Revista Mantenimiento 91 by Blackberry&Cross

ISSN 1409-2980

PRECIO ¢2 000

Impacto de la tecnología en el mantenimiento (Segunda parte y ﬁnal)

Año 16, Nº 91 SETIEMBRE-OCTUBRE 2013

Recomendaciones para mantener motores almacenados

Técnicas de ﬁabilidad aplicadas en el análisis de costo del ciclo de vida (ACCV) de un activo industrial

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Publicación bimestral cuyo objetivo es vincular al profesional que se desempeña en el campo de la ingeniería de mantenimiento con los últimos avances tecnológicos y administrativos en su campo de acción, así como informarle de los nuevos productos y servicios que constantemente se mejoran y desarrollan.

Director Julio Carvajal Brenes Consejo Editorial Ignacio Del Valle Granados Marcela Guzmán Ovares Guillermo Marín Rosales Alberto Romero Rivas Mercadeo y Ventas Conexión Mantenimiento Tel. 2292-1179 alejandra@conexionmantenimiento.com Revista.pdf 1 10/04/13 13:53 revistamantenimiento@ice.co.cr Edición gráfica e impresión GRAFOS S.A. Tel.: 2551-8020 / Telefax: 2552-8261 E-mail: info@grafoslitografia.com

Índice 5

Con los lectores

Impacto de la tecnología en el mantenimiento (Segunda parte y final)

Recomendaciones para mantener motores almacenados

Forjador de nuevos talentos Ing. Oscar Monge suma 25 años ejerciendo con una pasión sin límites

Técnicas de fiabilidad aplicadas en el análisis de costo del ciclo de vida (ACCV) de un activo industrial Revisión de modelos básicos

IX Edición Premio ACIMA

En otra cosa… El samurái y el pescador

Mantenimiento es el vocero oficial del Comité Panamericano de Ingeniería de Mantenimiento (COPIMAN) y de la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA).

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Cualquier reproducción debe citar la fuente Los autores de los artículos o los entrevistados son los responsables de sus opiniones. Teléfono (506) 2292-1179

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Con los lectores

editorial

En esta oportunidad deseo hacer eco de tres actividades recientes en que ACIMA ha continuado demostrando su compromiso, como lo son: Premio ACIMA La edición IX del Premio ACIMA a las mejores prácticas de especialidad para optar al grado de Licenciatura en Ingeniería de Mantenimiento se llevó a cabo el pasado 27 de junio 2013, en el Auditorio Jorge Manuel Dengo, en el Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos (CFIA). En esta oportunidad los estudiantes que presentaron su trabajo fueron: • Alonso Alegre Bravo, con su proyecto “Transferencia tecnológica del mantenimiento autónomo en proyectos de electrificación rural por medio de micro centrales hidráulicas – Proyecto PURE”, trabajo realizado en la Fundación Solar de Guatemala. • Anthony Arguedas Fernández, cuyo trabajo fue el “Diseño de un sistema de filtrado en la línea de aire comprimido”, realizado en Bridgestone de Costa Rica. • El proyecto “Diseño electromecánico y recomendaciones para la instalación del sistema de refrigeración para un supermercado”, llevado a cabo en Grupo Interfrío, fue presentado por Ledmis Elizondo Cordero. • Alonso Ugalde Víquez, presentó su trabajo de graduación “Rediseño de stands usados durante el mantenimiento de colas de aviones”, efectuado en Coopesa. En este evento del ámbito estudiantil, el Jurado Calificador estuvo formado por los siguientes profesionales en Ingeniería de Mantenimiento: Francis Delgado Orozco, Francisco Paniagua Barquero, José Luis Castillo Pineda y Mario Montero Chacón, quienes dictaminaron como ganador el trabajo desarrollado por el señor Alonso Alegre Bravo. Entre las personas que hicieron uso de la palabra, estuvieron el Ministro de Ciencia y Tecnología, Ing. Alejandro Cruz Molina; el Presidente del CFIA, Ing. José Guillermo Marín; el Vicerrector de Docencia del TEC, Ing. Luis Paulino Méndez; el Presidente de ACIMA, Ing. Humberto Guzmán León; y el Director de la Escuela, Ing. Luis Gómez. También participaron, como representantes del sector empresarial, el Ing. Manuel Basterrechea de la Fundación Solar de Guatemala (vía Skype) y el Ing. César Bonilla, de Monaro Costa Rica. Ver fotos en página 20. Código Eléctrico Nacional Se trata de foros realizados en el ámbito profesional, ocupándonos de la divulgación de este documento y del esclarecimiento de dudas tanto a los profesionales agremiados al CITEC, como a los miembros de los otros colegios que conforman el CFIA. Hasta la fecha se han realizado estas actividades en San José, Jacó, Guápiles, Cartago, San Carlos, Guanacaste, Pérez Zeledón y Ciudad Neily. La participación total fue de 1003 participantes. Por parte de ACIMA, han hecho uso de la palabra en estos foros los ingenieros Humberto Guzmán, Randall Mora, Marcos González, César Monge, José Eduardo Arce, Javier Chacón, Olman Vargas, José Guillermo Marín, Rommel Cuevas, Dennis Mora (qdDg). Educación continuada Como forma de agradecer la participación de profesionales de ingeniería en los cursos que constantemente estamos llevando a cabo, se ha rifando entre los asistentes a cada capacitación el libro Mantenimiento Centrado en el Negocio, del reconocido escritor y conferencista internacional Ing. Lourival A. Tavares. A la fecha han resultado ganadores: Eliud Palavicini González, Henry Morales Fonseca, Hernán Henry Maxwell, José David Reyes Aguilera, Christian Arias Urpí y Diego Salazar Sandoval. Gracias por su compañía. Ing. Julio Carvajal Brenes Director

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Impacto de la tecnología en el mantenimiento (Segunda Parte y final)

Juan C. Hidalgo B., BSEE, MBA juan.carlos@termogram.com

Avances tecnológicos en equipos de monitoreo para maquinaria rotativa A. Análisis por vibraciones mecánicas El avance de los equipos para el monitoreo de vibraciones ha dado un salto importante desde sus inicios, con equipos analógicos como osciloscopios de tubos de rayos catódicos, a los modernos analizadores y colectores de datos portátiles con transformada rápida de Fourier (FFT).

Figura 1. Acelerómetro triaxial. Cortesía de Wilcoxon Research-MEGGITT.

1) Sistemas con cuatro canales con sensores triaxiales e inalámbricos Durante el análisis de vibraciones, el acertado diagnóstico de las fallas mecánicas en la maquinaria rotativa no solo depende de la habilidad del analista sino también de la calidad de los datos recolectados durante el barrido de la ruta. Hoy en día se emplean sensores triaxiales durante la ruta de análisis de vibraciones en la planta. Como su nombre lo sugiere un sensor triaxial es un sensor que incorpora tres sensores monoaxiales en una misma pieza. Los acelerómetros del sensor son orientados de modo que cada uno de ellos coincida con la dirección de los ejes de la máquina: axial, vertical y horizontal. Cada acelerómetro genera una señal eléctrica que es proporcional a la señal de vibración emitida por la máquina. Dentro de cada acelerómetro hay un cristal piezoeléctrico con una masa unida a él. Cuando el cristal piezoeléctrico es presionado este genera un impulso eléctrico. Un amplificador dentro del acelerómetro convierte la pequeña señal eléctrica en una fuerte señal de tensión que alimenta al colector de datos. De la configuración de este sensor se desprenden claras ventajas sobre la recolección tradicional de datos mediante sensores monoaxiales: • Una única localización de medición para tomar las tres direcciones de medición: estas son capturadas simultáneamente desde una única localización definida a conveniencia; esta característica es muy ventajosa en aquellas máquinas que por su instalación tienen posiciones de difícil acceso. • Medición simultánea en las tres direcciones: la captura simultánea de los tres espectros en cada dirección permite al analista hacer comparaciones válidas entre espectros, en iguales condiciones. • Reduce a un 60% el tiempo tradicional de medición: con los sensores tradicionales cada dirección es medida independientemente, contrario al caso del sensor triaxial, que captura simultáneamente las tres direcciones; esta característica permite un ahorro de tiempo de 60% por cada máquina, permitiéndole al inspector abarcar mayor cantidad de equipos durante la ruta. • Fiabilidad de la información: durante la medición, el sensor triaxial es atornillado temporalmente al motor, mediante una base metálica de

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bronce o acero inoxidable previamente adherida a él; esta característica permite garantizar que los datos son precisos, evitando la atenuación de las altas frecuencias de la señal; además, se garantiza la repetitividad en mediciones subsecuentes al medir exactamente sobre el mismo punto ya que la base permanece fija en el motor. Hoy en día se han desarrollado sistemas inalámbricos para asistir al especialista; entre sus ventajas están: • Son más seguros para el analista, porque la adquisición de datos es inalámbrica y permite alejarse de máquinas peligrosas mientras se toman los datos. • Algunos modelos tienen comandos por voz, lo que permite usar las manos para otras cosas.

Figura 13. TRIO, analizador de vibraciones de cuatro canales con WiFi y Bluetooth. Cortesía de AzimaDLI.

2) Software con diagnóstico automatizado Preparar un buen analista de vibraciones toma al menos tres años y la cantidad de información recolectada es bastante; su tiempo de procesamiento toma tiempo. Es por ello que se han desarrollado herramientas de apoyo al analista, no solo con reglas de decisión sino

con métodos sofisticados y algoritmos que detectan y diagnostican las fallas en una máquina, dando información del diagnóstico de la falla, su severidad y su prioridad para ser intervenida. Este software disponible en el mercado tiene capacidad de detectar cerca de 650 fallas con 4500 reglas únicas y procesar cientos de espectros de vibración en minutos. Además, asiste al analista, quien muchas veces solo se concentra en ver fallas de rodamientos o problemas a 1x ó 2x de la velocidad de rotación y pasa por alto otras fallas importantes. B. Alineación de ejes La desalineación es sin duda una de las causas principales de problemas en maquinaria. Diversos estudios han demostrado que un 50% de los problemas en maquinaria son causa de la desalineación y que un 90% de las máquinas corren fuera de las tolerancias de alineación permitidas. La verificación de alineación debería ser realizada de forma periódica, como si fuera otra técnica de MBC. Una máquina desalineada puede costar de un 20% a un 30% de tiempo de paro no programado, además de partes de repuesto, inventarios y consumo de energía. Corregir un problema de alineación identificado puede ser en extremo frustrante, si se tiene un sistema de alineación incapaz de determinar la verdadera condición de esta, u ofrece correcciones difíciles de ejecutar. Una correcta alineación nos dará los siguientes beneficios: • Reducción en las vibraciones • Ahorros de energía • Reducción en el desgaste de componentes asociados

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• Mayor capacidad de producción • Mayor calidad de producto Los sistemas mecánicos, como el nivel de precisión y palpadores, no son tan exactos y llevan a errores en la alineación. Los métodos con indicadores de carátula son más precisos, pero se necesita tener más conocimiento para usarlos y muchos técnicos cometen el error de no compensar por el pandeo de la barra o el efecto de la gravedad sobre los indicadores. El método de la Figura 15 es recomendado por API (American Petroleum Institute).

Figura 14. Flujo de un sistema de diagnóstico automatizado. Cortesía AzimaDLI.

1) Sistemas láser Existen en el mercado varias tecnologías láser que facilitan esta labor y no requieren de personal muy capacitado pues estas realizan todos los cálculos. La tecnología más reciente en detectores se centra en el uso de CCD (Charged Couple Devices) en lugar de detectores PSD (Position Sensitive Devices). Los CCD tienen las siguientes ventajas sobre los PSD: • Alta linealidad y resolución • Menor tamaño y bajos costos por calibración • Capacidad de efectuar post/procesamiento de imagen: supresión de luz y otras ventajas. Se tienen dos sistemas en el mercado: • Sistemas con un solo láser: son precisos en distancias cortas y mejor con ejes acoplados. Y son afectados por variaciones angulares pequeñas. Usan detectores PSD con punto láser. • Sistemas con doble láser: usan el método Reversed RIM recomendado por API. Se consiguen tanto en PSD como con detectores CCD. En CCD los detectores son de mayor tamaño y en vez de usar un punto láser se usa una línea láser.

Figura 15. Método con indicadores de carátula en posición Reversed RIM. Cortesía de Fixturlaser.

Figura 16. Desviación angular máxima para varios sistemas, según tamaño del detector y tipo de haz láser.

Figura 17. Sistema con doble láser, detector CCD inalámbrico, haz láser de línea. Cortesía de Fixturlaser.

La Figura 16 muestra la comparación entre varios equipos de alineación de ejes. El caso 1 corresponde a un sistema PSD con doble detector, el caso 2 a un sistema PSD con haz láser puntual y el caso 3 a un sistema CCD con doble detector y haz láser de línea. En todos los casos se muestra la máxima desviación angular que cada sistema soporta. Un sistema con una amplia desviación angular permite realizar menores correcciones y hacer el trabajo de alineación en un menor tiempo, esto debido a que el láser no se sale del detector tan fácilmente. Retos Hemos resumido los avances tecnológicos de los sistemas de monitoreo y los beneficios que aportan al usuario final. Sin embargo, es importante que se tome muy en cuenta que ningún equipo por sí solo sustituye la educación y experiencia de un técnico. En mis cursos siempre recalco la importancia de esto y de tomar muy en cuenta al operador de la máquina, quien en muchas instancias la conoce mejor que cualquier profesional de confiabilidad. Es muy recomendable que cada empresa que quiera incursionar en el MBC forme un grupo de técnicos que se conviertan en el equipo de confiabilidad, con la educación necesaria y con los equipos predictivos con la mejor tecnología posible. Para ello, es recomendable que en sus inicios cuenten con la guía de un profesional que conozca sobre distintas técnicas y les asesore en seleccionar las mejores herramientas; además, que capacite al personal que inicia en el departamento de confiabilidad. La certificación del personal en termografía infrarroja, análisis de vibraciones, alineación de ejes, etc., es una tarea muy importante; cuesta dinero pero rendirá frutos en un corto plazo.

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Recomendaciones para mantener motores almacenados Ing. Oscar Núñez M. www.motortico.com onunezm@hotmail.com

El manejo y almacenamiento de motores eléctricos es un tema clave para su buen desempeño una vez que entran en operación, tanto en empresas comercializadoras como en industrias donde se compra un motor que no será puesto inmediatamente en servicio, o bien, motores usados en almacenamiento. En general se recomienda almacenarlos en un lugar limpio, seco y a temperatura mayor a la ambiental, protegido contra caídas, que no esté sujeto a cambios extremos de humedad, suciedad, aceite, ni condiciones adversas similares, lejos de fuentes de vibración. Algunos fabricantes definen el periodo de 24 meses como límite de almacenamiento, ya que ciertos problemas se pueden dar al colocar el motor en operación después de ese lapso, aunque es difícil aplicar la regla estrictamente, ya que dependerá de las condiciones particulares. Por ejemplo, recomiendan reemplazar los rodamientos antes de colocarlo en operación, si estuvo almacenado por un plazo mayor al citado. Recomendaciones Para evitar que el motor resulte dañado prematuramente, luego del almacenamiento, es preciso realizar varios pasos preventivos; estos son los siguientes:

Desembalaje a) Si no hay disponibles instalaciones para el resguardo del equipo, no lo saque del embalaje antes de que esté listo para el uso. b) Para evitar la condensación dentro del motor, no lo desempaque hasta que no haya alcanzado la temperatura ambiente (la temperatura ambiente en este caso es la temperatura de la sala donde será instalado). c) Una vez que el motor alcance la temperatura ambiente, quite todo el material de envoltura protectora. d) Después del desembalaje y la inspección, para comprobar que todas las partes hayan sido recibidas en buenas condiciones, gire el eje a mano para asegurarse de que lo hace libremente. En algunos casos quizás esto no sea posible. Manejo a) El motor deberá levantarse utilizando las “orejas” para levantar [de izar] o los pernos de ojo suministrados. b) Para levantar el motor, use las orejas o pernos de ojo provistos para ello. No use el eje del motor como apoyo para colocar una eslinga o cadena. c) Al levantar un motor no lo haga introduciendo objetos en los agujeros del cobertor. d) Si el motor está montado en una base, conjuntamente con el equipo accionado, por ejemplo una bomba o un compresor, no se puede levantar toda la máquina tomando el motor como punto de apoyo. En tal caso, el conjunto deberá levantarse colocando una eslinga alrededor de la base de montaje. El conjunto puede levantarse como unidad completa para ser instalado. No lo levante utilizando las orejas o pernos de ojo, que vienen con el motor solamente. Almacenaje a) El lugar destinado para el almacenamiento debe ser exclusivo para este propósito; no se debe mezclar con otros equipos de diferente naturaleza, como motores de

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desecho, aceites, solventes u otros. El lugar debe tener suficiente espacio para que el personal de mantenimiento realice rutinas de revisión periódicas. b) Se debe diseñar y colocar una boleta para la anotación de las labores de mantenimiento a lo largo del tiempo. c) Hay que establecer un programa periódico de medición de aislamiento con el meghometro para asegurar que se mantiene la integridad de los devanados. Se deben registrar las lecturas del instrumento. Cualquier caída significativa en la resistencia del aislamiento deberá investigarse de inmediato. El análisis se debe hacer según el estándar IEEE 43-2000. d) Si el lugar de almacenamiento está mojado o húmedo, no es apto para este propósito. e) Se deberán mantener los devanados 10ºC por encima de la temperatura ambiente, para evitar la condensación. Esto puede hacerse alimentando resistencias de calefacción del motor (si las tiene), o bien, utilizar resistencias de calefacción externas con control de temperatura. No se deben usar fuentes de calor externas como hornos o calderas. f) Los motores verticales conviene almacenarlos en esa misma posición y se deberán tomar las medidas de seguridad y facilidad para el giro del eje (ver más adelante). g) No se debe apoyar el motor sobre estanterías de madera.

Rodamientos a) El motor no deberá permanecer en lugares cercanos a máquinas que produzcan vibración, para evitar daño prematuro de rodamientos por el efecto de falso Brinell. b) Haga girar el eje del motor entre 10 y 15 vueltas como mínimo, cada

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dos o tres meses, durante el almacenamiento (de ser posible, con mayor frecuencia). Esto evitará los daños resultantes de las marcas en las pistas por gravedad y además minimizará la corrosión interna, ya que el lubricante tiene agentes antioxidantes. Un motor con freno magnético requiere que este sea alimentado para que se libere el mecanismo. c) No re-lubrique los rodamientos durante el almacenamiento. Los rodamientos del motor son llenados de grasa en la fábrica o centro de servicio. Un exceso de grasa puede deteriorar la calidad del aislamiento. No rote el eje si el rodamiento no tiene lubricante. d) Las máquinas grandes con cojinetes lubricados con aceite generalmente son despachados de fábrica sin el aceite; por ello, se sugiere seguir las recomendaciones del fabricante para la rotación y re-lubricación.

Marcas en rodamientos por efecto falso Brinell debido a vibración.

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Entrevista

Forjador de nuevos talentos Ing. Oscar Monge suma 25 años ejerciendo con una pasión sin límites Luis Castrillo Marín Para Revista Mantenimiento

Un fogonazo del destino torció el camino de un ingeniero que sumaba éxitos en el mundo privado pero que, de pronto, como quien busca su propio sino, sintió el llamado del apostolado de la docencia. Fue, como él mismo reconoce, un impulso más instintivo que racional. Pero en el fondo, el Ing. Oscar Monge sabía formaba parte de un llamado que lo tentaba desde los siete años, cuando armó y desarmó sus primeros juegos mecánicos. A esa corta edad este hijo de la ciudad de Cartago tenía plena claridad de que su proyecto de vida pasaba por los caminos de la ingeniería y la enseñanza como una forma de transmitir conocimientos a una generación que “trae un nuevo chip incorporado”. Hijo de un esforzado electricista, hermano de un ingeniero en maderas del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) y amigo de otro profesional de esa rama del “TEC”, fueron esas las fuerzas motoras que lo motivaron a ingresar a esa casa de estudios a inicios de los años 80 cuando en el campus de Cartago se gestaba un nuevo modelo educativo. “La verdad soy hijo de una era de transición en el Tecnológico; me tocó ver morir aquella vieja concepción autoritaria de que el profesor estaba en un pedestal de oro para luego ver cómo se democratizó la institución, vistos los resultados 25 años más tarde ni quienes gestaron ese cambio se podían imaginar los efectos que iba a tener”, destacó Monge. En casi 30 años de carrera ha logrado superar con éxito retos de las “grandes ligas” de la ingeniería como dirigir labores de mantenimiento aeronáutico en la empresa Coopesa, una firma constituida en un referente en la industria de reparación de aviones en Latinoamérica. “Por ejemplo ahí me tocó viajar a otros países de Europa y Estados Unidos para capacitarme, fue una gran experiencia por el nivel de exigencia porque, además, junto con la enorme responsabilidad en la parte mecánica y eléctrica está la faceta legal porque un fallo de un avión implica demandas que pueden ser millonarias”. En 1988 se graduó de la Escuela de Ingeniería Electromecánica del TEC luego de realizar la práctica laboral en la Standard Fruit Company, en el Pacífico Sur de Costa Rica. Junto con la graduación en las aulas del TEC se especializó en España en generación de energía eléctrica solar. Luego de regresar del Viejo Continente llegó a Coopesa que se constituyó en la primera de las estaciones para vincularse con firmas multinacionales que empleaban tecnología de punta como Holcim o HB Fuller. La pasión de enseñar El llamado de la docencia lo terminó de convencer luego de 13 años de trajinar en el mundo de la empresa privada, etapa en la que tuvo a cargo desafíos tan diversos como cuidar el correcto funcionamiento de los trenes de aterrizaje de los aviones hasta poner a punto flotillas de camiones de cemento. “Para mi dicha haberme vinculado a trabajos con empresas de tanta rigurosidad fue un plus a la hora de sentir que debía saltar al mundo de la academia.

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Empecé dando clases en la universidad privada, sin embargo, poco a poco sentí que eso no era lo mío, hasta llegar al Tecnológico que hoy es una instituto de máximo prestigio en el país e incluso en Latinoamérica por la calidad de la gente que gradúa”. La llegada al TEC se produjo en el año 2007 cuando lo contrataron como ingeniero supervisor de las obras de infraestructura mecánica y eléctrica que se desarrollaban por aquellos años. “En el 2008 pasé a ser docente de tiempo completo luego de estar incluso haciendo un permiso por ocho meses; ya llevo cinco años como docente en bachillerato, licenciatura y maestría en áreas como termofluidos y mecánica de sólidos. Me pasé a la docencia incluso cuando tenía mucho mejores condiciones económicas en la empresa privada, pero la verdad no me arrepiento, pienso que guardando las distancia fue como el personaje del libro “El monje que vendió su ferrari”, no todo en la vida es dinero, también hay otros valores mucho más altos”. Para este maestro por vocación el futuro de la ingeniería de mantenimiento pasará, sin remedio, por un altísimo grado de especialización para terminar de superar aquella vieja concepción de que el profesional de esta disciplina era un “todo terreno”; pero además, veremos un desarrollo más acelerado de las herramientas de software para reducir costos, disminuir los peligros e incrementar los márgenes de la seguridad ocupacional. “El magisterio de estos tiempos es muy distinto al de antes, ahora uno como profesor está mucho más expuesto al escrutinio del alumno, me han tocado estudiantes que mientras expongo un tema ellos buscan el conceptos en sus smartphones. La verdad eso me place porque lo obliga a uno a ser mucho más riguroso y eleva el nivel de la enseñanza”. Además de Costa Rica, también ha ejercido la profesión en países como Colombia y Perú, donde prestó servicios en mantenimiento de aeronaves mediante servicios de outsourcing.

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Técnicas de fiabilidad aplicadas en el análisis de costo del ciclo de vida (ACCV) de un activo industrial Revisión de modelos básicos Carlos Parra** Universidad de Sevilla, España parrac37@yahoo.com www.confiabilidadoperacional.com Adolfo Crespo Universidad de Sevilla, España adolfo.crespo@esi.us.es

1. Introducción Con la finalidad de optimizar los costos y mejorar la rentabilidad de los procesos productivos, las denominadas organizaciones de categoría clase mundial (Mackenzie, 1997) dedican enormes esfuerzos para visualizar, analizar, implantar y ejecutar estrategias para la solución de problemas que involucren decisiones en áreas de alto impacto: seguridad, ambiente, metas de producción, calidad de productos, costos de operación y mantenimiento. En los últimos años, especialistas en las áreas de ingeniería de valor, diseño y optimización de la producción han mejorado el proceso de cuantificación de los costos, incluyendo el uso de técnicas que cuantifican el factor fiabilidad y el impacto de los eventos de fallos sobre los costos totales de un sistema de producción a lo largo de su ciclo de vida (Woodhouse, 1993). Estas mejoras han permitido disminuir la incertidumbre en el proceso de toma de decisiones de áreas de vital importancia, tales como diseño, desarrollo y sustitución y adquisición de activos de producción. Es importante aclarar que en todo este proceso existen muchas decisiones y acciones, tanto técnicas como no técnicas, que deben adoptarse a través de todo el período de uso de un activo industrial. Markeset and Kumar (2001) plantean que la mayoría de estas acciones, particularmente las que corresponden a la fase de diseño del sistema de producción, tienen un alto impacto en el ciclo de vida del activo e influyen en gran medida sobre los costos totales de producción. Son de interés particular aquellas decisiones relacionadas con el proceso de mejoramiento del factor “fiabilidad” (calidad del diseño, tecnología utilizada, complejidad técnica, frecuencia de fallos, costes de mantenimiento preventivo/correctivo, niveles de mantenibilidad y accesibilidad), ya que estos aspectos tienen una gran influencia sobre el costo total del ciclo de vida del activo, e influyen en gran medida sobre las posibles expectativas para extender la vida útil de los sistemas de producción a costos razonables (ver detalles en Blanchard, 2001; Blanchard and Fabrycky, 1998; Goffin, 2000; Markeset and Kumar, 2001; Smith and Knezevic, 1996 and Woodward, 1997). 2. Antecedentes de las técnicas de ACCV En los últimos años, el área de investigación relacionada con el análisis de costos en el ciclo de vida ha continuado su desarrollo, tanto a nivel académico como a nivel industrial. Es importante mencionar la existencia de otras metodologías que han venido surgiendo en el área de ACCV, tales como: análisis de costos de ciclo de vida e impacto ambiental; análisis de

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costos totales de activos de producción; y modelo de costos basado en actividades, entre otras (Durairaj and Ong, 2002). Estas metodologías tienen sus características particulares aunque, con respecto al proceso de estimación del impacto de los costos por eventos de fallos, proponen análisis de fiabilidad normalmente basados en tasa de fallos constantes. Un resumen de los antecedentes del ACCV es presentado a continuación (los antecedentes descritos en el periodo entre 1930 y 1985 fueron extraídos de Kirt and Dellisola, 1996): • 1930, uno de los primeros registros de las técnicas de ACCV se encuentra en el libro denominado Principles of Engineering Economics, de Eugene L. Grant. • 1933, la primera referencia de análisis de ciclo de vida del Gobierno de los Estados Unidos, realizada por parte de la dependencia federal General Accounting Office (GAO), la cual está relacionada con la compra de una serie de tractores. • Entre 1940 y 1950, Lawrence D. Miles originó el concepto de ingeniería de valor en la compañía General Electric, incorporando aspectos relacionados con las técnicas de ACCV. • Entre 1955 y 1965 (Stone, 1975) comenzó a trabajar en el área de ACCV en Inglaterra dando como resultado, en la década de los setentas, la publicación de los dos mayores textos desarrollados en Europa en relación con la ingeniería de costos. • 1960, Logistics Management Institute, de Estados Unidos, desarrolló una investigación en el área de ingeniería de obsolescencia para el Ministerio de la Defensa. El resultado final de esta investigación fue la publicación del primer Manual de costo de ciclo de vida en 1970. • 1972, el Ministerio de la Defensa de los Estados Unidos promovió el desarrollo de manuales de la metodología de ACCV para aplicar en las áreas de logística de las Fuerzas Armadas.

• 1974, el Departamento de Energía de los Estados Unidos decidió desarrollar sus planes de expansión y consumo energético sustentados en el análisis de ciclo de vida. • 1975, el Departamento Federal de Suministros y Servicios de los Estados Unidos desarrolló una técnica de logística y adquisición basada en el ACCV. • 1979, el Departamento de Energía presentó una propuesta (44 FR 25366, 30 de abril de 1979), la cual proponía que se incluyeran evaluaciones de ACCV en todas las nuevas construcciones y modificaciones mayores de las instalaciones gubernamentales. • Entre 1980 y 1985 la American Society for Testing and Materials (ASTM) desarrolló una serie de estándares y bases de datos relacionados con las técnicas de ACCV. • 1992, dos investigadores de la Universidad de Virginia, Wolter Fabrycky y B.S. Blanchard, desarrollan un modelo de ACCV -ver detalles en Fabrycky and Blanchard (1993)-, en el cual incluyen un proceso estructurado para calcular los costos por fiabilidad a partir de la estimación de valores constantes de fallos por año (tasa de fallos constante). • 1994, Woodward (1997), de la Escuela de Negocios de la Universidad de Staffordshire (Inglaterra, Gran Bretaña), desarrolló una línea de investigación que incluye aspectos básicos de análisis del factor fiabilidad y su impacto sobre los costos de ciclo de vida. • 1998, David Willians y Robert Scott, de la firma consultora RM-Reliability Group, desarrollan un modelo de ACCV basado en la distribución de Weibull para estimar la frecuencia de fallos y el impacto de los costos de fiabilidad (ver detalles de este modelo en Zohrul Kabil, 1987, Ebeling, 1997 and Willians and Scott, 2000).

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• 1999, el grupo consultor The Woodhouse Partnership participa en el proyecto europeo EUREKA, específicamente dentro de la línea de investigación denominada MACRO (Maintenance Cost/Risk Optimisation ‘MACRO’ Project) y desarrolla un software de ACCV denominado APT Lifespan (ver detalles en Roca, 1987, Barlow, Clarotti and Spizzichino, 1993, Woodhouse, 1991 and Riddell and Jennings, 2001). • 2001, The Woodhouse Partnership y el Instituto Tecnológico Venezolano del Petróleo (INTEVEP), ponen a prueba este modelo evaluando los costos totales de ciclo de vida de 56 sistemas de compresión de gas utilizados para la extracción del petróleo pesado del distrito San Tomé, Venezuela (ver detalles en Parra and Omaña, 2003).

Figura 1. Incertidumbre en los costos.

3. Aspectos básicos del análisis de costos del ciclo de vida (ACCV) Para evaluar los costos asociados al ciclo de vida de un sistema de producción, existe un conjunto de procedimientos que se agrupan en las denominadas técnicas de análisis de costos del ciclo de vida (ACCV). La implementación temprana de las técnicas de análisis de costos permite evaluar de forma anticipada los potenciales problemas de diseño y cuantificar el potencial impacto en los costos a lo largo del ciclo de vida de los activos industriales (Durairaj and Ong, 2002). A continuación se presentan algunas definiciones básicas de análisis de costo de ciclo de vida: Kirt and Dellisola (1996) define el ACCV como una técnica de cálculo económico que permite optimizar la toma de decisiones asociadas a los procesos de diseño, selección, desarrollo y sustitución de los activos que conforman un sistema de producción. Propone evaluar de forma cuantitativa todos los costos asociados al período económico de vida útil esperado, expresados en unidades monetarias equivalentes anualizadas (dólares/año, euros/año, pesos/año). Woodhouse (1991) define el ACCV como un proceso sistemático de evaluación técnico-económica, aplicada en el proceso de selección y reemplazo de sistemas de producción, que permite considerar de forma simultánea aspectos económicos y de fiabilidad, con el propósito de cuantificar el impacto real de todos los costos a lo largo del ciclo de vida de los activos (dólares/año) y, de esta forma, poder seleccionar el activo que aporte los mayores beneficios al sistema productivo. La gran cantidad de variables que se deben manejar a la hora de estimar los costos reales de un activo a lo largo de su vida útil, generan un escenario de alta incertidumbre (Durairaj and Ong, 2002). La combinación entre inflación, aumento/disminución de los costos, reducción/incremento del poder adquisitivo, limitaciones de presupuesto, aumento de la competencia y otras características similares, ha generado una inquietud e interés acerca del coste total de los activos. A menudo, el costo total del sistema de producción no es visible, en particular aquellos costos asociados con la operación, el mantenimiento, las pruebas de instalación y el entrenamiento del personal, entre otros. En la Figura 1 se puede observar una isla en la cual, a manera de símil, se ubican en la parte superior por encima del nivel del agua, los costos de menor incertidumbre (costos de estimación sencilla); y los costos de mayor incertidumbre comienzan a aparecer por debajo del nivel del agua (costos cuya estimación es más complicada). La situación económica actual se complica aún más con algunos problemas adicionales relacionados con la determinación real del costo del activo. Algunos de ellos son (Fabrycky, 1997): • A menudo los factores de costos se aplican incorrectamente. Los costos individuales se identifican mal y muchas veces se incluyen en la categoría equivocada: los costos variables se tratan como fijos (y viceversa), los costos indirectos se tratan como directos, etc.

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• Los procedimientos contables no siempre permiten una evaluación realista y oportuna del costo total. Además, a menudo es difícil (si no imposible) determinar los costos, de acuerdo con una base funcional. • Muchas veces las prácticas presupuestarias son inflexibles con respecto al cambio de fondos de una categoría a otra, o de un año a otro. Para evitar la incertidumbre en el análisis de costos, los estudios de viabilidad económica deben abordar todos los aspectos del costo del ciclo de vida. La tendencia a la variabilidad de los principales factores económicos, junto con los problemas adicionales ya enunciados, ha conducido a estimaciones erróneas, provocando diseños y desarrollos de sistemas de producción que no son aptos desde el punto de vista de costo-beneficio (Fabrycky, 1997). Se puede anticipar que estas condiciones empeorarán a menos que los ingenieros de diseño asuman un mayor grado de consideración de los costes. Dentro del proceso dinámico de cambio, no solo aumentan los costos de adquisición asociados a los nuevos sistemas, sino que también lo hacen de forma rápida los costos de operación y mantenimiento de los sistemas ya en uso. Esto es debido principalmente a una combinación de factores tales como (Fabrycky, 1997): • Inexactitudes en las estimaciones, predicciones y previsiones de los eventos de fallos (fiabilidad), desconocimiento de la probabilidad de ocurrencia de los diferentes eventos de fallos dentro de los sistemas de producción en evaluación. • Desconocimiento del comportamiento de los procesos de deterioro. • Falta de previsión en los procesos de mantenimiento y desconocimiento de las técnicas modernas de gestión del mantenimiento. • Cambios de ingeniería durante el diseño y desarrollo. • Cambios en la propia construcción del sistema. • Cambios en los patrones de producción esperados. • Cambios durante la adquisición de componentes del sistema. Revista.pdf 1 10/04/13 13:53 • Contratiempos y problemas imprevistos.

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3.1. Características de los costos en las distintas fases del ciclo de vida de un sistema de producción El costo del ciclo de vida se determina identificando las funciones aplicables en cada una de sus fases, calculando el costo de estas funciones y aplicando los costos apropiados durante toda la extensión del ciclo de vida. Para que esté completo, el costo del ciclo de vida debe incluir todos los costos del diseño, fabricación y producción (Ahmed, 1995). En los párrafos siguientes se resumen las características de los costos en las distintas fases del ciclo de vida del activo. Estas categorías, y sus elementos constituyentes, componen una estructura de desglose del costo que son mostrados en la Figura 2.

Figura 2. Estructura de costos en el ciclo de vida de un activo.

Las categorías principales de costos presentadas en la figura anterior se describen a continuación (Levi and Sarnat, 1990): • Costos de investigación, diseño y desarrollo: planificación inicial, análisis de mercado, investigación del producto, requisitos de diseño e ingeniería, etc. • Costos de producción, adquisición y construcción: ingeniería industrial y análisis de operaciones, producción (fabricación, montaje y pruebas), construcción de instalaciones, desarrollo del proceso, operaciones de producción, control de calidad y requisitos iniciales de apoyo a la logística. • Costos de operación y apoyo: insumos de operaciones del sistema de producción, mantenimiento planificado, mantenimiento correctivo (depende del factor fiabilidad) y costos de apoyo logístico durante el ciclo de vida del sistema. • Costos de retirada y eliminación: eliminación de elementos no reparables a lo largo del ciclo de vida, retirada del sistema y reciclaje de material. Desde el punto de vista financiero, los costos generados a lo largo del ciclo de vida del activo son clasificados en dos tipos: • CAPEX: costos de capital (diseño, desarrollo, adquisición, instalación, entrenamiento staff, manuales, documentación, herramientas e instalaciones para mantenimiento, repuestos de aseguramiento, desincorporación). • OPEX: costes operacionales (mano de obra, operaciones, mantenimiento planificado, almacenamiento, contrataciones, mantenimiento correctivo-penalizaciones por eventos de fallos/baja fiabilidad).

Figura 3. Impacto de la fiabilidad en los costos.

4. Impacto de la fiabilidad en el costo de ciclo de vida Woodhouse (1991) plantea que para poder diseñar un sistema productivo eficiente y competitivo en el ámbito industrial moderno, es necesario evaluar y cuantificar de forma detallada los siguientes dos aspectos: • Costos: aspecto que está relacionado con todos los costos asociados al ciclo de vida total esperado del sistema de producción. Incluyen costos de diseño, producción, logística, desarrollo, construcción, operación,

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mantenimiento preventivo-correctivo, desincorporación. • Fiabilidad: factor que permite predecir la forma en que los procesos de producción pueden perder su continuidad operacional debido a eventos de fallos imprevistos y evaluar el impacto en los costos que ocasionan los fallos en la seguridad, el ambiente, las operaciones y la producción. El aspecto clave del término fiabilidad está relacionado con la continuidad operacional. En otras palabras, podemos afirmar que un sistema de producción es “fiable” cuando es capaz de cumplir su función de forma segura y eficiente a lo largo de su ciclo de vida. Ahora, cuando el proceso de producción comienza a estar afectado por una gran cantidad de eventos de fallos imprevistos –baja fiabilidad- este escenario provoca altos costos, asociados principalmente con la recuperación de la función (costos directos) e impacto en el proceso de producción (costos de penalización). Ver Figura 3. Los costos totales por fiabilidad (fallos imprevistos), se pueden caracterizar de la siguiente forma (Barlow, Clarotti and Spizzichino, 1993, Ruff and Paasch, 1993 and Woodhouse, 1993): - Costos por penalización: • Downtime (indisponibilidad de producción), pérdidas de oportunidad/producción diferida, pérdidas de producción, pérdidas operacionales, impacto en la calidad, impacto en seguridad y ambiente. - Costos directos por mantenimiento correctivo: • Mano de obra: costos directos relacionados con la mano de obra (propia o contratada) en caso de una acción no planificada. • Materiales y repuestos: costos directos relacionados con los consumibles y los repuestos utilizados en caso de una acción no planificada. El impacto en los costos que genera un activo de baja fiabilidad está asociado directamente con el comportamiento de los siguientes dos índices: El tiempo promedio entre fallos (TPEF):

• Sistemas con TPEF cortos reflejan valores de fiabilidad bajos y un alto número de fallos. El tiempo promedio para reparar (TPPR):

• Sistemas con TPPR largos reflejan valores de mantenibilidad bajos (sistemas en los que se necesita gran cantidad de tiempo para poder recuperar su función). Según Woodhouse (1991), el aumento de los costos es ocasionado en su gran mayoría, por la falta de previsión ante la aparición inesperada de eventos de fallos, escenario provocado básicamente por el desconocimiento y por la falta de análisis en la fase de diseño de los aspectos relacionados con la fiabilidad. Esta situación trae como resultado un incremento en los costos de operación (costos que no fueron considerados en un principio) afectando de esta forma la rentabilidad del proceso de producción. Fuente: Yañes, M., “Introducción a la Ingeniería de Confiabilidad”, Curso de Adiestramiento, Petróleos de Venezuela, Caracas, 2001. Es importante mencionar que los resultados obtenidos de los análisis de costo de ciclo de vida alcanzan su máxima efectividad durante las fases de desarrollo inicial, visualización, ingeniería conceptual, básica y de detalles. Como se presenta en la Figura 4, una vez que se ha completado el diseño resulta difícil modificar sustancialmente los resultados económicos. Es más, las consideraciones económicas relacionadas con el ciclo de vida deben plantearse específicamente durante las fases citadas anteriormente, si es que se quiere explotar totalmente las posibilidades de una ingeniería económica efectiva. Hay que tener en cuenta que casi dos tercios del costo del ciclo de vida de un activo o sistema se ven ya determinados en la fase conceptual y de diseño preliminar (65-85 % de oportunidades de creación de valor y reducción de costos), según Dowlatshahi, (1992).

Figura 4. Oportunidades de reducción de costos.

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IX Edición Premio ACIMA 27 de junio 2013

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El samurái y el pescador (*) Durante la ocupación Satsuma de Okinawa, un samurái que le había prestado dinero a un pescador, hizo un viaje para cobrarle a la provincia de Itoman, donde vivía el pescador. No siéndole posible pagar, el pobre pescador huyó y trató de esconderse del samurái, que era famoso por su mal genio. El samurái fue a su hogar y al no encontrarlo ahí, lo buscó por todo el pueblo. A medida que se daba cuenta de que se estaba escondiendo se iba enfureciendo. Finalmente, al atardecer, lo encontró bajo un barranco que lo protegía de la vista. En su enojo, desenvainó su espada y le gritó: ¿"Qué tienes para decirme"? El pescador replicó: "Antes de que me mate, me gustaría decir algo. Humildemente le pido esa posibilidad." El samurái dijo: "¡Ingrato! Te presto dinero cuando lo necesitas y te doy un año para pagarme y me retribuyes de esta manera. Habla antes de que cambie de parecer." "Lo siento", dijo el pescador. "Lo que quería decir era esto: acabo de comenzar el aprendizaje del arte de la mano vacía y la primera cosa que he aprendido es el precepto: ‛Si alzas tu mano, restringe tu temperamento; si tu temperamento se alza, restringe tu mano’". El samurái quedó anonadado al escuchar esto de los labios de un simple pescador. Envainó su espada y dijo: "Bueno, tienes razón. Pero acuérdate de esto, volveré en un año a partir de hoy, y será mejor que tengas el dinero." Y se fue. Había anochecido cuando el samurái llegó a su casa y, como era costumbre, estaba a punto de anunciar su regreso, cuando se vio sorprendido por un haz de luz que provenía de su habitación, a través de la puerta entreabierta. Agudizó su vista y pudo ver a su esposa tendida durmiendo y el contorno impreciso de alguien que dormía a su lado. Muy sorprendido y explotando de ira se dio cuenta de que era un samurái. Sacó su espada y sigilosamente se acercó a la puerta de la habitación. Levantó su espada preparándose para atacar a través de la puerta, cuando se acordó de las palabras del pescador: "Si tu mano se alza, restringe tu temperamento; si tu temperamento se alza restringe tu mano." Volvió a la entrada y dijo en voz alta: "He vuelto". Su esposa se levantó, y abriendo la puerta salió junto con la madre del samurái para saludarlo. La madre vestía con ropas de él. Se había puesto ropas de samurái para ahuyentar intrusos durante su ausencia. El año pasó rápidamente y el día del cobro llegó. El samurái hizo nuevamente el largo viaje. El pescador lo estaba esperando. Apenas vio al samurái, este salió corriendo y le dijo: "He tenido un buen año. Aquí está lo que le debo y además los intereses. No sé cómo darle las gracias." El samurái puso su mano sobre el hombro del pescador y dijo: "Quédate con tu dinero. No me debes nada. Soy yo el endeudado." * Tomado de https://www.facebook.com/bodhidharmacr

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Prevención de las fallas de los motores trifásicos de inducción mediante una adecuada selección

Máquinas térmicas: eficiencia, energía y ambiente

PRECIO ¢2 000

Costos en el mantenimiento Cuarta parte y final

Año 14, Nº 77 MAYO-JUNIO 2011 ISSN 1409-2980

Capacitación continua ACIMA Mayo-Agosto

Todas las actividades tienen cupo limitado Para más información e inscripciones: www.acimacr.com / GT Arte Editorial: Teléfono (506) 2251-4646

Curso

Instructor

Fechas

XX aniversario de ACIMA

Junta Directiva

9 de mayo

Hidráulica básica

Ing. Carlos Calderón B., Costa Rica

Del 25 al 26 mayo

Lean maintenance, el nuevo papel de la gestión del mantenimiento

Ing. Eduardo Díaz, Costa Rica

Martes y jueves 31 mayo, 2, 7 y 9 junio (noches)

Curso de Grúas móviles y/o escaladoras

Ing. Raúl Gonzalo, Venezuela

Del 13 al 17 junio

Premio ACIMA cuarta edición

Junta Directiva

Miércoles 22 junio

Diseño Eléctrico Módulo I

Ing. José Edo. Arce, Costa Rica

Miércoles a Viernes, 29 junio al 1 julio

Mayo 2011

Junio 2011

Julio 2011 Sistemas Especiales de Protección contra Incendios Espuma NFPA 11, CO2 NFPA 12, Aspersores NFPA15

CPI. Efraín Villalobos Arias, Certificado especialista en Protección contra incendios NFPA, Cód. 138

Del 12 al 13 julio

Normativa ASME para tanques cisterna autotransportados

Ing. Rubén Rollino, Argentina

Del 8 al 12 agosto

Definición del modelo de gestión de activos basados en la norma BSI-PAS-55

Ing. Daniel Ortiz, Colombia

Del 16 al 19 agosto

DESARROLLO DE PLAN ESTRATEGICO. Como aplicar esta herramienta básica para el profesionalismo de sus departamentos u organizaciones

Ing. Eduardo Díaz, Costa Rica

Martes y jueves 16,18,23 y 25 agosto (noches)

Agosto 2011