República Bolivariana de Venezuela Universidad Nororiental Privada “Gran Mariscal de Ayacucho” Núcleo Ciudad Guayana Facultad de Ingeniería Cátedra: Mantenimiento III
Análisis de Criticidad
Integrante: QUINTERO, Jorge V-12.644.547
Ciudad Guayana, Abril de 2015
INTRODUCCION
Hoy en día el ambiente competitivo de las empresas de mantenimiento está caracterizado por una serie de fuerzas que han obligado a las compañías a cambiar su forma tradicional de desarrollar sus operaciones. Es importante que las empresas se esfuercen a adaptarse cada vez más rápidamente a realidades nuevas y complejas. La rapidez de los cambios en este ambiente de negocio, ha obligado a las organizaciones a invertir y tomar decisiones basadas en información incompleta, incierta o imprecisa y al mismo tiempo, a cumplir con las exigencias de producir a menor costo y con mayores niveles de calidad y confiabilidad. Durante muchos años las empresas se limitaron al diseño de sus planes de mantenimiento pensado en las recomendaciones de los fabricantes, con base a las fallas ocurridas y en la experiencia operacional interna y externa. Adicionalmente se divorciaba al operador de las actividades de mantenimiento de los equipos. Esta práctica ha generado una visión truncada de los requerimientos reales de mantenimientos de los activos y sin considerar los niveles de riesgo asociados a SHA (Seguridad, Higiene y Ambiente) y su impacto en procesos, así como también la condición de los equipos estáticos para la selección de las estrategias de inspección y frecuencias. El reconocimiento de estas limitaciones de los diseños tradicionales de planes de mantenimiento, ha permitido el nacimiento de nuevas Metodologías como “Mantenimiento Centrado en Confiabilidad”, “Inspección Basada en Riesgo”, “Análisis de Criticidad para Propósitos de Mantenimiento” y “Diseño de Planes y Programas de Activos Basados en e n Confiabilidad”. Debido a estos cambios, se desarrolló la metodología para el análisis de criticidad para optimizar los planes de mantenimiento, mediante la integración de la metodología de Ciliberti, la metodología de Mantenimiento Basado en Criticidad, Inspección Basada en Riesgo y el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, agrupando los diferentes métodos que conforman las operaciones. El objetivo final es mejorar los tiempos de generación de planes de cuidado y a su vez generar una lista jerarquizada de equipos por nivel de criticidad, con el fin de generar los planes de cuidado de los equipos basados en el nivel de riesgo.
Definiciones Importantes Análisis de Criticidad: Es una metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en
función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Confiabilidad : Es la probabilidad de que un equipo o sistema opere sin falla por un determinado período
de tiempo, bajo unas condiciones de operación previamente establecidas. Confiabilidad Operacional : Es la capacidad de una instalación o sistema (integrados por procesos,
tecnología y gente), para cumplir su función dentro de sus límites de diseño y bajo un contexto operacional específico. Parámetros de la Confiabilidad Operacional : confiabilidad humana, confiabilidad de los procesos,
mantenibilidad de los equipos y la confiabilidad de los equipos.
Confiabilidad Humana
Confiabilidad de Procesos
Confiabilidad Operacional
Mantenimiento de Equipos
Confiabilidad de Equipos
Equipos Naturales de Trabajo : Se define como el conjunto de personas de diferentes funciones de la
organización, que trabajan juntas por un periodo de tiempo determinado en un clima de potenciación de energía, para analizar problemas comunes de los distintos departamentos, apuntando al logro de un objetivo común. Jerarquía de Activos: Se define el número de elementos o componentes de una instalación y/o planta en
agrupaciones secundarias que trabajan conjuntamente para alcanzar propósitos preestablecidos. Unidades de Proceso : Se define como una agrupación lógica de sistemas que funcionan unidos para
suministrar un servicio (ej. electricidad) o producto (ej. gasolina) al procesar y manipular materia prima e insumos (ej. agua, crudo, gas natural, catalizador). Sistemas: Es un conjunto de elementos interrelacionados dentro de las unidades de proceso, que tienen
una función específica. Ej. Separación de gas, sum inistrar aire, regeneración de catalizador, etc.
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”. En este simple pero poderoso concepto coexiste la posibilidad de que un evento o aseveración se haga realidad o se satisfaga, con las consecuencias de que ello ocurra. Matemáticamente, viene dado por la expresión universal: () = () ()
Dónde: R (t): Riesgo P (t): Probabilidad C (t): Consecuencias Consecuencia: Es el resultado de un evento. Puede existir una o más consecuencias de un evento, las
cuales sean expresadas cualitativa o cuantitativamente. Criticidad : Es un indicador proporcional al riesgo que permite establecer la jerarquía o prioridades de
procesos, sistemas y equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas, y permite direccionar el esfuerzo y los recursos a las áreas donde es más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad y administrar el riesgo. Defecto: Es la causa inmediata de una falla: desalineación, mal ajuste, fallas ocultas en sistemas de
seguridad, entre otros. Falla: Terminación de la habilidad de un ítem para ejecutar una función requerida. Falla funcional : Es cuando el ítem no cumple con su función de acurdo al parámetro que el usuario
requiere. Modo de falla: Es la forma por la cual una falla es observada. Describe de forma general como ocurre y
su impacto en la operación del equipo. Efecto por el cual una falla es observada en un ítem fallado. Hechos que pueden haber causado cada estado de falla. Mecanismo de falla: Es el proceso físico, químico u otro que ha conducido un deterioro hasta llegar a la
falla. Prioridad : Es la importancia relativa de una tarea en relación con otras tareas.
El Análisis de Criticidad
El análisis de criticidad es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de procesos, sistemas y equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad operacional, basado en la realidad actual. El mejoramiento de la confiabilidad operacional de cualquier instalación o de sus sistemas y componente, está asociado con cuatro aspectos fundamentales:
Confiabilidad humana
Confiabilidad del diseño
Confiabilidad del proceso
Confiabilidad del mantenimiento.
El análisis de criticidades da respuesta a muchas interrogantes, dado que genera una lista ponderada desde el elemento más crítico hasta el menos crítico del total del universo analizado, diferenciando tres zonas de clasificación:
Alta criticidad
Mediana criticidad
Baja criticidad
Una vez identificadas estas zonas, es mucho más fácil diseñar una estrategia, para realizar estudios o proyectos que mejoren la confiabilidad operacional, iniciando las aplicaciones en el conjunto de procesos o elementos que formen parte de la zona de alta criticidad. Los criterios para realizar un análisis de criticidad están asociados con:
Seguridad
Mantenimiento
Ambiente
Rata de fallas
Producción
Tiempo de reparación
Costos de operación
Estos criterios se relacionan con una ecuación matemática, que genera puntuación para cada elemento evaluado. La lista generada, resultado de un trabajo de equipo, permite nivelar y homologar criterios para establecer prioridades, y focalizar el esfuerzo que garantice el éxito maximizando la rentabilidad. Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar como: Criticidad = Frecuenc ia x Cons ecuencia
Donde la frecuencia está asociada al número de eventos o fallas que presenta el sistema o proceso evaluado y, la consecuencia está referida con: el impacto y flexibilidad operacional, los costos de reparación y los impactos en seguridad y ambiente. Descripción de la metodología de Análisis de Criticidad
Para determinar la criticidad de una unidad o equipo se utiliza una matriz de frecuencia por consecuencia de la falla. En un eje se representa la frecuencia de fallas y en otro los impactos o consecuencias en los cuales incurrirá la unidad o equipo en estudio si le ocurre una falla.
Figura Matriz de criticidad
La matriz tiene un código de colores que permite identificar la menor o mayor intensidad de riesgo relacionado con el Valor de Criticidad de la instalación, sistema o equipo bajo análisis. Técnicas de Análisis de Riesgo
Existen diferentes técnicas para dimensionar el riesgo, todas ellas enmarcadas en tres modalidades técnicas “Cualitativas”, “Semi- Cuantitativas” y técnicas “Cuantitativas”.
Técnicas cualitativas: Las técnicas cualitativas como su nombre lo indica, obedecen a razonamiento de naturaleza cualitativa, donde la estimación de la probabilidad de ocurrencia de los eventos y de sus respectivas consecuencias se realiza utilizando una escala relativa donde no se establecen rangos numéricos explícitos.
La estimación del riesgo pasa por estimar la probabilidad de ocurrencia de un evento (frecuencia de ocurrencia) y sus consecuencias. Las técnicas cualitativas, proponen estimar ambos términos, cualificándolos como se muestra a continuación:
Estimación cualitativa de la frecuencia 1.- Extremadamente improbable. 2.- Improbable 3.- Algo probable 4.- Probable 5.- Muy probable
Estimación cualitativa de consecuencias A.- No severa B.- Poco severas C.- Medianamente severas D.- Muy severas E.- Extremadamente severas
Una vez que las probabilidades de cada evento han sido estimadas conforme a la escala relativa descrita anteriormente; y por otra parte, las consecuencias han sido categorizadas dependiendo de su severidad relativa, se puede estimar cualitativamente el riesgo asociado a cada escenario considerado y agrupar los escenarios en diferentes grupos donde l as probabilidades y consecuencias sean equivalentes. Una de las debilidades de esta técnica, es que debido a su naturaleza cualitativa, en ciertas ocasiones y dependiendo de la percepción de los analistas, un mismo evento podría ser categorizado en diferentes escalas; de allí la importancia de establecer cierto esquema referencial para definir en forma más explícita los diferentes niveles de probabilidades y consecuencias, y por otra parte conservar el mismo equipo de trabajo durante todo el desarrollo del análisis de riesgo. Un ejemplo de esta técnica de análisis cualitativo es la metodología de puntos, como se muestra en la siguiente figura.
Figura Metodología de Criticidad de Puntos.
Técnicas Semi- Cuantitativas: Al igual que las técnicas cualitativas, son técnicas blandas, de fácil manejo y comprensión, cuya mayor virtud es la de proveer un valor de criticidad, proporcional al riesgo, que permite jerarquizar opciones para tomar una decisión, componentes dentro de un sistema, equipos o subsistemas en una instalación, etc., pero que por su carácter semicuantitativo no permiten obtener valores absolutos de riesgo y por ende no son las más adecuadas para establecer la tolerabilidad del riesgo.
En las técnicas semi-cuantitativas, se establecen rangos relativos para representar las probabilidades de ocurrencia y las consecuencias correspondientes, llegándose a establecer una matriz de criticidad o de jerarquización del riesgo, que si bien no corresponde a valores absolutos, si representan rangos numéricos de riesgo. Posteriormente, una vez cuantificadas (al menos comparativamente) las probabilidades de ocurrencia y las respectivas consecuencias, se procede a estimar en forma relativa el riesgo.
Técnicas Cuantitativas: Para realizar un dimensionamiento más objetivo del Riesgo, que permita juzgar sobre bases más sólidas su tolerabilidad, existe técnicas cuantitativas, mucho más complejas que las técnicas cualitativas y semi cuantitativas y que por ende requieren mayor tiempo para su desarrollo.
Las técnicas cuantitativas permiten determinar valores absolutos de riesgo, que pueden tratarse como egresos probables y por ende incluirse en evaluaciones financieras a ser tomados en consideración en cualquier proceso de toma de decisiones.
El objetivo principal es determinar el riesgo asociado a un evento, escenario o decisión en particular a través de la cuantificación explícita de la probabilidad y las consecuencias, como se muestra en la figura.
FUNDAMENTOS DEL ANALISIS DE CRITICIDAD
El Análisis de Criticidad (AC) es una metodología “semi-cuantitativa” para dimensionar el riesgo que permite establecer jerarquías o prioridades de instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos (ISED ́ S), de acuerdo a una figura de mérito llamada “Criticidad”; que es proporcional al “Riesgo”: La Criticidad se calcula mediante la siguiente ecuación: CRITICIDAD = Frecu encia de Falla x Imp acto
La cual es proporcional a la siguiente ecuación: RIESGO = Probabilidad d e Falla x Con secuenc ia.
La Frecuencia de Falla es proporcional a la probabilidad de falla y el Impacto es proporcional a la Consecuencia de una falla; en consecuencia; CRITICIDAD es Proporcional al RIESGO. El análisis de criticidad es una técnica de fácil manejo y comprensión en el cual se establecen rangos relativos para representar las probabilidades y/o frecuencias de ocurrencia de eventos y sus impactos o consecuencias. Ambas magnitudes; frecuencias e impactos; se llevan entonces a una matriz; como la mostrada en la siguiente figura.
que tiene un código de colores que denotan la menor o mayor intensidad del riesgo relacionado con la instalación, sistema, equipo o dispositivo bajo análisis. En la figura anterior; muestra un típico arreglo de una matriz de riesgo 4x4 semi cuantitativa; Puede verse en la figura que el eje de la probabilidad o frecuencia se divide en rangos calificados como Alto, Medio, Bajo y Remoto; y de igual manera se dividen las consecuencias en rangos calificados como Grave; Substancial, Marginal e Insignificante. Estos rangos deben asociarse a valores numéricos para estudios cuantitativos y/o a descripciones muy claras para el caso de estudios semi-cuantitativos o cualitativos. En la matriz pueden identificarse tres regiones; a saber
Región de Riesgo Inaceptable.
Región de Riesgo Aceptable
Una región entre las regiones de riesgo aceptable y riesgo inaceptable en la cual se requiere de acciones de evaluación detalla da, gerencia y monitoreo del riesgo.
METODOS PARA ANALISIS DE CRITICIDAD
Durante el proceso de concepción y diseño de una estructura de criticidad para un sistema, proceso o negocio en particular, debe tomarse en cuenta tres grandes tareas:
Realizar un exhaustivo análisis estadístico de eventos, de falla y de su impacto global en el negocio, para establecer rangos relativos para las frecuencias de falla y para los impactos o consecuencias de falla.
Establecer claramente lo que se considerará como riesgo intolerable y lo que se considerará como riesgo tolerable; lo cual implica un extenso análisis de “tolerabilidad del riesgo” en toda la organización, y la revisión de normas, estándares y regulaciones vigentes por tipo de proceso.
Lograr un “gran acuerdo” aceptado a todos los niveles de la organizació n o proceso donde se utilizará la estructura de criticidad y unificar criterios para su interpretación y correcta utilización.
Las tareas previamente expuestas son seguramente posibles, pero también implican un considerable esfuerzo de análisis y el consumo de recursos y tiempo; por esta razón, muchas organizaciones deciden buscar entre las estructuras de criticidad ya diseñadas y probadas para adoptar una de estas metodologías (la que mejor se adecue a la naturaleza del proceso o negocio bajo análisis). A continuación se describen brevemente algunas de las metodologías de criticidad de más amplia aceptación en la industria de procesos. Método de Ciliberti
Este enfoque de carácter cualitativo, combina dos (2) matrices de criticidad; una construida desde la óptica de seguridad de los procesos y otra construida desde la óptica del impacto en producción. Ambas matrices se integran en una matriz de criticidad global, para obtener la criticidad total del equipo estudiado. Es el más completo de los métodos, ya que considera las probabilidades y consecuencias en las áreas de SHA y producción separadamente y luego une los resultados. El análisis comienza cuando el analista evalúa las consecuencias y las probabilidades del criterio de seguridad, higiene y ambiente y el criterio de proceso del activo a ser analizado. Según los datos de entrada, los cuales son: las condiciones operacionales, probabilidad, consecuencia, pérdida de la producción, otros, los valores arrojados por el análisis se introducen en la matriz correspondiente a cada criterio (primera matriz), logrando como resultado la criticidad para el criterio de SHA. Para el criterio de proceso, estos valores se introducen en la segunda matriz para ajustar los niveles de criticidad obtenidos de la matriz anterior, con el fin de obtener el nivel de criticidad para el activo analizado. Finalmente ambos resultados se combinan en una m atriz resultante, tal, como se muestra en la siguiente figura.
Mantenimiento Basado en Criticidad
El Mantenimiento Basado en Criticidad (CBM), equilibra el nivel de criticidad desde la óptica del proceso igualmente al de seguridad, estableciendo un reporte de criticidad que establece un rendimiento de la inversión a las compañías para los esfuerzos de integridad mecánica, mientras que a su vez establece la complacencia con las regulaciones gubernamentales. Este acercamiento perfecciona la efectividad del programa de integridad mecánica, enfocándose en los equipos más importantes, o críticos.
Todos los equipos del proceso se evalúan con énfasis igual en el peligro (salud, seguridad, y ambiental) y criterios de proceso. Cada equipo recibe un grado compuesto basado en las entradas del peligro y del proceso. El grado compuesto se utiliza para establecer una graduación de la criticidad del proceso y del peligro (PHCR) para ese equipo. El valor de PHCR es una graduación relativa en una jerarquía total de la criticidad que se utilice para determinar las prioridades para los programas de mantenimiento, las inspecciones y las reparaciones.
Inspección Basada en Riesgo (IBR)
Este análisis de criticidad se basa en la aplicación de la etapa inicial (Fase de Análisis Cualitativo) del estudio de IBR (Inspección Basada en Riesgo), fundamentada en las normativas API RP -580 y API PUB581. Esta metodología permite calcular la criticidad (riesgo) con base en el análisis del comportamiento histórico, modos de degradación o deterioro, características de diseño, condiciones de operación, mantenimiento, inspección y políticas gerenciales tomando en cuenta al mismo tiempo la calidad y efectividad de la inspección, así como las consecuencias asociadas a las potenciales fallas. Esta es una metodología especial de análisis de criticidad para equipos estáticos y solo aplica para aquellos equipos cuyo principal mecanismo de deterioro es la corrosión. Esta metodología permite la ubicación de los equipos analizados en una matriz de 5x5 (Figura abajo mostrada) que presenta cuatro niveles de clasificación de riesgo que son: riesgo bajo representado típicamente en color blanco o verde, riesgo medio presentado en amarillo, riesgo medio – alto graficado en naranja y alto riesgo mostrado en rojo.
La metodología de IBR además de determinar el nivel de riesgo asociado a los componentes estáticos de un sistema sometidos a procesos de corrosión, permite evaluar la efectividad del plan de inspección para reducir dicho riesgo. En dicha metodología se define la falla como cualquier evento que ocasione la rotura de los límites del equipo. Por lo que se puede afirmar que la falla considerada en IBR es la pérdida de la función de contención del fluido presurizado, dicho en otras palabras, la fuga del fluido presurizado al medio ambiente. Un programa exhaustivo de IBR debe incluir todos los equipos estáticos que componen la barrera de contención de presión del sistema en evaluación, de acuerdo con las necesidades del usuario. Estos equipos deben ser, entre otros, recipientes a presión (torres, tambores, tanques, etc.) y sistemas de tuberías de proceso. EL análisis IBR completo implica tres fases diferentes: Fase I. Análisis cualitativo de riesgo. Fase II. Análisis semi - cuantitativo de riesgo. Fase III. Análisis cuantitativo de riesgo. Como se mencionó previamente, esta metodología propone la determinación del riesgo con base en modelos de cálculo que consideran el análisis del comportamiento histórico, modos de degradación o deterioro, características de diseño, condiciones de operación, mantenimiento, inspección y políticas gerenciales tomando en cuenta La calidad y efectividad de la inspección, así como las consecuencias asociadas a las potenciales fallas. Estos cálculos son bastante más detallados y exhaustivos que los realizados para las metodologías de criticidad previamente expuestas y los procedimientos para realizarlos están contenidos las Normativas API 580 y 581.
Pasos del análisis de criticidad
Para realizar en Análisis de Criticidad debes seguir los siguientes pasos:
Primer paso: 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:
Instalacion
Sistema B1
Sistema B2
Equipo 1
Equipo 2
Elemento 2A
Elemento 2B
Información necesaria: Se requiere contar con la siguiente información para realizar el análisis:
Relación de las instalaciones (se refiere al tipo de instalaciones).
Relación de sistema y equipo por instalación (se requiere a diferentes tipos de sistemas y equipos).
Ubicación (área geográfica, región) y servicio.
Filosofía de operación de la instalación y equipo.
Diagramas de Flujo de Proceso (DFP).
Registros disponibles de eventos no deseados o fallas funcionales.
Frecuencia de ocurrencia de los eventos no deseados o las fallas consideradas en el análisis.
Registros de los impactos en producción (% perdida de producción debido a la falla del elemento, equipo, sistema o instalación en estudio, producción diferida y costos relacionados).
Registros de los impactos en la seguridad de los procesos.
Segundo paso: Definir la Criticidad : La estimación de la frecuencia de falla y el impacto total o
consecuencia de las fallas se realiza utilizando criterios y rangos preestablecidos:
Estimación de la frecuencia de la falla funcional: Para cada equipo puede existir más de un modo de falla, el más representativo será el de mayor impacto en el proceso o sistema. La frecuencia de ocurrencia del evento se determina por el número de eventos por año. La siguiente tabla muestra los criterios para estim ar la frecuencia.
Cat eg o ría
Tiempo prom edio entre fa ll as T PEF , en a ñ os
Numero d e fallas p o r añ o
5
TPEF < 1
4
1 ≤ TPEF < 10
0.1 < ≤ 1
3
10 ≤ TPEF < 100
0.01 < ≤ 0.1
2
100 ≤ TPEF < 1.000
0.001 < ≤ 0.01
1
TPEF 1.000
0.001 ≤
>
1
Interpretación
Es probable que ocurran varias fallas en un año Es probable que ocurran varias fallas en 10 años, pero es poco probable que ocurra en 1 año. Es probable que ocurran varias fallas en 100 años, pero es poco probable que ocurran en 10 años. Es probable que ocurran varias fallas en 1.000 años, pero es poco probable que ocurra en 100 años. Es poco probable que ocurran en 1.000 años.
Se utiliza el Tiempo Promedio entre Fallas (TPEF) o la frecuencia de falla en número de eventos por año, en caso de no contar con esta información utilizar base de datos genéricos (PARLOC, OREDA, etc.) y si esta no está disponible basarse en la opinión de expertos. Para la estimación de las consecuencias o impactos de la falla, se emplean los siguientes criterios y sus rasgos preestablecidos.
Daños al personal (propio o de compañia)
Impacto ambiente
Cinco criterios
Daños a las instalaciones
Impacto a la poblacion
Impacto en la produccion
Los daños al personal, impacto a la población y al ambiente serán categorizados considerando los criterios que se indican en la tabla Categoría de los Impactos. Los Impactos en la Producción (IP) cuantifican las consecuencias que los eventos no deseados generan sobre el negocio. Este criterio se evaluara considerando los siguientes factores: Tiempo Promedio para Reparar (TPPR), Producción Diferida. Costos de Producción (aceite y gas). IP = (Producc ión Diferida x TPPR x Costo Un itario del Produc to)
El valor resultante permitirá categorizar el IP de acuerdo con los criterios de la tabla Categoría de los Impactos.
Impacto ambiental
Perdida de producción (usd)
Daños a la instalación (usd)
Daños irreversibles al ambiente y que violen regulaciones y leyes ambientales.
Mayor de 50 MM
Mayor de 50 MM
Daños irreversibles al ambiente pero que violan regulaciones y leyes ambientales.
De 15 a 50 MM
De 15 a 50 MM
Puede resultar en la hospitalización de al menos 3 personas.
Daños ambientales regables sin violación de leyes y regularizaciones, la restauración puede ser acumulada.
De 5 a 15 MM
De 5 a 15 MM
2
El personal de la planta requiere tratamiento médico o primeros auxilios.
Puede resultar en heridas o enfermedades que requieran tratamiento médico o primeros auxilios.
Mínimos daños ambientales sin violación de leyes y regulaciones.
De 500 mil a 5 MM
De 500 mil a 5 MM
1
Sin impacto en personal de la planta.
Sin efectos población
Sin daños ambientales ni violación de leyes y regulaciones
Hasta 500 mil
Hasta 500 mil
Categoría
Daños al personal
5
Muerte o incapacidad total permanente, daños severos o enfermedades en uno o más miembros de la empresa
4
Incapacidad parcial, permanente, heridas severas o enfermedades en uno o más miembros de la empresa
3
Daños o enfermedades severas de varias personas de la instalación. Requiere suspensión laboral.
el
Efecto en la población Muerte o incapacidad total permanente, daños severos o enfermedades en uno o más miembros de la comunidad. Incapacidad parcial, permanente, caños o enfermedades en al menos un miembro de la población.
en
la
Tabla Categoría de los impactos
Los impactos asociados a Daños de las instalaciones (DI) se evaluaran considerando los siguientes factores:
Equipos afectados
Costos de Reparación
Costos de Reposición de Equipos
DI = (Costos d e Reparación + Costos d e Repos ición de Equipos )
El valor resultante permitirá categorizar el DI de acuerdo con los criterios de la tabla Categoría de los Impactos. De la tabla Categoría de los Impactos, el valor ubicado en la columna Categoría se asignara a las consecuencias, y este se empleara para realizar el cálculo del nivel de criticidad. El impacto o consecuencia total de una falla se determina sumando los valores de las categorías correspondientes a cada columna o criterio multiplicado por el valor de la categoría obtenida de la tabla que determina la frecuencia de ocurrencia de falla.
Tercer Paso: Cálculo del nivel de criticidad: Para determinar el nivel de criticidad de una
instalación, sistema, equipo o elemento se debe emplear la fórmula: Criticidad = Frecuencia x consecuen cia
Para las variables se utilizan los valores preestablecidos como “categorías” de las tablas Categoría de las Frecuencias de Ocurrencia y Categoría de l os impactos, respectivamente. Una vez obtenido el valor de la criticidad, se busca en la Matriz de Criticidad diseñada para PEP, para determinar el nivel de criticidad de acuerdo con los valores y la jerarquización establecidos.
Figura Matriz de Criticidad-PEP
Cuarto paso: Análisis y Validación de los resultados : Los resultados obtenidos deberán ser
analizados a fin de definir acciones para minimizar los impactos asociados a los modos de falla identificados que causan la falla funcional.
Este análisis final permitirá validar los resultados obtenidos, a fin de detectar cualquier posible desviación que amerite la reevaluación de la criticidad.
Quinto paso: Definir el nivel de análisis: El resultado obtenido de la frecuencia de ocurrencia por
el impacto permite “jerarquizar” los problemas, componentes, equipos, sistemas o procesos, basado en la criticidad. El cuál es el objetivo de la aplicación de la m etodología. La valoración del nivel de criticidad y la identificación de los activos más críticos permitirá orientar los recursos y esfuerzos a las áreas que más lo ameriten, así como gerenciar las acciones de mitigación del riesgo en elementos subsistemas, considerando su impacto en el proceso.
Sexto paso-Determinar la criticidad : Permite completar la metodología, sin formar parte de la
misma. Cuando en la evaluación de un activo obtenemos frecuencias de ocurrencias altas, las acciones recomendadas para llevar la criticidad de un valor más tolerable deben orientarse a reducir la frecuencia de ocurrencia del evento. Si el valor de criticidad 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. Dentro de las acciones o actividades que se recomiendan, se pueden incluir la aplicación de otras metodologías de Confiabilidad, con el objeto de:
Identificar las causas raíz de los eventos de deseados y recomendar acciones que las eliminen mediante el Análisis Causa Raíz (ACR).
Mitigar los efectos y consecuencias de los modos de falla y frecuencia de las fallas por medio de las aplicaciones de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC) e Inspección Basada en Riesgo (IBR).
Complementar y/o validar los resultados mediante análisis RAM.
Séptimo paso: Sistema de Seguimiento de control : Después de la selección de las acciones de
mejora en las frecuencias de ocurrencia de los eventos y mitigación de impactos se debe crear y establecer en Seguimiento y Control, para garantizar el monitoreo de le ejecución de las acciones seleccionadas y el cumplimiento de las recomendaciones consecuentes de AC.
Los objetivos de Seguimiento y Control son:
Asegurar la continuidad en el tiempo de la aplicación de los planes de acción resultantes de la aplicación de la Metodología Análisis de Criticidad.
Promover la cultura del dato en todos los niveles de la empresa.
Monitorear los cambios o mejoras que pueden derivarse de la aplicación de las acciones generadas como resultados de los análisis para determinar se requiere un nuevo análisis.
Ejemplo de Análisis de Criticidad
Análisis de criticidad de la maquinaria instalada, a continuación vamos a determinar la criticidad en la planta desmotadora de algodón BLANCA PALOMA S.A. La maquinaria instalada ha sido dividida en los siguientes sistemas: 1) Análisis de las instalaciones, maquinarias y tipo
El centro de acondicionamiento de secado, desmotado y almacenamiento de algodón Blanca Paloma construido conforme al proyecto visado número 34.314 de 6 de julio de 1989 por el Colegio Oficial de Ingenieros Agrónomos de Sevilla entregado a la propiedad mediante el Certificado de fin de obra de 14 de mayo de 1992 visado número 037608 que acreditó su ejecución material, consta de las siguientes instalaciones y maquinaria dividido por capítulos: 1. SISTEMA DE ALIMENTACION
8. SISTEMA DESMOTADORA DE SIERRA B
2. SISTEMA DE ABSORCION
9. SISTEMA LIMPIADORA DE FIBRAS A
3. SISTEMA DE SECADO
10. SISTEMA LIMPIADORA DE FIBRAS B
4. SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 1
11. SISTEMA DE FLUJO DE FIBRA Y
5. SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 2A
CONDENSADOR
6. SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 2B
12. SISTEMA DE PRENSA
7. SISTEMA DESMOTADORA DE SIERRA A 1.1) SISTEMA DE ALIMENTACION: Que consta a su vez de los siguientes elementos: 2 unidades de telescópicos tipo estacionario incluyendo tubos interior y exterior, conexión tipo bola giratoria y accesorios para montaje en bancada fija incluyendo tubos y codos metálicos Standard desde telescópicos al muro del edificio. Marca: LUMMUS. 1 unidad de caza piedras horizontales con conexiones de entrada y salida. Marca: LUMMUS. 1 unidad de separador de descarga de 72" con cocciones de entrada y salida. Válvula de vacío de 72 "x 34 "con bandas de fácil sustitución, incluyendo el accionamiento desde el separador a la válvula de vacío. 1 juego de plataformas, barandilla y escalera para el separador de 72". 1 unidad de ventilador Standard para succión del algodón. Marca: LUMMUS. 1 juego de soportes de acero para el separador de 72” 1 juego de accionamientos trapezoidales para el ventilador.
1.2) SISTEMA DE ABSORCION: Que consta a su vez de los siguientes elementos:
1 control automático de succión incluyendo soportes, válvula de corte de succión, control de alimentación de velocidad variable, con accionamiento trapezoidal a partir de la válvula de vacío, incluyendo tapas de protección. Marca: LUMMUS. 1 unidad de válvula de vacío de 72 "tipo "H" con bandas de fácil sustitución, reductor de velocidad y soportes. 1 unidad de caja de soplado de 72”.
1.3) SISTEMA DE SECADO: Que consta a su vez de los siguientes elementos: 1 unidad de ventilador Standard impelente /aspirante para aire caliente. 1 unidad de juego de accionamientos trapezoidales para el ventilador. 1 unidad de torre de secado de 72" x 80", 23 bandejas, con puerta de acceso para limpieza, ventanillas de inspección, escalera lateral a toda altura, conexiones de entrada y salida, incluyendo codos rectangulares y soportes. Marca: SAMUEL JACKSON. 1 unidad de termómetro de pared con cable flexible de 40”. 1 unidad de magnético para torres de secado.
1.4) SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 1 Limpiadora inclinada de 96" tipo succión etapa de secado: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de limpiadora inclinada de 96" , tipo succión de aire caliente con seis tambores cilíndricos de púas, montados en rodamientos sellados resistentes al calor, bancada en construcción de acero reforzado, carrillados de varillas construidos en segmentos individuales para fácil sustitución . Cada cilindro está accionado por correas dentadas, con transmisión entre ellos. Marca: LUMMUS. B. 1 unidad de tolva de conexión rectangular desde la descarga de la limpiadora inclinada de 96 "a la despalilladora. C. 1 juego de soportes de acero p ara la limpiadora inclinada de 96”.
Despalilladora:
A. 1 unidad de despalilladora de 96" de desprendimiento centrífugo, con bypass incorporado, accionamiento serpentín, cepillo desprendedor cilíndrico con emparrillado de varillas en el cilindro extractor. Marca: LUMMUS. B. 1 juego de pasillos, barandillas y escalera para la despalilladora de 96", C. 1 unidad de válvula de vacío de 96" x 22.1/2 con accionamiento y soportes. D. 1 unidad de caja de soplado tipo blow-pug.
Limpiadora Trashmaster: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de limpiadora trashmaster de 96" con seis tambores de púas y dos cilindros recuperado remontados en rodamientos de bolas sellos pre lubricados. Bancada principal construida en acero reforzado con emparrillados de varillas en segmentos para fácil sustitución. Cada cilindro es accionado por correas dentadas c on transmisión entre ellos. B. 1 juego de accionamientos trapezoidales para la limpiadora incluyendo base para el motor. C. 1 juego de plataformas, pasillos, barandilla y escalera para la "trashmaster " de 96".
1.5) SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 2ª 1.6) SISTEMA DE LIMPIEZA DE ALGODÓN 2B
Limpiadora inclinada tipo succión de aire caliente: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de limpiadora inclinada de 72" tipo succión de aire caliente con seis tambores cilíndricos de púas, montados en rodamientos sellados resistentes al calor, bancada en construcción de acero reforzado, emparrillados de varillas construidos en segmentos individuales para fácil sustitución. Cada cilindro está accionado por correas dentadas con transformación entre ellos. Marca: LUMMUS. B. 1 unidad de tolva de conexión rectangular desde la descarga de la limpiadora inclinada de 96". C. 1 juego de soportes de acero para la limpiadora inclinada de 72 ", D. 1 juego de plataformas, pasillos, barandilla y escalera para limpiadora inclinada de 72”.
Limpiadora Trashmaster: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de limpiadora trashmaster de 72 "con seis tambores de púas y dos cilindros recuperado res montados en rodamientos de bolas sellos pre lubricados. Bancada principal construida en
acero reforzado con emparrillados de varillas en segmentos para fácil sustitución. Cada cilindro es accionado por correas dentadas c on transmisión entre ellos. B. 1 juego de accionamientos trapezoidales para la limpiadora incluyendo base para el motor. C. 1 juego de plataformas, pasillos, barandilla y escalera par ala "trashmaster " de 72".
1.7) SISTEMA DESMOTADORA DE SIERRA A 1.8) SISTEMA DESMOTADORA DE SIERRA B
Desmotadora de sierras A. Dos máquinas desmotadoras de sierras puestas en paralelo al final de cada torre respectivamente. Marca LUMMUS
Sistema de sobrante automático: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad sobrante automático, completo con tolva de almacenaje de 72“, protecciones, rodillos fijos de alimentación, moto- reductor de 1 HP en ángulo recto, arrancador magnético, accionamientos , contenedor de la sección de distribuidor con transportador ,controles de selector y micro ruptores , descarga en fondo a nivel del suelo con conexión de succión, incluyendo codo y transición de rectangular a circular. B. 1 unidad de separador sobrante de 72 "con conexión de entrada y descarga, válvula de vacío tipo "H de 72", incluyendo accionamiento desde el separador. C. 1 juego de soportes de acero para el separador de 72". D. 1 juego de plataformas, barandilla y escalera para el separador sobrante de 72". E. 1 unidad de tolva de conexión entre el separador y el distribuidor. F. 1 unidad de ventilador de succión de sobrante.
1.9) SISTEMA LIMPIADORA DE FIBRAS A 1.10) SISTEMA LIMPIADORA DE FIBRAS B
Sistema de limpiadora de fibras: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de limpiadora de fibras tipo sierra, con desprendedor por cepillo, APRA ser instalada detrás del conjunto desmotadora /súper jet, incluyendo tolva de basura, soporte de motor, accionamientos trapezoidales y sistemas de protección. Marca: LUMMUS, Modelo: GUARDIAN. B. 1 unidad de condensador de 30" x 108 " para la limpiadora de fibras incluyendo conexiones de entrada y accionamiento por cadena desde la limpiadora. C. 1 unidad de flujo de polvo rectangular en manifold para el condensador de la limpiadora. D. 1 unidad de ventilador vane-axial de 24 "con soporte para el motor y accionamientos trapezoidales. E. 1 juego de conductos rectangulares de fibra desde la súper-jet al condensador de la limpiadora. F. 1 juego de codos y conexiones rectangulares desde la limpiadora de fibras al flujo de fibras. G. 1 ventilador de basura. H. 1 juego de soportes. I. 1 juego de ángulos y aristas.
1.11) SISTEMA DE FLUJO DE FIBRA Y CONDENSADOR
Flujo de fibra y condensador en batería: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 unidad de ventilador, vane-axial, B. 1 juego de accionamientos trapezoidales para el condensador, incluyendo reductor, base para el motor. C. 1 juego de soportes de acero para el condensador. D. 1 unidad de bajante de fibra desde el condensador de 50" hasta el alimentador de la prensa. E. 1 unidad de humidificador para incorporar humedad a la fibra en el bajante. F. 1 juego de plataformas, barandillas y escalera para el condensador.
1.12) SISTEMA DE PRENSA
Prensa de densidad universal y cajón deslizante: Que consta a su vez de los siguientes elementos: A. 1 prensa Marca: LUMMUS. Con equipo hidráulico de densidad universal, cajón deslizante con cajas de formación de la bala de 20" x 54" rotativas, incluyendo: Bancada de nivel con cabezal mecanizado para incorporar un pistón de doble efecto, cilindros del cajón deslizante y trampero. Columna central y barras de tensión exteriores en el lado del pistón. Barras de tensión y columna de soporte en el lado del tramper, todo apoyado en viga base mecanizada. o 2 cajas de formación de bala de 20" x 54" con uñas mecánicas de soltura automática de soltura automática. o 1 pistón superior de doble efecto con cilindro y empaquetadura. o 1 bloque desplazable superior con muescas para 8 flejes. o 2 bloques desplazables inferiores con muescas para 8 flejes, montados en el lecho de la prensa. o 1 tramper de doble cadena, alta capacidad, completamente encerrado, con reductor de cadena, sistema de tensión, varillas de empuje, rodillos y varillas de guía, pie empujador, base para el motor y finales de carrera. o 1 juego de accionamientos trapezoidales desde el motor al eje del tramper. o 1 control de peso de bala con indicador montado en la consola de control. o 1 sistema de giro de prensa con motor de 1/2 HP con reductor de acoplamiento fluido, starter magnético, base para el motor y accionamiento por cadena. o 1 sistema de fijación de prensa con soltura neumática. o 1 elevador hidráulico del cajón deslizante. o 1 paro automático del pistón de retracción. o 1 alimentador de alta capacidad por cinta inclinada con accionamiento por motor -freno de 5 HP, correas, poleas y protecciones de seguridad. de bombas hidráulicas con tanque de 225 galones con purgador, manómetro, o 1 caja termómetro, filtros, válvulas, descarga, cilindros de comprobación, intercambiador de calor y manifold montados sobre el tanque base de acero mecanizada para las bombas y el motor, con una bomba de doble vano y una de pistón. o 1 soporte del motor ajustable con accionamiento por correa plana estriada desde el motor al eje primario. o 1 juego de tubos hidráulicos y conexiones desde los controles de la bomba al pistón de la prensa y a los cilindros del cajón deslizante. o 1 consola de control remoto con controles de circuito impreso y cableado general interno. Controles completos para operación manual o automática, cierre de seguridad y luces indicadoras. o 1 expulsor automático de la bala. o 1 sistema de manejo de balas para la p rensa incluyendo carretilla de lecho plano accionada por moto reductor de 3 HP, ensacadora, ensacador con sección de rodillos montado en la bancada de una báscula , empujador de la ba la, centrador y consola de control. o
2) Factores
Los factores que vamos a considerar en el estudio de la criticidad de nuestra planta son: 2.1) Factor de Costo de Reparación: Permite determinar criterios de clasificación de las fallas de acuerdo con los costos directos de reparación, mano de obra y costo de los recambios. Este factor se mide en € y vamos a dividir su severidad en tres: Alta, media y baja. Los datos de los que disponemos nos dicen que las fallas estudiadas para cada sistema abarcan desde los 100 € hasta los 2000 €.
Cada rango de valores lo vamos a dividir de la siguiente manera: COSTO REPARACIÓN (€) ALTA 1000 1000 < Media ≤ 500 500 < Baja
De acuerdo a la división antes realizada nuestra severidad en cada equipo será: Factor Sistemas
Sistema de alimentación Sistema de absorción Sistema de secado Sistema de limpieza de algodón 1 Sistema de limpieza de algodón 2 A Sistema de limpieza de algodón 2 B Sistema desmotadora de sierra A Sistema desmotadora de sierra B Sistema limpiadora de fibras A Sistema limpiadora de fibras B Sistema de flujo de fibra y condensador Sistema de prensa
Costo Reparación Baja Media Alta
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Tabla Severidad Costo de Reparación
2.2) Factor de pérdida de producción: Permite establecer criterios para la categorización de manera específica todos los sistemas pues nos da un valor del coste de la parada de la planta, si se produjera, debido a la falla en ese sistema estudiado. La manera de compararlo será por el número de balas que se dejan de producir mientras dura la avería. Este factor es más complejo de lo que podría resultar a simple vista pues depende a su vez de otros factores que vamos a detallar a continuación. Pé rdid a de p rod uc ción = T p arada * Pro du cc ión/h * Pé rdid a de d isp on ibilid ad
Dónde: o
Tiempo de parada: Se refiere al tiempo que la máquina esta sin funcionar. Este tiempo abarca desde que se produce la falla hasta que el problema está totalmente solucionado y la planta trabaja a pleno rendimiento.
o
Producción/h: Como se dijo antes la capacidad de la planta viene definida por la capacidad de la maquina o sistema de menor capacidad. En esta fábrica hemos constatado que todas las máquinas están bastante ajustadas siendo la capacidad de producción de 200 balas cada 12 horas
o
Pérdida de disponibilidad: Se refiere al hecho de que si la máquina o sistema estudiado falla se produce una parada total de la línea o no. Si se produjera la parada total de la línea está claro
que la perdida de producción será toda mientras no se repare el fallo. Sin embargo hemos visto que si no se produce tal parada también habría una pérdida de producción debido a que los sistemas que funcionan en paralelo no tienen la misma capacidad funcionando ellos solos y se reduce la producción sin alterar con ello la calidad del producto final en un 20% en condiciones normales de producción. Considerando todos los factores que intervienen en el estudiado, la severidad de nuestro sistema queda por tanto de la siguiente manera:
Tabla Severidad Pérdida de producción
3) Ponderación y pesos .
No todos los factores estudiados afectarán de igual manera a la criticidad del sistema en la planta. Debido a esto tenemos que darle a cada factor una proporción en el total de la criticidad o ponderación. Los factores como hemos dicho anteriormente están evaluados de acuerdo a unas escalas para poder estudiarlos de mejor manera. A estas escalas también hay que darle su proporción o peso. La ponderación de nuestros factores es: Factor de Costo de Reparación:
10
Factor de Perdida de Producción: 15
Y los pesos son: Factores
Pesos
Costo reparación
Baja Media Alta
0.2 0.5 1
Tabla Pesos de los factores de criticidad
Una vez puestas las ponderaciones y pesos rellenamos la siguiente tabla de acuerdo a los criterios antes mencionados Factores
Perdida de producción
Costo Reparación
Sistemas
Baja
Sistema de alimentación Sistema de absorción Sistema de secado Sistema de limpieza de algodón 1 Sistema de limpieza de algodón 2 A Sistema de limpieza de algodón 2 B Sistema desmotadora de sierra A Sistema desmotadora de sierra B Sistema limpiadora de fibras A Sistema limpiadora de fibras B Sistema de flujo de fibra y condensador Sistema de prensa
Media
Alta
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Numero de balas
125 25 25 200 5 5 12 12 18 18 125 400
Tabla Severidad de la línea de desmotado
4) Resultado
Una vez tenemos los datos la criticidad de nuestra línea de producción queda de la siguiente manera: Severidad de los procesos 12 11 4 9 10 1 2 7 8 5 6 3
Sistema de prensa Sistema de flujo de fibra y condensador Sistema de limpieza de algodón 1 Sistema limpiadora de fibras A Sistema limpiadora de fibras B Sistema de alimentación Sistema de absorción Sistema desmotadora de sierra A Sistema desmotadora de sierra B Sistema de limpieza de algodón 2 A Sistema de limpieza de algodón 2 B Sistema de secado
Severidad 25 10 18 11 11 10 3 2 2 2 2 3
Frecuencia 1 2 1 1 1 1 3 2 2 2 2 1
Tabla Criticidad de la línea de desmotado
Criticidad 25 19 18 11 11 10 9 5 5 4 4 3
Criticidad Alta Media Media Media Media Baja Media Baja Baja Baja Baja Baja
Figura Matriz de criticidad de la línea de desmotado
El único sistema que nos sale crítico es el sistema de prensa, algo que a priori pensábamos que nos podía salir. Sobre este sistema es sobre el que tendremos que tener m ayor control en el mantenimiento y al que le aplicaremos la táctica RCM.
Conclusiones
El Análisis de Criticidad es una herramienta que permite establecer bajo criterios homologados, jerarquías entre sistemas, equipos y componentes. Para los casos donde las frecuencias de fallas medidas y escenarios de fallas considerados son extremadamente pequeñas; se puede desarrollar un modelo de criticidad basado en variables de estado para Equipos Estáticos y Subestructura, centrado en integridad mecánica y riesgo. Al utilizar las variables de estado, el modelo obtiene una gran capacidad de predicción de niveles de criticidad. Esta criticidad proyectada es el resultado de un programa de administración de la integridad y confiabilidad de instalaciones, la herramienta desarrollada facilita la toma de decisiones para la asignación eficiente de recursos. El uso del análisis de criticidad permite la toma de decisiones acertadas y contribuye a la mejora continua de los Sistemas de Confiabilidad Operacional, garantizando valores altos del ciclo de vida y utilización de acuerdo a la productividad y la rentabilidad de los activos, en particular, de Equipos Estáticos y estructuras de las Plantas.
Bibliografía
http://mtto4lisethlopez.blogspot.com/2011/10/el-analisis-de-criticidad.html http://r2menlinea.com/w3/PT/PT013_Analisis_de_Criticidad_Integral_de_Activos.pdf http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5311/fichero/5-+Analisis+de+criticidad.pdf http://www.materiales-sam.org.ar/sitio/revista/1_2011/p29-42.pdf
