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IMPORTANCIA DE LA JERARQUIZACION DE EQUIPOS CRITICOS Y REPUESTOS
ASOCIADOS EN LA GESTION DE ACTIVOS YPF (Yacimientos Petrolíferos Fiscales)
Ruta A88 Km.19 X5125BTN – 54.351.5541000 Int. 23230
E-mail: [email protected] – [email protected]
Córdoba-Argentina
1
1. RESUMEN
La determinación de las acciones sobre los
equipos críticos se vuelve necesaria para las
plantas industriales, por las implicaciones de
sobrecosto, pérdida de producción e imagen
que produce un evento de fallo. Para lograr
confiabilidad, se deben jerarquizar los equipos
asociados a los procesos de producción, la cual
será determinada según el riesgo que implican
las fallas de estos equipos en aspectos como:
impacto a la producción, costo de reparación,
tiempo de reparación, tiempo de servicio, y las
implicaciones por impactos a terceros
(municipios, gremios, etc.).
Es necesario poseer un modelo simple que
permita identificar los equipos críticos, luego
determinar una estrategia de mantenimiento
precisa a cada uno de ellos proponiendo
cambios de estrategia o mejoras al plan de
mantenimiento actual, este modelo estará
alineado a la metodología conocida como
RCM (Reliability Centred Maintenance).
Para identificar los equipos críticos se realiza
un análisis de consecuencia y en un paso
siguiente evaluando la frecuencia de la falla
por su consecuencia determinamos el nivel de
confiabilidad del sistema.
El trabajo presentará un caso real de un
overhaul de una turbina a gas destinada a
bombear combustible a través de un poliducto
de 14”, y mostrar la consecuencia de una
deficiente gestión de inventario de repuestos
por no tener identificado la criticidad del
equipo. Se mostrará el trabajo de un equipo
multidisciplinario de operaciones, procesos y
mantenimiento para implementar los criterios
y la matriz de criticidad como metodología
aplicada. En otra etapa futura se analizará los modos de
fallas del equipo. Esto llevará a determinar
codificar y planificar los repuestos asociados
a los modos de fallos de la turbina de gas.
Al identificar los repuestos de equipos críticos
que debemos mantener en stock en nuestro
almacén, nos encontramos con un conflicto de
intereses:
-Desde el punto de vista técnico, cuantos más
repuestos tengamos en el almacén más
aseguraremos una rápida reparación y una alta
disponibilidad de equipos.
-Desde el punto de vista económico financiero,
cuantas más piezas haya almacenadas, mayor
será el capital inmovilizado que tendremos.
2. INTRODUCCIÓN
Durante las últimas décadas, el
mantenimiento ha ido evolucionando, quizás
más que cualquier disciplina de gestión
gerencial. Estos cambios se deben al enorme
aumento, en cantidad y en variedad de activos
físicos en la industria que deben ser
mantenidos alrededor del mundo. Ante este
panorama, los principios de la Gestión de
Activos basada en “Confiabilidad Operativa”
representa la única vía efectiva para enfrentar
estos retos constantes a la cual están
sometidas las empresas.
Fig. 1: Evolución del Mantenimiento
El Mantenimiento debe responder a
situaciones cambiantes, creciente toma de
conciencia para evaluar fallas en los equipos
que puedan afectar el Medioambiente y a la
1 Generación
2 Generación
3 Generación
4 Generación
5 Generación
Fordismo
• Terotecnología o Ingeniería de
Mantenimiento.
• Estudio y gestión de la vida de
un activo.
• Prácticas Gerenciales.
• Prácticas Financieras.
• Prácticas de Ingeniería.
• Prácticas de Logística.
5 Generación
2010 s
Toyotismo
2
Seguridad, y la presión de alcanzar una alta
disponibilidad con bajos costos.
Estos cambios llevan al límite las actitudes y
habilidades de los profesionales adoptando
maneras nuevas de pensar y utilizar nuevas
técnicas de gestión.
En la evolución del mantenimiento industrial
aparece en la última década la Ingeniería de
Mantenimiento, Ingeniería de Confiabilidad o
Terotecnología, es un nuevo concepto que
relaciona tecnología, técnicas económicas y
gerenciales para incrementar la fiabilidad y
optimización de los recursos en el
mantenimiento como objetivo.
La meta es garantizar este objetivo, es decir,
llevar al mantenimiento a un Mantenimiento
Clase Mundial usando la Terotecnología. Para
esto se dispone de una serie de herramientas y
técnicas que nos ayuden a lograrlo, una de
ellas es el RCM (Reliability Centred
Maintenance), que insta a consolidar un nivel
alto de gestión, buscando confiabilidad,
durabilidad, bajos costos, mantenibilidad,
analizando consecuencias de fallas y su
impacto en diferentes fases del ciclo de vida
de los activos. Esta metodología promueve:
✓ Aprender a conocer el funcionamiento
de los equipos y sistemas
✓ Analizar todas las posibilidades de
fallo de un sistema y desarrollar
mecanismos que traten de evitarlos.
✓ Determinar acciones que permiten
garantizar una alta disponibilidad de la
planta.
✓ Mejoras técnicas
✓ Determinación del stock de repuesto
que es deseable para afrontar con
eficacia el mantenimiento preventivo
avanzado.
El establecer la criticidad de equipos habilita
una necesidad de trabajar con un enfoque
multidisciplinario y multifuncional para poder
obtener el máximo valor en la gestión de los
activos, determinando la criticidad de los
activos o equipos en cada planta, mejorar y
actualizar los planes de mantenimiento
preventivos, y trabajar de la mano de la
gestión de almacenes para codificar,
planificar y garantizar los repuestos utilizados
en los planes de mantenimiento de cada
equipo crítico.
3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
DE BOMBEO
Los ductos son redes de tuberías
destinadas al transporte de hidrocarburos y
productos terminados. A diferencia de los
oleoductos convencionales, que transportan
solo petróleo crudo, los poliductos transportan
una gran variedad de combustibles procesados
en la refinería Kerosene, Naftas, Gas-Oil, JP1,
etc.; el transporte se realiza en baches1.
Fig. 2: Mapa Logístico de Argentina
Argentina posee una infraestructura de más de
3.000 kilómetros de ductos que unen las
diferentes terminales o centros de
almacenamiento y distribución con las
refinerías, a través de los cuales se transporta
aproximadamente 19.000 m3 por día de
diferentes productos terminados. Para esto se
[1] Bach: Paquete sucesivos de distintos productos terminado.
3
utilizan estaciones de bombeo que incrementa
la energía para que el producto venza la
altimetría de la traza del ducto hasta destino
final.
Fig. 3: Altimetría del Ducto VM-MC
Estación de Bombeo
Son estaciones o sistemas que elevan el nivel
energético de un fluido en este caso la presión
a un nivel mayor, esto se logra con bombas
movilizadas por motores eléctricos o turbinas
a gas.
Fig. 4: Zona Bombeo Turbinas poliducto
La estación de bombeo está formada por:
✓ Equipo de bombeo (1.000HP)
✓ Bomba de refuerzo o Booster
✓ Detección de interfases de
aproximación
✓ Sistema de medición
✓ Sistema de alivio
✓ Sistema de lanzamiento y recepcion de
scrapper
✓ Manifoul y válvulas
✓ Equipos auxiliares
Las mismas impulsan el hidrocarburo2. en
forma de Bach por el poliducto tomando el
formato aproximado como indica la siguiente
imagen. Estos Bach o remesas pueden andar
en el orden entre 5.000 y 10.000 m3 estándar
para optimizar el proceso.
Fig. 5: Secuencia representativa de Baches en poliducto
4. DESCRIPCIÓN CASO REAL DE
ESTUDIO
En una reparación (Overhaul) de turbina a
gas Solar Saturn 10, se decidió reemplazar
varias piezas de la misma, una de ellas el
disco o directriz estática de la turbina de
potencia de una turbina a gas de eje partido.
Fig. 6: Posición de pieza errónea.
La turbina de gas, como cualquier equipo
dinámico de potencia, requiere un programa
de inspecciones preventivas periódicas, con la
reparación y sustitución de piezas, para
obtener la máxima disponibilidad, fiabilidad y
función.
Una vez montado todos sus elementos
internos y realizado el equilibrado del
conjunto (aprox. 3 semanas de trabajo), se
realiza el montaje y alineado con la reductora
y bomba.
En el momento de PEM la turbina realiza
secuencia de arranque normalmente, pero al
incrementarse la velocidad (por encima del
60%), se observa que la turbina de potencia
(eje partido) no gira. Luego al constatar que la
turbina de potencia con la reductora y bomba
[2] NS: Nafta Super/NP: Nafta Premium/GOA: Gasoil
Automotor
4
no está gripada (giraba libremente), se decide
desmontar la turbina para su verificación.
5. CONSECUENCIAS
Luego del desmontaje se observa que los
álabes móviles de la turbina de potencia están
coloreados por exceso de temperatura.
Constatando que el no funcionamiento de la
turbina de potencia se debía al montaje de un
disco de directriz no diseñado para esa
máquina ya que el ángulo de los alabes era
inverso al giro de la turbina. La pieza era
igual solo cambiaba el ángulo de los álabes,
derivando el flujo de gases caliente en otra
dirección, no permitiendo que los gases
fluyan en su camino normal, provocando
exceso de temperatura en el sector de
potencia.
Fig. 7: Sobrecalentamientos de álabes móviles
Al dirigirse al almacén a verificar las piezas
se encontró que dentro del mismo código de
repuesto existían dos Serial Number distintos
con una diferencia en la designación del
grupo, uno era grupo C2 y el otro C3.
Fig. 8: Serial Number de la pieza
Aparentemente estas piezas difieren según máquinas que giran en sentido
horario y otras antihorario.
Fig. 9: Vista de la diferencia de diseño en las directrices
6. PROCESO DE
JERARQUIZACIÓN
Las técnicas de análisis de criticidad son
herramientas que permiten jerarquizar e
identificar por su importancia los activos de
una instalación sobre los cuales vale la pena
dirigir recursos (humanos, económicos y
tecnológicos). En otras palabras, el proceso
de análisis de criticidad ayuda a determinar
la importancia y las consecuencias de los
eventos potenciales de fallos de los sistemas
de producción dentro del contexto
operacional en el cual se desempeñan3.
Para determinar el nivel de confiabilidad de
un sistema o equipo podemos utilizar una
matriz predeterminando criterios en función
de la frecuencia de fallo.
Fig. 10: Determinación de matriz de criterios de frecuencia de fallos
Luego definimos los criterios de consecuencia
adaptando el tipo de unidad funcional de la
[3] Métodos de Análisis de Criticidad y Jerarquización de
Activos- Carlos Parra Márquez y Adolfo Crespo Márquez, INGEMAN-
2012
CategoríaN° de fallas
(Años)Interpretación
5 x>52 Una falla semanal
4 13<x≤52 Una falla mensual
3 2<x≤12 Entre 1 y 2 fallas por año
2 1≤x<2 Una falla entre 2 y 5 años
1 x>1 Una falla en más de 5 Años
(Ff) FRECUENCIA
5
industria a la cual estamos realizando la
jerarquización.
Fig. 11: Determinación de matriz de criterios de consecuencia
En la matriz un eje representa la frecuencia de
fallas y en el otro los impactos o
consecuencias en los cuales incurrirá la unidad
o equipo en estudio si le ocurre una falla.
Fig. 12: Análisis de criticidad y estudio RCM
La matriz tiene un código de colores que
permite identificar la mayor, media o menor
criticidad (o confiabilidad) de la instalación,
sistema o equipo bajo análisis.
Pasos del análisis de criticidad
1° Definir el nivel de análisis
Se deberán definir los niveles en donde se
efectuará el análisis: instalación, sistema,
equipo o elemento, de acuerdo con los
requerimientos o necesidades de jerarquización
de activos:
2°: Definir criterios
La estimación de la frecuencia de falla y el
impacto total o consecuencia de las fallas se
realiza utilizando criterios y rangos
preestablecidos utilizando para su creación un
equipo multidisciplinarios de cada
especialidad (programadores, procesistas,
operadores, analistas de mantenimiento).
3° (A): Jerarquización de criticidad
Para determinar el nivel de confiabilidad de
una instalación, sistema, equipo o elemento se
debe emplear la fórmula:
El resultado obtenido de la frecuencia de
ocurrencia por el impacto permite determinar
cuan confiable es mi sistema. El cuál es el
objetivo de la aplicación de la metodología en
este trabajo.
La valoración del nivel de confiabilidad y la
identificación de los activos más críticos
permitirá orientar los recursos y esfuerzos a
las áreas que más lo ameriten aplicando
mejores técnicas para bajar la frecuencia de
fallas del sistema.
Fig. 13: Análisis de criticidad y estudio RCM
Cuando en la evaluación de un sistema
obtenemos frecuencias de ocurrencias altas,
las acciones recomendadas para llevar el nivel
de confiabilidad a un valor más tolerable
deben orientarse a reducir la frecuencia de
ocurrencia del evento. Si el nivel de
confiabilidad se debe a valores altos en alguna
de las categorías de consecuencias, las
acciones deben orientarse a mitigar los
impactos que el evento (modo de falla o falla
funcional) puede generar.
Categoría(TR) Tiempo de
Reparación (Dias)
(TO) Tiempo de
Operación mensual
(Días)
(IP) Impacto
Producción del
Sistema (%)
(CR) Costo
Reparación
(USD)
(IT) Impacto de
Terceros
5 > 90 30 entre 76% - 100% > 50kBloqueo total de
Planta
4 entre 31-90 entre 16-29 entre 51% - 75% entre 10k-50k
Reclamo a
Laborales /
Institucionales
3 entre 16-30 entre 6-15 entre 26% - 50% entre 5k -10kBloqueo parcial de
Planta
2 entre 1-15 entre 1-5 entre 1% - 25% entre 1k -5k Reclamo a Planta
1 < 1 < 1 0% <1.000Sin Bloqueo de
Planta
(Im) IMPACTO
CRITICIDAD = Frecuencia de Falla * Consecuencia
6
3° (B): Determinar equipos críticos.
Para completar la metodología, sin utilizar la
frecuencia de fallo del equipo, utilizaremos
únicamente la matriz de criterios de
consecuencia (Fig:11) para determinar si un
equipo es crítico o no en función de 5 tipos de
impacto.
Fig. 14: Niveles de criticidad establecidos de EQ
4° Paso: Determinar los repuestos críticos
(RC).
Luego de definidos los EC y su estrategia de
mantenimiento debemos definir los RC,
deben relevarse todos los ítems y
codificaciones existentes en el almacén de
estos equipos. También la planificación de
compras de estos repuestos para establecer si
los tiempos de compra y entrega del almacén
son acordes a la estrategia de mantenimiento
definida.
Fig. 15: Tabla de ejemplo
7. ANÁLISIS DEL PLAN ACTUAL
DE MANTENIMIENTO Y SUS
MEJORAS
La determinación de cualquier política a
aplicar es lo que se denomina Estrategia de
Mantenimiento. Una estrategia es la decisión
que adoptan los responsables de la gestión de
una planta para dirigir su mantenimiento,
haciendo que un grupo de tareas sea la base
de la actividad de mantenimiento.
Así, existen al menos cinco estrategias de
mantenimiento:
Estrategia correctiva (reactiva), en la que la
reparación tras la avería o falla es la base del
mantenimiento.
Estrategia sistemática (preventiva), en la que
el mantenimiento se basa en la realización de
una serie de intervenciones programadas a lo
largo del ciclo de vida del activo, antes de la
falla.
Estrategia Predictiva, donde se utilizan
nuevas técnicas o tecnologías para la
detección de las anomalías. Si se puede
encontrar evidencia de que algo está en las
primeras etapas de la falla, es posible tomar
medidas para evitar que falle por completo
y/o para evitar las consecuencias de la falla.
Estrategia Modificativa o de alta
disponibilidad y fiabilidad, en la que no solo
se confía en una buena reparación de la
instalación, sino también a la realización de
tareas de mejoras técnicas.
Estrategia condicional, es la realización de
determinadas observaciones, monitoreos y
pruebas la que dirige la actividad de
mantenimiento.
En este caso se decidió seguir con una
estrategia preventiva avanzada, mejorado los
planes de mantenimiento de las turbinas,
profundizando la gestión en los repuestos
críticos para realizar dichos planes y
garantizar la rápida respuesta.
8. ACCIONES EN EL INVENTARIO
DE REPUESTOS CRÍTICOS DE
LA TURBINA
Las acciones tomadas están enfocadas en
dos sentidos:
5 25
4 20
3 15
2 10
1 5
Proceso Sistema/ Equipo Fr TR TO IP CR IT ImConfiabilidad
Sistema
Equipo
Crítico
Tks 1 5 5 2 3 1 16
Sello 5 5 5 5 5 25
Válvula P/V 2 3 3 3 2 13
Válvula Pluvial 1 1 1 1 5 9
Sistema de sobrellenado 3 1 5 2 1 1 10
ANALISIS DE CRITICIDAD DE EQUIPOS
Operatividad de
Tanques
5 25
4 20
3 15
2 10
1 5
7
1. Auditar y Optimizar las actuales
existencias, trabajando para retirar las
piezas que no correspondan a este tipo
de modelo de turbina o tecnología.
2. Ajustar los parámetros (planificación)
de compras, cantidades óptimas,
puntos de reposición, stock de
seguridad, etc. Originados por el
cambio de estrategia o actualización
de planes de mantenimiento
preventivos.
En el primer caso, para realizar un trabajo
efectivo se requirió tener la lista de partes de
la turbina y realizar una auditoría de almacén
verificando las piezas existentes y su estado
físico o de obsolescencia, además de verificar
la existencia en el sistema o maestro de
materiales. De no estar en el sistema se
procede a codificar e ingresar al almacén.
Para el segundo caso, donde lo que se busca
es obtener el valor de los nuevos parámetros,
se trabajará con la codificación y
planificación de los repuestos definidos en el
plan de mantenimiento preventivo.
9. RESUMEN Y CONCLUSIÓN
El objetivo principal de toda área de
mantenimiento es garantizar la disponibilidad
y confiabilidad de los activos físicos de la
instalación, disminuyendo los tiempos de
parada por falla y los de parada por
mantenimiento planificado (paradas de
planta).
Esto implica altos niveles de planificación, no
solo de las tareas de mantenimiento, sino de
la disponibilidad y accesibilidad a todas las
piezas, partes y repuestos críticos necesarios
para su ejecución efectiva.
El análisis de confiabilidad y criticidad de
equipos es una técnica de fácil manejo y
comprensión en el cual se establecen rangos y
criterios relativos para representar las
probabilidades y/o frecuencias de ocurrencia
de eventos y sus consecuencias. Ambas
magnitudes; frecuencias e impacto; se llevan
a un matriz que tiene un código de colores
que denotan un menor o mayor nivel de
confiabilidad de cada instalación, sistema y
equipo bajo análisis.
En un segundo paso utilizando la matriz de
impacto solamente, para no afectar la criticidad
del equipo a la frecuencia de fallo, con sus 5
ítems determinamos la criticidad de los equipos
para O&M4. A partir de aquí se analizan los
modos de fallos de la turbina para dirigir los
recursos hacia la realización de una estrategia
de mantenimiento preventivo avanzado.
Como último paso se procede a una Gestión
efectiva de inventarios de repuestos de la
turbina realizando una auditoria de inventario
avanzado de repuestos de la máquina,
encontrando piezas que no estaban
codificadas ni ingresadas en el sistema del
almacén o maestro de materiales.
De aquí se obtienen al menos dos ventajas
significativas:
1°- Una más adecuada gestión de los
repuestos necesarios en almacén junto a un
mayor control de los tiempos desde que se
produce la avería hasta que la máquina vuelve
a estar en servicio, al quedar reflejados los
retrasos imputables a adquisición de
componentes que no estén en stock (4
semanas bombeando a bajo caudal, en este
caso).
2°- La posibilidad de reevaluar los planes de
mantenimiento, si estos están actualizados y si
son efectivos con las nuevas tecnologías de
equipos instalados, derivando el esfuerzo de
los recursos del departamento de
mantenimiento a los equipos en criticidad
media y alta de nuestras instalaciones.
Aplicar metodologías para el mejoramiento
del plan de mantenimiento como el RCM,
entre otras y optimizar la operación con la
aplicación de tecnologías de punta permite
una Confiabilidad Operacional más estable
y segura. Además de ayudar a
mantenimiento, ayuda a la gestión del
almacén5.
[4] O&M: Operaciones y mantenimiento [5] Gestión del inventario de repuestos -Daniel Ortiz Plata,
Pag.137.
8
REFERENCIAS
[1] TARAR Mariam Altaf. - “Study Reliability
Centered Maintenance (RCM) Of Rotating
Equipment Through Predictive
Maintenance”, IJIERD, 2014.
[2] PARRA Carlos - “Modelo integral de
Gestión del Mantenimiento”- SMRP
Simposio, 2019.
[3] MOUBRAY John - “RCMII Mantenimiento
Basado en Confiabilidad”, 2000.
[4] VEGA Mauricio, “Trilema del RCM”,
Articulo LinkedIn, 2020.
[5] CRESPO A. - “Criticality Analysis for
improving maintenance, felling and pruning
cycles in power lines- IFAC, 2018.
[6] PALENCIA, Oliverio – “Gestión Integral de
Mantenimiento Basado en Confiabilidad” –
GMC, 2007.
[7] ORTIZ PLATA Daniel - “Gestión del
Inventario de Repuestos” – 2016.
[8] PARRA Carlos - “Repuestos Centrados en
Confiabilidad (RCC)”, INGEMAN, 2011.
[9] CARRANZA José Luis - “Análisis de
criticidad y estudio RCM del Equipo de
Máxima Criticidad de una Planta
Desmotadora de Algodón”, ETSI, 2013.
[10] PARRA Márquez Carlos & Adolfo Crespo
Márquez - “Técnicas de Auditoría aplicadas
en los procesos de Gestión del
Mantenimiento y de la Confiabilidad”,
INGECON- 2017
[11] VEGA Mauricio - “Informe General
Reparación Mayor TB3 Solar Saturno 1001”,
YPF, 2019.
MAURICIO ANÍBAL ALEJANDRO VEGA
Ingeniero Electromecánico en la Universidad Nacional de Córdoba, con un MBA en la
Universidad Católica de Córdoba y dos posgrados en Dirección de Proyecto y Gestión Gerencial
en el ITBA. 19 años de experiencia laboral en la industria Oíl and Gas e Investigación de
materiales en Francia, Argentina y España.
Tengo experiencia en Mantenimiento en plantas petroquímicas, Ingeniería (gestión de proyectos)
y Operaciones (Gestión de equipos) de plantas Logísticas.
Especialización en mantenimiento de plantas de cogeneración de ciclo combinado.
Profesor en la Escuela de negocios (ICDA), Universidad Católica de Córdoba, UTN e instructor
de cursos en América Latina (Argentina, Chile, Perú y México).
1. Nombre del autor: Mauricio Vega
2. Teléfono: +54.9351.3281543
3. Email: [email protected]
4. Dirección del Autor: Urquiza 95 – 12 B, (5000), Córdoba - Argentina