siguientes:

• Pronóstico de la disponibilidad para un período determinado de tiempo.

• Factor de producción diferida de un proceso de producción, basado en su

configuración, en la confiabilidad de sus componentes y en la filosofía de

mantenimiento.

• Base de Datos con información técnica, operacional y de confiabilidad del sistema.

• Modelo de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (Modelo CDM).

• Perfil estocástico de la Disponibilidad y Producción Diferida por Unidad Operativa o

Sistema Productivo (para el ciclo de vida definido).

29

• Lista jerarquizada de los equipos y sistemas críticos, con base a su impacto al factor de

disponibilidad.

• Lista de recomendaciones técnicas para mitigar el riesgo e incrementar la

disponibilidad.

Adicionalmente, el modelo permite desarrollar un análisis de sensibilidad para identificar los

equipos y sistemas de alto impacto en la indisponibilidad del proceso, con el propósito de

proponer acciones de mitigación, basados en un análisis costo-riesgo, que permite a la

gerencia del proceso productivo analizado, tener el conocimiento sobre el riesgo asociado y

los costos de los planes de intervención debido a mantenimiento planificado y no planificado.

Figura Nº 11. Productos de un Análisis CDM Fuente: Yanez et al, 2002, p.84

3.10. Diagramas de Bloques de Confiabilidad (DBC)

El método de diagrama de bloques de confiabilidad es un método de análisis de arriba hacia

abajo en el cual el diagrama resultante muestra la organización del sistema, permitiendo

visualizar muy convenientemente la interrelación funcional de los subsistemas. El análisis

matemático que soporta los diagramas de bloque de confiabilidad utiliza técnicas soportadas

en álgebra Booleana y “sets” de combinaciones entre otros. La principal ventaja de este

método es que el mismo permite analizar caminos paralelos, redundantes y caminos

caracterizados por tener componentes en espera (“standbys parts”), los cuales pueden ser

construidos bien sea con base a la probabilidad de falla o a la probabilidad de éxito.

Adicionalmente el método provee modelos para la predicción de la confiabilidad del sistema

30

en términos probabilísticos. El primer nivel de análisis es a nivel de sistemas, el sistema es

dividido en subsistemas y los subsistemas en componentes hasta que es alcanzado el último

nivel seleccionado para análisis equipos ó componentes, dependerá del nivel de detalles.

3.10.1. Sistema en Serie.

Desde el punto de vista de confiabilidad, un sistema en serie es definido como aquel sistema

en donde todos sus componentes deben operar para que el sistema en su totalidad opere.

Para sistemas que se encuentran dispuestos en serie, la confiabilidad y la probabilidad de fallas

son calculadas a través de las siguientes ecuaciones:

Figura Nº 12. Diagrama de Bloques de Confiabilidad para sistemas en Serie Fuente: Yanez et al, 2002, p.56

Ecuación 10

Ecuación 11

Tal como puede apreciarse, la confiabilidad de un sistema constituido por elementos en serie,

siempre es inferior a la menor de las confiabilidades existente; de allí que la sensibilidad de

este arreglo a la confiabilidad de cada uno de sus componentes sea alta.

31

En el caso de que la función de densidad de probabilidades de la tasa de falla sea del tipo

exponencial, se puede escribir la confiabilidad del componente iécimo como Rci = e(-λit), y

en consecuencia resulta:

Ecuación 12

De donde se obtiene:

Ecuación 13

Para sistemas en serie, compuesto por “n” componentes y con funciones de densidad de

probabilidades de falla del tipo exponencial, puede demostrarse que el tiempo promedio a falla

es:

Ecuación 14

3.10.2. Sistema en Paralelo.

Desde el punto de vista de confiabilidad, un sistema en paralelo es definido como aquel

sistema en donde todos sus componentes deben fallar para que el sistema en su totalidad no

opere. Para sistemas dispuestos en paralelo, la confiabilidad y la probabilidad de fallas son

calculadas con las siguientes ecuaciones:

Ecuación 15

32

Figura Nº 13. Diagrama de Bloques de Confiabilidad para sistemas en paralelo Fuente: Yanez et al, 2002, p.57

Para sistemas constituidos por dos componentes en paralelo, y con una función de densidad de

probabilidad de falla del tipo exponencial, el tiempo promedio a falla está dado por la

expresión:

Ecuación 16

Este tipo de arreglos se utiliza para diseñar sistemas redundantes, y aumentar la confiabilidad

global del sistema; de esta forma se diseñan sistemas duales, triples, etc., con unidades

idénticas o diferentes. En el caso particular de un sistema en paralelo compuesto por “n”

módulos redundantes idénticos, la confiabilidad del sistema viene dada por:

Ecuación 17

33

3.11. Análisis de Sensibilidad.

Permite cuantificar la contribución relativa de cada una de las variables aleatorias de entrada al

modelo, a la dispersión o varianza del resultado o variable de salida del modelo. Debe

realizarse después de haber completado la propagación de incertidumbre ya sea por el Método

de los Momentos o por Simulación de Montecarlo.

Este análisis permite identificar las variables de entrada al modelo en las que debe centrarse la

atención y tomar las acciones necesarias (compra de información, toma de datos adicionales,

análisis causa raíz, etc.) para mejorar el nivel de conocimiento sobre las mismas (de ser

técnicamente factible y económicamente rentable), y reducir o controlar la incertidumbre de la

variable de salida.

3.12. Sistema Ferroviario de la C.A. METRO DE CARACAS.

El sistema Ferroviario de la C.A. METRO DE CARACAS está compuesto por todo el sistema

integral que abarca toda la extensión de las líneas principales de servicio comercial y los

patios y talleres destinados tanto para el mantenimiento del material rodante como de los

equipos de soporte para el mantenimiento de toda la infraestructura y superestructura que

integran el patrimonio de la empresa. En este sentido, en cuanto al sistema integral se refiere,

se destaca que el mismo está compuesto por los sistemas de tracción, electrificación,

señalización y las Vías Férreas.

En el caso de las Vías Férreas, se pueden definir como la composición de elementos que

conforman el camino ferroviario, los cuales proporcionan la geometría específica para el

correcto desplazamiento y recorrido tanto del material rodante como de los vehículos de

trabajo, en este mismo sentido se pueden mencionar elementos como los carriles o rieles, las

fijaciones, los durmientes o traviesas, juntas mecánicas, juntas aislantes y juntas de dilatación

para el caso de vía a nivel, sistema de engrase o graseras y plataforma que puede ser de balasto

o concreto. En el caso de las zonas de maniobra o zonas de conexión entre vías se cuenta

también con corazones de cruzamiento, corazones de travesía y medios cambios.

34

Todos y cada uno de los elementos mencionados anteriormente son de absoluta importancia,

sin poder llegar a establecer un orden de prioridad entre uno y otro por su condición, debido a

que de manera estructural y lógica los sistemas de vías férreas generalmente se comportan

como un sistema en serie, en donde no se cuenta con elementos redundantes instalados, razón

por la cual se puede asumir la afectación directa sobre la disponibilidad y confiabilidad del

sistema en general al entrar en falla cualquiera de los elementos que la componen. Esta

condición define el alto nivel con que se debe contar, en cuanto a la confiabilidad individual

de cada componente, así como de alta capacidad de respuesta en el momento de ataque de

fallas partiendo de la premisa del alto desempeño logístico requerido para tal fin. A

continuación se muestra el esquema de distribución de la C.A. METRO DE CARACAS en la

ciudad.

Figura Nº 14. Esquema de Distribución de Líneas de la C.A. METRO DE CARACAS

Fuente: Elaboración Propia.

3.13. Configuración del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

El sistema de vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, está compuesto por una serie

de elementos tal y como se mencionó anteriormente, adicionalmente estos elementos muestran

una configuración específica dentro de la infraestructura de la Empresa. Esta configuración se

muestra en diagramas unifilares, en donde se representan a través de una simbología

estandarizada por la Norma Internacional UIC. Así mismo se puede denotar la configuración

PPRROO PBO

PSU GAT

AADDJJ RUI

MAM

ZZOOOO

CRC

ANT CRP

YAG

PAZ ART

SAL CAÑ CCPPTT

HOY

SSIILL ALT EST DOS VVEERR CDI PATIO 1 PCA BAR VVEENN

UCV SIM

BAN

VVAALL

SAB

CHT

CHA

MAT

CPU COR PETCAL RENPATIO 1

TEA CIR PACPATIO 2

LINEA 1

CCOOCC LINEA 2 PATIO 2

LINEA 3 MMEERR PATIO LINEA 4 RRIINN

ESTACIÓN DE TRANSFERENCIA

35

propia de la vía y la sectorización de las Zonas Homogéneas de Vía (ZHV), identificando

todos y cada uno de los componentes y sectores por su ubicación física en el sistema o Punto

Kilométrico (PK).

Es de vital importancia destacar que estos diagramas unificares son de vital importancia para

el correcto desempeño de las actividades de mantenimiento, debido a que sirven de guía para

la ubicación física en el sistema además de las condiciones especificas del tramo a intervenir,

debido a que se representan los puntos de inicio de espirales o clotoides, curvas centrales,

rectas, zonas de maniobra, condiciones de pendiente, peralte, altura, entre otros parámetros. A

continuación se muestra un diagrama unifilar de un tramo de vía de la C.A. METRO DE

CARACAS.

Figura Nº 15. Diagrama Unifilar, Tramo Chacaito-Altamira Línea 1, C.A. METRO DE CARACAS

Fuente: C.A. METRO DE CARACAS.

3.14. Zonas Homogéneas de Vía (ZHV).

Se define como Zona Homogénea de Vía (ZHV), a una zona de vía con desgaste y esfuerzos

similares que adicionalmente presentan una condición homogénea en cuanto a su edad,

superestuctura, condiciones ambientales, diseño y trazado. En tal sentido se define que todo el

36

sistema que comprende la C.A. METRO DE CARACAS, está compuesto por un total de 484

ZHV, distribuidos a lo largo de todas las líneas de la siguiente manera:

• Línea 1: 120 ZHV de Vía Continua y 12 ZHV de Aparatos de Vía.




3.15. Mantenimiento Aplicado a las Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

El mantenimiento aplicado en la actualidad a las vías férreas de la C.A. METRO DE

CARACAS, viene dado por clasificación de niveles, según sea la característica propia de la

intervención específica, en tal sentido se describen cinco niveles los cuales son:

3.15.1. Nivel 1: Restablecimiento Operativo.

Cuyo objeto principal es el de detectar o tratar inmediatamente los regímenes degradados para

el inicio o durante la operación comercial, tales como:

• Inspección y recorrido de vía diurna. En ZHV.

• Inspección y recorrido de vía nocturna. En ZHV.

• Inspección en cabina. En ZHV.

Figura Nº 16. Inspección y Recorrido de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS.


37

3.15.2. Nivel 2: Preventivo de Seguridad Técnica.

Cuyo objeto primordial es de controlar el desempeño asegurando la disponibilidad y calidad

del servicio diario, tales como:

• Control geométrico de Trocha, Peralte y Flecha. En metros de vía.

• Medición de aberturas de Juntas Mecánicas en vía. En piezas.

• Control geométrico de Distancia y Altura de tercer riel en vía. En metros.

• Inspección y mantenimiento del sistema de engrase. En piezas.

• Inspección y engrase del aparato de dilatación. En piezas.

• Inspección con ultrasonido de vía. En metros de vía.

• Verificación de posicionamiento de andén. En unidades.

• Medición de desgaste de riel. En metros de vía.

• Control de apriete de fijaciones “J1”. En zonas.

• Control de fijaciones elásticas “J2”. En zonas.

• Levantamiento topográfico en vía. En metros de vía.

• Medición de aislamiento de tercer riel en vía. En metros.

• Experticias técnicas. En unidades.

Figura Nº 17. Inspección de Vía con Ultrasonido de la C.A. METRO DE CARACAS.


38

3.15.3. Nivel 3: Preventivo Condicional.

En donde se definen acciones de mantenimiento sobre los equipos dependiendo de la

condición que aplica en la zona homogénea de vía o la condición un equipo particular,

asegurando la disponibilidad y calidad del servicio a mediano plazo, tales como:

• Mantenimiento de juntas aislantes en vía. En pares.

• Mantenimiento de aparatos de dilatación. En unidades.

• Mantenimiento de juntas mecánicas en vía. En unidades.

• Limpieza de rieles en rectas. En metros de vía.

• Limpieza de riel alto en curva. En metros de riel.

• Compactación liviana en vía. En juntas.

• Reparación de pernos rotos FD. En unidades.

• Reparación de pernos rotos DD. En unidades.

• Cambio de durmientes con ángulo roto. En unidades.

• Cambio de durmientes en aparatos de dilatación. En unidades.

• Saneado de balasto en vía. En unidades.

• Agregado de balasto en vía. En metros cúbicos.

• Reperfilado de balasto en vía. En metros de vía.

• Cambio de aisladores. En unidades.

• Cambio de capotas. En unidades.

• Mantenimiento de engrasadores. En piezas.

Figura Nº 18. Compactación Liviana de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS.


39

3.15.4. Nivel 4: Preventivo Condicional Integral.

En donde se definen acciones de mantenimiento dependiendo de la condición que aplica en la

zona homogénea de vía o la condición de un equipo en particular, que requieren

procedimientos que implican dominio técnico o tecnológico particular y el uso de equipos

especializados, incluyendo el reemplazo de elementos en bloque, asegurando la perennidad del

patrimonio. Tales como:

• Medición de desgaste ondulatorio. En metros de vía.

• Esmerilado en vía corriente. En metros de vía.

• Compactación pesada en vía corriente. En metros de vía.

• Cambio de durmientes de madera por madera. En unidades.

• Cambio de durmientes de madera por concreto. En unidades.

• Cambio de rieles. En metros.

• Colocación de anticaminantes. En unidades.

Figura Nº 19. Compactación Pesada de Vía de la C.A. METRO DE CARACAS.


40

3.15.5. Nivel 5: Renovación de Vía.

En este nivel se contempla la sustitución sistemática de equipos y elementos de vía sometidos

a desgaste o envejecidos. Así mismo, este puede ejecutarse de manera cíclica y condicional,

según sean las exigencias del tráfico y del trazado, asegurando la actualización de la

tecnología y la recuperación total o parcial del patrimonio.

Figura Nº 20. Renovación General de las Vías de la C.A. METRO DE CARACAS.


41

CAPITULO IV

MARCO METODOLÓGICO

4.1. Descripción del Desarrollo del Proyecto.

La objeto central de la ejecución de esta investigación se encuentra centrada en el desarrollo

artiendo de lo anteriormente expuesto, se procederá inicialmente a reconocer todos y cada

na vez seleccionado el o los “ZHV”, definidos como base para el análisis, se procederá a

de una Metodología Integral de Mantenimiento de Sistemas Ferroviarios Basada en

Confiabilidad, la cual se encuentra enfocada básicamente en generación de una herramienta

que sirva de base o modelo para la aplicabilidad de las teorías de confiabilidad en el ramo

ferroviario, el cual no data de antecedentes firmes en lo que a este contexto se refiere.

P

uno de los componentes que integran la vía férrea y en este sentido, mostrar con un grado de

detalle significativo, su función y desempeño dentro de la configuración general del camino

férreo. Posteriormente se procederá a definir claramente lo que en la C.A. METRO DE

CARACAS, se conoce como Zona Homogénea de Vía, en lo sucesivo (ZHV), con la finalidad

de establecer y definir subsiguientemente un tramo de vía específico, representado por un

numero considerable de “ZHV”, con la finalidad de llevar a cabo el estudio propuesto sobre

dicho sector y en este sentido en función a los resultados obtenidos, emplear el modelo

sustentado en este desarrollo, para la totalidad de la vía férrea.

U

llevar a cabo el desarrollo y corrida de un Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y

Mantenibilidad (CDM) o Raliability, Aviability and Mantenibilty (RAM), con la finalidad de

definir y proyectar el estatus real del tramo de vía férreas seleccionado. Es de destacar que lo

anteriormente expuesto se encuentra enfocado a la determinación principalmente de los

indicadores bases Tiempo Promedio Para Fallar (TPPF) y Tiempo Promedio Para Reparar

(TPPR), de todos y cada uno de los componentes que definen o componen el camino férreo.

42

Es importante hacer especial énfasis en el banco de datos que posee la C.A. METRO DE

CARACAS, en cuanto a seguimiento de fallas de las Vías Férreas se refiere, así como también

se cuenta con el respaldo en físico de la ordenes de trabajo emitidas por el departamento de

Apoyo Técnico de la Gerencia de Estructuras y Vías y la opinión de todos y cada uno de los

involucrados en el proceso de ejecución del mantenimiento y los dos Especialistas en

Mantenimiento de Vías Férreas que posee dicha Unidad.

Una vez verificada y validada la información correspondiente al “ZHV” seleccionado, se

s de destacar que en paralelo a esta actividad se definió el modelo de Diagrama de Bloques

na vez cubiertas las fases anteriormente descritas, se procedió a llevar a cabo la corrida del

procederá efectivamente tal y como se mencionó anteriormente a la determinación de la tazas

de falla y de reparación, la cual en este caso está planteada en base a la opinión de expertos y

evidencia propia.

E

que Representa la “ZHV” seleccionada, el cual fue evaluado y validado por los dos Expertos

en Mantenimientos de Vías Férreas, así como por el Jefe de dicha División de Vías Férreas, en

tal sentido en el contexto de la ejecución de esta actividad se evaluaron una serie de

parámetros los cuales según la experiencia de soporte, se encuentran relacionados de manera

tal que dan pié a la definición del Diagrama en cuestión. En el mismo orden de ideas, se

procedió a llevar a cabo la revisión de los datos relacionados con la distribución de la

prestación del servicio, parámetro que se encuentra estrechamente ligado con el parámetro de

la Taza de Producción, el cual se utilizara como base para el estudio y modelaje de las

consecuencias involucradas, en función al riesgo asociado al proceso de mantenimiento en

estudio.

U

modelo propuesto, en función a los parámetros determinados con anterioridad, con la finalidad

de simular los escenarios factibles de ocurrencia y en tal sentido pautar la determinación del

riesgo asociado a cada una de las variables en estudio a través de la aplicación de un análisis

de sensibilidad, partiendo de la premisa de que este se define como relación directamente

proporcional entre producto de la probabilidad de falla por sus consecuencias. Es de destacar

que una vez llevado a cabo el análisis de sensibilidad, se procedió a llevar a cabo la Teoría de

43

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC), en aquellas variables que de manera

significativa, inducen un nivel de incertidumbre elevado en el análisis, por lo que se llevó a

cabo una revisión de manera exhaustiva de los planes de mantenimiento, en pro de determinar

los planes de mitigación del riesgo asociado al proceso, así como la frecuencia optima de

ejecución de las actividades que comprende el mismo.

Una vez concluido, todo lo anteriormente expuesto, se procedió a llevar a cabo la

omo último paso o fase final en el análisis se llevó a cabo, la elaboración de un Modelo de

.2. Recopilación de la Información.

cuatro fases fundamentales las cuales se describen a

lación de Data Histórica Propia.

ta de campo considerada histórica de las vías

determinación y distribución de los recursos necesarios para la ejecución de los planes de

mantenimiento, según lo pautado en la fase anteriormente descrita, para un período de un año

de operación.

C

Decisión Costo - Riesgo, cual sirve de base para análisis futuros, en pro de la toma de

decisiones en función al riesgo asociado, según las variables que fueron consideradas en el

desarrollo del análisis descrito en el desarrollo de esta fase del proyecto. En tal sentido y en

función a lo propuesto en este desarrollo, se persigue de manera seria, la formalización de un

Modelo de Gestión Integral de Mantenimiento Basado en Riesgo para las Vías Férreas de la

C.A. METRO DE CARACAS, en donde la pauta inicial para la toma de decisiones

relacionadas con el mantenimiento, se encuentre referida directamente con el o los factores de

riesgo asociados al proceso de mantenimiento, los cuales de manera sistemática deberán

provenir de la alimentación de una base de datos que surgen directamente del sistema de Vías

Férreas que sea el Objeto de Estudio, lo que en otras palabras se traduciría en hacer que el

propio sistema exprese sus requerimientos para su correcta operación.

4

Esta fase del proyecto se desarrolló en

continuación:

4.2.1. Recopi

En esta sección se procedió a la recolección de da

férreas, las cuales se obtuvieron a partir de la información suministrada por una unidad de la

empresa denominada Centro de Control de Fallas (CCF), unidad encargada de llevar el

44

seguimiento y control de todas y cada una de las fallas reportadas por todas las dependencias

de la empresa, fungiendo en este sentido como un centro de acopio y procesamiento de la

información, así como responsabilidades relacionadas con el enlace correspondiente y con el

ente respectivo para la reposición del evento reportado.

4.2.2. Recopilación de Opinión de Expertos.

trevistas con expertos y especialistas en el área

.2.3. Revisión y Validación de la Base de Datos.

considerar la mas importante en cuanto al

.2.4. Estimaciones y Tendencias Estadísticas del Sistema.

lógicos y esquemáticos para la

En esta sección se procedió a llevar a cabo en

de vías férreas, esto con la finalidad de complementar la información obtenida anteriormente.

4

La ejecución de esta sección del proyecto, se puede

contexto operacional se refiere, en tal sentido es de suma importancia contar con la

disposición de todo el levantamiento de datos denominados históricos provenientes del objeto

de estudio, en este caso de las vías férreas. Así mismo es de suma importancia enfrentar esta

información recolectada con la opinión de los expertos en el área con la finalidad de depurar y

/ o filtrar la información recolectada y así en este sentido lograr establecer y definir una base

datos confiable y consistente.

4

En esta sección se procede a desarrollar una serie de pasos

estimación estadística de los valores que representan de manera directa el comportamiento del

sistema estudiado, refiriéndose esto específicamente a la estimación de las tasas de fallas y de

reparación de todos y cada uno de los tramos abarcados en el estudio, en el entendido de cada

tramo estudiado se toma o se asume como un subsistema del sistema completo, y que a su vez

este se divide en componentes y elementos de vía, los cuales, dadas las características de la

configuración de las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, se estudiaron de manera

independiente, estimando en este sentido el impacto individual por clases de componentes en

cada tramo específico.

45

4.3. Arquitectura de Disponibilidad del Sistema.

, las cuales se describen con detalle a

.3.2. Diseño del Diagrama de Bloques del Sistema.

r la representación esquemática lógica

.3.3. Revisión y Validación de la Representatividad del Modelo.

gunda en importancia en

4.4. Modelaje y Simulación del Sistema.

dada por la combinación de los productos finales

Esta fase del proyecto se desarrolló en dos etapas

continuación:

4

Esta sección se encuentra representada únicamente po

del sistema en estudio, en tal sentido en función al comportamiento lógico del sistema de vías

férreas, se estructuró un diagrama de bloques, el cual está compuesto por tramos específicos

de vía con características de carga y desplazamiento particulares, así como elementos de vía

característicos propios e imprescindibles para el correcto funcionamiento y operación del

tramo en estudio.

4

La ejecución de esta sección del proyecto, se puede considerar la se

cuanto al contexto operacional se refiere, en tal sentido es de suma importancia contar con la

disposición de todo el levantamiento de datos denominados históricos provenientes del objeto

de estudio, en este caso de las vías férreas. Así mismo es de suma importancia enfrentar esta

información recolectada con la opinión de los expertos en el área con la finalidad de depurar y

/ o filtrar la información recolectada y así en este sentido lograr establecer y definir una base

datos confiable y consistente.

La ejecución de esta fase del proyecto viene

obtenidos de las Estimaciones y Tendencias Estadísticas del Sistema y el Diseño y Validación

del Diagrama de Bloques del Sistema, en donde a través del empleo de una herramienta de

simulación de escenarios, se procede a modelar el comportamiento del sistema para una

cantidad de horas de operación determinadas. Así mismo se lleva a cabo posterior a la

simulación, un análisis de sensibilidad, para cada caso de modelaje, con la finalidad de

determinar cual de los componentes que conforman tanto en subsistema como el sistema

global estudiado introduce mayor incertidumbre en la estimación, esto con la finalidad de

establecer las pautas para la ejecución de los estudios de Mantenimiento Centrados en

46

Confiabilidad para la optimización de los planes de mantenimiento existentes y así mismo

poder establecer los porcentajes de incidencia de cada componente en cuanto a riesgo se

refiere.

4.5. Software Empleados.

ecto se emplearon los siguientes Software:

0 Decisioneering, Inc.

ngineering.

Para la ejecución de este proy

• Microsoft Excel 2003.

• Crystal Ball versión 200

• RARE versión 1999. Risk Analysis Reliability E

• RAPTOR versión 6.0 ARNIC, Inc.

47

CAPITULO V

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.

.1. Situación Presentada al Inicio del Proyecto.

yecto es dar a conocer un poco a modo de

n tal sentido se logró evidenciar altas ratas de fallas de las vías férreas, ejecución de

s de destacar que muchas de estas políticas de mantenimiento tienen su fundamento en

5

El paso preliminar para el desarrollo del presente pro

bosquejo la situación presentada en la empresa al inicio del proyecto, refiriéndose básicamente

al modelo de gestión de mantenimiento llevado a cabo, para ello se tomaron como premisas

los datos de fallas y reparaciones del sistema en general obtenidos del Centro Control de

Fallas (CCF), a manera de poder exponer sustentablemente los puntos que son susceptibles a

mejoras y que serían objetos directo de estudio.

E

mantenimientos correctivos con frecuencias elevadas, alta suspensión de mantenimientos

preventivos, obtención de data no confiable para el procesamiento producto de los tiempos de

generación de la misma, procesamiento inadecuado de los datos de fallas de las vías férreas,

asignación de recursos para el mantenimiento sub o sobredimensionadamente, indicadores de

mantenimiento no ajustados a las necesidades reales del sistema de vías férreas, entre otros.

E

teorías antiguas, así como el hecho de la evolución vertiginosa de las teorías de confiabilidad y

riesgo empleadas en la actualidad, situación que define la disparidad observada en los

parámetros expuestos en el párrafo anterior. En tal sentido se puede afirmar que producto de la

consumación dentro de las tendencias de mantenimiento de las vías férreas tanto en la empresa

como en cualquier otro sistema, se podrá lograr la optimización en el proceso de mitigación de

la aparición de un evento no deseado o catalogado como falla, así como una correcta

asignación de recursos partiendo de un proceso de prioritización basado tanto en la frecuencia

48

de aparición de un evento no deseado, como en la cuantificación del riesgo asociado a todos y

cada uno de estos.

5.2. Análisis de CDM del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

5.2.1. Levantamiento de Información Histórica del Sistema.

Inicialmente se define que se tomó como objeto de estudio el tramo comprendido entre la

Zona de Maniobras de Propatria Adelante y la Zona de Maniobras de la Hoyada Atrás de la

Línea 1 de la C.A. METRO DE CARACAS, debido a que el tramo que presenta mayor

cantidad de tiempo en operación comercial y por ende mayor envejecimiento de sus vías. A su

vez se subdividió dicho tramo en los siguientes tramos de vía:

• Zona de Maniobras de Propatria Adelante. (ZM PRO)

• Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1. (PRO – SAL – V1)

• Tramo Propatria – Agua Salud Vía 2. (PRO – SAL – V2)

• Zona de Maniobras de Agua Salud Atrás. (ZM SAL)

• Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 1. (SAL – HOY – V1)

• Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 2. (SAL – HOY – V2)

• Zona de Maniobras de la Hoyada Atrás. (ZM HOY)

49

Figura Nº 21. Diagrama Unifilar, Tramo ZM PRO – ZM HOY, indicativo de las Zonas de

Estudio. Fuente: C.A. METRO DE CARACAS.

Así mismo estos tramos de vía se subdividieron en componentes que lo integran según sea el

caso, tales como:

• Rieles de Rodamiento.

• Tercer Riel.

• Fijaciones.

• Juntas Aislantes.

• Juntas Mecánicas.

• Graseras.

• Motor.

• Medios Cambios.

• Corazones de Cruzamiento.

• Corazones de Travesía.

• Juntas de Dilatación.

• Durmientes.

• Plataforma de Balasto.

50

Posterior a la clasificación y determinación de la zona objeto de estudio, se procedió al

levantamiento de la información o datos de fallas y reparación de las mismas, con el objeto de

procesarlas de manera sistemática y estadística, para así en este sentido obtener tos Tiempos

Promedio Para Fallar y Los Tiempos Promedio Para Reparar de todos y cada uno de los

elementos que integran cada subsistema estudiado, para ello se tomaron los datos provenientes

de dichos elementos en un Tiempo Misión de (18) dieciocho meses subdivididos en (546)

quinientos cuarenta y seis días, correspondiente a los datos contenidos entre el 01/01/2005

hasta el 30/06/2006, en tal sentido y producto de lo anteriormente expuesto se obtuvieron los

siguientes resultados:

5.2.1.1. Zona de Maniobras de Propatria Adelante (ZM PRO).

En esta zona se planteó la evaluación según las características y elementos expuestos en el

siguiente cuadro:

Cuadro Nº 1. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM PRO.


5.2.1.2. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1 (PRO – SAL – V1).

En este tramo se planteó la evaluación según las características y elementos expuestos en el

siguiente cuadro:

Cuadro Nº 2. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo PRO – SAL – V1.


51



siguiente cuadro:

Cuadro Nº 3. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo PRO – SAL – V2.


5.2.1.4. Zona de Maniobras de Agua Salud Atrás (ZM SAL).


siguiente cuadro:

Cuadro Nº 4. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM SAL.


52

5.2.1.5. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 1 (SAL – HOY – V1).


siguiente cuadro:

Cuadro Nº 5. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo SAL – HOY – V1.




siguiente cuadro:

Cuadro Nº 6. Distribución de los TPPF y TPPR del Tramo SAL – HOY – V2.


53

5.2.1.7. Zona de Maniobras de La Hoyada Atrás (ZM HOY).


siguiente cuadro:

Cuadro Nº 7. Distribución de los TPPF y TPPR de la ZM HOY.


5.2.2. Definición de los Diagramas de Bloques de la Vía Férrea.

En esta fase se procedió a la estructuración lógica del sistema en cada uno de sus tramos

específicos estudiados, de manera tal de construir esquemáticamente un diagrama de enlace de

todos y cada uno de los componentes en los cuales se dividió la vía férrea según sea la

afectación a la disponibilidad del mismo. Posteriormente se procedió mostrar una

configuración de cada uno de los sistemas estudiados y discutidos directamente con expertos

en el área, utilizando estos como elementos de validación inicial para el estudio propuesto. En

tal sentido y producto de lo anteriormente expuesto, se obtuvieron los siguientes resultados:

54

5.2.2.1. Zona de Maniobras de Propatria Adelante (ZM PRO).


siguiente diagrama de bloques:

Figura Nº 22. Diagrama de Bloques Propuesto de la ZM PRO.





Figura Nº 23. Diagrama de Bloques del Tramo PRO – SAL – V1.


55




Figura Nº 24. Diagrama de Bloques del Tramo PRO – SAL – V2.


5.2.2.4. Zona de Maniobras de Agua Salud Atrás (ZM SAL).



Figura Nº 25. Diagrama de Bloques de la ZM SAL.


56




Figura Nº 26. Diagrama de Bloques del Tramo SAL – HOY – V1.





Figura Nº 27. Diagrama de Bloques del Tramo SAL – HOY – V2.


57

5.2.2.7. Zona de Maniobras de La Hoyada Atrás (ZM HOY).



Figura Nº 28. Diagrama de Bloques de la ZM HOY.


5.2.2.8. Tramo ZM Propatria Adelante – ZM La Hoyada Atrás.

Este tramo representa la totalidad de la muestra del estudio, en tal sentido se muestra la

configuración determinada para este según la configuración de los subsistemas que lo integran

en el siguiente diagrama de bloques:

Figura Nº 29. Diagrama de Bloques del Tramo ZM PRO a ZM HOY.


5.2.3. Modelaje del Sistema de Vías Férreas y Simulación de Escenarios.

En esta fase se procedió a emplear el software RAPTOR, con el objeto simular el

comportamiento del sistema en un lapso de tiempo determinado, utilizando como premisa la

58

data histórica del sistema estudiado, la cual fue procesada anteriormente en la fase de

determinación de las distribuciones que mejor ajustaban a los datos de todos y cada uno de los

componentes evaluados de cada tramo especifico, así como los parámetros que definen a cada

una de las distribuciones obtenidas. Así mismo para el desarrollo de esta fase se emplearon los

modelos propuestos de diagramas de bloques desarrollados, tanto para cada tramo especifico

como para el sistema en general estudiado. En tal sentido se describen simulaciones

particulares por secciones de vía, así como una simulación general del tramo en estudio

completo, en tal sentido los resultados se obtuvieron a lo largo del desarrollo de las siguientes

fases:

5.2.3.1. Validación Final del Modelo Propuesto.

En esta sección se procedió a realizar una corrida del sistema a un tiempo de 183 días, los

cuales corresponden cronológicamente a los seis meses restantes del año 2006, es decir desde

el (1) de julio de 2006 hasta el (31) treinta y uno de diciembre de 2006, con la finalidad de

obtener las proyecciones de fallas del sistema en el tiempo especificado y en tal sentido

enfrentarlo con la información real de fallas del sistema reportadas en ese rango de fechas,

para establecer así la consistencia tanto del modelo propuesto como de la data recolectada,

obteniendo entonces los siguientes resultados:

59

Figura Nº 30. Resultados de la Simulación del Sistema Tramo ZM PRO – ZM HOY en

un Tiempo de 183 Días. Fuente: Elaboración Propia.

Cuadro Nº 8. Validación del Modelo Propuesto. Número de Fallas Esperadas en el Sistema

Vs. Número de Fallas Obtenidas desde 01/07/2006 hasta 31/12/2006.


60

5.2.3.2. Simulación del Sistema Desde 365 Hasta 1825 Días de Operación.

En esta sección partiendo de las simulaciones pertinentes se obtuvieron los siguientes

resultados:

Cuadro Nº 9. Resumen de Simulaciones en el Tiempo Desde 365 Hasta 1825 Días de Operación de los Tramos Estudiados


5.2.3.3. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Sistema Estudiado.

En el desarrollo de esta sección se definirán una serie de tendencias correspondientes a los

perfiles de disponibilidad descritos por los subsistemas estudiados, así como del sistema en

general, en tal sentido se destaca que dichos perfiles provienen de los datos arrojados de cada

una de las simulaciones realizadas. Por consiguiente se define que el perfil de disponibilidad

se puede definir como uno de los productos más importantes del Análisis de Confiabilidad,

61

Disponibilidad y Mantenibilidad, debido a que a través de este se logra interpretar datos tales

como tiempo en que el sistema se encuentra disponible para cumplir su función, partiendo

siempre de la premisa de que a disponibilidad no es indicador de que el sistema esté

funcionando, si no que esté en condiciones de hacerlo. En función a lo antes expuesto se

presentan los siguientes resultados:

5.2.3.3.1. Zona de Maniobras de Propatria (ZM PRO).

En este tramo, producto de la evaluación realizada, se obtuvieron los siguientes perfiles, tanto

de disponibilidad como de confiabilidad:

Figura Nº 31. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de

Propatria un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

5.2.3.3.2. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 1 (PRO – SAL V1).



Figura Nº 32. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Propatria – Agua Salud

por Vía 1, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

62

5.2.3.3.3. Tramo Propatria – Agua Salud Vía 2 (PRO – SAL V2).



Figura Nº 33. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Propatria – Agua Salud

por Vía 2, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

5.2.3.3.4. Zona de Maniobras de Agua Salud (ZM SAL).



Figura Nº 34. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de Agua

Salud, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

63

5.2.3.3.5. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 1 (SAL - HOY V1).



Figura Nº 35. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Agua Salud - Hoyada por

Vía 1, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

5.2.3.3.6. Tramo Agua Salud – Hoyada Vía 2 (SAL – HOY V2).



Figura Nº 36. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo Agua Salud – Hoyada por

Vía 2, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

64

5.2.3.3.7. Zona de Maniobras de La Hoyada (ZM HOY).



Figura Nº 37. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad de la Zona de Maniobras de La

Hoyada, en un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

5.2.3.3.8. Tramo Propatria - Hoyada (ZM PRO – ZM HOY).



Figura Nº 38. Perfiles de Disponibilidad y Confiabilidad del Tramo ZM PRO – ZM HOY un

lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

A través de los resultados mostrados se puede observar que el perfil de disponibilidad tanto

del tramo completo en estudio, como de cada uno de los tramos en los cuales se subdividió el

sistema, se mantienen elevados, por encima de un 99 %, mas sin embargo también se muestran

los perfiles de confiabilidad de cada uno de los objetos de estudio. Si bien es cierto que el

sistema puede ser tratado como un sistema reparable, en donde el parámetro que se debe tomar

65

en cuenta es la disponibilidad, se tomó en cuenta también la confiabilidad debido a que dicho

parámetro se puede evaluar entre eventos de falla o paro y como se puede observar, los

tiempos entre fallas en la mayoría de los casos son menores al tiempo de evaluación o

simulación del sistema, es por ello que dados los parámetros planteados, se procedió a evaluar

la variación de la confiabilidad en el tiempo obteniendo en este sentido los perfiles mostrados

anteriormente, en donde se puede visualizar una tendencia clara del comportamiento o

declinación del sistema o subsistema en tiempo. En tal sentido a partir de los resultados

planteados, se puede hacer una evaluación preliminar en cuanto al estado general de las vías

férreas correspondientes al tramo evaluado se refiere e inicialmente establecer una primera

pauta que sirva de guía para la prioritización de tareas de atención. Es importante señalar que

en lo sucesivo se desarrollaran otra serie de herramientas que en complemento con lo ya

mostrado, servirán de manera definitiva para el establecimiento de un criterio de

gerarquización en base al riesgo asociado a cada tramo específico.

5.3. Análisis de Riesgo del Sistema de Vías Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS.

Esta fase del proyecto se caracteriza por la determinación clara de los efectos generados

producto de la indisponibilidad del sistema. Ahora en este caso particular se tomó como

premisa básica para el análisis el número de usuarios afectados, producto de lo antes

explicado. En tal sentido se enfoca el estudio al procesamiento y simulación de la data

correspondiente a los minutos de atraso obtenidos a partir de la indisponibilidad del sistema,

asi como de todos y cada uno de los tramos estudiados. Así mismo se tomó una distribución de

usuarios que se transportan a diario en el METRO DE CARACAS, destacando que dicha data

fue obtenida a partir de la información procesada por la oficina de cobro de pasaje adscrita a la

Gerencia de Informática, a su ves adscrita esta a la Gerencia Corporativa de Tecnología de la

Información, quienes llevan un control preciso de la cantidad de usuarios que accedan al

sistema por los torniquetes dispuestos a la entrada de cada estación. Es importante destacar

que para el procesamiento de esta data, se tomó información correspondiente a seis meses de

prestación de servicio comercial, con la finalidad de simular su comportamiento y distribución

que mas se ajusta, para así de esta manera establecer de manera mas clara un promedio real de

usuarios y poder en este sentido un resultado mas ajustado a la realidad de la mayoría de

escenarios que se puedan presentar.

66

5.3.1. Resumen de Minutos de Atraso en Cada Uno de los Tramos Estudiados.

En esta fase se realizó el cálculo de los minutos de atraso generados en cada uno de los tramos

estudiados, partiendo de los perfiles de disponibilidad obtenidos en el desarrollo de las

simulaciones realizadas de donde se obtuvieron los perfiles de indisponibilidad o perfiles de

tiempo de no producción tal y como se muestran en el siguiente cuadro:

Cuadro Nº 10. Minutos de Atraso Para Cada Tramo Estudiado.


5.3.2. Flujo de Usuarios por Estaciones.

En esta fase se procesó y determinó las distribuciones que mejor ajustaban a los datos de

usuarios en todas y cada una de las estaciones involucradas en el tramo en estudio, a partir de

los datos suministrados por la Gerencia de Informática tal y como se explicó anteriormente.

En tal sentido se muestran los datos en el siguiente cuadro:

Cuadro Nº 11. Flujo de Usuarios por Estaciones.


67

5.3.3. Flujo de Usuarios por Tramo Estudiado.

En esta fase se procesó y determinó el flujo de usuarios por minuto para cada tramo estudiado,

tomando como referencia los datos mostrados anteriormente. en tal sentido se muestran los

resultados en el siguiente cuadro:

Cuadro Nº 12. Flujo de Usuarios por Tramo Estudiado.


Figura Nº 39. Forecast del Número de Usuarios en el Tramo ZM PRO – ZM HOY.


A través de los datos mostrados se puede observar el número promedio de usuarios por mes

que circulan cada uno de los tramos estudiados, así como en el tramo completo ZM PRO –

ZM HOY. Así mismo se muestran los daros correspondiente a el número de usuarios por

minuto, información importante y que sirve de base para la evaluación de riesgo

correspondiente. Es importante destacar inicialmente se procesó esta información de manera

tal de obtener las distribuciones que mejor ajustaban a los datos de usuarios evaluados así

como los respectivos forecast para el caso de los cálculos del numero de usuarios por minuto,

en donde se tomó como referencia los percentiles 5 y 95, definiendo con esto un 90 % de

68

probabilidad de que los valores de numero de usuarios se encuentren dentro del rango

establecido.

5.3.4. Análisis de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY.

Durante el desarrollo de esta etapa, se plantearon los distintos escenarios que de manera

directa afectan o inciden en el factor de riesgo asociado al tramo estudiado. En tal sentido se

expusieron como premisas bases para esto, los minutos de atraso proyectados según la

simulación del sistema ya realizada y mostrada anteriormente. Así mismo se define como

segunda premisa, los resultados expuestos anteriormente, relacionados y referidos al flujo de

usuarios por minuto en cada tramo de vía que compone la totalidad de la zona en estudio. Tal

y como se puede visualizar, la proyección de riego asociado y mostrado en los resultados se

expone en cantidad de usuarios afectados producto de la no implementación de acciones que

mitiguen dicho factor, tal y como se puede observar en el siguiente cuadro y figuras:

Cuadro Nº 13. Proyección del Riesgo Asociado al Tramo ZM PRO – ZM HOY.


69

Figura Nº 40. Forecast de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825

Días. Fuente: Elaboración Propia.

Figura Nº 41. Perfil de Riesgo del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días.


70

Figura Nº 42. Probabilidad de Afectación de Usuarios del Tramo ZM PRO – ZM HOY

un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

A través de los resultados mostrados se puede observar que el perfil de riesgo asociado al

tramo en estudio se puede considerar de alto impacto, debido a las cifras que se pueden

observar según la proyección estimada. Ahora si partimos de la consigna operativa que

definen los paradigmas propios de la C.A. METRO DE CARACAS, en donde se precisa

básicamente, la prestación de un servicio comercial óptimo y confiable, se hace necesario

evaluar mas a detalle el tramo evaluado, a fin de determinar la contribución al riesgo de los

subsistemas que lo integran, así como la contribución al riesgo de los componentes y equipos

que conforman cada uno de los subsistemas definidos, a fin de poder especificar una lista de

prioridades en cuanto atención se refiere, así como las respectivas acciones de mitigación de

los escenarios contribuyentes al riego.

5.3.5. Contribución al Riesgo de los Subsistemas del Tramo ZM PRO – ZM HOY.

En el desarrollo de esta fase se dispuso de la información obtenida producto de las

simulaciones realizadas, con la finalidad de determinar la contribución al riesgo por parte de

cada uno de los subsistemas que integran la totalidad del tramo estudiado, para así de esta

manera poder establecer o listar la prioritización en cuanto a atención se refiere de cada uno de

los tramos evaluados. En función a lo antes expuesto se muestran los siguientes resultados:

71

Figura Nº 43. Contribución al Riesgo de los Subsistemas que Integran el Tramo

ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

72

Figura Nº 44. Contribución al Riesgo Promedio de los Subsistemas que Integran el

Tramo ZM PRO – ZM HOY. Fuente: Elaboración Propia.

A través de los gráficos mostrados se puede observar la contribución al riesgo que representa

cada uno de los subsistemas que integran el tramo completo en estudio, en tal sentido se puede

visualizar según lo mostrado, que los tramos mas críticos son los que corresponden a los

tramos de vía de Propatria – Agua Salud (PRO – SAL) por ambas vías, mostrando entre los

dos, una contribución al riesgo superior al 50 %, situación que define la prioridad en atención

de los mismos. En el mimo orden de ideas, producto de los resultados obtenidos, se procede a

mostrar a continuación un listado de jerarquización y Prioritización de cada uno de los

subsistemas que integran el tramo estudiado, así como los respectivos perfiles de riesgo

asociados a cada uno de los subsistemas que integran el tramo completo en estudio:

Cuadro Nº 14. Jerarquización de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY.


73

Cuadro Nº 15. Jerarquización de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY.


Figura Nº 45. Perfil de Riesgo de los Subsistemas que Integran el Tramo

ZM PRO – ZM HOY. Fuente: Elaboración Propia.

5.3.5. Contribución al Riesgo de los Componentes que Integran los Subsistemas del

Tramo ZM PRO – ZM HOY.

En esta etapa se determinó de manera cuantitativa la contribución al riesgo de cada uno de los

componentes que integran los tramos en estudio, con la finalidad de establecer claramente el

orden de prioridades en cuanto atención se refiere y así de esta manera poder establecer las

bases para definir las acciones a ejecutar para mitigar el riego total o general del tramo ZM

PRO – ZM SAL. En este mismo sentido se destaca que producto de los resultados mostrados

74

se genera una lista global de prioridades o jerarquías de atención por subsistemas, tal y como

se muestra a continuación:

Cuadro Nº 16. Contribución al Riesgo de los Componentes de los Subsistemas que Integran el Tramo ZM PRO – ZM HOY.


Figura Nº 46. Contribución al Riesgo de los Componentes que Integran los Subsistemas

del Tramo ZM PRO – ZM HOY un lapso de 1825 Días. Fuente: Elaboración Propia.

75

En los resultados mostrados anteriormente se puede observar de manera específica la

contribución particular al riesgo de cada uno de los componentes que integran los subsistemas

estudiados, obteniendo con esto una prioritización inicial, referida a los componentes dentro

de cada tramo evaluado. Ahora es importante destacar la contribución general de cada uno de

estos componentes en función al riesgo total del sistema ensayado (Tramo ZM PRO – ZM

HOY), para así lograr establecer de manera precisa el efecto de cada componente

perteneciente a cada tramo, sobre el riesgo total calculado, para así fundar un criterio global de

prioritización en función a la criticidad individual de cada elemento. En función a lo antes

expuesto se presenta el siguiente cuadro:

Cuadro Nº 17. Contribución al Riesgo de los Elementos que Integran los Subsistemas del Tramo ZM PRO – ZM HOY.


En el cuadro mostrado anteriormente se puede observar de manera precisa la contribución al

riesgo global de cada componente o elemento de vía pertenecientes a cada uno de los

subsistemas Tramo de Vía Estudiado (ZM PRO – ZM HOY), en tal sentido se puede observar

que en dicho cuadro se muestra una prioritización general en cuanto a atención de fallas se

76

refiere, con la finalidad de definir y listar una serie de acciones que sirvan de vehículo o base

para la mitigación de los riesgo asociados a cada elemento, de la manera mas factible, rentable

y efectiva posible. En función a lo antes expuesto, se presenta a continuación una lista de

prioridades en función a la criticidad determinada:

Cuadro Nº 18. Jerarquización de los Elementos que Integran los Subsistemas del Tramo

ZM PRO – ZM HOY.


77

5.4. Análisis de Sensibilidad del Estudio de Riesgo Aplicado al Sistema de Vías Férreas

de la C.A. METRO DE CARACAS.

Esta fase del proyecto es de suma importancia, ya que derivado de los resultados obtenidos del

Análisis de Sensibilidad del Estudio de Riesgo, se podrá determinar cual o cuales de las

variables manejadas en el transcurso de la evaluación, introduce mayor incertidumbre al

calculo y por ende pueda arrojar recomendaciones de profundización de estudios particulares o

determinar la absoluta consistencia del modelo planteado. Ahora bien, es importante señalar el

hecho, de que durante el proceso de cuantificación del riesgo asociado al mantenimiento de las

vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, se manejaron variables como los minutos de

atraso o perturbaciones proyectadas en el sistemas en operación comercial, producto de la

aparición de algún evento de falla en un determinado componente del un tramo de vía

especifico que integra el sistema tomado como referencia o base para el estudio, delimitado

entre La Zona de Maniobras de Propatria Adelante y La Zona de Maniobras de la Hoyada,

destacando el hecho de que este evento de falla se encuentra asociado a un tiempo medio de

reparación. Así mismo se tomó como referencia para dicho estudio, el número de usuarios

promedio por minuto que circula o se transporta entre cada uno de los tramos de vía señalados,

con la finalidad de llegar a un desenlace de riesgo calculado y proyectado en cantidad de

usuarios afectados producto de algún retraso en el sistema. En tal sentido y en función a lo

antes expuesto se realizó el análisis de sensibilidad de la evaluación de riesgo aplicada al

tramo de vía ubicado entre la ZM PRO Y ZM HOY, obteniendo los resultados mostrados a

continuación:

78

Figura Nº 47. Análisis de Sensibilidad de la Evaluación de Riesgo del Sistema de Vías

Férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, Tramo ZM PRO – ZM HOY. Fuente: Elaboración Propia.

En el resultado mostrado en la figura anterior se puede observar claramente el efecto o la

incertidumbre que se introduce al calculo, por efecto de cada una de las variables de base para

la determinación y proyección del riesgo asociado al sistema evaluado, en tal sentido se puede

interpretar de la misma, que las variables que generan mayor incertidumbre, corresponde al

numero de usuarios que circula en cada uno de los tramos que integran la totalidad del

sistema, situación que claramente se debe a la variación en el flujo de usuarios, tanto en el

transcurso de la semana, por el hecho de ser el domingo un día feriado, como en el transcurso

del año producto de las fechas festivas y vacaciones escolares, en donde se reduce de manera

significativa el numero de pasajeros. Así mismo se puede observar que las variables de

minutos de atraso proyectados para un tiempo de 5 años, no generan incertidumbre en la

proyección del riesgo, condición que de manera directa demuestra la consistencia y validación

79

del modelo diseñado para el cálculo y simulación del comportamiento del sistema en cuestión.

Es de destacar el hecho que las variables de minutos de atraso representan la posible

perturbación proyectada para el sistema evaluado producto de un evento de falla, tal y como

fuese explicado anteriormente.

5.5. Propuesta de Acciones de Mitigación de Riesgo.

ciones que servirán como un marco

la

inotermicas.

edios Cambios, Corazones de

o ralte y Flecha, Parámetros de Curva

o aniobra.

ltura) con equipamiento láser.

rencial del equipo señalado

En el desarrollo de esta fase se definirán una serie de ac

referencial de recomendaciones de acciones técnicas a ser ejecutadas con la finalidad de

mitigar el riesgo proyectado y en tal sentido, llevarlo a su mínima expresión. Dado el

argumento expuesto, se presentan a continuación una serie de recomendaciones técnicas:

• Adquisición de un vehículo ferroviario autopropulsado y autónomo para

auscultación de la vía férrea, con capacidad de realizar las siguientes actividades:

o Ultrasonido de rieles UIC 54.

o Ultrasonido de rieles UIC 50.

o Ultrasonido de soldaduras alum

o Ultrasonido de Zonas de Maniobra (M

Cruzamiento y Corazones de Travesía).

Control geométrico de vía (Trocha, Pe

Vertical) con equipamiento láser.

Control geométrico de zonas de m

o Control geométrico de 3° riel (Distancia y A

o Control de Fijaciones y Durmientes (Fijaciones Rotas, Travelaje).

o Separación de topes de riel en juntas mecánicas.

Es importante señalar el hecho de que el precio refe

oscila alrededor de cinco millones de dólares americanos (5,000,000.00 US$),

depreciables a un tiempo estimado de 20 años, destacando que la ejecución de

esta inversión se reflejaría directamente en la disminución del factor de riesgo

asociado al estudio y por ende en el impacto, en un orden mitigación de 52%

aproximadamente, debido a que atacaría de manera directa la aparición de fallas

imprevistas o sorpresivas, estableciendo así un sistema de monitoreo y control del

comportamiento de los elementos de vía, trabajando esto en función a la definición

80

y formalización de un mantenimiento tanto predictívo como detectívo en cuanto a

los parámetros antes signados.

cuación de las frecuencias de in• Ade spección y recorrido de vías en función a la

• de inspección con el vehículo de ultrasonido existente por

• Juntas Aislantes, según los parámetros

• iento del Sistema de Engrase de Vía, en función a

• ido de vía en función a los TPPF

detección visual de fisuras externas de la vía férreas, entendiendo por esto, rieles,

corazones de travesía y cruzamiento, medios cambios y fijaciones, según lo estimado

como tiempo de falla más crítico de cada tramo. Con lo cual se mitigaría de manera

parcial los aspectos mencionados en el ítem anterior, en un orden de un 15%

aproximadamente del total.

Definición de una frecuencia

tramos según los resultados expuestos en cuanto a tiempo de falla se refiere,

recomendando inicialmente el establecimiento de una frecuencia baja con el fin de

establecer una condición de monitoreo de la vía férrea, y en tal sentido lograr perfilar

las tendencias de propagación de grietas internas que desencadenan en roturas de riel,

por tramos específicos de vía, a razón de determinar con exactitud el tiempo mínimo

de intervención en el momento d detección de un fenómeno como estos. Es de destacar

que con esta acción se mitigaría parcialmente el aspecto referido en el primer ítem, en

un orden de 30% aproximadamente del total.

Ajuste de la frecuencia de mantenimiento de

definidos en cuanto a Tiempos Promedios Para la Falla (TPPF) de cada tramo o

sección de vía especifico, con lo cual se obtendría un porcentaje de mitigación de

riesgo aproximado de 21% del total proyectado, tomando como base para justificar

el ajuste de frecuencias de mantenimiento el alto impacto que representa la presencia

de una falla en este elemento de vía.

Ajuste de la Frecuencia de Mantenim

los parámetros definidos de TPPF, de cada tramo o sección de vía especifico, tomando

también como referencia la evaluación de los casos tanto de exceso como déficit de

grasa en el sistema, con lo que se lograría un porcentaje de mitigación del riesgo

aproximadamente de 7,5% del total proyectado.

Adecuación de la frecuencia de inspección y recorr

definidos tanto para las Juntas Mecánicas, como para los durmientes, de cada tramo

81

especifico, con lo cual se obtendría un porcentaje de mitigación de riesgo

aproximadamente de 6,3% del total proyectado.

• Inclusión de una actividad de mantenimiento referida al control y chequeo de capotas

de tercer riel, en función al TPPF definido para tercer riel en cada tramo especifico,

debido a que, a pesar de ser muy pocos eventos de falla referidos a desprendimientos

de capotas, se puede observar que los mismos generan un impacto considerable en la

prestación del servicio comercial. En tal sentido con la implementación de esta

actividad se obtendría un porcentaje de mitigación de riesgo aproximadamente de

4,7% del total de riesgo proyectado.

• Adecuación de la frecuencia de Compactación Pesada en Vía a Nivel, en función al

TPPF definido para la plataforma de balasto de cada tramo en particular, con lo cual se

lograría aproximadamente un porcentaje de mitigación del riesgo de 3,2% del

total proyectado.

• Adecuación de mantenimiento de los motores de los aparatos de vía, en función al

TPPF definido para ellos en cada zona de maniobra especifica, con lo cual se lograría

aproximadamente un porcentaje de mitigación del riesgo de 3% del total

proyectado

• Adecuación de la frecuencia de mantenimiento de los Aparatos o Juntas de Dilatación,

en función al TPPF definido para ellos en cada tramo particular, con lo cual se

lograría aproximadamente un porcentaje de mitigación del riesgo de 1,3% del

total proyectado.

Es de vital importancia, llevar a cabo todos los trámites logísticos respectivos en función a

garantizar todos los insumos mínimos necesarios, a manera de avalar el éxito de la estrategia

planteada en cuanto al mantenimiento se refiere, a fines de optimizar de igual manera los

parámetros de Mantenibilidad asociados al proceso y obtener como resultado final una gestión

orientada a la mitigación real del riesgo definido como perturbación de usuarios asociado al

sistema que involucra su jurisdicción.

82

CAPITULO VI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

6.1. CONCLUSIONES

Una vez realizadas las actividades definidas y planificadas como medio para el alcance de los

objetivos planteados, y basado en la evaluación e interpretación de los resultados obtenidos,

enfocados hacia la definición de un modelo de gestión integral de mantenimiento basado en

riesgo para las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, se puede concluir que se

alcanzaron los objetivos planteados en base a lo siguiente:

• Se analizó y evaluó el sistema de vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, a

través de la recolección de información o data correspondiente a las fallas y

reparaciones de un tramo de vía comprendido entre La Zona de Maniobras de Propatria

Adelante y La Zona de Maniobras de la Hoyada. Logrando así determinar y proyectar

el status de las mismas para un tiempo definido de cinco años, a través de la corrida de

un Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM), obteniendo con

este los respectivos perfiles de disponibilidad y confiabilidad que definen o describen

el tramo de vía evaluado, así como cada uno los subsistemas en los cuales se dividió el

mismo. En el mismo orden de ideas, se destaca que también se definieron los Tiempos

Promedios Para la Falla (TPPF) y los Tiempos Promedios Para Reparar (TPPR) de

todos y cada uno de los componentes que integran cada sub-tramo estudiado, los cuales

son herramienta clave para la definición de tareas y determinación de frecuencias

optimas de mantenimiento, en donde es de suma importancia hacer énfasis en aquellos

elementos cuyas contribuciones al riesgo producto de su rata de fallas e impacto en el

proceso son considerados de atención prioritaria, tales como por ejemplo los casos de

fallas de rieles en el tramo PRO – SAL V1 en donde se obtiene que este contribuye de

manera global con un 14% del riesgo total proyectado para el tramo completo en

83

evaluación, así mismo para el caso de la juntas aislantes del tramo PRO – SAL V2, las

cuales contribuyen con un 10% del total proyectado, y así suvesivamente.

• Se definieron claramente las pautas necesarias para el diseño de un plan de inspección

basado en riesgo, tales como acciones de mitigación, ajustadas a las necesidades

actuales de las vías férreas, en función a la valoración cuantitativa del riesgo asociado a

los eventos de falla de cada uno de los componentes estudiados, tomando como

referencia su respectiva contribución al riesgo individual previamente evaluado. Así

mismo se destaca que se estableció una matriz de criticidad entre cada uno de los

tramos evaluados, determinándose en este sentido un orden de prioridad que va desde

un 28% de contribución al riesgo en el tramo PRO – SAL V2, seguido de un 23% de

contribución para el tramo PRO – SAL V1, un 15% para la Zona de Maniobras de

Propatria, un 13% para la Zona de Maniobras de la Hoyada, 11% para el tramo SAL –

HOY V1, 6% para el tramo SAL – HOY V2 y por último un 4% para la Zona de

Maniobras de Propatria, logrando visualizar con esta información el ábaco de

prioridades de atención en cuanto afectación se refiere, complementado con la

información particular de cada tramo en especifico.

• Se definieron los parámetros para la optimización de las frecuencias de mantenimiento

de las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, en función a todos y cada uno

de los Tiempos Promedios Para Fallar (TPPF) definidos para los componentes que

integran los tramos de vías evaluados y la condición de criticidad de los mismos, en

cuanto a su contribución al riesgo se refiere, dado que de este se desprende el impacto

que representa ante la prestación del servicio comercial.

• Se optimizaron los parámetros técnicos, empleados para la designación y distribución

de recursos, tomando como referencia los parámetros descritos en el ítem anterior, en

cuanto a la criticidad se refiere.

• Como propuesta principal del proyecto, se concluye en la factibilidad de adquisición

de un vehículo de auscultación de vías férreas, como medio principal y mas importante

84

en el proceso de mitigación del riesgo asociado a la evaluación descrita, definiendo

consigo un 52% de reducción del impacto determinado.

• Como punto final en esta disertación no se pude dejar de mencionar, que se definieron

de manera general y especifica los parámetros necesarios y vitales para el desarrollo de

una gestión integral del mantenimiento de las vías férreas basado en riesgo,

desarrollando así una herramienta importante y básica para la sustentabilidad técnica

de la toma de decisiones, enfocándose en tal sentido al desarrollo de una herramienta

clave y vital para proyección de un mejor control del comportamiento y enfocada a la

minimización del impacto a través de la definición de estrategias especificas y

exactamente dirigidas.

6.2. RECOMENDACIONES

Una vez realizadas las actividades definidas y planificadas como medio para el alcance de los

objetivos planteados, y basado en la evaluación e interpretación de los resultados obtenidos,

enfocados hacia la definición de un modelo de gestión integral de mantenimiento basado en

riesgo para las vías férreas de la C.A. METRO DE CARACAS, se recomienda lo siguiente:

• La adquisición de un Vehículo de auscultación de vías férreas, según la descripción

expuesta en el desarrollo del trabajo, en pro de mitigar le riesgo en las proporciones y

medidas definidas.

• Definición de una política de monitoreo de la condición, al menos inicialmente en el

aspecto referente a rotura de rieles, por el hecho de que el fenómeno se origina a partir

de una grieta interna, la cual posee características y parámetros propios a través de los

cuales se puede determinar la velocidad de propagación de las mismas, y en tal sentido

poder definir de manera real las políticas de intervención.

• Realizar un Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad, para el resto

del sistema metro, con la finalidad de generar las premisas necesarias para la correcta

85

definición de la totalidad del plan de mantenimiento de las vías férreas de la C.A.

METRO DE CARACAS, en cuanto a actividades y frecuencias de ejecución se refiere.

• Dar continuidad en la profundización de esta investigación, en aras de definir de

manera trazable, el inventario mínimo de insumos requeridos para la ejecución de las

tareas que se desprenden de las acciones de mitigación expuestas, asi como de las

tareas desprendidas de las actividades de inspección propuestas, en donde se puede

tomar como referencia tos Tiempos Promedios Para la Falla, descritos por todos y cada

uno de los componentes evaluados en función a su entorno funcional y operacional.

• Adoptar las practicas de mantenimiento basado en riesgo, empleando este como un

análisis de criticidad de carácter cuantitativo, en donde se prioritizan las acciones en

función al impacto que representa cada una de ellas.

86

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88

ANEXO 1. MEMENTO TECNICO DE VIAS FERREAS.

115

ANEXO 2. PROCEDIMIENTO DE ATAQUE DE FALLAS Y EMERGENCIAS

125

ANEXO 3. PLANOS UNIFILARES DE LA VÍA FÉRREAS DE LA C.A. METRO DE CARACAS

126

126

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