TÉCNICAS DE JERARQUIZACIÓN DE ACTIVOS...

Trabajo Fin de Máster Página 1

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS

TÉCNICAS DE JERARQUIZACIÓN

DE ACTIVOS INDUSTRIALES

APLICADAS A LA INDUSTRIA

MINERA TRABAJO FIN DE MÁSTER

Autor: Alejandro Guerrero Bolaños Tutor: Adolfo Crespo Márquez

30/01/2013

TÉCNICAS DE JERARQUIZACIÓN DE ACTIVOS INDUSTRIALES. APLICACIÓN AL DISEÑO DE ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO DE ACTIVOS MINEROS

Trabajo fin de Máster Página 2



Índice del proyecto

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................... 4

ÍNDICE DE TABLAS ...................................................................................................................... 6

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ................................................................................ 7

1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 8

1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................................... 10

1.2.1 Objetivo Principal .................................................................................................... 10

1.2.2 Objetivos secundarios ............................................................................................. 11

1.3 SUMARIO .................................................................................................................................... 12

CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE................................................................................................ 14

2.1 MODELO DE GESTIÓN PARA EL MANTENIMIENTO ...................................................................................... 15

2.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD...................................................................................................................... 20

2.2.1 Metodología para la realización del análisis ............................................................ 24

2.2.2 Selección de los sistemas a analizar ........................................................................ 27

2.2.3 Selección de los criterios del análisis ........................................................................ 36

2.2.4 Selección del equipo de trabajo ............................................................................... 39

2.2.5 Metodologías de evaluación de riesgo .................................................................... 47

CAPÍTULO 3. CASO DE ESTUDIO ............................................................................................. 100

ÍNDICE DEL CAPÍTULO ............................................................................................................................ 100

3.1 PRESENTACIÓN DE COBRE LAS CRUCES S.L. ........................................................................................... 101

3.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD EN PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE COBRE LAS CRUCES S.L. .......................... 107

3.2.1 Objeto de los trabajos ........................................................................................... 107

3.2.2 Alcance de los trabajos.......................................................................................... 113

3.2.3 Definición de los criterios de criticidad .................................................................. 119

3.2.4 Resultados principales del análisis ......................................................................... 123

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES ................................................................................................. 126


4.1 SOBRE LA METODOLOGÍA. ................................................................................................................. 127

4.2 SOBRE LOS RESULTADOS DEL ESTUDIO. ................................................................................................. 129

4.3 APLICACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 130

CAPÍTULO 5. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 131

ANEXO I: ACRÓNIMOS ........................................................................................................... 135



Índice de Figuras

FIGURA 2.1 MODELO DE GESTIÓN DE MANTENIMIENTO ....................................................................................... 17

FIGURA 2.2 HERRAMIENTAS PROPUESTAS POR EL MODELO ................................................................................... 20

FIGURA 2. 3 ESQUEMA PROPUESTO POR NORSOK PARA LA REALIZACIÓN DE UN ANÁLISIS DE CRITICIDAD ........................ 24

FIGURA 2.4 TAXONOMÍA PROPUESTA EN LA NORMATIVA ISO:14224 ..................................................................... 28

FIGURA 2. 5 ESQUEMA DE UN SISTEMA DE BOMBEO Y SUS FUNCIONES PRINCIPALES Y SECUNDARIAS ............................... 29

FIGURA 2.6 DEFINICIÓN JERÁRQUICA DE UN GENERADOR SEGÚN [6] ....................................................................... 31

FIGURA 2.7 ESQUEMA DE PLANTA ................................................................................................................... 35

FIGURA 2.8 ASPECTOS QUE INFLUYEN EN LA DEFINICIÓN DE LA CRITICIDAD ................................................................ 37

FIGURA 2. 9 PERFILES DEL EQUIPO PARTICIPANTE EN EL ANÁLISIS DE CRITICIDAD ......................................................... 40

FIGURA 2.10 ROLES DE LOS INTEGRANTES DEL GRUPO DE TRABAJO ......................................................................... 46

FIGURA 2.11 MODELO DE FLUJOGRAMA DE CRITICIDAD (CRESPO MÁRQUEZ, 2007) ................................................. 48

FIGURA 2.12 MATRIZ DE JUICIOS AHP ............................................................................................................. 56

FIGURA 2.14 CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DEL MODELO AHP [12] ................................................................... 59

FIGURA 2.15 INTERVALO DE DETECCIÓN EN FUNCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE MONITORIZACIÓN EMPLEADA ....................... 68

FIGURA 2.16 TOPOLOGÍA DE LA MATRIZ DE CRITICIDAD ........................................................................................ 70

FIGURA 2.17 MATRIZ DE CRITICIDAD PROPUESTA POR EL MODELO CTR ................................................................... 75

FIGURA 2.18 CURVA DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD DE FALLOS ............................................................................ 81

FIGURA 2.19 COMPORTAMIENTO GENÉRICO DE LA CURVA DE FIABILIDAD ................................................................. 82

FIGURA 2.20 DISTRIBUCIÓN EXPONENCIAL APLICADA A FIABILIDAD ......................................................................... 83

FIGURA 2.21 FUNCIÓN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD DE FALLOS EN LA DISTRIBUCIÓN EXPONENCIAL ............................ 84

FIGURA 2.22 CURVA DE LA BAÑERA Y SU RELACIÓN CON EL CICLO DE VIDA DE LOS EQUIPOS .......................................... 85

FIGURA 2.23 FUNCIÓN DE PROBABILIDAD DE WEIBULL EN FUNCIÓN DEL PARÁMETRO Β ............................................... 89

FIGURA 2. 24 EVOLUCIÓN DE LA PROBABILIDAD DE FALLO EN FUNCIÓN DE Β ............................................................. 89

FIGURA 2. 25 EFECTO DE Η EN LA CURVA DE WEIBULL ........................................................................................ 90

FIGURA 2.26RELACIÓN ENTRE LA FUNCIÓN DE WEIBULL Y LA CURVA DE LA BAÑERA .................................................... 91

FIGURA 2 27 FUNCIÓN DE PROBABILIDAD DE LA DISTRIBUCIÓN LOG-NORMAL ........................................................... 92

FIGURA 2.28 FUNCIÓN DE PROBABILIDAD ACUMULADA DE FALLOS EN FUNCIÓN DE Σ ................................................... 93

FIGURA 3.1 IMAGEN AÉREA DE COBRE LAS CRUCES ........................................................................................... 102

FIGURA 3.2 ESQUEMA DE SITUACIÓN DEL FONDO DE CORTA DE COBRE LAS CRUCES EN RELACIÓN AL ACUÍFERO NIEBLA-

POSADAS ....................................................................................................................................... 105

FIGURA 3.3 RESUMEN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LOS DIFERENTES EQUIPOS POR PLANTA ............................................... 112

FIGURA 3.4 ESQUEMA GENERAL DE LA PLANTA PPTA-SDR ................................................................................ 114

FIGURA 3.5 DIAGRAMA DE PROCESO DE UNA PARTE DE LA PLANTA DE LA PPTA-SDR ............................................... 115



FIGURA 3.6 ESQUEMA DE PLANTA DE LA PLANTA PPTA-AC ................................................................................ 116

FIGURA 3.7 DIAGRAMA DE PROCESO DE LA PLANTA PPTA-AC............................................................................. 117

FIGURA 3.8 ESQUEMA DE MATRIZ DE CRITICIDAD ............................................................................................. 123

FIGURA 3.9 DISTRIBUCIÓN DE LA CRITICIDAD EN LA PLANTA PPTA-SDR ................................................................ 124

FIGURA 3. 10 DISTRIBUCIÓN DE LA CRITICIDAD EN LA PLANTA PPTA-AC ................................................................ 124



Índice de Tablas

TABLA 2.1 LISTADO DE FUNCIONES PRINCIPALES Y SU DESCRIPCIÓN ......................................................................... 30

TABLA 2.2 LISTADO DE ÍTEMS MANTENIBLES DE UN GENERADOR ELÉCTRICO .............................................................. 32

TABLA 2.3 DATOS DE FIABILIDAD PROPORCIONADOS POR OREDA PARA TODOS LOS GENERADORES RECOGIDOS EN EL ESTUDIO

...................................................................................................................................................... 33

TABLA 2 4 VALORACIÓN DE JUICIOS EN AHP ..................................................................................................... 55

TABLA 2. 5 VALORES DE RI PARA MATRICES DE DIFERENTE TAMAÑO ........................................................................ 57

TABLA 2.6 ESCALA DE IMPORTANCIA RELATIVA PARA LA COMPARACIÓN POR PAREJAS .................................................. 60

TABLA 2.7 EVALUACIÓN DE LOS CRITERIOS EN EL MODELO AHP ............................................................................. 61

TABLA 2.8 PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE FALLO EN CADA TRAMO POR CRITERIO Y SUBCRITERIO ............................... 62

TABLA 2.9 VINCULACIÓN DE LA PROBABILIDAD DE FALLO CALCULADA MEDIANTE AHP CON EL COSTE ECONÓMICO DEL FALLO

PARA LA OBTENCIÓN DEL RIESGO ............................................................................................................ 63

TABLA 2.10 INTERVALOS PARA MEDIR LA SEVERIDAD (S) DE LOS MODOS DE FALLO [16] .............................................. 66

TABLA 2.11 INTERVALOS DE OCURRENCIA DE FALLO [16] ..................................................................................... 67

TABLA 2.12 VALORES PARA EL FACTOR DE DETECCIÓN [16] .................................................................................. 67

TABLA 2.13 RESULTADO DE LA APLICACIÓN DEL RPN .......................................................................................... 68

TABLA 2.15 CRITERIOS GENERALES PARA LA EVALUACIÓN DE RIESGOS SEGÚN NORSOK .............................................. 78

TABLA 2.16 APLICACIÓN PRÁCTICA DE LA METODOLOGÍA DESARROLLADA EN [4] A UN TANQUE ..................................... 79

TABLA 2 17 ESTIMACIÓN DE COSTES DERIVADOS DE UN ACCIDENTE LABORAL ............................................................ 98

TABLA 3.1 RESUMEN DEL ALCANCE DE LOS TRABAJOS ........................................................................................ 111

TABLA 3.2 RESUMEN DE RESULTADOS ANÁLISIS DE CRITICIDAD PPTA-SDR ............................................................. 123

TABLA 3.3 RESUMEN DE RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE CRITICIDAD DE PPTA-AC ..................................................... 124



Capítulo 1. Introducción y objetivos

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ................................................................................ 7

1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 8

1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................................... 10

1.2.1 Objetivo Principal .................................................................................................... 10

1.2.2 Objetivos secundarios ............................................................................................. 11

1.3 SUMARIO .................................................................................................................................... 12



1.1 Introducción

La gestión eficiente del mantenimiento es hoy en día uno de los mayores

retos dentro de las empresas. El mantenimiento hace años que pasó de ser

sólo un coste cuya gestión era puramente reactiva (sólo se actuaba cuando

aparecía un fallo) a un complejo proceso que bien gestionado puede dar a las

empresas una ventaja competitiva decisiva en las difíciles circunstancias

actuales. Así mismo, conceptos como la sostenibilidad han hecho que el

mantenimiento deba de dar un salto cualitativo dentro de las empresas que lo

sitúe como uno de los procesos fundamentales para su supervivencia,

funcionamiento y expansión.

La gestión de este tipo de procesos supone casi una exigencia para las

grandes empresas. Esto se debe a que la competitividad en el mercado cada

vez es mayor y es necesario el encontrar ventajas competitivas.

La globalización del mundo empresarial ha traído consigo un aumento

importante de la competitividad debido a la apertura de nuevos mercados. Esto

obliga a las empresas a competir con entidades cuyos costes de personal,

costes financieros, etc. son muy competitivos. Es por ello que cualquier

estrategia que consiga optimizar o mejorar los procesos importantes a nivel de

costes constituye un factor decisivo para la supervivencia de la empresa.

El mantenimiento hoy en día no sólo se circunscribe a la reparación,

ahora se estudia su influencia desde el punto de vista logístico, medioambiental

y de seguridad. Muchos y terribles han sido los ejemplos de accidentes en los

que una gestión deficiente del mantenimiento ha traído nefastas

consecuencias, causando grandes tragedias humanas y ambientales y

poniendo de manifiesto que esta tarea no puede relegarse simplemente a

reparar fallos a posteriori. Accidentes tan graves como Chernóbil, pusieron

sobre la mesa la necesidad de considerar el mantenimiento como una pieza

fundamental que garantice la seguridad y la estabilidad en la industria.

Conceptos como el desarrollo sostenible impulsan la mejora en los

procesos de mantenimiento y ponen de relieve otros aspectos que ayudan a

hacer de la gestión del mantenimiento algo más atractivo. La influencia del

mantenimiento dentro del ciclo de vida de los productos es un concepto que se



ha desarrollado con fuerza en la última década y que abre la posibilidad de

enfocar el mantenimiento no como un gasto, sino como una inversión que

revierta en un alargamiento de la vida útil de los equipos, permitiendo así con

una inversión continuada bajar los, en ocasiones, enormes costes de

reposición que tienen los equipos dentro de la empresa.

Así mismo, el mantenimiento es un proceso global dentro de la empresa,

que involucra gestión de las operaciones, gestión de stocks, seguridad etc. Es

por ello que la consideración del mismo como un proceso más en la empresa

permitirá mejorar su eficacia y eficiencia. La integración aumentará la eficacia

en la medida que una mejor comunicación con los actores que influyen en el

mismo y en los que el mantenimiento influye permitirá un mejor y un más rápido

funcionamiento que dé lugar a una mayor agilidad dentro de la empresa. Así

mismo, al estar integrado como una parte más de la empresa permitirá una

mejor comunicación y una más adecuada transmisión de las necesidades de

los distintos departamentos que redundará en una disminución de costes a

largo plazo.

Tomando como referencia la normativa europea EN 13306:2011, la

moderna gestión del mantenimiento incluye todas aquellas actividades de

gestión que: determinan los objetivos y prioridades de mantenimiento (que se

definen como las metas asignadas y aceptadas por la dirección del

departamento de mantenimiento), las estrategias (definidas como los métodos

de gestión que se utilizan para conseguir esas metas u objetivos), y las

responsabilidades en la gestión. Esto concuerda con lo anteriormente

comentado y pone de manifiesto que el mantenimiento debe estar integrado

como una parte más a las tradicionalmente contempladas en las empresas.

Según [1], el proceso de gestión de mantenimiento puede dividirse en

dos partes principales:

Definición de la estrategia de mantenimiento.

Implementación de dicha estrategia.

En este proyecto vamos a centrarnos en la primera parte. Una correcta

definición de la estrategia de mantenimiento es fundamental para un



funcionamiento adecuado de la empresa. Esta fase es vital, puesto que de ella

dependerá que la ejecución del mantenimiento sea eficaz y, en menor medida,

eficiente. En el caso de que la estrategia no sea la correcta, se corre el riesgo

de emplear los recursos en equipos o áreas en los que no son necesarios,

dejando desprotegidas áreas sensibles dentro del proceso.

En la correcta definición de la estrategia de mantenimiento, el concepto

de riesgo ha sido fundamental para la integración en la estrategia de

mantenimiento de todos los aspectos relevantes dentro de la empresa. El

riesgo permitió al mantenimiento desplazarse de la contabilidad de los costes a

una estrategia más global, en la que no sólo influyen los costes directos, sino

también los indirectos (indisponibilidad) y los riesgos ambientales y de

seguridad.

El proyecto que se va a desarrollar busca conocer las metodologías que

se han empleado para la evaluación de los riesgos que pueda tener un fallo en

un equipo, con el objetivo de la jerarquización de los equipos dentro de una

empresa, siempre con el enfoque de la optimización del mantenimiento en las

plantas. Para ello se realizará un estudio en profundidad de la literatura

científica al respecto, así como se desarrollará un caso práctico con el fin de

buscar una metodología accesible que ofrezca resultados tangibles en el

proceso de gestión de mantenimiento.

El resultado de todo lo anterior es proyecto, titulado Técnicas de

Jerarquización de Activos Industriales Aplicadas a la Industria Minera.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Principal

El objetivo principal de este proyecto es analizar las distintas

metodologías y herramientas existentes en la actualidad para la evaluación de

riesgos de cara al establecimiento de la política de mantenimiento en procesos

industriales, desde el punto de vista de la gestión del mantenimiento.

Para ello se estudiará en profundidad la literatura científica con el fin de

conocer las distintas metodologías propuestas para la realización de un análisis



de criticidad, así como los pasos más relevantes para la puesta en marcha del

mismo.

Por último, se presentará un caso práctico con el fin de conocer mejor el

proceso de realización del análisis, las ventajas e inconvenientes de las

metodologías así como los resultados que puedan derivarse del mismo.

1.2.2 Objetivos secundarios

Como objetivos secundarios del proyecto destacamos los siguientes:

Analizar los criterios más importantes de cara a la medición del

riesgo en una empresa, así como estudiar la variación de estos en

función del entorno operacional, desde un punto de vista global, es

decir, operativo, ambiental y desde el punto de vista de la seguridad

de las personas.

Analizar el posible impacto económico que pudiera tener la

implementación en fase temprana de un modelo de gestión del

mantenimiento basado en riesgo, las dificultades de implantación del

mismo en la fase inicial y proponer una serie de pasos de cara a

facilitar la realización de un análisis de criticidad.

Mejorar el proceso de gestión de mantenimiento de la planta de

tratamiento de aguas de Cobre las Cruces. Se buscará emplear el

conocimiento adquirido en el desarrollo de un modelo de análisis de

criticidad que sirva como base para el establecimiento de una política

de mantenimiento basado en riesgo.

Proponer mejoras en algunos aspectos, tales como mejoras

elaboración de informes con propuestas de mejora en el proceso,

aviso de posibles incidencias o mejoras en la gestión documental de

las plantas.



1.3 Sumario

El contenido de este proyecto se va a desarrollar en tres capítulos, cuyo

contenido se resume a continuación.

En el capítulo 2 tenemos el capítulo dedicado a estado del arte. En

primer lugar se hace un repaso de las diferentes estrategias a la hora de

abordar el mantenimiento, desde las iniciales, puramente reactivas, es decir,

basadas en el principio de no actuar hasta que se produjera el fallo, hasta la

llegada al mantenimiento del concepto de riesgo. Este concepto servirá como

punto de partida para la optimización del proceso de mantenimiento de una

empresa y fue precursor de estrategias encaminadas a un comportamiento

proactivo así como a un enfoque más global de todos los procesos

relacionados con la mejora en la gestión de activos. Una vez conocido el

concepto de mantenimiento basado en riesgo, así como diversas técnicas y

herramientas de mantenimiento apoyadas en este concepto (mantenimiento

centrado en fiabilidad, mantenimiento basado en condición), se hablará de qué

es y para que se emplea el análisis de criticidad en un proceso de optimización

del mantenimiento, así como de su importancia dentro del proceso organizativo

de la empresa. Una vez definido este concepto, se listarán los diferentes pasos

necesarios para llevar a cabo un análisis de criticidad. En primer lugar se

encuentra la selección del alcance del análisis. Se evaluará la importancia de

una correcta selección del mismo así como se propondrán analizarán algunas

herramientas de cara a realizar este proceso de manera estandarizada.

Seguidamente, se hablará de la conformación del grupo de trabajo, de los roles

buscados dentro del mismo y del papel que juega en el análisis cada uno de

los actores que interviene en el mismo. El siguiente paso será la selección de

criterios para la medición del riesgo. Para ello se hará un análisis de los que

aparecen con mayor frecuencia en la literatura científica y se estudiará el

enfoque que se sigue en la misma para su ponderación dentro del riesgo global

de la empresa. Por último, se estudiarán las diversas metodologías que se han

desarrollado para la medición del riesgo, desde las puramente cualitativas,

basadas en diagramas de flujo, a las estrictamente cuantitativas, pasando por

metodologías semicuantitavas. En cada uno de los casos, además de conocer

los modelos desarrollados para la evaluación del riesgo, se analizarán ejemplos



prácticos encontrados en la literatura con el fin de conocer las fortalezas y

debilidades de cada una de las metodologías.

Una vez realizado el estudio del estado del arte, en el capítulo tres se

desarrolla un caso práctico de análisis de criticidad llevado a cabo en Cobre las

Cruces, empresa minera sevillana dedicada a la extracción de cobre en

Gerena, que cuenta con el yacimiento con mayor ley de cobre del mundo, y

cuyas peculiaridades a nivel de ubicación y su avanzada tecnología de

obtención de cobre la hacen el candidato ideal para un estudio de este tipo. En

concreto se analizarán las instalaciones del Departamento de Gestión de

Aguas, pieza clave para el funcionamiento de la mina, dado que el yacimiento

se encuentra por debajo de uno de los acuíferos más grandes de Europa, lo

que obliga a este departamento a buscar la excelencia operacional y el cuidado

del medio ambiente en todos sus procesos. Se llevará a cabo un análisis en

sus líneas de tratamiento de aguas, que emplean únicas en el mundo para el

tratamiento y el refinamiento de aguas.

En el capítulo tres, se analizarán las conclusiones principales extraídas

del documento y se discutirán los resultado obtenidos en el caso práctico, así

como las posibles mejoras a implementar de cara a la optimización del

mantenimiento en las plantas de agua.

En el capítulo cuatro podrá consultarse la bibliografía consultada para la

realización de este trabajo.

Por último, se incluirán unos anexos de terminología, acrónimos y

ecuaciones presentes en el documento.



Capítulo 2. Estado del Arte

CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE................................................................................................ 14

2.1 MODELO DE GESTIÓN PARA EL MANTENIMIENTO ...................................................................................... 15

2.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD...................................................................................................................... 20

2.2.1 Metodología para la realización del análisis ............................................................ 24

2.2.2 Selección de los sistemas a analizar ........................................................................ 27

2.2.3 Selección de los criterios del análisis ........................................................................ 36

2.2.4 Selección del equipo de trabajo ............................................................................... 39

2.2.5 Metodologías de evaluación de riesgo .................................................................... 47

2.2.5.1 Métodos Gráficos .................................................................................................................. 47

2.2.5.2 Métodos Semicuantitativos.................................................................................................. 53

2.2.5.2.1 Evaluación de riesgo mediante AHP ............................................................................ 53

2.2.5.2.2 Medición del riesgo con el Risk Priority Number ........................................................ 63

2.2.5.2.3 Criticidad total por riesgo ............................................................................................ 69

2.3.5.2.4 Modelo de criticidad propuesto por NORSOK ............................................................ 76

2.2.5.3 Métodos Cuantitativos ......................................................................................................... 79



2.1 Modelo de gestión para el mantenimiento

Una vez presentado y definido el concepto de riesgo, el siguiente paso

es su uso para la mejora del mantenimiento según las posibilidades

comentadas en el apartado anterior. Según la normativa vigente [2], se define

el mantenimiento como la ―combinación de todas las acciones técnicas,

administrativas y de gestión, durante el ciclo de vida de un elemento,

destinadas a conservarlo o devolverlo a un estado en el cual pueda desarrollar

la función requerida.‖ De esta definición pueden sacarse varias conclusiones.

La primera es que el mantenimiento no sólo se circunscribe al ámbito de

actuación sobre los equipos, sino que comprende un conjunto de actividades

que van más allá de la simple reparación de los equipos y que une aspectos

como la planificación, la gestión documental, la generación de bases de datos

etc. La segunda, desde un punto de vista más técnico, es que el mantenimiento

está encaminado a conservar o restaurar las funciones requeridas de los

equipos. Este aspecto es fundamental, puesto que para poder ejecutar

adecuadamente el mantenimiento se deben conocer en primer lugar las

funciones principales y secundarias de los equipos. Esto, que en un principio

pudiera parecer una cuestión baladí, es uno de los principales escollos que se

encuentran en su camino los mantenedores y aquellas personas cuyo trabajo

consiste en la mejora de las actividades de mantenimiento dentro de las

empresas. La existencia de funcionalidades ocultas así como la, en ocasiones,

difícil comunicación entre los departamentos de operación y mantenimiento

hacen que en muchas ocasiones existan funcionalidades desconocidas cuyo

mantenimiento puede resultar fundamental para el correcto funcionamiento de

las empresas. Uno de los puntos fundamentales de la metodología que se va a

desarrollar en este trabajo es cómo caracterizar las funciones de los equipos a

través de metodologías estandarizadas que permitan su rápida identificación,

para posteriormente permitir evaluar su importancia en el proceso e

implementar las salvaguardas necesarias.

Así mismo, la normativa define la gestión del mantenimiento como:

―todas las actividades de la gestión que determinan los objetivos del

mantenimiento, las estrategias y las responsabilidades, y las realizan por medio

de planificación del mantenimiento, control y supervisión del mantenimiento,



mejora de los métodos en la organización incluyendo los aspectos

económicos‖. El punto más importante de esta definición es que sitúa al

mantenimiento como un aspecto estratégico dentro de las organizaciones. Es

decir, la gestión del mantenimiento busca cambiar el rol tradicional del

mantenimiento, que lo situaba en un segundo plano dentro de las empresas y

lo limitaba a un coste dentro de la misma, a un aspecto más a optimizar dentro

de la organización para alcanzar los objetivos finales de la empresa.

Para conseguir alcanzar lo comentado anteriormente [3] ofrece dos

ideas fundamentales que serán las precursoras del modelo de gestión que él

mismo propone:

1. El proceso de gestión del mantenimiento tiene un curso de acción,

es decir, varios pasos a seguir.

2. El marco general de referencia para la gestión del mantenimiento,

es decir, la estructura básica de soporte, está constituida por una

serie de herramientas que conforman un sistema para la gestión

avanzada del mantenimiento.

La primera afirmación permite la creación de un modelo basado en una

serie de pasos que ayude a la mejora en la gestión del mantenimiento. Esto

dotará a la misma de una estructura ordenada que lo encamine a la eficiencia y

que permita el acopio de las mejores prácticas en el área de mantenimiento así

como en otras áreas dentro de la ingeniería de organización.

La segunda nos habla de que el modelo de gestión, además de una

serie de pasos ordenados a seguir nos dota de las herramientas necesarias

para dar cada uno de estos pasos. Esto hace de este modelo una herramienta

completa, tanto desde el punto de vista teórico como desde el punto de vista

práctico y lo dota del contenido necesario para su acometida por los gestores

de mantenimiento.

En la Figura 2.1 puede verse el esquema del modelo propuesto. Este

modelo se compone de 8 fases o etapas, que han de seguirse en el orden

establecido y que, además de mejorar la gestión del mantenimiento permite la

mejora continua dentro del propio modelo.



A continuación, se comentarán de manera resumida cada una de las

fases propuestas por el modelo:

Fase 1: Definición de los objetivos, estrategias y

responsabilidades de mantenimiento. En esta fase se pretende

que se definan los objetivos a corto, medio y largo plazo del

departamento de mantenimiento, así como los indicadores que

medirán la consecución de los mismos. Un aspecto importante de

esta fase es que permite no sólo conocer los objetivos del

departamento dentro del mismo, sino que también presentar los

objetivos a los gestores de la empresa, facilitando las

negociaciones de presupuestos, paradas programadas etc.

Fase 2: Jerarquización de los equipos de acuerdo con la

importancia de su función. Una vez definidos los objetivos del

mantenimiento, el siguiente paso es conocer las áreas críticas

para la consecución de dichos objetivos. La ejecución de la Fase

Fase 1:

Definición de los objetivos,

estrategias y responsabilidades de mantenimiento

Fase 3:

Análisis de puntos débiles en

equipos de alto impacto.

Fase 2:

Jerarquización de los equipos de acuerdo con la

importancia de su función

Fase 7:

Análisis de ciclo de vida y de la

posible renovación de los

equipos.

Fase 5:

Programación del mantenimiento y

organización en la asignación de

recursos.

Fase 6:

Evaluación y control de la ejecución del

mantenimiento

Fase 8:

Proceso de mejora continua y

adopción de nuevas

tecnologías

Fase 4:

Diseño de planes de mantenimiento

preventivo y de los recursos necesarios

Mejora

Eficacia

E

ficie

ncia

Evaluación

Figura 2.1 Modelo de gestión de mantenimiento



1 permitirá establecer los criterios que permitan realizar la

jerarquización de activos y áreas en la empresa. El resultado de

esta fase será un ranking de equipos o áeras que permita

establecer la mejor estrategia para alcanzar los objetivos

anteriormente definidos.

Fase 3: Análisis de los puntos débiles en equipos de alto impacto.

Una vez listados los equipos, la primera tarea será la de atacar a

los equipos cuyos fallos pueden traer peores consecuencias para

el proceso. Para ello, se analizarán los fallos más importantes de

estos equipos y se establecerá una estrategia para atajarlos.

Fase 4: Diseño de planes de mantenimiento preventivo y de los

recursos necesarios. Una vez atacados los fallos más urgentes,

se procederá a establecer la política de mantenimiento

atendiendo a la criticidad de los equipos, así como se definirán los

recursos que esa política necesita.

Fase 5: Programación del mantenimiento y optimización de la

asignación de los recursos. Una vez redactados los planes de

mantenimiento, el siguiente paso es programarlos en el tiempo y

minimizar los costes de mantenimiento.

Fase 6: Evaluación y control de la ejecución del mantenimiento.

En este punto, una vez definida la política de mantenimiento es

responsabilidad evaluar la efectividad de la misma y establecer

las posibles mejoras a implementar dentro de la misma.

Fase 7: Análisis de ciclo de vida y de la posible renovación de los

equipos. Una vez establecida la estrategia y la política de

mantenimiento, hay que analizar el impacto de ésta en sus

equipos, así como la posible renovación de los mismos,

atendiendo a criterios económicos y de impacto en la fiabilidad.

Fase 8: Implementación del proceso de mejora continua y

adopción de nuevas tecnologías. Esta fase se alcanza en

organizaciones maduras, en las que la aplicación de las 7 fases

anteriores ha permitido un salto de calidad en la organización del

mantenimiento. Llegados a este punto la empresa debe buscar



soluciones innovadoras que permitan alcanzar nuevos objetivos y

ayuden a dar un salto cualitativo en las políticas de

mantenimiento.

Además de las fases anteriormente comentadas, dentro de la Figura 2.1

puede verse cómo dichas fases se agrupan en 3 bloques principales, a saber,

eficacia, eficiencia y mejora. Estos son los 3 aspectos que se esperan alcanzar

con la aplicación del modelo dentro del área de mantenimiento:

Eficacia: La eficacia de la estrategia de mantenimiento comprende

las 3 primeras fases. El objetivo del modelo es conseguir generar

una política de mantenimiento que ataje los problemas que en

este aspecto tenga la organización. Con la eficacia se busca

obtener la estrategia que ponga fin a los problemas y que mejore l

situación actual del mantenimiento acercándola a los objetivos

definidos.

Eficiencia: Comprende las fases 4 y 5. Una vez implementada una

política eficaz, es decir, que funcione, el siguiente paso es

conseguir que esa política se desarrolle con el mínimo empleo de

recursos posible. Se trata de una fase de optimización del

mantenimiento, siempre partiendo de una estrategia acertada

previamente definida.

Evaluación: Abarca las fases 6 y 7 y establece los mecanismos de

evaluación de las políticas de mantenimiento no únicamente a

través de los KPI sino también desde un punto de vista más

técnico. Este es un paso fundamental a la hora de establecer

posibles mejoras en la gestión y para conocer hasta qué punto los

planes elaborados son en realidad efectivos.

Tal y como se comentó anteriormente, el modelo propuesto no sólo

define una serie de pasos o fases a ejecutar para la mejora en la gestión del

mantenimiento, sino que propone herramientas para ejecutar cada una de esas

fases. En la siguiente figura pueden verse esas herramientas y su relación con

el modelo.



Como se puede ver en la Figura 2.2, cada fase tiene una herramienta

asignada. Así mismo, de los comentarios anteriormente realizados se

desprende que las fases con mayor peso dentro del modelo son las iniciales,

pues influyen en el desempeño del resto del mismo. Es por ello, que le objetivo

de este trabajo será desarrollar una metodología que permita la

estandarización de los procedimientos de realización de un análisis de

criticidad.

2.2 Análisis de Criticidad

En el modelo desarrollado en el apartado anterior se establecieron una

serie de pasos para la optimización de la gestión del mantenimiento. La

segunda fase del modelo desarrollado en [3] consiste en la jerarquización de

activos para la definición de la estrategia de mantenimiento. Para ello, como

podemos observar en la Figura 2.2 se propone la utilización de análisis de

criticidad como herramienta para la realización de dicha jerarquización. Esta

herramienta es utilizada para, seleccionada un área de trabajo, evaluar los

Fase 1:

Balanced

Score Card

Fase 3:

Análisis Causa Raíz (ACR)

Fase 2:

Análisis de Criticidad

Fase 7:

Análisis de ciclo de vida

Fase 5:

Análisis RAMS

Fase 6:

Análisis Coste-Riesgo-

Beneficio (CBRA)

Fase 8:

e-Maintenance

Fase 4:

Mantenimiento Centrado en

Fiabilidad (RCM)

Mejora

Eficacia

E

ficie

ncia

Evaluación

Figura 2.2 Herramientas propuestas por el modelo



riesgos existentes desde el punto de vista del mantenimiento para obtener una

clasificación de las instalaciones.

El análisis de criticidad se emplea para la ordenación de activos, áreas

de trabajo, modos de fallo etc. En función de su importancia para el proceso de

producción. Para su realización se siguen una serie de pasos, con el objetivo

de obtener los mejores y más adecuados resultados. Los pasos más

importantes a seguir son:

1. Selección del área de trabajo: Este aspecto es fundamental para

el correcto desarrollo y mejor aprovechamiento del análisis. La

definición del alcance del análisis es fundamental para la

consecución de los objetivos que se propongan en el mismo. El

alcance puede variar desde un área concreta de una planta, una

línea de fabricación, a una planta al completo. Esta diferencia

hace que a su vez el enfoque que se haga del análisis varíe

mucho. En el caso de un análisis a una gran factoría en su

totalidad, la selección de equipos a someter al análisis ha de

venir de grandes áreas de trabajo, mientras que en el caso de

espacios más pequeños se puede analizar la criticidad más al

detalle, sin riesgo de alargar en exceso el trabajo. La selección

del alcance compete en exclusiva al departamento de

mantenimiento, puesto que será el encargado de aprovechar los

resultados del análisis.

2. Selección del equipo de trabajo: Una vez definido el alcance será

necesario conformar un grupo de trabajo multidisciplinar que lo

lleve adelante. Es muy importante incluir a todos los

departamentos que influyan en la evaluación de la criticidad, para

poder así adoptar el máximo de puntos de vista posible. Así

mismo, en este apartado será necesario no sólo definir el grupo

de trabajo sino también los roles dentro del mismo.

3. Definición de los criterios de criticidad: Esta parte es fundamental.

Atendiendo a los objetivos generales de la organización y a los

específicos de mantenimiento se debe definir una fórmula para la

evaluación de la criticidad de los equipos que recoja todos los



factores que pueden convertir a un fallo potencial en un riesgo

para la empresa.

4. Selección de la metodología de evaluación: Una vez definidos los

criterios, se deberá definir una metodología que permita la

evaluación de la criticidad de una forma dinámica y que además

recoja el peso de cada uno de los criterios en su justa medida.

5. Realización del análisis de criticidad y evaluación de resultados:

Una vez definido todo el proceso, debe llevarse a cabo el análisis

por parte del grupo de trabajo. Una vez finalizado, quedará un

último paso, el análisis de los resultados, en busca de

incoherencia y posibles errores en la evaluación o en la

metodología.

Una correcta realización del análisis puede tener un gran impacto en la

organización, puesto que de él dependerán todas las políticas de

mantenimiento que a partir de ahora se implementen. La importancia de este

paso en el modelo se pone de manifiesto en que, por ejemplo, la industria del

petróleo del mar del norte ha realizado una norma específica para la realización

del análisis de criticidad. Esta normativa persigue como objetivo ―describir un

proceso de trabajo eficiente y racional que tenga como resultado un programa

de mantenimiento optimizado basado en un análisis de riesgo así como en

análisis coste-riesgo-beneficio‖ [4].

Esta normativa es de especiar relevancia porque está desarrollada por el

consorcio petrolífero del mar del norte. Este consorcio es pionero en el área de

mantenimiento, como se demuestra en normativas como OREDA. OREDA es

el acrónimo de ―offshore reliability database‖ es una base de datos de

mantenimiento que ya va por su quinta edición y que recoge datos de fiabilidad

de las siguientes empresas:

ENI S.P.A/AGIP Exploration&Production

BP Exploration Operating Company Ltd.

ExxonMobil International Ltd.

Norsk Hydro ASA

Phillips Petroleum Company Norway



Statoil ASA

Shell Exploration & Production

TotalFinaELF

Como puede observarse del listado anterior, algunas de las principales

compañías petrolíferas a nivel mundial forman parte de este consorcio, que

también es el encargado de la realización de las normas NORSOK. En la base

de datos se dispone de información de 27565 equipos. En la norma no sólo se

recoge información de parámetros de mantenimiento muy útiles para la

planificación como el MMTR o el MTTF, sino que también ofrece una

metodología estandarizada para la definición de la taxonomía de los equipos,

estandarización de modos de fallo etc. Los datos de este documento se

recogen desde el año 1983, lo que habla de la consolidación de la misma en el

tiempo. La norma NORSOK nace al hilo de este consorcio, lo que supone una

garantía de la calidad de la misma.

En la norma NORSOK Z-008, se describe un proceso de análisis de

criticidad, que será la base de la metodología de trabajo de este proyecto. A

continuación se describe la metodología propuesta y sus diferentes variantes

para la realización de análisis de criticidad.



2.2.1 Metodología para la realización del análisis

La metodología propuesta se basa en la normativa NORSOK Z-008. Los

pasos que este método propone se resumen en el siguiente gráfico:

Figura 2. 3 Esquema propuesto por NORSOK para la realización de un análisis de criticidad

●Redundancy●Hidden Failure

Assign Equipment to Sub-Function

Maintenance Program

Establishment

Main Function Definition &

Consequence Assesment

Sub-Function definition &

consequence assesment

Evaluate Systems

System for

Analysis

Purpose of the analysis

Decision Criteria

Plant Systems

Technical Documentation

System not treated

Equipment Classification

Basic Requirements Main & Sub-function DefinitionsEquipment

Classification

No

Yes



En la imagen se puede ver el modelo completo de gestión de

mantenimiento que proponen desde NORSOK. Para el análisis de criticidad

tomaremos la primera parte, la de requerimientos básicos, así como la

definición que hace de los sistemas y sus funciones principales.

En la parte izquierda de la Figura 2. 3, bajo el título de ―basic

requirements‖ pueden verse los pasos necesarios a realizar en la fase

preparatoria del análisis. A continuación, pasamos a desgranar cada uno de

ellos:

Objetivos del análisis: Tanto este modelo como el modelo de

gestión de mantenimiento descrito en el apartado 2.2 tienen este

apartado como antesala del análisis. Es necesario definir

previamente el objetivo del análisis y su alcance, puesto que el

tamaño del área a seleccionar, los objetivos finales y la

profundidad de análisis deseada condicionan el resto de pasos a

seguir dentro de la metodología, así como los resultados

esperados dentro de la misma.

Los objetivos pueden variar desde un análisis enfocado a

establecer las áreas de trabajo más críticas a definir los modos de

fallo más relevantes para un equipo con el fin de determinar su

política de mantenimiento. Esta diferencia de enfoques entre

global y local hacen imprescindible el clarificar los objetivos antes

de iniciar ninguna otra actividad.

Documentación técnica: En este punto se analiza la

documentación que se debe recabar antes de comenzar con el

análisis. Para la selección y clasificación de ésta, la norma UNE

EN 13460:2003 ―Documentación para el mantenimiento‖ es un

buen punto de partida. En [5] aparecen todos los documentos que

pueden resultar necesarios para el mantenimiento de los equipos.

En concreto para este análisis, y siempre en función de los

objetivos, pueden necesitarse los diagramas de planta (P&D

Diagrams), los esquemas de funcionamiento de un equipo

concreto y su manual de funcionamiento, un esquema de

distribución en planta, esquemas eléctricos, esquemas de



distribución de las protecciones de la planta, documentos de otros

análisis como el análisis HAZOP etc. Como se comentó con

anterioridad, será el alcance del análisis el que determine los

documentos a aportar. Como ejemplo, para un análisis de

criticidad de una planta al completo se necesitarán los esquemas

de proceso, los diagramas P&D y la distribución de los sistemas

de seguridad, mientras que si el análisis se centra en un equipo o

grupo de equipos concreto se requerirán los manuales de

funcionamiento y la documentación específica de estos equipos.

Esquemas de planta: Como se comentó en el apartado anterior,

entre la documentación técnica a aportar es necesario que se

incluyan los diagramas de proceso, para determinar los límites de

batería del análisis, los límites entre equipos y para utilizar la

lógica de proceso como hilo conductor del análisis.

Definición del criterio de decisión: Este apartado es uno de los

más delicados. La definición de los criterios de decisión depende

de la madurez de la organización, la información disponible y de

los objetivos del análisis. La decisión puede regirse por criterios

puramente cualitativos o por metodologías puramente cualitativas

que evalúen el riesgo desde un punto de vista puramente

monetario. En este punto se han desarrollado multitud de

métodos que permiten mucha flexibilidad en la evaluación de la

criticidad. Es por ello que el apartado 2.3.5 "Metodologías de

evaluación de riesgo‖ se ha dedicado en exclusiva a los diferentes

métodos que desde la literatura científica se han desarrollado con

este objeto.

Una vez seguidos estos pasos iniciales, se procederá a la evaluación de

los sistemas, para analizar si entran o no dentro de nuestro análisis.

Antes de seguir con el siguiente punto, es necesario analizar cómo

NORSOK propone que se haga la selección de los sistemas a evaluar y la

metodología de trabajo que se recomienda.



2.2.2 Selección de los sistemas a analizar

Una vez definidos los pasos del análisis de criticidad, el siguiente paso

es establecer una metodología para la selección del área de trabajo. Éste es un

aspecto fundamental, puesto que de él dependerán aspectos como la duración

del proyecto, la aplicación de sus resultados y el establecimiento de los criterios

de evaluación de la criticidad. Es por ello que este aspecto no debe tomarse a

la ligera y merece un análisis pormenorizado.

Para la definición del alcance, y siguiendo con la metodología propuesta

por los estándares del Mar del Norte, se propone seguir fundamentalmente las

directrices descritas en dos documentos: la normativa NORSOK Z-008 y el

estándar OREDA.

Comenzaremos en primer lugar con OREDA. Este documento, como ya

se ha comentado, es algo más que una base de datos de fiabilidad. Su alcance

va más allá de la recolección de información y aplicaciones que, apoyadas en

este estándar han conseguido que se produzca una notable evolución en los

aspectos más relevantes en la gestión del mantenimiento. Tal ha sido el

impacto de OREDA, que ha dado como fruto una norma ISO que se encarga

de la definición de la taxonomía de equipos, en concreto, la norma ISO:14224

[6]. En esta norma puede verse al completo la definición de la jerarquía de

equipos dentro de una planta. En concreto hace una división de los niveles de

análisis que podemos encontrarnos dentro de una instalación. Este punto es de

especial relevancia a la hora de acometer un análisis de criticidad. En función

del nivel en el que nos situemos dentro de la jerarquía propuesta por [6] el

análisis variará en duración, utilidad, documentación necesaria etc. En la

siguiente figura se puede observar la taxonomía de elementos que propone la

norma ISO:14224. Esta clasificación puede servir de gran ayuda a la hora de

clarificar el alcance de nuestro análisis de criticidad.



Figura 2.4 Taxonomía propuesta en la normativa ISO:14224

Como puede observarse en la Figura 2.4, existen varios niveles en los

que puede aplicarse la metodología de criticidad. Para grandes complejos

industriales, el análisis de criticidad puede llevarse a cabo a partir del punto 5.

Por ejemplo, en la industria cervecera, existen secciones como el embotellado,

el llenado, el etiquetado o el almacenaje. Un análisis de criticidad podría

determinar el área de mayor influencia dentro de la planta.

Siguiendo con el esquema de la industria cervecera, el análisis podría

hacerse a nivel de sistema. En este caso, se entiende como sistema a los

equipos principales dentro del proceso de fabricación, como pueden ser

llenadoras, etiquetadoras, máquinas de lavado de botellas etc. Bajando al nivel

se obtendría el listado de los sistemas o equipos principales más críticos con el

objetivo de establecer sobre ellos las políticas de mantenimiento

correspondientes.

Por último, el análisis de criticidad, formando parte por ejemplo de un

FMECA o un RCM puede ayudar a establecer los modos de fallo más críticos

dentro de un subsistema o ítem mantenible, para establecer la política de

mantenimiento concreta para ese sistema/subsistema. Bajar o subir en la

(1) Industria

(2) Categoría del Negocio

(3) Instalación

(4) Planta

(5) Sección

(6) Sistema

(7) Subsistema

(8) Componente/Item Mantenible

(9) Componente



taxonomía de equipos restaría efectividad al análisis de criticidad, ya fuera por

exceso de detalle o por defecto del mismo.

Comenzando por este último nivel, para la evaluación de la criticidad de

modos de fallo dentro de un sistema, el estándar NORSOK propone la

caracterización de estos modos de fallo a través de la determinación de las

funciones y sub-funciones principales. En la siguiente figura puede verse un

ejemplo de esto último aplicado a un sistema de bombeo.

Figura 2. 5 Esquema de un sistema de bombeo y sus funciones principales y secundarias

En este esquema se puede ver cómo se han caracterizado todas las

funciones dentro del sistema de bombeo. Para la definición de funciones y sub-

funciones NORSOK facilita un listado de las más usuales dentro de un entorno

industrial. La siguiente tabla presenta la definición de dichas funciones y sub-

funciones. Esta tabla puede ser sustituida o complementada con la información

ofrecida en OREDA.



MF description Sub title, examples Accumulation Instrument/plant air, heating/cooling medium

Cementing Circulating Heating/cooling medium

Compressing Gas export/injection Cooling

Detecting F&G Distributing (Main/emergency) power, hydraulic, tele

Drying Air, gas Expanding

Filling Lubrication oil Filtering

Fire Fighting Sprinkler, deluge, water spray, foam, AFFF, hydrants Generating (Main/emergency) power

Heating Injecting Chemicals, gas, water

Life Saving Mob, lifeboat, basket, raft, escape chute Lifting Deck crane, personnel, goods

Logging Well, production, mud Manoeuvring

Metering Fiscal (gas/ oil), CO2 Pumping Oil/gas export, bilge, seawater

Regenerating Glycol Scrubbing Separating Production, test, cyclone- (water/sand/ oil),

centrifuge Storing Chemicals, potable water, lubrication/ seal oil Transferring Oil/gas pipe (riser)

Con esta información, así como la facilitada por los esquemas de

funcionamiento del equipo y la experiencia de fabricante y operador pueden

definirse los diagramas de contexto operacional de los equipos, así como

conocerse las funciones principales y secundarias de los mismos. Este es un

aspecto fundamental de cara a la evaluación de la criticidad, puesto que para

conocer los riesgos que se corren es necesario establecer claramente las

funciones requeridas de los equipos, dado que dichas funciones requeridas

son, en última instancia, el objeto final del mantenimiento.

En el caso de que el uso de esta tabla sea complejo, no se disponga de

información adecuada o simplemente, se esté tratando con un equipo incluido

en OREDA, existe la posibilidad de tomar la taxonomía directamente de la

norma. Esta opción es especialmente interesante para análisis de criticidad por

modos de fallo, puesto que no sólo se obtiene información de la taxonomía,

sino además de los modos de fallo más importantes así como de datos

relevantes acerca de la fiabilidad de los equipos. Esto hace que en

Tabla 2.1 Listado de funciones principales y su descripción



instalaciones de nueva construcción o en aquellas en los que la información

disponible sea escasa o inconclusa puedan usarse los datos de OREDA como

punto de partida para la planificación del mantenimiento, sometiendo las

políticas resultantes a posteriores revisiones. En la siguiente imagen podemos

apreciar el diagrama de contexto operacional de una bomba según [7].

Figura 2.6 Definición jerárquica de un generador según [6]

En la Figura 2.6 pueden verse claramente diferenciados los subsistemas

que componen el sistema/equipo principal. Así mismo quedan definidas las

entradas y salidas al sistema, con lo que se elimina la controversia que pudiera

generar la adjudicación de fallos externos al sistema principal. El seguimiento

de esta metodología permite la obtención de información estandarizada, lo cual

es una ventaja a la hora de realizar benchmarking. Así mismo, la norma

ISO:14224 ofrece un listado de los ítems mantenibles asociados a cada uno de

los subsistemas definidos. Esto no sólo facilita la realización del análisis de

criticidad, ayuda también a la correcta obtención de información de fiabilidad, a

su conservación y a la definición de los equipos dentro de los sistemas de

gestión del mantenimiento (GMAO). En la siguiente tabla se presentan los

ítems mantenibles definidos para cada uno de los subsistemas del generador



Equipo/Sistema

Generador Eléctrico

Subsistema

Transmisión de potencia

Generador Eléctrico

Monitorización y control

Sistema de lubricación

Circuito de refrigeración

Miscelánea

Ítems mantenibles

Transmisión

Rótor Sistema de control

Tanque Intercambiadores de calor

Carcasa

Cojinete radial

Estátor Actuadores

Bomba Ventilador Purga de aire

Cojinete axial

Cojinete radial Monitorización

Motor Motor

Sellos Cojinete axial Válvulas Filtro Filtro

Lubricación

Suministro interno de energía

Condensador

Valvulería

Acople al eje motriz

Válvulería Tuberías

Acople al eje motor

Tuberías Bomba

Aceite

Tabla 2.2 Listado de ítems mantenibles de un generador eléctrico

Con esta información sólo queda por conocer los modos de fallo que

afectan a cada uno de estos subsistemas. Esta información está recogida en

[7], con lo que conocido el sistema a analizar, su taxonomía, sus componentes

y los modos de fallo que le afectan sólo queda por realizar el análisis. En el

caso de que se desconozcan las afecciones específicas del equipo, OREDA

proporciona los datos de fiabilidad necesarios para un primer análisis

puramente cuantitativo, en función de tiempos de reparación e indisponibilidad.

Para completar este análisis sólo quedarían estimar los costes de reposición de

elementos y el coste de indisponibilidad. En la Tabla 2.3 Datos de fiabilidad

proporcionados por OREDA para todos los generadores recogidos en el

estudio viene recogida esa información para un generador eléctrico, así como

los modos de fallo que afectan. Una vez más, la definición estandarizada de los

mismos será de gran ayuda a la hora de obtener en un futuro la mejor

información para la mejora continua en las políticas de mantenimiento.


Fallo Crítico Degradación Incipiente

Tasa de fallo (10^6h) MTTR (h)



Lectura anormal - - 77,93 10 5202,04 8,6

Parada 4,39 103 - - 50,2 19

Fuga externa-Utility medium 1,09 17 24,92 12,8 60,04 27,4

Fallo en arranque bajo demanda 6567,14 6,5 320,43 7 50,2 3

Fallo en parada bajo demanda 171,24 10,3 - - 198,79 5,5

Fallo en la sincronización 2,24 31 26,05 15,2 50,2 19

Salida incorrecta de frecuencia - - 50,2 1 - -

Salida incorrecta de voltaje 213,68 137,4 415,52 15,1 144,06 11,5

Salida Baja 60,33 43,5 57,5 21,4 38,43 46,5

Pequeños problemas en el funcionamiento - - 68,53 6,5 232,78 11,6

Ruido - - - - 691,23 27,8

Otros 5,33 6 122,85 467,1 119,65 13,8

Sobrecalentamiento - - 1,14 14 50,2 6

Desviación en los parámetros de funcionamiento 44,37 7 724,73 7,9 3247,01 4,4

Problemas en la estructura 1,09 10,8 5,52 240,4 - -

Falsa señal de parada 1989,27 16 - - - -

Desconocido - - - - 4,12 42,5

Vibraciones anormales 3,33 253 5,24 147,8 153,93 22

Tabla 2.3 Datos de fiabilidad proporcionados por OREDA para todos los generadores recogidos en el estudio


Una vez terminado con la aplicación de análisis de criticidad para

equipos, queda definir la metodología de selección del alcance en el caso de

que se analicen grandes áreas de producción. En este caso el foco no será tan

específico como en el anterior y, por lo tanto, la información precisa bastante

menor.

En el caso del análisis de grandes líneas de fabricación, el alcance se

delimita empleando el diagrama de proceso de la fábrica. En la Figura 2.7

puede apreciarse un ejemplo de análisis de planta. Empleando la información

contenida en él así como la Tabla 2.1, en la que aparecen las funciones

principales de los equipos más importantes de la planta, puede hacerse una

selección adecuada de áreas de trabajo. Para ello deben seguirse los

siguientes pasos:

Definición de las funciones principales del área de trabajo. Por

ejemplo, en el caso de que se seleccione una línea de

producción, definir dentro de la misma las funciones principales

de la misma de cara al proceso de producción. Este trabajo debe

ser realizado en consenso con el personal de producción y

teniendo en cuenta tanto las funciones puramente productivas

como las concernientes a la seguridad o medio ambiente.

Selección de los equipos. Una vez definidas las funciones

principales, buscar en los diagramas P&D los equipos que se

encargan de que se cumplan esas funciones. En el caso de que la

función la garantice un conjunto de equipos, tomar como

elemento para el análisis el conjunto y no cada uno por separado.

Con esto queda definida, en función del uso que se le dé al análisis, la

selección del alcance y de los equipos o modos de fallo que formen parte del

mismo. Sin una metodología ordenada se corre el riesgo de que queden fuera

elementos importantes de cara a la criticidad, con el consiguiente riesgo de no

aplicación de las políticas adecuadas de mantenimiento. Es por ello que un

procedimiento claro y ordenado de selección facilita la realización del análisis

de criticidad y supone una garantía para sus resultados.


Figura 2.7 Esquema de planta


2.2.3 Selección de los criterios del análisis

Conocido el objetivo y el alcance del análisis, es el momento de definir

los criterios que determinen la evaluación de la criticidad. La criticidad es un

factor que viene determinado por dos factores principales, la probabilidad de

fallo y el riesgo derivado del mismo [8]. Este enfoque permite un

desacoplamiento del problema de mantenimiento, dado que las actuaciones

para combatir ambos frentes pueden ser totalmente distintas. Este

desacoplamiento queda palpable en técnicas de evaluación de la criticidad

como el método ―Criticidad total por riesgo‖ desarrollado en el apartado

2.3.5.2.3 del presente documento.

Para la medida de la frecuencia de fallos pueden seguirse dos

estrategias. La primera de ellas será la medida objetiva de la misma,

basándose para ello en herramientas de ingeniería de fiabilidad y tratamiento

estadístico de la información disponible. Otra opción será la de la evaluación

cualitativa o semi-cuantitativa basada en la experiencia de los operadores y

mantenedores. La elección de una u otra está determinada por la técnica de

evaluación a emplear. Las técnicas más relevantes serán descritas en el

apartado 2.3.5 del documento.

El otro pilar de la criticidad es el riesgo. El concepto de riesgo, ya

definido al inicio de este capítulo, es un concepto subjetivo, basado en la

percepción de las consecuencias que para el equipo de trabajo puedan tener

los fallos. Para la determinación de una medida consensuada del riesgo deberá

tenerse en cuenta el escenario concreto en el que se esté trabajando. No

puede medirse de la misma manera el riesgo en la industria nuclear,

aeronáutica o automovilística. Los factores que influyan en su definición y los

márgenes de los mismos variarán en función de la industria en la que estemos

trabajando. No obstante, existen una serie de puntos comunes que establecen

una línea de trabajo a la hora de realizar la evaluación de los riesgos de

acuerdo a una serie de puntos básicos. En [8] se presentan esos criterios

básicos, transversales a todo proceso industrial y que, por lo tanto, pueden

servir como punto de partida para la determinación de los criterios particulares

para la evaluación del riesgo en cada empresa. Estos puntos comunes son:



Figura 2.8 Aspectos que influyen en la definición de la criticidad

Medio Ambiente: Cada día se es más consciente de la

importancia que debe de tener el medio ambiente en el

funcionamiento diario de las plantas. El concepto de desarrollo

sostenible ha permitido que hoy en día se vea como un objetivo

más dentro de la empresa la reducción del impacto ambiental del

proceso en su entorno. Así mismo, la legislación en la materia

avanza a gran velocidad, planteando cada vez mayores

restricciones en la relación del medio ambiente con la empresa.

Tal es así, que hoy en día existen industrias como la papelera o la

minera en la que los riesgos ambientales y los efectos de la

fiabilidad de los equipos en el entorno pueden ocasionar hasta el

cese de actividad de la empresa.

Así mismo, la adquisición de una mayor conciencia del problema

ambiental por parte de la sociedad hace que el cuidado del

entorno pueda convertirse en una ventaja competitiva para la

empresa y una mala imagen en este aspecto puede dar al traste

con la imagen de marca de le empresa.

Por último, desastres naturales como el sufrido por la central

nuclear de Fukushima en Japón y sus consecuencias de ponen

Criticidad

Riesgo

Medio Ambiente Seguridad Mantenimiento Producción

Proabilidad

Fiabilidad



de manifiesto que la incidencia ambiental ha de ser tenida en

cuenta para analizar los riesgos presentes en los sistemas así

como para establecer las políticas de mantenimiento adecuadas.

Seguridad e higiene en el trabajo: Al igual que sucede en el

aspecto ambiental, la seguridad en el trabajo es un aspecto que

cada vez cuenta con mayor peso dentro de las empresas.

Garantizar el trabajo en condiciones seguras para el personal se

ha convertido a lo largo de los últimos años en una prioridad para

las empresas. Es por ello que en la evaluación de riesgos de un

fallo este aspecto debe considerarse como estratégico, dado que

la importancia de este punto así lo es dentro de las mejores

organizaciones.

Producción: Desde el punto de vista meramente industrial, este es

el aspecto más relevante. Es un hecho que un correcto

mantenimiento influye positivamente en el proceso productivo de

la empresa, aumentando la productividad y disminuyendo costes,

tanto directos como indirectos [3] . Es por ello que, dado que la

producción es el aspecto clave para la supervivencia de las

empresas y que en la misma el mantenimiento puede tener una

gran incidencia, será uno de los criterios más importantes a la

hora de la evaluación de los riesgos. Los criterios pueden ir desde

tiempos de indisponibilidad, pérdidas de material por no

conformidades, baja calidad etc. La evaluación de este aspecto

será realizada de acuerdo con las líneas estratégicas a seguir

dentro de la empresa y será una de las claves para la realización

del análisis.

Mantenimiento: El objetivo análisis es el de establecer una base

de conocimiento que permita la mejor planificación del

mantenimiento. Es por ello que en el análisis han de evaluarse los

riesgos derivados del mantenimiento para los equipos, desde

tiempos de reparación a repuestos disponibles, así como los

costes de mantenimiento. Además, como el departamento de

mantenimiento será el usuario del análisis, es necesario que se

tengan en cuenta los objetivos de dicho departamento y sus



recursos, y que éstos queden plasmados en la evaluación del

riesgo.

Con lo anteriormente comentado, ya se conocen los aspectos

fundamentales que serán tenidos en cuenta para la realización del análisis. Es

el momento de, basándose en los aspectos que definirán el riesgo, conformar

el equipo de trabajo. En el siguiente punto se establecerán las pautas básicas a

seguir para la selección del equipo de trabajo, la procedencia de cada uno de

sus integrantes y su rol dentro del análisis de criticidad.

2.2.4 Selección del equipo de trabajo

Como se ha comentado en los apartados 2.2 y 2.3.1, el análisis de

criticidad es una pieza clave a la hora de definir la futura estrategia de

mantenimiento dentro de la empresa. Es por ello que dentro del mismo hay que

tener en cuenta todos los aspectos claves dentro de la estrategia global de la

empresa. Esta visión sistémica, que queda plasmada a la hora de seleccionar

los criterios que influyen en la medida del riesgo, obliga a que en desarrollo del

análisis participe no sólo el personal destinado al mantenimiento de los

equipos, el cual va a ser el usuario principal del análisis, sino que también será

necesario contar con personal procedentes de otras áreas de la empresa como

el medio ambiente, la seguridad o las operaciones, aspectos que influyen en el

análisis y que formarán parte de los criterios del mismo.

La consecuencia de lo anteriormente comentado será la formación de un

equipo de trabajo heterogéneo y que, en muchas ocasiones, tendrá intereses

contrapuestos. En la siguiente figura pueden verse los perfiles principales que

se han de tener en cuenta basándose en el esquema propuesto por [9].



Figura 2. 9 Perfiles del equipo participante en el análisis de criticidad

En la figura puede verse la diversidad de perfiles que tienen que formar

parte del estudio. A continuación se resume el papel de cada uno de estos

actores dentro del desarrollo del análisis:

Departamento de Medio Ambiente: El objetivo será obtener una

evaluación del impacto ambiental de los fallos desde el punto de

vista del departamento encargado de la gestión ambiental de la

misma. La importancia de su presencia radica en que, en muchas

ocasiones, son los únicos conocedores al completo de la

normativa ambiental que limita la actividad de la empresa. Es por

ello que, una vez conocidos por su parte los riesgos que un fallo

puede generar en el proceso, son capaces de establecer si existe

algún tipo de normativa que limita o sanciona las consecuencias

producidas por dicho fallo. En concreto, conocen el alcance de las

consecuencias ambientales para la empresa y pueden hacer una

estimación muy cercana a la realidad de los riesgos económicos o

de otra índole que los fallos puedan generar desde el punto de

vista medioambiental. Su presencia es muy importante dado que,

en muchas ocasiones, mantenedores y operadores no son

conscientes de las implicaciones que puede tener para la

Facilitador Departamento de Seguridad

Departamento de Medio Ambiente

Departamento de Operaciones

Departamento de

Mantenimiento



empresa la violación de determinada normativa medioambiental y

tienden a minusvalorar las consecuencias que puede tener el

incumplimiento de la misma, que en los casos más graves puede

llevar al cese de funcionamiento de la empresa.

Departamento de seguridad: Se trata de un caso similar al

anterior. La idoneidad de la presencia del departamento de

seguridad en las reuniones de criticidad atiende a que ellos son

los que, a priori, mejor conocen las consecuencias que un fallo

puede acarrear en función del contexto operacional del equipo.

Así mismo, poseen la información acerca de las medidas de

seguridad adoptadas en los equipos y de los protocolos de

seguridad establecidos. Su presencia además puede ser positiva

en el sentido de que como resultado del análisis pueden

generarse modificaciones y propuestas de mejora en la seguridad

de la planta y de los equipos como consecuencia del debate

generado con operadores y mantenedores. Así mismo, el

personal de seguridad será el encargado de aportar la

documentación concerniente a medidas de seguridad, protocolos

de actuación y evaluaciones de riesgos desde el punto de vista de

prevención de riesgos laborales que se haya realizado.

Departamento de operaciones: Si bien recomendable, la

presencia de los anteriores actores podría no darse siempre y

cuando se contara con toda la información necesaria para la

evaluación de los riesgos desde el punto de vista de seguridad y

ambiental. Sin embargo, la presencia del personal de operaciones

es un requisito ineludible para el éxito del análisis de criticidad.

Como operadores, lo usual será que conozcan los principales

riesgos en los que se incurre con la llegada del fallo. Su

experiencia será fundamental para la mejor efectividad del

análisis. Esto sin embargo no les hace poseedores de un ―voto de

calidad‖ y su opinión pesará en el análisis tanto como lo hagan los

criterios operacionales. La función de este personal será definir

los riesgos para el correcto desarrollo que tienen los fallos en el

equipo, a destacar: paradas inesperadas, pérdida de calidad en el



proceso, no conformidades, materiales desperdiciados, costes de

indisponibilidad etc. Con todos estos aspectos serán los

encargados de estimar el impacto del fallo desde el punto de vista

meramente operativo. Al tratarse del personal que mejor conocen

los equipos, serán tenidas en cuenta sus aportaciones para las

demás áreas, en especial en lo concerniente a mantenimiento y

seguridad de las personas, si bien, como se ha comentado con

anterioridad, su opinión tendrá que ponderarse con el resto del

grupo.

Departamento de mantenimiento: Al tratarse de un análisis con la

perspectiva de mejorar el mantenimiento no puede faltar la

aportación de este departamento en el análisis. Su objetivo será

poner de relieve los problemas principales que desde esa área

puedan generar los fallos, así como describir las acciones que se

están tomando (si las hubiere) para atajarlos y en especial, la

indisponibilidad que los fallos pudiera generar desde el punto de

vista de tiempos de reparación. Así mismo, el contacto con el

personal de operación puede resultar productivo para conocer los

principales problemas que pueden estarse generando por un

mantenimiento inadecuado.

Facilitador: La figura del facilitador consiste en la persona con

conocimientos en la metodología de análisis de criticidad y que

será la encargada de la dirección de las reuniones. Esta figura,

ampliamente desarrollada en [9], Su objetivo será que el análisis

llegue a buen término. Se trata de una figura fundamental para el

éxito del mismo. Las funciones principales del facilitador se

dividen en tres apartados, que se desarrollan a continuación:

o Dirección del análisis: El facilitador será el encargado de

liderar el análisis. Esto no sólo conlleva el liderazgo de las

reuniones, también será el encargado del seguimiento de

las actividades que pudieran realizarse entre reuniones,

que la documentación esté lista o que los resultados se

presenten en el tiempo y forma acordados. Dentro de la



dirección, las tareas de las que se encarga el facilitador

son:

Preparación de las reuniones: Será el encargado de

controlar que se dispone de toda la documentación

necesaria para alcanzar los objetivos, previamente

definidos de la reunión. Así mismo, llevará el control

del orden del día en función de las reuniones

anteriores y será el encargado de la convocatoria y

control de asistencia de todos los integrantes del

equipo de trabajo.

Reconocer cuando el grupo desconoce algún

aspecto del análisis: Con esto [9] se refiere a que

puede darse la circunstancia de que los miembros

del equipo de trabajo sean incapaces de evaluar la

criticidad de un equipo o modo de fallo debido al

desconocimiento del mismo. Cuando esto suceda, el

facilitador tiene que detectarlo y proponer una

evaluación alternativa con el objetivo de evitar la

inclusión de meras especulaciones dentro del

análisis que pudieran desvirtuar los resultados del

mismo.

Completar la hoja de datos: Será el encargado de

preparar la hoja de recolección de datos, de su

custodia y de rellenar la misma durante el análisis.

Es muy importante que sólo el facilitador pueda

acceder a esta hasta que se dé por concluido y

revisado el análisis para evitar correcciones

particulares del análisis que no tengan en cuenta la

visión del grupo al completo.

Evitar convertir el análisis en una reunión para el

rediseño de la planta o el equipo: Es usual que este

tipo de reuniones derive en discusiones acerca del

mejor diseño que podría tener el equipo o el

sistema. Este no es el objeto del análisis y, por lo



tanto, será competencia del facilitador cortar este

tipo de comportamientos para conseguir terminar el

análisis en tiempo y forma.

o Conducción de las reuniones: Durante las reuniones, el

facilitador será el encargado del control del desarrollo de la

misma. Existen una serie de aspectos fundamentales para

conseguir que durante las mismas se consigan los

objetivos esperados. Es por ello que será necesario que el

facilitador tenga en cuenta los siguientes aspectos para un

correcto desarrollo de las mismas:

Definir el escenario: El facilitador deberá definir

previamente los roles de cada miembro de trabajo

dentro del análisis. Así mismo, definirá el esquema

de las reuniones de trabajo y una serie de normas

concernientes a puntualidad, apariencia etc. con el

fin de que cada miembro del grupo de trabajo

conozca el código de comportamiento a seguir

durante las reuniones. Al inicio de cada reunión

deberá hacer un pequeño resumen del trabajo

realizado hasta ese momento así como una

pequeña presentación del esquema y objetivos de la

reunión.

La conducta del facilitador: El facilitador deberá

adoptar el rol de moderador dentro de la reunión. Si

el facilitador juega un doble papel (usualmente

facilitador-personal del departamento de

mantenimiento) deberá diferenciar claramente

ambos roles, con el fin de no intoxicar la reunión.

Como facilitador, deberá mostrar una actitud positiva

durante el proceso, cuidar las formas del grupo de

trabajo durante la reunión y promover el buen

ambiente dentro del grupo de trabajo.

Asegurar el correcto seguimiento de la metodología:

Una de las tareas fundamentales será asegurar que



se respeta la metodología de trabajo adoptada y que

ésta se sigue en el orden correcto. Es por esto por lo

que el facilitador debe conocer la técnica de análisis

de criticidad y promover un seguimiento ordenado

del método propuesto tanto en el conjunto del

proyecto como en cada una de las reuniones de

trabajo.

Fomentar el clima de participación: El facilitador

deberá fomentar y mantener un ambiente cordial y

de participación en las reuniones para así tener

unos mejores resultados de la aplicación del

método.

Asegurarse de que todos los criterios están claros:

Es fundamental que todos los miembros conozcan

los criterios del análisis y su forma de valoración. En

el caso de que durante el desarrollo del análisis

haya personal discontinuo formando parte del

mismo, este punto es de especial relevancia. El

facilitador debe asegurarse de que todos los

miembros conocen el análisis y sus criterios y

métodos y de que éstos se mantienen inalterables a

lo largo del mismo.

Responder las cuestiones: Cualquier duda acerca

de la metodología o de la evaluación de algún

criterio deberá ser resuelta por el facilitador, con el

fin de dar una respuesta única y coherente para el

análisis.

Asegurar el consenso: Este es un aspecto

fundamental. El facilitador deberá asegurarse de

que todas las valoraciones se hacen en consenso y

de que todos los miembros realizan las evaluaciones

de manera consistente en el tiempo.

o Gestión del tiempo: Este aspecto es muy importante para

mantener la motivación del grupo. Una de las tareas del



facilitador será la de gestionar el tiempo durante las

reuniones para evitar que el análisis de criticidad se

eternice. Una excesiva duración puede traer

consecuencias muy negativas como la desmotivación, la

falta de interés o errores de juicio que hagan inútil el

esfuerzo realizado para la preparación y el desarrollo del

análisis y que afecten negativamente en los resultados y en

la influencia de éstos.

Todo lo anterior se refiere al perfil de los integrantes del grupo de trabajo

así como a las tareas del facilitador. En la siguiente figura tomada de [10]

pueden verse los roles de los integrantes del grupo de trabajo:

Figura 2.10 Roles de los integrantes del grupo de trabajo

En la Figura 2.10 puede verse que en el grupo de trabajo deberá de

definirse un líder, cuya opinión será decisiva en el caso de conflictos. El papel

de este líder deberá consistir en evitar la eternización de las reuniones

basándose en un concepto similar al del ―voto de calidad‖ en el caso de que

exista en algún punto un desacuerdo manifiesto. Este papel debe darse a aquel

Facilitador:

•Asegurar la aplicación de la metodología

•Ayuda al equipo a obtener mejores resultados

•Centrado en el análisis

•Ayuda a construir un equipo de "ganar/ganar"

Miembros:

•Aportan ideas

•Ayudan al líder a llegar donde quiere ir

•Cuidan el cumplimiento del proceso

•Aportan un enfoque global

Líder:

•Toma las decisiones

•Es dueño del problema

•Centrado en el contenido

TEAM WORK

RESULTADOS

Roles de los integrantes:

Diferentes pero

complementarios



miembro del grupo de trabajo que mejor conozca la instalación o equipo a

analizar. Si bien esta persona cuenta con mayor poder de decisión, hay que

tener en cuenta que el líder sólo debe usar esta potestad en el caso de que

dentro del grupo de trabajo no haya una postura mayoritaria. En algunas

metodologías a esta figura se la conoce como ―dictador‖, puesto que es quie en

última instancia fija el criterio. Si bien el ejemplo puede resultar gráfico, hay que

evitar precisamente que esta figura sea la que imponga siempre su punto de

vista, puesto que con ello se pierden todos los beneficios derivados de la

construcción del grupo de trabajo.

Con esto finaliza la parte dedicada a la construcción del grupo de

trabajo. En este punto ya se conoce el objetivo del análisis, la metodología a

emplear, el alcance y los criterios, así como se ha determinado el perfil del

grupo de trabajo encargado del mismo. El último paso antes de su realización

será la definición de la metodología de evaluación de la criticidad empleada. A

continuación se presentan las metodologías más destacadas a tal efecto.

2.2.5 Metodologías de evaluación de riesgo

2.2.5.1 Métodos Gráficos

Son los métodos más sencillos de todos, tanto en lo que se refiere a la

fase de preparación del análisis como a la puesta en marcha del mismo. Se

trata de una técnica que hace un análisis puramente cualitativo sobre la

jerarquía de equipos de producción [3]. Este tipo de métodos sirve para situar

los equipos en orden de importancia para el proceso productivo de una forma

intuitiva y rápida. Permite realizar una primera clasificación de equipos dentro

de la planta o línea de producción que puede irse refinando con el transcurso

del tiempo y aplicando metodologías más avanzadas. Es especialmente útil en

instalaciones nuevas o de las que se tiene poca o nula información acerca de la

fiabilidad de los equipos y el desempeño de los mismos dentro del sistema de

producción.

En los siguientes párrafos se desarrolla un ejemplo de flujograma para la

evaluación de la criticidad aplicado, entre otros, a la industria cervecera. La

clasificación de los activos se hace siguiendo el diagrama de flujo que aparece

en la figura



Figura 2.11 Modelo de flujograma de criticidad (Crespo Márquez, 2007)

En primer lugar, en la parte derecha de la figura pueden observarse las

tres categorías en las que se clasifican los equipos en función de su

importancia en el proceso.

La etiqueta ―A‖ se asigna a los equipos de máximo riesgo en caso de

fallos. Con ella quedarán identificados aquellos activos cuyo buen

funcionamiento es fundamental, ya sea por criterios ambientales, de seguridad,

o criterios relacionados con la producción.

Con la etiqueta ―B‖ se encuadran los equipos con una criticidad media.

Estos activos se encuentran en una situación intermedia entre aquellos que

tienen una gran importancia dentro del funcionamiento de la planta.

Por último, los activos catalogados como ―C‖ serán aquellos en los que

una pérdida de las prestaciones de los mismos no genere consecuencias

graves para el normal funcionamiento de la planta.

Una vez definidas las 3 categorías en las que se van a circunscribir los

activos de la planta, se pasa a analizar cada uno de los criterios introducidos en

el diagrama de flujo de la Figura 2.11. Con ello quedará definida la lógica del

proceso a seguir a la hora de calificar los equipos o áreas de la fábrica a

analizar.



Impacto ambiental (E): En este punto se evalúan los posibles riesgos

que pudieran aparecer en la planta en el caso de que se produzca

alguna pérdida funcional del equipo. Esto afecta a posibles vertidos,

contaminación de aguas, suelos o aire, exposición a sustancias

nocivas para la salud e incumplimiento de la normativa

medioambiental vigente. En este punto el especialista evaluará la

peligrosidad del fallo en cuestión teniendo en cuenta tanto la

naturaleza de la sustancia que maneje el equipo como la existencia

de salvaguardas que permitan mitigar o eliminar las consecuencias

dolosas para el medioambiente. En este punto deberá tenerse en

cuenta con especial interés la normativa ambiental que rija la

actividad de la empresa. Es por ello que es muy aconsejable, en el

caso de que exista la posibilidad, el contar con personal del

departamento de gestión ambiental de la empresa. Esto se debe a

que ellos son los que mejor conocen la severidad de los riesgos que

puedan acarrear los posibles fallos desde el punto de vista del medio

ambiente, con especial énfasis en el punto de vista legal.

Serán catalogados con la categoría ―A‖ aquellos equipos cuyo fallo

pueda generar algún tipo de riesgo para la salud pública. También se

les dará a aquellos activos cuyos fallos puedan causar algún tipo de

incidente ambiental. La calificación ―B‖ se dará a activos que generen

vertidos que puedan ser resueltos mediante gestión interna de la

empresa, sin necesidad de notificación a las autoridades. En el caso

de que no se den ninguna de las circunstancias anteriores, el equipo

será dotado con la etiqueta ―C‖.

Seguridad (S): En este apartado se miden las consecuencias que

pueden tener para la seguridad de las personas, alguno de los

posibles fallos que pueden aparecer en el equipo. Hay que tener en

cuenta tanto el peligro que pueda generar el fallo como la existencia

de salvaguardas en los equipos. Estos mecanismos de seguridad

pueden consistir en dispositivos de seguridad, áreas de aislamiento

de los activos o procedimientos de actuación que eviten o mitiguen

las consecuencias de los fallos.



La clasificación de los equipos se basará en los siguientes criterios:

En el caso de que el fallo del equipo provoque un accidente laboral

con resultado de baja del trabajador, el equipo será catalogado como

―A‖. Si el incidente genera daños menores en el personal será

etiquetado como ―B‖. Por último, si no tiene consecuencias para las

personas será etiquetado como ―C‖.

Calidad (Q): En este punto se comienzan a evaluar aspectos

directamente ligados a la producción. En esta primera etapa se

evaluará el efecto de la fiabilidad de los activos en la calidad en la

producción. El aspecto fundamental a evaluar es conocer si el fallo o

el mal mantenimiento de los equipos pueden generar fallos en la

producción que acarreen algún tipo de fallo vinculado a la calidad del

producto final. Este tipo de fallos puede dañar gravemente la imagen

de la empresa así como afectar al futuro de la compañía. Como

ejemplo de este tipo de problemas vinculados a la calidad,

encontramos el ejemplo de los problemas en el sistema de frenado

que tuvo la compañía Toyota, que además de daños personales a

usuarios de la compañía, supuso un coste de imagen que tardará

tiempo en recuperarse.

En lo que respecta a los equipos, se incluirán en la categoría ―A‖

aquellos activos cuya pérdida de fiabilidad pudiera generar daños en

la imagen de la compañía en lo que respecta a calidad. Se definirán

como ―B‖ o ―C‖ los equipos cuyos fallos, aun afectando al normal

funcionamiento de la producción, no comprometan la imagen de la

empresa.

Tiempo de trabajo (W): En este punto se evalúa el tiempo de uso del

activo dentro del proceso de producción. En industrias intensivas en

activos, en las que existen uno o varios turnos de trabajo, este puede

ser un aspecto importante de cara a evaluar el peso de la ausencia

del equipo dentro del funcionamiento de la empresa.

Los equipos que trabajen a 3 turnos dentro de la empresa serán

catalogados como ―A‖, los que funcionen durante 2 como ―B‖ y el

resto como ―C‖.



En este tiempo podrían incluirse también los tiempos de reparaciones

que pudieran generar los posibles fallos. Es por ello que en este

punto se recomienda también el considerar los tiempos de

mantenimiento correctivo. Así, los equipos catalogados como ―A‖

serían aquellos cuyas reparaciones generan un gran número de

horas de trabajo, como ―B‖ aquellos que generan menos del tiempo

correspondiente a un turno y ―C‖ aquellos con tiempos de reparación

de índole menor.

Tiempo de entrega (D): Una vez conocido el peso dentro del proceso

del activo, en lo que respecta a la utilización del mismo, el siguiente

paso es evaluar la importancia del equipo para el cumplimiento de los

planes de producción.

En este caso, los activos que paralicen totalmente la fábrica serán

considerados como ―A‖, los que paralicen una línea completa se

etiquetarán como ―B‖. Por último, los marcados como ―C‖ serán

aquellos que no afecten de forma significativa al ritmo de producción

de la empresa.

Fiabilidad (R): Al tratarse de un análisis de riesgo focalizado en la

optimización de los recursos de mantenimiento, aspectos como la

fiabilidad y la mantenibilidad no podían ser excluidos del mismo. Este

aspecto se puede evaluar desde diversas ópticas. En el caso de que

el análisis se realice para una planta ya en funcionamiento, se

establecerán tres intervalos de tiempo con el fin de catalogar la

frecuencia de fallos de los equipos, siendo ―A‖ los equipos con mayor

tasa de fallo y ―C‖ los de menor. Si el análisis se realiza para

instalaciones de nueva construcción o que aún no han sido probadas,

existen diversas opciones para la evaluación de la fiabilidad. Entre

las más utilizadas se encuentran la clasificación que la API (American

Petroleum Insitute) realiza sobre la fiabilidad de los equipos. Otra

fuente de información puede ser el estándar OREDA (Offshore

Reliability Data), proporcionado por el consorcio petrolífero del Mar

del Norte y que ofrece datos reales de fiabilidad de equipos

empleados en esta industria. En el caso de que este sector no fuera

lo suficientemente cercano, se recomienda hacer un benchmarking



con empresas del sector que ayude a conocer mejor el futuro

desempeño de los equipos. En este punto siempre es interesante

conocer la opinión de los operadores más expertos, pues ese

conocimiento trasladado al análisis puede ser de mucha utilidad.

Mantenibilidad (M): Es el último concepto a evaluar de los equipos.

Con la evaluación de la mantenibilidad se busca medir las

dificultades que presenta el equipo a la hora de realizarle el

mantenimiento. En un primer análisis podría medirse como el tiempo

medio esperado de reparación. No obstante, a pesar de que el

tiempo de reparación es un parámetro importante, no conviene

olvidar además que el mantenimiento involucra otra serie de agentes.

Es por ello que a la hora de evaluar la mantenibilidad es

recomendable tener en cuenta aspectos como la posible necesidad

de emplear medios externos tales como grúa, andamios o cualquier

otro equipo auxiliar, así como la accesibilidad de los equipos, la

disponibilidad de los repuestos, la peligrosidad que puedan tener los

diferentes trabajos de mantenimiento etc.

Con todo esto, queda explicada una de las metodologías basadas en

diagramas de flujo para medir la criticidad de los equipos. Entre las ventajas

que tiene este tipo de opciones destaca la rapidez y la sencillez de aplicación

del mismo. El soporte visual permite una rápida asimilación de la metodología

por parte de todos los agentes involucrados en el análisis. Como contrapunto,

este tipo de métodos son poco rigurosos, con lo que se requiere un gran

esfuerzo por parte del facilitador y del personal involucrado en el estudio para

mantener un criterio firme a lo largo del mismo que dote de coherencia al

análisis realizado. Es por ello que el establecimiento de franjas y limites

numéricos en cada uno de los criterios es una gran ayuda, si bien no es

obligatorio dentro de la aplicación del método.

Esta técnica es recomendable en instalaciones de nueva construcción o

en aquellas en las que se haya efectuado un rediseño importante, que haya

implicado un cambio en el funcionamiento de las mismas. Esto se debe a que

es en esta fase inicial en la que se encuentran las mayores dificultades para la

obtención de la información, con lo que la experiencia juega un papel



fundamental en la toma de cualquier decisión. Es por ello que un método de

este tipo sirve para orientar la experiencia de una variedad importante del

personal a la hora de establecer unas pautas iniciales para la gestión y

programación del mantenimiento. Sin embargo, una vez pasada esta fase

inicial, es recomendable el empleo de técnicas de corte más cuantitativo, con el

fin de que la experiencia personal se apoye en información directamente

procedente de fábrica y que permita un mejo contraste de los datos empleados

en el análisis y, por lo tanto, mayor rigurosidad en el mismo.

2.2.5.2 Métodos Semicuantitativos

Se definen como semicuantitativos a aquellos métodos cuyas

valoraciones se basan simultáneamente en el empleo de técnicas numéricas y

alfanuméricas. Con ello se consigue aumentar la rigurosidad de los análisis a la

vez que se facilita al personal encargado la evaluación de los equipos. Las

metodologías basadas únicamente en información cuantitativa contrastada

ofrecen el máximo rigor en los resultados. El problema de estas técnicas se

encuentra en que en la mayoría de los casos, la falta de información o el que

esta aparezca de forma sesgada o incompleta dificulta la evaluación de la

criticidad. Otro obstáculo que puede encontrarse a la hora de evaluar la

criticidad es que la información sea correcta y los valores se correspondan con

la realidad.

Ante estas dificultades, se han desarrollado metodologías que unen la

objetividad de la valoración numérica con el aprovechamiento de la experiencia

del personal a cargo de los equipos. Con esto consigue aprovecharse en mayor

medida el potencial de los análisis, así como recoger información acerca de os

criterios a emplear que de otra forma no hubiese sido posible.

A continuación se muestran las metodologías más empleadas dentro de

esta categoría de semicuantitativas.

2.2.5.2.1 Evaluación de riesgo mediante AHP

En este primer método se emplea la metodología numérica de Análisis

Jerárquico de Procesos (AHP) para la selección y ponderación de los criterios

de criticidad así como para la evaluación de las posibles alternativas.



El Análisis Jerárquico de Procesos, es un método basado en la

evaluación de diferentes criterios que permiten organizar una estructura

concreta y cuyo objetivo final consiste en optimizar la toma de decisiones

gerenciales (Saaty, 1980). Esta metodología se utiliza para resolver problemas

en los cuales existe la necesidad de priorizar distintas opciones y

posteriormente decidir cuál es la opción más conveniente. Las decisiones a

ser tomadas con el uso de esta técnica, pueden variar desde simple decisiones

personales y cualitativas hasta escenarios de decisiones muy complejas y

totalmente cuantitativas. En esta metodología, se busca la evaluación de

diversas alternativas en torno a un objetivo global, a través de subcriterios de

evaluación.

Uno de los fundamentos del método consiste en la evaluación por

parejas, tanto de criterios como de alternativas. Es un hecho que en los

problemas multicriterio los problemas del decisor a la hora de establecer la

jerarquía aumentan a medida que se incrementan el número de criterios. Uno

de las fortalezas del AHP consiste en que todos los criterios se evalúan por

parejas, con lo que se facilita al decisor la puntuación de los mismos. Además,

las calificaciones se obtienen a través de una evaluación semicuantitativa que

ayuda aún más a la hora de tomar la opción más conveniente.

Una vez evaluados los criterios, el método propone una técnica

mediante la cual se evalúa la consistencia de los juicios del decisor. Con esto

se consigue conocer si la evaluación de los criterios ha sido coherente y se

dota al método de un mayor rigor matemático.

Estas dos facetas del AHP hacen que este método se convierta en una

manera sencilla y fiable de establecer jerarquías en problemas complejos,

como la jerarquización de equipos o áreas de trabajo dentro de una planta.

El proceso de análisis jerárquico propone ejecutar los siguientes pasos:

1. Definir los criterios de decisión en forma de objetivos jerárquicos. La

jerarquización se estructura en diferentes niveles: iniciándose en el tope con la

definición del objetivo principal del proceso de jerarquización, luego se



definen los niveles intermedios (criterios y sub-criterios a evaluar) y finalmente,

en el nivel más bajo se describen las alternativas a ser comparadas.

2. Evaluar (pesar) los diferentes criterios, sub-criterios y alternativas en función

de su importancia correspondiente en cada nivel. Criterios cualitativos y

cuantitativos pueden ser comparados usando juicios informales para obtener

los pesos y las prioridades. Para criterios cualitativos, la técnica AHP utiliza

simples comparaciones (apareadas - pairwise) para determinar los pesos y

evaluarlos. De esta forma el analista puede concentrarse en sólo dos criterios

al mismo tiempo. De hecho, la técnica AHP está basada en la suposición de

que el analista (decisor) puede de forma más fácil elegir un valor de

comparación que un valor absoluto. Los juicios verbales son trasladados a una

escala de puntuación.

Valoración del decisor Puntuación

Igual 1

2

Moderado 3

4

Fuerte 5

6

Muy Fuerte 7

8

Extremo 9

Tabla 2 4 Valoración de juicios en AHP

Esta clasificación atiende al hecho de que según [11] el ser humano no

puede distinguir una diferencia en una escala superior a 7 intervalos con una

holgura de ± 2, con lo que distinguir entre más de 9 posibilidades en la escala

de evaluación no aportaría nada a la clasificación de los criterios.

Una vez valorados los criterios se elaborará la matriz de juicios, que

tendrá la siguiente configuración:



Figura 2.12 Matriz de juicios AHP

Número que indica el decisor

Una vez elaborada la matriz de juicios, un vector de prioridad es

calculado y usado para pesar (comparar) los elementos de la matriz. Saaty

(1980,1990), demuestra matemáticamente que el eigenvector normalizado

calculado a partir de la matriz es la mejor aproximación de evaluación de los

criterios analizados. En el caso de criterios cuantitativos, es necesario diseñar

un método de priorización que permita cuantificar de forma consistente el peso

de cada criterio a ser analizado (Wind y Saaty, 1980).

3. La técnica AHP permite al analista evaluar la congruencia de los juicios con

el radio de inconsistencia (IR). Antes de determinar una inconsistencia, es

necesario estimar el índice de consistencia (CI) de una n x n matriz de juicios,

donde CI viene definido por:

1

max

n

nCI

Donde máx. es el máximo eigenvalor de la matriz. De esta forma IR es

definido por:

RI

CII R

,

Donde RI es el valor aleatorio promedio de CI para una n x n matriz. Los

valores de RI son mostrados en la Tabla 2.



N 1 2 3 4 5 6 7

RI 0 0 0.52 0.89 1.11 1.25 1.35

Tabla 2. 5 Valores de RI para matrices de diferente tamaño

Los juicios pueden ser considerados aceptables si IR 0,1. En casos de

inconsistencia, el proceso de evaluación para la matriz evaluada es

inmediatamente repetido. Inconsistencias superiores a 0,1 o más justifican una

mayor investigación de los criterios evaluados.

4. Jerarquizar las alternativas y tomar las decisiones correspondientes. Para

cada alternativa (opciones a jerarquizar), se calcula el nivel de preferencia

(jerarquización) sobre una escala entre 0.0000 – 1.000, obteniéndose como

resultado alternativas jerarquizadas en función de los criterios de decisión

evaluados, ver detalles en (Saaty, 1980).

En el caso que nos ocupa, el objetivo final será la evaluación de la

criticidad de las áreas de trabajo, equipos, o componentes de la instalación a

jerarquizar. Para ello se evaluarán criterios relacionados con el riesgo generado

por los fallos, como pueden ser seguridad del personal, ambiental o merma

operacional, así como tiempos de reparación, repuestos o cualquier otro punto

importante dentro de la toma de decisiones en el área de mantenimiento.

Una vez definidos el objetivo y los criterios de evaluación, quedan por

definir las alternativas, que podrán ir desde los distintos componentes de una

misma máquina a diversas áreas dentro de la fábrica que aglutinen a varios

equipos. Esto hace ver la gran versatilidad que tiene esta metodología, que

permite desde definir áreas críticas dentro del proceso productivo a analizar en

profundidad una máquina en particular. En este caso nos centraremos en el

primer ejemplo, dado que es donde se puede obtener un beneficio mayor del

uso del AHP.

Una de las grandes dificultades a la hora de jerarquizar el mantenimiento

dentro de una fábrica es ponderar la importancia de los criterios con los que se

mide la misma. Muchas veces, al evaluarse áreas totalmente distinta y sin

relación aparente se puede perder la perspectiva del objetivo global.



En el siguiente ejemplo, vamos a analizar un artículo que expone la

construcción de un modelo de AHP basado en un modelo de inspección de

mantenimiento basado en riesgo de un oleoducto. Modelos de este tipo han

proliferado en la industria petrolífera para jerarquizar áreas de trabajo en

refinerías, modelos de inspección basado en riesgo o selección de políticas de

mantenimiento, como RBI (inspección basada en riesgo) TBM (mantenimiento

basado en calendario) o CBM (mantenimiento basado en condición).

En su artículo, [12] analiza las posibilidades que el AHP ofrece para la

gestión de la fiabilidad de oleoductos. Para ello utiliza un modelo de

mantenimiento basado en riesgo apoyándose de la técnica AHP. Este artículo

se basa en un caso real de una instalación de 1500 km situada en la India.

En primer lugar se analizan los principales problemas de fiabilidad que

presentan los oleoductos. Estos serán los criterios que se usarán a la hora de

definir el riesgo de fallo de cada uno de los tramos de la conducción.

Analizando la información disponible del oleoducto, así como diversa

información científica, los criterios a emplear son:

Corrosión

Interferencias externas

Defectos en construcción y materiales

Fenómenos naturales (Terremotos, corrimientos de tierras, etc., lo

que el autor denomina ―Acts of God‖)

Otros

Además de estas categorías generales, en el artículo se dividen cada

uno de los criterios principales en varios subcriterios con el fin de obtener una

mejor información del modelo que permita una mejor selección de las técnicas

de mantenimiento más adecuadas. Los criterios y subcriterios definitivos son:

Corrosión

o Corrosión interna: Se refiere a la corrosión producida por el

fluido de transporte en la cara interna del oleoducto

o Corrosión externa: Se refiere a los fenómenos de corrosión

relacionados con las condiciones ambientales



Interferencias externas

o Fallos debidos a una tercera parte

o Robos

Defectos en construcción y materiales

o Defectos en la construcción

o Defectos en los materiales

Fenómenos naturales (Terremotos, corrimientos de tierras, etc., lo

que el autor denomina ―Acts of God‖)

Otros

o Error humano

o Error operacional

En la Figura 2.13 se muestra el esquema que el autor ofrece para la

construcción del modelo AHP.

Figura 2.13 Criterios para la evaluación del modelo AHP [12]

Determining the probability of failure of pipeline stretches

External Influence

Third part activities

Piferage

Construction and materials

defect

Construction defect

Poor materials

Acts of god Others

Human error

Operatinal error

Corrosion

External Corrosion

Internal Corrosion

Pipeline Stretch 1

Pipeline Stretch 5

Pipeline Stretch 2

Pipeline Stretch 3

Pipeline Stretch 4

Goal

Alternatives

Fact

ors

Sub

-Fac

tors



Una vez definidos los criterios, el autor procede a definir las diferentes

alternativas, que en este caso corresponden con distintos tramos del oleoducto.

En este caso, lo divide en cinco tramos en función de su longitud,

características técnicas e información disponible.

Una vez definidos los criterios y las alternativas, el autor procede a

evaluar los criterios y subcriterios, para luego ponderar las alternativas. Para la

evaluación de los criterios el autor emplea la siguiente tabla:

Intensity Definition Explanation

1 Equal importance Two activities contribute equally to the object

3 Moderate importance Slightly favors one over another

5 Essential or strong

importance

Strongly favors one over another

7 Demonstrated importance Dominance of the demonstrated in practice

9 Extreme importance Evidence favoring one over another of

highest possible order of affirmation

2,4,6,8 Intermediate values When compromise is needed

Tabla 2.6 Escala de importancia relativa para la comparación por parejas

Empleando la escala descrita en la Tabla 2.6 la importancia de cada uno

de los criterios será:



Factors Corrosion External interference

Construction and Materials

defect

Acts of

God

Others Likehood

Corrosion 1 2 3 7 3 0.4 External

interference 1/2 1 3 5 3 0.29

Construction and

Materials defect

1/3 1 3 5 3 0.14

Acts of God 1/7 1/5 1/3 1 1/4 0.05 Others 1/3 1/3 1/2 4 1 0.12

Tabla 2.7 Evaluación de los criterios en el modelo AHP

En la Tabla 2.7 se ve la evaluación de cada uno de los criterios así como

la importancia de cada uno de los criterios dentro del objetivo global, que

aparece en la parte derecha de la imagen.

Un aspecto que no aparece en el artículo es el índice de inconsistencia

de la matriz. Al ser este un parámetro importante, dado que sin él no se conoce

la calidad del análisis, en este trabajo se ha calculado con el software Expert

Choice®. El índice es:

El IR es menor que 0,1, con lo cual la evaluación de los criterios es

consistente y por lo tanto, la evaluación de los criterios del modelo se ajusta a

la percepción del decisor y éste es suficientemente coherente en todas las

evaluaciones.

En la siguiente tabla se observa el peso de los subcriterios, así como la

influencia de cada subcriterio en cada uno de los tramos. Estos valores

representan la importancia de los criterios en el riesgo de fallo. Estos valores se

vincularán con los costes de mantenieminto para cada técnica para obtener la

política óptima de mantenimiento para cada uno de los tramos en los que se ha

dividido el oleoducto.



Factors Likehood Sub-factors Likehood PLS1 PLS2 PLS3 PLS4 PLS5

Corrosion 0.40 External 0.221 0.108 0.064 0.007 0.011 0.031 Internal 0.181 0.038 0.022 0.020 0.042 0.060

External 3rd party

interference 0.29 activities 0.186 0.030 0.078 0.011 0.061 0.006

Malicious 0.100 0.033 0.039 0.005 0.018 0.005

Construction and mat. defect

0.14 Defects 0.072 0.012 0.007 0.028 0.007 0.018

Poor mats. 0.072 0.006 0.007 0.027 0.016 0.017

Acts of God 0.05 0.05 0.006 0.001 0.014 0.006 0.020

Others 0.12 Human error

0.048 0.001 0.005 0.003 0.008 0.030

Operational

error 0.072 0.001 0.003 0.009 0.003 0.056

Likelihood of failure of various pipeline stretches 0.236 0.227 0.123 0.172 0.242

Ranking 2 3 5 4 1

Note: PLS-Pipeline stretch

Tabla 2.8 Probabilidad de ocurrencia de fallo en cada tramo por criterio y subcriterio

En la Tabla 2.8 se puede ver cómo el principal riesgo de fallo viene dado

por la corrosión, seguido por las injerencias externas. En lo que se refiere a los

tramos del oleoducto, el PLS5 es el que presenta un mayor riesgo de fallo.

Una vez definidos los riesgos de fallo más relevantes así como su

impacto en la conducción, ya pueden evaluarse los costes de mantenimiento

preventivo asociados a las líneas en función de los fallos potenciales así como

el lucro cesante que pudieran generar los fallos. Esta mezcla de riesgo de fallo

y consecuencias económicas ayuda a definir la mejor estrategia de cara a

optimizar el gasto de mantenimiento en la línea.



Inspection and maintenance strategy

Problems

PLS1

PLS2

PLS3

PLS4

PLS5

Instrument pig survey

Internal corrosion

25

5

Cathodic protection survey External corrosion 4 4

More patrolling Malicious 2 2 2

Contingency plans 3rd party activities 1 1

Contingency plans Acts of God 1 1

Improved instrumentation 5

Pipe coating External corrosion 3 2

Pipe replacement Construction defect

and poor pipe

materials 3

Total cost (rupees 61 million for five years) 9 9 6 26 11

Tabla 2.9 Vinculación de la probabilidad de fallo calculada mediante AHP con el coste económico del fallo para la obtención del riesgo

En la tabla puede observarse el potencial de esta metodología, puesto

que consigue plasmar cuantitativamente la percepción del operador del riesgo

de fallo. Esto, vinculado con las consecuencias económicas de los riesgos,

permite dar una visión global de la línea de optimización de las políticas de

mantenimiento.

Con este artículo se demuestra, tanto el potencial de la filosofía de

mantenimiento basado en riesgo (RBM), así como las ventajas de la técnica

AHP.

2.2.5.2.2 Medición del riesgo con el Risk Priority Number

El cálculo del risk priority number (RPN) es uno de los pasos más

importantes dentro de la técnica de AMFE (análisis de modo de fallo y efectos),

aplicada principalmente en análisis de fiabilidad de equipos industriales. El

FMEA ha sido ampliamente adoptado en Europa, Estados Unidos y Japón

como metodología para mejorar la fiabilidad de equipos y componentes desde

la fase de diseño de los mismos [13]. Además de en la fase inicial de

concepción de los equipos, el FMEA es una herramienta ampliamente utilizada

como parte de metodologías de confiabilidad ampliamente extendidas como el

análisis causa raíz (ACR) o mantenimiento centrado en fiabilidad (RCM). Estas



metodologías son de amplia aplicación en la industria en la fase de

funcionamiento de las fábricas como herramientas para la mejora de la

fiabilidad de los equipos.

El FMEA es una herramienta que busca analizar las debilidades de los

equipos y ayudar a establecer mejoras en los mismos que permitan aumentar

la fiabilidad y robustez de los equipos frente al fallo. Se compone de los

siguientes pasos:

1. Selección del equipo a analizar. Este paso, por trivial que pudiera

parecer, es fundamental para el mejor aprovechamiento de la

herramienta. Técnicas como el análisis de criticidad que se

presenta en este trabajo permiten seleccionar los objetivos más

adecuados para el estudio.

2. Análisis del equipo. En este apartado se analizarán los diversos

sistemas que componen el equipo así como sus partes. En

función de la complejidad del mismo y del objeto del análisis se

alcanzará un nivel de detalle que permita posteriormente alcanzar

los objetivos establecidos al inicio del análisis.

3. Análisis de los diferentes modos de fallo de cada componente.

Esta es la tarea más complicada dentro de un FMEA. Requiere

gran conocimiento del equipo y capacidad de análisis, si bien

existe normativa como OREDA o la Norma ISO 14224 que

permite orientar el estudio.

4. Análisis de las consecuencias del fallo. Progresivamente a

medida que se definen o una vez definidos todos los modos de

fallo, se evaluarán las consecuencias de los mismos mediante

técnicas como el RPN, que permita con posterioridad conocer los

modos de fallo que más riesgo puedan acarrear para el

equipo/sistema.

Dentro de un AMFE, el RPN permite obtener la evaluación de los

posibles efectos que un fallo pudiera tener dentro de un equipo o sistema. Esta

técnica se desarrolló en los sectores de la automoción y la aeronáutica en la

década de 1970 y fue tomada, entre otros, por el Ministerio de Defensa de



E.E.U.U. Como todas las técnicas enmarcadas dentro del RBM combina

aspectos como las consecuencias potenciales del fallo, la capacidad de

detección del mismo o la probabilidad de fallo. Al igual que sucedía con el

método AHP, la evaluación de estos consistirá en la transformación de

opiniones de un decisor en valores numéricos que den como resultado una

clasificación de los posibles fallos dentro de un mismo equipo o sistema. El

cálculo del RPN se basa en la siguiente formulación básica:

Dónde:

S.- Severidad: En este punto se valoran las consecuencias

potenciales del fallo. Dichas consecuencias se podrán desgranar

en varios tipos (ambientales, económicas, de seguridad etc.).

Para medir este valor se deberán elaborar previamente tablas que

permitan al decisor establecer los valores más adecuados para

cada uno de los fallos que puedan darse dentro de un equipo

O.- Ocurrencia: Se refiere a la probabilidad de que se de ese fallo

dentro del equipo. La metodología sugiere el establecimiento de

unos intervalos de tiempo en función de la fiabilidad de los

equipos que permitan establecer en torno a 4 categorías de fallos

en lo que se refiere a su probabilidad de aparición.

D.- Detección: En este punto se valorará la posibilidad de una

detección temprana del fallo en el equipo, ya sea mediante alguna

alerta temprana instalada en el mismo, monitorización o cualquier

otro indicio que posibiliten la anticipación al mismo.

Con el RPN se consigue una calificación objetiva de los modos de fallo

dentro de un equipo, apoyándose tanto en información numérica (intervalos de

fallo), como en la experiencia de los operadores. Este método es

tradicionalmente utilizado basándose en los resultados numéricos en orden

descendente (de mayor a menor RPN). Esto ignora factores como el distinto

peso que pueden la severidad, la detección o la ocurrencia en la empresa [14].

Otros autores como [13] o [15] hacen énfasis en las limitaciones del RPN a la

hora de aglutinar relaciones causa-efecto dentro de los modos de fallo o de



medir el riesgo generado por la aparición de varios fallos simultáneamente. Es

por ello que en sus artículos proponen diversas mejoras en la metodología de

evaluación para hacer frente a este tipo de situaciones. Este punto, si bien es

muy interesante, hace que la metodología pierda aplicabilidad, puesto que

puede llegar a complicarla de manera notable. Es por ello, que a pesar de las

limitaciones de la técnica, el RPN es un buen método para ordenar modos de

fallo dentro de un sistema, si bien pierde aplicabilidad en sistemas altamente

complejos. En ellos se recomiendan otras técnicas como por ejemplo la técnica

de la matriz de criticidad que se explicará en el siguiente apartado. Esta

técnica, aunque con algunas diferencias sustanciales, se basa en los mismos

principios de funcionamiento del RPN.

A continuación se muestra un ejemplo de aplicación de la técnica del

AMFE en un aerogenerador desarrollado por [16], para explicar con mayor

claridad la metodología de cálculo del RPN.

En primer lugar establece los intervalos en los que sitúa cada uno de los

3 factores que dan forma al cálculo del RPN. En primer lugar define 4 áreas en

las que circunscribir las consecuencias del fallo.

Scale # Description Criteria

1 Category IV(Minor) Electricity can be generated but urgent repair is required.

2 Category III(Marginal) Reduction in ability to generate electricity.

3 Category II(Critical) Loss of ability to generate electricity.

4 Category I(Catastrophic) Major damage to the Turbine as a capital installation.

Tabla 2.10 Intervalos para medir la severidad (S) de los modos de fallo [16]

En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se puede ver

omo las consecuencias de los fallos van desde el fallo catastrófico a aquel que

no genera pérdidas en la generación de energía pero que precisa reparación

urgente.

En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se pueden

er los diferentes intervalos de probabilidad que se han tomado para la aparición



de los fallos. Para la elaboración de dichos intervalos se ha realizado un

estudio previo de la fiabilidad del aerogenerador basado en datos históricos y

estudios publicados al respecto. Otra forma de hacerlo puede ser consultar a

los operadores del equipo o, en el caso de no tener información al respecto,

tomar standares internacionales como OREDA o normativa de la API.

Scale# Description Criteria

1 Level E(Extremely Unlikely)

A single Failure Mode probability of occurrence is less than 0.001.

2 Level D (Remote) A single Failure Mode probability of occurrence is more than 0.001 but less than 0.01

3

Level C(Occasional)

A single Failure Mode probability of occurrence is more than

0.01 but less than 0.10. 5 Level A (Frequent) A single Failure Mode probability greater than 0.10.

Tabla 2.11 Intervalos de ocurrencia de fallo [16]

Por último, en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se

ueden ver los valores elegidos para el factor de detección.

Scale# Description Criteria

1 Almost certain Current monitoring methods almost always will detect the failure.

4 High Good likelihood current monitoring methods will detect the failure.

7 Low Low likelihood current monitoring methods will detect the failure.

10 Almost impossible No known monitoring methods available to detect the failure.

Tabla 2.12 Valores para el factor de detección [16]

Si bien al tratarse de una metodología semi cuantitativa los valores

tomados no son relevantes mientras se mantenga la coherencia en el proceso

de valoración, es interesante comentar en este punto que para la valoración del

factor de detección puede utilizarse una escala basada en el intervalo de

detección de cada una de las técnicas, conocido como intervalo P-F.



Figura 2.14 Intervalo de detección en función de la tecnología de monitorización empleada

En la Figura 2.14 puede verse cómo en función de la tecnología

empleada en la detección, se dispone de diferente tiempo de reacción al fallo.

Con esta información pueden establecerse órdenes de magnitud adecuados

para el factor de detección D.

Una vez establecidos los intervalos de cada uno de los parámetros del

RPN, [16] aplica la metodología para los modos de fallo más relevantes en un

aerogenerador empleando un software específico. Como resultado de la

aplicación del mismo se obtiene el siguiente resultado:

Order Assembly RPN

1 Rotor and Blades Assembly 1609 2 Generator 1204

3 Electrical Controls 925

4 Hydraulics 921

5 Gearbox 909

6 Grid and Electrical system 872

7 Yaw System 813

8 Pitch Control System 692

9 Tower, Foundation and Nacelle 508

10 Mechanical Brake 336

11 Main Shaft 246

Tabla 2.13 Resultado de la aplicación del RPN

En la tabla podemos ver como resultado de la aplicación del RPN se

obtiene que los sistemas de mayor riesgo son: la unión del rotor y las palas, el



generador y la controladora eléctrica. El valor se obtiene del agregado de los

modos de fallo previamente localizados en el AMFE realizado al

aerogenerador.

Con este ejemplo se pone de manifiesto la sencillez del cálculo del RPN

así como el potencial del mismo. Esta afirmación se basa en que análisis de

fiabilidad más completos y complejos arrojaron resultados similares a los que

esta técnica tan sencilla aportó, si bien estos últimos poseen un mayor rigor

científico. Es por ello que el RPN y el AMFE son técnicas de especial utilidad

cuando se requieren resultados a corto plazo.

2.2.5.2.3 Criticidad total por riesgo

Este método desarrollado por [1] se apoya en el mismo concepto de

riesgo que el risk priority number (RPN). Este método ha sido ampliamente

desarrollado por consultoras internacionales. La novedad de esta metodología

consiste en la presentación de los resultados. En ella se separan los dos

aspectos que determinan el riesgo según [17] que son la frecuencia de fallos y

las consecuencias. La ventaja de este enfoque es que ayuda a mejorar y

facilitar el análisis de las posibles mejoras, dado que con esta clasificación se

conoce si el equipo es crítico por su frecuencia de fallos, severidad o ambos

factores.

En primer lugar, la expresión que determina el riesgo es la siguiente:

Dónde:

CTR: Criticidad total por riesgo

FF: Frecuencia de fallos, contabilizada en nº de fallos/tiempo

C: Consecuencia de los fallos. En la evaluación de las

consecuencias se pueden tener en cuenta diversos factores como

la seguridad, el medio ambiente o las consecuencias del fallo en

la producción.



El cálculo de las consecuencias se hará de manera análoga a la llevada

a cabo en el cálculo del RPN. Una vez calculado su valor, los resultados serán

presentados en una matriz con la topología que se observa en la Figura 2.15

Fre

cuencia

Fn MC MC C C C

F3 MC MC MC C C

F2 NC NC MC C C

F1 NC NC NC MC C

C1 C2 C3 C4 Cn

Consecuencias

Figura 2.15 Topología de la matriz de criticidad

Dónde:

NC: Representa el conjunto de equipos no críticos

MC: Representa el conjunto de equipos semi-críticos

C: Representa el conjunto de equipos críticos

Cn: Valor umbral de las consecuencias del fallo

Fn: Valor del intervalo máximo de la frecuencia de fallo

En la figura puede verse cómo se hace efectiva la separación del riesgo

en frecuencia y consecuencia, lo que ayuda a definir las posibles actuaciones

paliativas sobre los fallos. Así mismo, cabe destacar que la separación entre

estas tres categorías permitirá establecer políticas diferenciadas para el

mantenimiento de los equipos, ayudando a la minimización del riesgo y a la

optimización de costes.

A continuación se muestra un ejemplo del método aplicado en la

industria petrolífera venezolana extraído de [1].

En este ejemplo el cálculo de las consecuencias de los fallos se hará

mediante la siguiente formulación:

( )



Dónde:

IO: Factor de impacto en las operaciones

FO: Factor de flexibilidad operacional

CM: Factor de costes de mantenimiento

SHA: Factor de impacto en seguridad, higiene y medio ambiente

Con lo que el cálculo de la criticidad total por riesgo queda de la

siguiente forma:

( )

Con FF como frecuencia de fallos. A continuación se explica el método

de valoración de cada uno de los criterios:

Factor de impacto en las operaciones (IO): Este factor mide el

efecto que tiene el fallo en el proceso de producción. Para

evaluarlo se tiene en cuenta las pérdidas económicas que puede

generar el fallo. Puede asociarse tanto a costes directos de

materias primas desperdiciadas a causa del fallo, como a costes

de oportunidad por unidades no producidas, penalización por

incumplimiento de pedidos, costes de imagen etc. La definición de

este factor es muy importante, porque de la profundidad del

concepto dependerá en gran medida la correcta evaluación del

impacto del mantenimiento en el proceso productivo.

En este caso concreto, el factor de impacto en la producción

puede suponer hasta un 80% del riesgo del equipo. Esta

importancia puede variar en función de la planta que se analice y

del objeto del análisis, mantenimiento, seguridad …

La valoración del factor es:

o 10: Pérdidas de producción superiores al 100%

o 7: Pérdidas de producción entre el 50% y 74%



o 1: Pérdidas de producción menores del 10%



Los valores de pérdida de producción son orientativos, pudiendo

variarse en función de la importancia que se le dé al factor de

producción.

Factor de flexibilidad operacional (FO): Este factor sirve como

elemento corrector del factor de producción. Su inclusión viene

motivada con el fin de recoger la redundancia operacional de los

equipos, es decir, la existencia de equipos de respaldo que

prevengan de la aparición del fallo, y que actúen dando soporte a

los equipos principales. Cuanto mayor sea esta flexibilidad

operacional, menor será el riesgo para la producción.

La inclusión de este factor se debe a que la redundancia

operacional reduce los riesgos, pero no las consecuencias de los

fallos. Es por ello que en la evaluación de las consecuencias no

puede considerarse la redundancia operacional, pero sí hay que

considerarla para minimizar el impacto del riesgo operacional.

En el modelo, el factor de flexibilidad operacional se evalúa de la

siguiente forma:

o 4: No se cuenta con unidades de reserva para cubrir la

producción, tiempos de reparación y logística.

o 2: Se cuenta con unidades de reserva que logran cubrir de

forma parcial el impacto de producción, tiempo de

reparación y logística intermedios.

o 1: Se cuenta con unidades de reserva en línea, tiempos de

reparación y logística pequeños.

Con estos dos factores se pueden calcular el peso del impacto

operacional en la evaluación de la criticidad, siempre desde el punto de

vista de la gestión del mantenimiento. Observando los valores, se tiene

que las consecuencias pueden ir desde un máximo de 80, en el caso de

un equipo que produzca una merma en la producción del 100% y no

cuentan con equipos de respaldo hasta un mínimo del 1 para equipos de

escaso impacto en la producción y con equipos de respaldo.

Impacto en los costes de mantenimiento (CM): La inclusión de

este valor tiene que ver con el objetivo del análisis, optimizar



las políticas de mantenimiento. Es cierto, que desde un punto

de vista económico, los costes operacionales suelen ser

bastante mayores que los costes de mantenimiento. Además,

el coste de mantenimiento podría incluirse en los costes

operacionales. No obstante, el impacto del coste de

mantenimiento de los equipos es muy importante para el

presupuesto de los departamentos de mantenimiento de las

empresas. Es por ello que debe de incluirse en el análisis.

En este ejemplo, el coste de mantenimiento es un aspecto

poco relevante (máximo un 4%). Este valor puede hacerse

más importante en el caso de que el ajuste a los presupuestos

de mantenimiento sea una condición importante dentro de la

empresa. La evaluación del impacto en los costes de

mantenimiento de los fallos será:

o 2: Costes de reparación, materiales y mano de obra

superiores a 20.000$

o 1: Costes de reparación, materiales y mano de obra

inferiores a 20.000$

Es importante destacar que en la evaluación del impacto del fallo

hay que tener en cuenta no sólo el coste de sustitución de los

equipos, sino también los costes de mano de obra, materiales y

todos los costes directamente imputables al departamento de

mantenimiento.

Impacto en seguridad, higiene y ambiente (SHA): En este

punto se mide la influencia del fallo en el medio ambiente y

para la seguridad de los trabajadores. Este aspecto varía

notablemente en función del tipo de empresa y del marco

regulador en el que se ubique, pudiendo ser desde un aspecto

residual al más importante en la planificación del

mantenimiento. No obstante, este punto cada vez está

adquiriendo mayor relevancia en pos de una mejora en la

sostenibilidad de los procesos productivos.



La evaluación del impacto en seguridad y medioambiente, en

este ejemplo, se calcula mediante los siguientes valores:

o 8: Riesgo alto de pérdida de vida, daños graves a la

salud del personal y/o incidente ambiental mayor

(catastrófico) que exceden los límites permitidos.

o 6: Riesgo medio de pérdida de vida, daños importantes

a la salud y/o incidente ambiental de difícil restauración.

o 3: Riesgo mínimo de pérdida de vida y afección a la

salud (recuperable en el corto plazo) y/o incidente

ambiental menor (controlable), derrames fáciles de

contener y fugas repetitivas.

o 1: No existe ningún riesgo de pérdida de vida, ni

afección a la salud, ni daños ambientales.

Estos criterios pueden acompañarse de otros más

restrictivos, como por ejemplo el considerar con riesgo

máximo cualquier fallo que genere un vertido, por pequeño

que sea, fuera de control. En el caso práctico que se

desarrolla en el capítulo 3 se verá cómo se introducen

algunos de esos criterios.

Una vez escalados los factores que miden el riesgo de fallo de los

equipos, sólo queda definir los intervalos de frecuencia de fallos. En este

ejemplo, al tratarse de una aplicación en la industria petrolífera con equipos de

buena fiabilidad, se ha seleccionado fallos/año como unidad de medida. Los

intervalos en los que se divide la frecuencia de fallos son:

o 4: Frecuente: Mayor de 2 fallos/año

o 3: Promedio: Entre 1 y 2 fallos año

o 2: Bueno: Entre 0,5 y 1 fallo al año

o 1: Excelente: Menos de 0,5 fallos al año.

Con esto queda completamente definido el modelo. Una vez

seleccionado el alcance y desarrollado el modelo sólo queda la evaluación de

los equipos o áreas de la empresa. Como resultado de ello se tendrá un listado

de equipos en función de su criticidad. Existen multitud de formas de



organizarlos: por criticidad total, por nivel de riesgo dentro de cada una de las

categorías. Cada una de ellas puede aportar información relevante para los

gestores de mantenimiento, encargados de operación o personal de seguridad

o medioambiente. Por ejemplo, a pesar de no ser un análisis de fallos

centrados en la seguridad, como puede ser un análisis HAZOP, un análisis de

criticidad de este estilo puede dar mucha información acerca de la percepción

del personal encargado de la operación de los equipos en lo referente a la

seguridad, sin tener que realizar un gran esfuerzo en el análisis, como sí

sucede con el HAZOP.

El método de criticidad total por riesgo propone la localización de los

equipos en una matriz. Esto permite desacoplar el riesgo de la frecuencia de

fallos. Este desacoplamiento es interesante dado que riesgo y frecuencia son

factores que, si bien influyen en la criticidad, son totalmente independientes

entre sí. Es por ello que si se separan ambos conceptos a la hora de establecer

la criticidad de los equipos se podrán diseñar mejores políticas de

mantenimiento según el caso. A continuación puede verse el modelo de matriz

que propone esta metodología.

Fre

cuencia

4 MC MC C C C

3 MC MC MC C C

2 NC NC MC C C

1 NC NC NC MC C

10 20 30 40 50

Consecuencias

Figura 2.16 Matriz de Criticidad propuesta por el modelo CTR

En esta figura pueden distinguirse varias zonas. Cada una de ellas

deriva a una política distinta de mantenimiento. La zona de equipos de altas



consecuencias y alta frecuencia de fallos reúne a los equipos más delicados

dentro del proceso productivo. Para ellos se propone la realización de un

Análisis Causa Raíz (ACR) que permita conocer el porqué de tan elevada

frecuencia de fallos en equipos de tanto riesgo. Con ello se busca minimizar la

frecuencia de fallos y, en la medida de lo posible, el riesgo. Para esto último se

propondrán estrategias como aumentar la redundancia operacional, establecer

salvaguardas ambientales y de seguridad o implementar estrategias de

anticipación a los fallos.

En el resto de equipos de la zona roja, así como todos los equipos

semicríticos (amarillo), se recomienda el inicio de un Análisis de Mantenimiento

Centrado en Fiabilidad (RCM) que permita establecer los mejores

procedimientos según el caso para mejorar la fiabilidad de los equipos.

Por último, los equipos no críticos (zona verde) serán objeto de análisis,

pero para conocer si su mantenimiento es el óptimo, o puede aligerarse con el

fin de ahorrar costes y mejorar la fiabilidad en otros puntos de la fábrica.

Con este ejemplo se puede ver que el modelo de criticidad total por

riesgo, también conocido como modelo de matriz de criticidad, desarrollado en

su totalidad. Lo interesante de este modelo es la flexibilidad que aporta a la

hora de definir los criterios, que permite recoger todas las posibles casuísticas.

Como inconveniente, por ejemplo con respecto al modelo AHP, es que no

permite el conocer la consistencia matemática de las valoraciones. Esto se

compensa con su sencillez de aplicación y el gran potencial de la metodología.

2.3.5.2.4 Modelo de criticidad propuesto por NORSOK

Como se comentó en el apartado 2.3.1, para este análisis se está

siguiendo una metodología descrita por la norma Norsok Z-008. En esta norma

se incluye una evaluación de la criticidad parecida a la ya desarrollada basada

en el concepto de Risk Priority Number. No obstante existen algunos pequeños

matices que hacen interesante la descripción de la misma.

En [4] se hace referencia tanto a los criterios a seguir a la hora de la

evaluación del riesgo como a la valoración de los mismos. El aspecto más

novedoso consiste en que, al tratarse de una normativa nacida del mismo



consorcio desarrollador de OREDA propone la evaluación del riesgo desde dos

frentes, el cuantitativo y el cualitativo.

Para el primero, propone el uso de los datos contenidos en [7] y en su

base de datos para el establecimiento de:

Tasas de fallo

Tiempos de reparación

Costes de personal vinculados a fiabilidad

Hay que tener en cuenta que en OREDA se recoge información

concerniente a ítems mantenibles. Una de las labores del grupo de trabajo será

asociar estos ítems a las funciones previamente definidas en el caso de los

equipos. Así mismo, cuando se analicen grandes equipos de manera

superficial, se empleará la información más generalista que recoja OREDA,

atendiendo en la medida de lo posible a aspectos tales como potencia del

equipo o tamaño, que tienen influencia en la fiabilidad, estando dicha influencia

recogida en la base de datos.

Con esta información recogida en OREDA, así como el cálculo de los

costes derivados del lucro cesante, que debe de ser uno de los KPI

fundamentales a la hora de medir el rendimiento de la empresa este método

propone un procedimiento práctico, sencillo y vinculado a datos reales para

establecer las consecuencias económicas de los fallos.

Esta exactitud, sin embargo, se verá desvirtuada en el momento en el

que se cambie de industria (OREDA está construida para la industria

petrolífera) o de contexto operacional (los datos recogidos son de equipos

offshore situados en el Mar del Norte). Cualquier cambio en alguna de las dos

circunstancias comentadas anteriormente puede desvirtuar el análisis, aunque

no cabe duda que dada la gran cantidad de información recogida en [7], la

calidad de la misma y la profundidad del estudio, ésta se convierte en una

opción más que interesante cuando se trabaje en una industria afín o en

condiciones de trabajo asimilables.

Pero como se comentó anteriormente, los criterios económicos no son

los únicos que influyen en la criticidad, seguridad y medio ambiente son



también aspectos claves. Para la evaluación de los mismos, se propone en [4]

una metodología basada en el concepto de RPN con una estructura muy

similar a la comentada en el punto 2.3.5.2.2. En concreto se definen varios

niveles de evaluación. A continuación se muestra una tabla con los criterios

generales de evaluación.

Class Health, safety and

environment (HSE)

Production Cost (exclusive

production loss)

High Potential for serious personnel injuries. Render safety critical systems inoperable. Potential for fire in classified areas. Potential for large pollution.

Stop in production/significant reduced rate of production exceeding X hours (specify duration) within a defined period of time.

Substantial cost exceeding Y NOK (specify cost limit)

Med Potential for injuries requiring medical treatment. Limited effect on safety systems. No potential for fire in classified areas. Potential for moderate pollution.

Brief stop in production/reduced rate of production lasting less than X hours (specify duration) within a defined period of time.

Moderate cost between Z – Y NOK (specify cost limits)

Low No potential for injuries. No potential for fire or effect on safety systems. No potential for pollution (specify

limit)

No effect on production within a defined period of time.

Insignificant cost less than Z NOK (specify cost limit)

Tabla 2.14 Criterios generales para la evaluación de riesgos según NORSOK

En esta tabla puede verse como la normativa establece la posibilidad de

realizar la evaluación del impacto en producción de los fallos de manera

cualitativa. No obstante, el mismo texto recomienda el cálculo numérico de los

costes derivados del fallo con el fin de obtener un mejor resultado del análisis.

En la siguiente tabla puede verse un ejemplo práctico de selección de

criterios de evaluación aplicado a fugas en un tanque o equipo rotativo.

Class Health, safety and environment (HSE) Production Cost (exclusive

production loss)



High When substance is: • Hydrocarbons (highly ignitable gases and unstabilized oil) and other flammable media. • Liquid/steam, exceeding 50 ºC or 10 bar. • Toxic gas and fluids. • Chemicals (Annex B.1 of Z-08

As High in Tabla 2.14 As High in Tabla 2.14

Med When substance is: • Stabilised oil, diesel and other less ignitable gases and fluids. • Liquid/steam, less than 50 ºC and 10 bar • Toxic substance, small volume. • Diesel

As Med in Tabla 2.14 As Med in Tabla 2.14

Low When substance is: • Non-ignitable media. • Atmospheric gasses and fluids harmless to humans and environment. • Negligible toxic effects. • Harmless chemicals (see B.1).

As Low in Tabla 2.14 As Low in Tabla 2.14

Tabla 2.15 Aplicación práctica de la metodología desarrollada en [4] a un tanque

Como puede observarse en las anteriores tablas, este método sólo

aporta la novedad del uso de los datos de OREDA (o de la base de datos de

fiabilidad que correspondiera) para el cálculo de las consecuencias, si bien es

muy endeble en lo que se refiere a la evaluación medioambiental y de

seguridad. Es por ello que, al no tratarse de uno de los puntos fuertes de la

metodología no se ha incluido antes en el texto y se contempla ahora con el fin

de cerrar todos los pasos de la metodología descrita en [4].

2.2.5.3 Métodos Cuantitativos

Por último, quedan por describir los métodos puramente cuantitativos de

medición del riesgo. Estas técnicas, si bien pueden resultar las más exactas, no

resultan sencillas de implementar, dado que suponen un gran coste de

preparación que, en muchas ocasiones no es asumible por la empresa. Esos

costes no sólo se cifran económicamente, sino en el tiempo invertido en la

preparación de la información. Para emplear una metodología puramente

cualitativa se necesitan tener caracterizados de manera fiable los dos pilares

básicos de la criticidad, la frecuencia de fallos y el riesgo.



Dónde:

C: Criticidad

FF: Frecuencia de fallos, contabilizada en nº de fallos/tiempo

R: Riesgo. En la evaluación de las consecuencias se pueden

tener en cuenta diversos factores como la seguridad, el medio

ambiente o las consecuencias del fallo en la producción.

El cálculo de la frecuencia de fallos es uno de los puntos fundamentales

para una gestión eficaz del mantenimiento. La definición de los indicadores que

permiten su cálculo es un aspecto clave para el mantenimiento y es uno de los

objetivos principales de las técnicas derivadas de la ingeniería de fiabilidad.

Otros indicadores importantes para este punto son el tiempo medio de

reparación y el tiempo de indisponibilidad. Estos cálculos puede resultar de

enorme complejidad dada la condición estocástica que gobierna el proceso de

aparición del fallo. Otro aspecto que influye en la misma es la configuración de

los sistemas, que puede llevar a generar fallos en cadena no contemplados por

los métodos tradicionales. También influyen factores externos como la política

de mantenimiento, el personal encargado de operar y mantener el equipo, las

condiciones de funcionamiento etc. En [18] y [19] aparecen varias de las

técnicas básicas de ingeniería de fiabilidad para el cálculo de indicadores para

el mantenimiento.

La fiabilidad se define como: ―la probabilidad de que un equipo cumpla

una misión específica (no falle) bajo condiciones de operación determinadas

en un período de tiempo específico‖ [19]. En el cálculo de la fiabilidad existen

varias funciones que ayudan a caracterizar los parámetros más importantes de

mantenimiento.

En primer lugar hablaremos de la función de densidad de probabilidad

de fallos. Se la conoce como F(t). Mediante esta función lo que se pretende

recoger es la probabilidad acumulada de fallo, es decir, conocer la probabilidad

que tiene un equipo de fallar en un instante determinado. Se calcula como:

∫



Con esta función se pretende conseguir una expresión continua en el

tiempo que determine las posibilidades de fallo de un equipo. La fisonomía más

común de esta función de densidad es:

Figura 2.17 Curva de densidad de probabilidad de fallos

En la figura pueden verse varias características de la curva. En primer

lugar, al tratarse de una curva de probabilidad acumulada, tiene un carácter

siempre creciente, yendo en el eje de ordenadas de 0 (no hay posibilidad de

fallo) a 1, el equipo tiene un 100% de posibilidades de fallo. En segundo lugar,

la forma de la curva está relacionada con el proceso de aparición de fallos en la

mayoría de los equipos, con escasa probabilidad al inicio, un fuerte aumento a

medida que avanza el ciclo de vida del equipo y un estancamiento final hasta

que se producen los fallos por fatiga. Por último, en la Figura 2.17 puede verse

cómo la forma de la figura se ajusta de manera aproximada al comportamiento

de aparición de los fallos durante el funcionamiento de los equipos.

La definición matemática de la curva de fiabilidad emplea el concepto de

densidad de probabilidad de fallos. En concreto la fiabilidad se define

matemáticamente como:



El comportamiento de la curva de fiabilidad de los equipos puede verse

en la siguiente figura:

Figura 2.18 Comportamiento genérico de la curva de fiabilidad

Como se deduce de las ecuaciones anteriores, en el cálculo de las

funciones de fiabilidad el punto clave es la determinación de la función de

probabilidad de fallos f(t). Esta es una de las tareas más difíciles dentro de los

análisis de fiabilidad. A continuación comentaremos algunas de las más

importantes, en función de los equipos que sean objeto del análisis.

Distribución exponencial: La distribución exponencial fue la

primera que se empleó en cálculos de fiabilidad. Su formulación

matemática es la siguiente:

En la siguiente figura puede verse el comportamiento de la

función de probabilidad.



Figura 2.19 Distribución exponencial aplicada a fiabilidad

El parámetro λ define la tasa de fallos. Como puede verse en la

Figura 2.19 puede verse cómo varía la función de probabilidad en

función del valor que adopte λ. A medida que aumente λ, la

función acentúa su pendiente en el tiempo. Desde el punto de

vista del mantenimiento, el parámetro λ se define como:

Con esta distribución de la probabilidad de fallos, la función de

densidad se calcula como:

La comparativa de ambas funciones puede verse en la siguiente

gráfica:



Figura 2.20 Función de densidad de probabilidad de fallos en la distribución exponencial

En esta figura puede verse cómo afecta el parámetro λ a la

fiabilidad de los equipos. Como se deduce del cálculo de λ, cuanto

mayor sea el parámetro de fallos menor será la fiabilidad del

equipo, es decir, menor será el tiempo de vida del equipo.

La distribución exponencial describe el proceso de degradación

de los equipos con una tasa constante de fallos a lo largo del

tiempo. Es decir, con esta distribución no pueden contemplarse,

por ejemplo, procesos de degradación por fatiga, que hacen que

la probabilidad de fallo aumente en el tiempo. Es por ello que en

la actualidad esta función se utiliza para caracterizar la fiabilidad

de los equipos electrónicos, en los que es difícil deducir

tendencias de comportamiento que conduzcan al fallo. En este

tipo de equipos puede decirse que existe una probabilidad de

fallos constante a lo largo del ciclo de vida, dado que tanto su

configuración como su modo de empleo hacen que su

comportamiento pueda asimilarse con fidelidad a la distribución

exponencial.

Distribución Weibull: La distribución de Weibull es ampliamente

usada en el estudio de la fiabilidad de componentes y equipos

mecánicos. La premisa fundamental de esta función es que, a

diferencia de lo que sucedía con la distribución exponencial, en la



distribución de Weibull la tasa de fallos varía en el tiempo. Esto

permite amoldarse mejor a las diferentes etapas que aparecen a

lo largo del ciclo de vida de los equipos mecánicos. En la

siguiente figura puede verse un esquema de las fases más

importantes.

Figura 2.21 Curva de la bañera y su relación con el ciclo de vida de los equipos

En la Figura 2.21 pueden verse diferenciadas las tres distintas

etapas por las que pasa un equipo mecánico, desde el punto de

vista de la fiabilidad. A continuación se resumen las

características más importantes:

o Periodo de mortalidad infantil: En la fase inicial del ciclo de

vida de los equipos la tasa de fallos suele ser mayor que la

que se da una vez comprobado su correcto

funcionamiento. Esto se debe a que en el inicio del ciclo de

vida pueden aparecer fallos que no tengan relación directa

con el equipo, sino más bien con circunstancias ajenas al

funcionamiento del mismo dentro del proceso. Los fallos

que suelen aparecer en esta fase se deben, entre otras

razones, a una mala ejecución de las actividades de

mantenimiento, a fallos inesperados de material o a la

operación incorrecta de los equipos. A medida que pasa el



tiempo, la probabilidad de fallo durante esta fase del equipo

disminuye, hasta estabilizarse en la siguiente fase.

o Periodo normal o de vida útil: Superado el riesgo, la

probabilidad de fallo de los equipos tiende a estabilizarse,

asemejándose a la función exponencial. En esta fase del

ciclo de vida de los equipos, el fallo puede producirse

indistintamente en cualquier momento de la operación. Una

vez finalizado el periodo de vida útil, se entrará en la última

fase, el periodo de desgaste.

o Periodo de desgaste: En este punto, una vez pasada la

vida útil del equipo y aunque este pueda seguir en

funcionamiento, desde el punto de vista de la fiabilidad el

activo entra en una fase de degradación de su

comportamiento que tendrá como consecuencia final el

fallo. Se trata además de un proceso que se acelera con el

paso del tiempo, con lo que, como puede verse en la

Figura 2.21, la probabilidad de fallos aumenta con el

tiempo.

Una vez definido el marco en el que se maneja la distribución de

Weibull, el siguiente paso será su caracterización matemática. El

objetivo de la distribución de Weibull es poder simular el

comportamiento de los equipos en cualquiera de las tres fases

anteriores. Para ello se empleará la siguiente función de

probabilidad:

(

)

(

)

Donde:

∑

(

)

(∑

) (

)



Con N como el número total de fallos y n el número de fallo

específico.

∑

(

( (

))

)

(

∑

(

( (

))

)

)

(

∑

(

( (

))

)

)

(

∑

(

( (

))

)

)

Como puede comprobarse mirando las ecuaciones anteriores, la

ecuación que define la probabilidad instantánea de fallos es

tremendamente más compleja que la que definía el mismo

parámetro en la distribución exponencial. Esta complejidad que

ayuda a que la función recoja comportamientos tan variados

también supone un obstáculo para el cálculo de la misma. Por

ello, para el cálculo de los parámetros de la distribución es

conveniente emplear herramientas informáticas. No obstante, del

valor de los parámetros de la distribución puede extraerse valiosa

información acerca del estado en el que se encuentra el equipo: A

continuación se dará una breve explicación del significado que

tiene cada uno de los parámetros de la función de distribución y

su utilidad para el mantenimiento.

o Parámetro de forma (β): Este parámetro es el que permite

adaptar la curva a la fase de la vida útil del equipo en la

que éste se encuentre. Los valores que puede tomar y su

interpretación son:

: La probabilidad de fallos desciende en el

tiempo. Este valor del parámetro de forma indica

que el equipo se encuentra en la llamada fase de

fallos infantiles, es decir, en el estadio inicial de su

vida útil.



: La probabilidad de fallos se vuelve constante.

Como se observa en la ecuación de la función de

probabilidad, convierte la función en la función

de probabilidad de la distribución exponencial, con lo

que en este caso, la tasa de fallos es constante y se

infiere que el equipo se encuentra en la fase central

de su ciclo de vida

: En este punto, el equipo está entrando en la

fase de desgaste, es decir, finalizando el periodo de

vida útil del mismo. A medida que β aumente, el

fenómeno de fatiga del equipo será más acentuado.

En concreto pueden distinguirse las siguientes

fases:

El equipo experimenta el

fenómeno conocido como fatiga

El equipo experimenta desgaste

por corrosión, iniciado en el tiempo γ.

Como curiosidad, con β≈3.5, la distribución se

asemeja bastante a la distribución normal.



Figura 2.22 Función de probabilidad de Weibull en función del parámetro β

En la Figura 2.22 puede verse cómo en una fase inicial, la

probabilidad de fallo es mayor, como se observaba también

en la Figura 2.21. A medida que β aumenta baja hasta

alcanzar la distribución exponencial. Por último, con β=3, el

comportamiento de la función comienza a acercarse a la

distribución normal. El comportamiento de la tasa de fallo

puede verse en la siguiente figura.

Figura 2. 23 Evolución de la probabilidad de fallo en función de β



o Parámetro de escala (η): Tiene unidades de tiempo y su

valor es siempre positivo. En la siguiente figura puede

verse que, en igualdad con el resto de los parámetros, η

varía el tamaño de la curva.

Figura 2. 24 Efecto de η en la curva de Weibull

o Parámetro de posición (γ): Tiene unidades de tiempo y se

emplea para localizar los fallos en el tiempo. Su significado

depende de los valores que adopte:

γ>0 indica que el sistema no falla entre t=0 y t=γ

γ=0 indica que los fallos se producen desde el

instante inicial de la vida del equipo.

γ<0 indica que los fallos han comenzado antes del

origen del tiempo y que, por lo tanto, la información

empleada para el cálculo de la distribución o no es

la adecuada o no es suficiente.

En la siguiente figura puede verse un resumen de la relación entre la

función de probabilidad de Weibull y la curva de la bañera.



Figura 2.25Relación entre la función de Weibull y la curva de la bañera

Distribución Log-Normal: En el texto ya se ha hablado de fallos en

componentes electrónicos, eléctricos y mecánicos. Otra

importante fuente de fallos suele producirse en los procesos de

desgaste o degradación de los materiales. Fenómenos como la

corrosión química de las tuberías se caracterizan mediante la

distribución Log-Normal. Como se ha realizado con las otras

distribuciones, comenzaremos por definir la función de

probabilidad de la distribución Log-Normal:

√

(

)

Dónde:

es la media logarítmica

es la desviación típica logarítmica

La media logarítmica se calcula como:

∑

Y la desviación típica se calcula mediante la siguiente fórmula:



√((

) (∑( )

))

La representación gráfica de la función de distribución es:

Figura 2 26 Función de probabilidad de la distribución Log-Normal

Como sucedía en casos anteriores, la integral de la curva anterior

permite conocer la fiabilidad del equipo. En la siguiente figura puede

verse la forma que adopta la función de probabilidad de fallos acumulada

en función del valor de la desviación típica.



Figura 2.27 Función de probabilidad acumulada de fallos en función de σ

Como puede verse en la figura, un aumento del valor de σ produce un

crecimiento sostenido de la probabilidad de fallos, mientras que cuando

el valor de σ es menor que 1 el crecimiento es muy acentuado en el

tiempo.

Con esto quedan definidos algunos de los métodos más comunes para

el cálculo de la probabilidad de fallos. Con este valor podrán calcularse los

costes derivados de la pérdida de fiabilidad.

La valoración cuantitativa del riesgo consiste, en esencia, en convertir

todos los elementos de riesgo en cantidades económicas objetivamente

calculadas con el fin de elaborar un listado de los fallos que supongan un coste

mayor para la empresa. Para ello se deben de tener en cuenta los mismos

criterios que se han empleado con anterioridad. En concreto, deberán

conocerse los siguientes aspectos:

Los costes derivados de la indisponibilidad: En estos costes

deberán tenerse en cuenta factores como lucro cesante,

materiales desperdiciados o penalizaciones por pedidos no



satisfechos. En empresas dedicadas al servicio al cliente, otros

costes interesantes a la hora de medir las consecuencias de los

fallos. En [20], el autor propone un modelo de cálculo de costes

que permite medir el impacto de las averías en la imagen de la

empresa y su influencia en la futura captación y fidelización de la

cartera de clientes.

Con esto se pone de manifiesto que son muchos y de índole muy

variada los costes que puede generar un fallo, aunque en la

mayoría de los casos sólo se analice el coste directo. Esto supone

un gran error porque en la mayoría de los casos son otros costes

indirectos los que tienen una mayor incidencia en la empresa. La

dificultad de cálculo de los costes indirectos hace que en muchas

ocasiones se renuncie a su cálculo. En el caso de que la criticidad

se calcule mediante procesos cuantitativos, la rigurosidad a la

hora de determinar los costes directos e indirectos de los fallos es

fundamental para obtener la medición objetiva que se busca.

En los casos en los que el cálculo sea demasiado complejo, será

fundamental el realizar un estudio previo que determine los costes

indirectos presentes y que estime su orden de magnitud, para

tomar una decisión en lo referente a su cálculo, con el fin de

optimizar los esfuerzos del analista.

Costes relacionados con aspectos medioambientales: Estos

costes hay que tener en cuenta todas las penalizaciones

provenientes de multas por parte de la administración. Así mismo,

los costes de imagen para la empresa generados por la mala

imagen que crean los incidentes ambientales. Desastres como lo

sucedido con BP en el Golfo de México en 2010 ponen de

manifiesto que en la evaluación del riesgo este aspecto es

fundamental. Los costes derivados del fallo producido en el

incidente pueden causar el cierre de la empresa y han supuesto

un daño enorme en el valor de la empresa en bolsa. Es por ello



que la cuantificación de estos daños es fundamental para conocer

todos los condicionantes del riesgo.

Como ejemplo de la dimensión que puede llegar a tener el

impacto medioambiental en los costes generados por el fallo de

un equipo crítico, en [21] puede verse un resumen de los costes

para BP entre los que destacan multas por valor de hasta 68

billones $ o 100 billones $ en costes de retirada y restauración del

medio.

Costes relacionados con la seguridad de las personas: La

valoración económica de los costes derivados de un accidente

laboral es un tema delicado. Determinar el coste generado por

hechos tan terribles como la pérdida de una vida humana es una

tarea tremendamente complicada. No obstante, a través de los

estudios de los institutos de seguridad e higiene en el trabajo así

como los realizados por compañías aseguradoras pueden ayudar

a dar una valoración objetiva de los costes que suponen los

accidentes de trabajo. Como sucedía con los anteriores, en el

cálculo de estos costes no sólo influyen aspectos de costes

directos, también hay multitud de costes indirectos. Comenzando

por los costes directos, los más comunes son [22]:

o Sueldo del accidentado.

o Horas de atención médica.

o Horas de atención de los compañeros.

o Coste del transporte sanitario.

o Penalización por accidentes (Multas o aumentos de la

prima de los seguros industriales).

o Daños materiales.

Entre los costes indirectos más habituales se encuentran:

o Costes de producción.

o Costes comerciales: penalizaciones debido a los posibles

retrasos que pudieran producirse.



o Costes administrativos: derivados de todo el trabajo que

deba realizarse como consecuencia de la resolución

burocrática del accidente.

o Coste de imagen de la empresa.

En la Tabla 2 16 puede verse un ejemplo de cálculo basado en el trabajo

realizado por [22]. En ella hay varios aspectos interesantes de cara a la

evaluación del riesgo generado por accidentes laborales. En primer lugar, la

distinción entre costes privados y públicos. Los cotes privados son

directamente imputados a la empresa, mientras que con los costes públicos se

consigue una visión global.

En la tabla se hace una distinción por tipo de accidente. Un accidente

leve será aquel que genera una baja de máximo 10 días de trabajo. En el caso

de los accidentes graves, el periodo de baja estará fijado en torno a un mes de

trabajo. Los costes reflejados en la tabla están calculados sobre la base del

sueldo del accidentado, tanto para calcular costes directos como indirectos. Las

cifras propuestas en el estudio se basan en el accidente sobre un operario que

gane 14 €/h con una base de cálculo de 2432,9 €/mes.

Por último, analizando los valores de la tabla, se observa que a medida

que aumenta la gravedad del accidente, aumentan los costes privados y

disminuyen los públicos. La cifra del coste de un accidente mortal para la

empresa pone de manifiesto la importancia de una correcta política en

seguridad. Esta política debe tener en cuenta el mantenimiento de los equipos,

dado que un equipo correctamente mantenido ayuda a disminuir el riesgo de

accidentes de forma sustancial.


TIPO DE ACCIDENTE DESCRIPCIÓN DE COSTES DIRECTOS ASOCIADOS VALOR ECONÓMICO DE LOS COSTES

Privados Públicos Privado

s

Público

s

Totales

LEVE

25% de la base reguladora durante 10 días 202,7

100% del sueldo íntegro durante el día del

accidente, suponemos jornada

entera

110

75% de la base reguladora durante 10

días

608,2 2,5 horas de atención médica 45

Media jornada de un compañero 55

Daños materiales

Total Leves: 367,7 653,2 1020,9

GRAVE




entera

110

75% de la base reguladora durante 30

días

1824,7 7 días de hospital 1575,6

Servicio de Ambulancia 45

Una jornada de un trabajador 110

Penalización del 5% de cotización durante

6 meses

729,27

Daños materiales

Total Graves: 1557,5 3445,3 5002,8


TIPO DE ACCIDENTE DESCRIPCIÓN DE COSTES DIRECTOS ASOCIADOS VALOR ECONÓMICO DE LOS COSTES

MORTAL




entera

110

75% de la base reguladora durante el

resto de su vida laboral

656829

15 días de hospital 3051,2

Servicio de Ambulancia 45

Cierre del sector de obra equivalente a un

jornal de 50 trab.

4250

Posibles indemnizaciones 60000

Daños materiales

Total Mortales: 65576,46 659925,2 725501,66

Tabla 2 16 Estimación de costes derivados de un accidente laboral



En conclusión, existen varios métodos para la evaluación de la criticidad

en plantas industriales. La selección de uno u otro vendrá determinada,

principalmente, por los siguientes factores:

Objeto del análisis. En función de la importancia del uso que se le

dé posteriormente a los resultados del análisis, será interesante

escoger una metodología u otra de evaluación en función de los

recursos que hay que destinarle.

Información disponible. Este aspecto es fundamental. Por

ejemplo, en el caso de que no se disponga de información

concluyente sobre costes o frecuencia de fallos no conviene

trabajar con métodos cuantitativos, pues el esfuerzo que

requieren éstos no va a compensarse con el rigor de los

resultados obtenidos debido a la incertidumbre en la información

disponible.

Tiempo y personal disponible. La evaluación de la criticidad, en

función de la metodología seleccionada puede ser una tarea que

se alargue mucho en el tiempo. Como consecuencia de ello, es

necesario fijar antes del inicio del análisis los recursos humanos y

materiales disponibles, con el fin de escoger la estrategia que

mejor se adapte a la disponibilidad del personal seleccionado

para el grupo de trabajo.

En definitiva, la evaluación de la criticidad es una tarea compleja,

principalmente por la subjetividad inherente al concepto de riesgo. El seguir

una metodología concreta permitirá al grupo de trabajo establecer una rutina de

trabajo basada en puntos objetivos que garantizarán la mayor coherencia

posible en las evaluaciones, siempre teniendo en cuenta que al tratarse de

opiniones de personas siempre hay un factor de incertidumbre que la adopción

de una metodología puede mitigar pero no eliminar.



Capítulo 3. Caso de Estudio

Índice del Capítulo

CAPÍTULO 3. CASO DE ESTUDIO ............................................................................................. 100


3.1 PRESENTACIÓN DE COBRE LAS CRUCES S.L. ........................................................................................... 101

3.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD EN PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE COBRE LAS CRUCES S.L. .......................... 107

3.2.1 Objeto de los trabajos ........................................................................................... 107

3.2.2 Alcance de los trabajos.......................................................................................... 113

3.2.3 Definición de los criterios de criticidad .................................................................. 119

3.2.4 Resultados principales del análisis ......................................................................... 123



3.1 Presentación de Cobre las Cruces S.L. Cobre Las Cruces, el complejo minero hidrometalúrgico ubicado en los

términos municipales de Gerena, Salteras y Guillena, en la provincia de Sevilla,

es una de las principales referencias en el contexto de la minería internacional

en los inicios del siglo XXI. Tanto por su papel relevante en el resurgir de la

minería metálica en España como por sus innovaciones tecnológicas,

constituye un antes y un después en una de las actividades más antiguas de la

humanidad.

Se trata de una de las mayores inversiones privadas -840 millones de

euros a 31 de diciembre de 2012- realizada en los últimos 30 años en

Andalucía y también la principal inversión de capital internacional en un único

proyecto en la provincia de Sevilla, con gran incidencia en la economía de la

provincia, tanto en términos de creación de empleo como por los efectos

directos, indirectos e inducidos en la activación económica de una comarca de

marcado carácter rural.

Cobre Las Cruces opera una mina a cielo abierto en una instalación que

además de la corta minera cuenta con una planta hidrometalúrgica que

constituye la principal innovación tecnológica del proyecto, siendo la

primera instalación industrial de este tipo que opera en Europa.

El yacimiento se encuentra situado en el extremo oriental de la prolífica

Faja Pirítica Ibérica, que atraviesa el sur de Portugal, prácticamente desde su

costa occidental, y se extiende por las provincias españolas de Badajoz,

Huelva y Sevilla. Tiene unos 17 millones de toneladas de mineral, del que se

espera obtener aproximadamente un millón de toneladas de cátodos de cobre

a lo largo de los 15 años de vida útil estimados. Una de las principales

características de la mina es su elevada ley – porcentaje de cobre por tonelada

de mineral- del 6%. La media en el sector de la minería de cobre a nivel

internacional no supera el 1%.


Además, existe un recurso de gossan (oro, plata y plomo) cuya

viabilidad económica se encuentra actualmente en estudio. Igualmente, en

profundidad los sondeos han detectado zonas de cobre, zinc, y plomo que, de

confirmarse las posibilidades de aprovechamiento podrían suponer la

ampliación de la vida útil por un periodo estimado entre 10 y 15 años más.

La operación minera se realiza a cielo abierto, mediante una corta. El

hueco final, de forma oval, tendrá 1.600 metros de longitud y 900 metros de

diámetro. La mina avanza en dirección Este mediante 6 fases de desmonte

consecutivas, cada una de las cuales permite alimentar la planta de producción

durante dos o tres años. Las fases están planificadas asegurando un

solape que permita la alimentación continua de mineral a la planta.

Figura 3.1 Imagen aérea de Cobre las Cruces

La planta hidrometalúrgica es el elemento clave del complejo. Única en

el continente europeo, es donde el mineral se convierte en láminas de cobre

siguiendo un proceso que ofrece claras ventajas a nivel técnico,

económico y medioambiental, de hecho es considerado por la industria minera

internacional como la tecnología limpia de obtención de cobre. El resultado

obtenido consiste en los denominados cátodos de cobre tipificado como grado

―A‖ con una pureza superior al 99,999% por la Bolsa de Metales de Londres. Es

el producto final de Cobre Las Cruces, listo para su comercialización y

transformación en varillas o alambre de cobre.



Desde que el mineral entra en la planta hasta que sale convertido en

cátodos de cobre transcurre un periodo de solo 8 días que se compone de

cinco fases:

Trituración, Molienda, Lixiviación atmosférica, Extracción por

disolventes y Electrodeposición:

El mineral entra en un circuito de reducción de tamaño en tres

etapas de trituración, hasta que, con menos de 15 milímetros de grosor, se

almacena en un silo de 3.500 toneladas de capacidad. A partir de ahí

comienza el proceso húmedo. El mineral pasa por una etapa de molienda

mediante molino de bolas. Cuando es inferior a 150 micras pasa al espesador

de molienda.

El cobre se disuelve mediante el proceso de lixiviación férrica

atmosférica, al mezclarse el mineral con oxígeno y ácido sulfúrico. Se dispone

de 8 reactores de 350 m3 conectados en cascada. El proceso dura unas 8

horas y garantiza recuperaciones de cobre superiores al 90%.

Una vez clarificado y enfriado, la solución se almacena en un

depósito de regulación desde donde entra a la extracción por disolventes,

un proceso que elimina las impurezas disueltas.

El producto de la extracción por disolventes es un electrolito rico

totalmente limpio que pasa a la electro deposición. El electrolito es filtrado y

se distribuye en celdas por las que se hace pasar una corriente continua. Tras

unos 7 días de permanencia en las celdas se realiza la cosecha de láminas de

cobre.

El rendimiento de la planta, diseñada para obtener 72.000 toneladas de

cátodos al año, ha sido la pieza clave en la evolución desde que la compañía

inició la producción en junio de 2009. En ese primer año se elaboraron 5.421

toneladas (en seis meses de producción activa), mientras que en 2010, primer

ejercicio completo de funcionamiento de la planta, se elevó a 28.453 toneladas,

finalizando ésta al 50 por ciento de su capacidad de diseño. En 2011 la

producción se situó en 42.140 toneladas de cátodos y la planta alcanzó el

80% de su capacidad. Finalmente, en la primavera de 2012 el rendimiento



de la instalación llegó al 100%, superando incluso las 6.000 toneladas

mensuales.

La planta de Cobre Las Cruces es única en el mundo gracias a su

sistema de tratamiento del cobre, basado en la vía hidrometalúrgica. Este

tratamiento, frente a la alternativa tradicional pirometalúrgica, es decir, de

fusión del mineral en fundición, elimina el transporte a fundiciones externas y

las emisiones de SO2 a la atmósfera.

Una de las fases clave de este proceso se desarrolla en las torres de

lixiviación, que han sido desarrolladas en exclusiva para Cobre Las

Cruces por la empresa finlandesa Outokumpu, galardonada con el

premio a la Mejor Innovación en Calidad gracias a este proyecto, que hace

posible obtener un producto final de calidad inmejorable.

Innovación en restauración ambiental de diseño: La integración del

espacio minero en el entorno y su posterior restauración se ha contemplado

desde diferentes puntos de vista.

La utilización de una minería de transferencia permite la restauración

progresiva de la corta desde el noveno año y la revegetación de las

escombreras desde el primer día. También se han favorecido los usos

productivos del suelo una vez concluya la actividad minera, tanto a nivel

agrícola, como forestal y social.

Innovación en la gestión de residuos: Una de las principales

aportaciones es la gestión del residuo minero industrial y su mínima afección

posible al entorno. Los sedimentos se secan y se depositan en una instalación

de estériles dentro del complejo minero. Este sistema de almacenamiento

encapsulado del residuo en seco ha sido uno de los puntos relevantes en la

viabilidad ambiental del proyecto, en el que no existe ninguna balsa de

lodos.

Gestión de aguas La gestión de aguas es uno de los aspectos más importantes del

proyecto. La supervivencia del proyecto depende de la correcta gestión del

agua del acuífero por parte de la empresa. De hecho, ya ha habido problemas



con la sostenibilidad del proyecto y la gestión de aguas es parte fundamental

para la continuidad del proyecto. La sostenibilidad del acuífero es tan

importante para Cobre las Cruces que la planta de tratamiento de aguas

procedente de sondeos ha supuesto una inversión de aproximadamente 30

millones de euros.

La gestión de las aguas es un capítulo clave del que depende la

sostenibilidad del proyecto. La zona de extracción se sitúa encima del acuífero

más grande de Europa. La protección del recurso hídrico subterráneo se

garantiza mediante el sistema de drenaje y reinyección (SDR). Consiste en un

anillo de pozos de bombeo que interceptan el flujo de agua antes de que entre

en el hueco de la corta y lo derivan mediante conducciones cerradas hacia una

planta de tratamiento permanente. En la planta, el agua se somete a ósmosis

inversa y desde allí se bombea a los diferentes sectores de reinyección. Los

pozos de reinyección se encuentran ubicados a una distancia de 1 a 2,5 km. de

la corta. La reinyección no solo evita detraer recurso hídrico sino que lo mejora

notablemente en el entorno de la mina, ya que el agua retorna al acuífero con

una calidad muy superior a la natural.

Figura 3.2 Esquema de situación del fondo de corta de Cobre las Cruces en relación al acuífero Niebla-Posadas



Innovación en la gestión del agua

Cobre Las Cruces gestiona varios tipos de aguas y efluentes. Por una

parte, están las aguas residuales urbanas depuradas, procedentes de la EDAR

de San Jerónimo (Sevilla). En este caso, se emplea una tecnología de

tratamiento que permite un gran ahorro hídrico y el reciclaje de este recurso

para uso industrial. De otro lado, se encuentra la preservación, en calidad y

cantidad, del acuífero Niebla-Posadas, existente sobre el yacimiento,

garantizada mediante el Sistema de Drenaje y Reinyección (SDR).

Cuenta con una de las instalaciones más avanzadas del mundo en su

género: una Planta Permanente de Tratamiento de Aguas, que se basa

en el empleo combinado de técnicas de depuración físico-químicas y de

ósmosis inversa que permiten eliminar riesgos y garantizan la no inyección en

el acuífero de aguas no aptas para consumo.

Así mismo, en orden de minimizar el impacto ambiental del proyecto, el

agua empleada durante el proceso de extracción de mineral es reciclada y

reutilizada a través de un complejo proceso de tratamiento químico de las

aguas de proceso con el fin de mitigar, en la medida de lo posible, el gasto de

agua en una comunidad en la que los recursos hídricos son muy importantes

para su desarrollo.



3.2 Análisis de Criticidad en plantas de tratamiento de aguas de

Cobre las Cruces S.L.

En este documento se incluye un extracto del trabajo realizado para el

Departamento de Gestión de Aguas de CLC. En él se ofrecen algunos de los

resultados más relevantes del estudio, no pudiéndose ofrecer resultados en

detalle con el fin de respetar la confidencialidad a la que los trabajos estaban

sujetos. La estructura del estudio será la misma que la propuesta por la

metodología que se ha desarrollado en este trabajo, en concreto los puntos en

los que se divide el informe son:

Objeto de los trabajos: Se presenta un breve resumen del alcance

global de los trabajos.

Alcance de los trabajos: Basándose en la documentación

aportada para el estudio: Se referencian los documentos

empleados a la hora de preparar y realizar el análisis de criticidad

Selección de los criterios del análisis

Proceso de toma de datos

Resumen de resultados

3.2.1 Objeto de los trabajos

El alcance de los trabajos comprende todas las instalaciones bajo la

responsabilidad del Departamento de Gestión de Aguas. Cabe destacar la

diversidad de instalaciones, usos y emplazamientos de las mismas. A

continuación se ofrece un listado genérico de las instalaciones principales a

mantener:

Instalaciones del Departamento de Gestión de Aguas en Mina

Estas instalaciones se encuentran en el entorno de la zona de extracción

de mineral y tienen dos objetivos. En primer lugar se encuentran las

instalaciones dedicadas a tratamiento de aguas provenientes de sondeos y en

segundo las instalaciones dedicadas al tratamiento de aguas de contacto.

Se denominan aguas provenientes de sondeo a aquellas que son

extraídas del acuífero antes de entrar en contacto con el mineral. La extracción

de estas aguas permite bajar el nivel freático del acuífero y permite la



extracción del mineral. Este sistema es fundamental que funcione porque de él

depende la licencia medioambiental de la mina.

Se denominan aguas de contacto a todas aquellas aguas que han

interaccionado con el mineral de cobre en algún momento del proceso de

obtención del mismo a lo largo de la planta. Las fuentes principales de agua de

contacto son:

Aguas de Proceso: Se denominan aguas de proceso a aquellas que han

pasado por algún proceso químico o físico de la planta hidrometalúrgica.

Agua de fondo de corta: Son aquellas aguas procedentes del fondo de

corta de mineral que no han podido ser drenadas con el sistema de

sondeos SDR y que serán tratadas como agua de proceso proveniente

de la planta.

A continuación se muestra un listado de las instalaciones objeto del

trabajo así como alguna de sus características:

Tratamiento de aguas provenientes de sondeos

o Instalaciones de extracción-reinyección de aguas del acuífero

(SDR Sondeos de extracción y reinyección)

o Planta de tratamiento de Aguas de Mina (PPTA-SDR)

Esta planta se compone de tres líneas de tratamiento en paralelo,

una con una capacidad máxima de tratamiento de 576 m3/h.

Cada línea está formad por una zona de prefiltración, con filtros

bolsa y ultrafiltraciones y tres unidades de tratamiento de agua por

ósmosis inversa. Así mismo, los concentrados producto de la ósmosis se

les realizará un tratamiento físico-químico para conseguir una mayor

tasa de recuperación.

o Planta de evaporación forzada en PPTA (PPTA-PEF)

En esta planta se tratará un caudal de 12 m3/h, procedente de

los rechazos de ósmosis inversa y ultrafiltración provenientes de

PPTA-SDR. Esta instalación consta de 6 efectos de evaporación

forzada por película descendente.

Tratamiento de aguas de contacto

o Planta de tratamiento de aguas de contacto (PPTA-AC)



Se compone de dos líneas idénticas operando, formadas por

un módulo de filtración compuesto por filtros bolsa y unidades de

ultrafiltración y 3 unidades de tratamiento de aguas por ósmosis

inversa. Cada línea tiene una capacidad de tratamiento de 72 m3/h

por línea para una capacidad global de 144 m3/h con una

recuperación esperada de un 85%

Planta de acondicionamiento de aguas de contacto (PAAC)

Se compone de dos líneas de tratamiento físico-químico de aguas,

con un decantador de fangos y dos filtros prensa para el tratamiento

de los lodos generados en las líneas de fangos. La capacidad

nominal de tratamiento de la planta es de 200 m3/h.

Filtros de arena entrada PPTA-AC

Instalaciones del Departamento de Gestión de Aguas en Planta

Hidrometalúrgica

o Estación de tratamiento de aguas para potabilización (ETAP)

Esta planta tiene una capacidad nominal de tratamiento de 50

m3/día con una recuperación de un 75% del agua de entrada.

o Planta de abastecimiento de agua de proceso C-13

Se trata de una instalación de tratamiento físico-químico para

abastecimiento de permeado para planta con una capacidad nominal

de 160 m3/h con una disponibilidad esperada de las instalaciones de

un 90%. Se compone de un gran decantador y de 4 filtros de arena.

o Planta de tratamiento de permeado por ósmosis inversa C-15

Se compone de tres unidades de filtración por arena y dos

líneas de tratamiento de aguas por ósmosis inversa. El caudal

nominal de entrada es de 57,30 m3/h con una tasa de recuperación

del 68%

o Planta de evaporación forzada de planta hidrometalúrgica (PEF-

PH)

Se compone de 6 efectos de evaporación forzada, 3 por efecto

de película descendente y 3 por termosifón. Esta planta trata un



caudal nominal de 6 m3/h con una disponibilidad esperada de un

92%

o Estación de depuración de aguas residuales del complejo (EDAR)

Trata las aguas residuales generadas en el complejo minero,

con una capacidad de tratamiento diaria de 37 m3/h.

Instalaciones de abastecimiento de aguas al complejo minero

o Estación de bombeo San Jerónimo

Desde estas instalaciones se bombean al complejo aguas

procedentes de la EDAR de San Jerónimo, situada en la zona

metropolitana de Sevilla, cuya concesión de bombeo se circunscribe

desde el 1 de septiembre al 1 de marzo.

o Conducción de abastecimiento desde San Jerónimo

(abastecimiento y descarga)

Conducciones y balsas

o Estación de bombeo PSP

o Instalaciones para la gestión de aguas de superficie (balsas y

transvases)

En la siguiente tabla puede verse un resumen del número de equipos

instalados en cada una de las plantas así como los números globales del

alcance del proyecto.


PPTA

-AC

PPTA-

PEF

PAAC PPTA-

SDR

PEF-

PH

C-13 C-15 ETAP EDAR-

CLC

ESTACIÓN

BOMBEO SAN

JERÓNIMO

ESTACIÓN

BOMBEO

PSP

SUBTOTAL EQ

UIP

OS

Bombas 56 28 22 50 21 19 15 17 11 6 2 247

Tanques 30 8 10 21 3 7 4 10 4 3 100

Válvulas

Automáticas 178 29 10 203 24 27 52 13 21 5 13 575

Instrumentació

n 238 72 31 134 74 25 35 35 2 8 6 660

Otros

elementos

(filtros,

osmosis…)

42 25 7 44 26 18 10 5 1 1 179

SUBTOTAL 544 162 80 452 148 96 116 80 39 23 21 1761

TOTAL 1761

Tabla 3.1 Resumen del alcance de los trabajos


Figura 3.3 Resumen de la distribución de los diferentes equipos por planta

Como puede observarse del análisis conjunto de la Figura 3.3 y la Tabla

3.1, así como de la información facilitada al principio de este apartado, las

plantas más importantes son, por importancia para el proceso de extracción de

mineral y medioambientalmente PPTA-SDR, mientras que PPTA-AC es crítica

para el proceso de extracción de cobre.

En lo que a características constructivas ser refiere, tanto PPTA-AC

como PPTA-SDR tienen un diagrama de procesos bastante parecido. La

diferencia entre ambas plantas reside en dos aspectos principales, la

capacidad de tratamiento, mayor para PPTA-SDR y el índice de automatización

de la planta, sensiblemente superior para PPTA-AC.

0

50

100

150

200

250

PPTA-AC

PPTA-PEF

PAAC

PPTA-SDR

PEF-PH

C-13

C-15



3.2.2 Alcance de los trabajos

Para la definición del alcance de los trabajos, en primer lugar se analizó

la documentación disponible con el fin de tener el máximo conocimiento posible

de las instalaciones por parte del facilitador para evaluar el tiempo necesario

para completar el análisis de criticidad de todas las instalaciones. Este análisis

fue especialmente importante debido a que la planta PPTA-SDR era una

instalación nueva que, en el momento de realización del análisis, se encontraba

en la fase de puesta en marcha de la instalación. Es por ello, que se aprovechó

el análisis de criticidad para recopilar la máxima información disponible. De

esta fase previa surgieron varios documentos que luego se emplearían en

etapas posteriores así como en otras actividades de planificación de

mantenimiento:

Listado de equipos: Se elaboró un listado de equipos detallado con

todos los equipos, principales, instrumentación y valvulería con toda

la información disponible de los mismos (TAG, características

técnicas, plano de situación etc…).

Diagramas de planta: Se procedió a la comprobación de los

diagramas de planta facilitados por la empresa constructora de la

planta, apoyándose en esquemas facilitados por CLC

Codificación de los equipos: Como actividad suplementaria, se

realizó una codificación de los equipos especial para el sistema de

gestión de mantenimiento instalado en la empresa con el fin de

vincular los resultados del análisis de criticidad a los activos que se

introdujeran en el sistema de gestión de forma directa

Con estos listados se procedió a elaborar las plantillas que se usaron

para la toma de datos durante los análisis de criticidad. Estas plantillas incluían

el código de identificación del equipo (TAG) y una breve descripción del mismo.

Con toda esta información, se tomaron los diagramas descriptivos de

proceso que pueden verse en la Figura 3.4 y en la Figura 3.6. Las otras dos

figuras corresponden a extractos del diagrama de procesos (P&D) facilitados

por la empresa constructora.


Figura 3.4 Esquema general de la planta PPTA-SDR


Figura 3.5 Diagrama de proceso de una parte de la planta de la PPTA-SDR



Figura 3.6 Esquema de planta de la planta PPTA-AC



Figura 3.7 Diagrama de proceso de la planta PPTA-AC


El proceso básico del agua en ambas plantas es el mismo, cambiando la

tecnología en los procesos de ósmosis así como los reactivos empleados

durante el proceso. A continuación presentamos un pequeño resumen del

proceso que sigue el agua en ambas plantas y que está representado en la

Figura 3.4y la Figura 3.6.

Pre-filtración: En primer lugar, el agua procedente o bien de proceso

o bien de los sondeos se somete a un proceso de filtración de tamiz

grueso. El objetivo es eliminar residuos sólidos provenientes de la

corriente de entrada. Se trata de una medida de seguridad para

posteriores procesos con el fin de evitar la entrada aguas debajo de

partículas que pudieran generar problemas en etapas posteriores.

Ultrafiltración: Realizado el primer desbaste, en las unidades de

ultrafiltración se separan sólidos de menor tamaño con el fin de

proteger a las unidades de ósmosis.

Filtrado: Una vez finalizado el proceso de ultrafiltración, el agua

filtrada es enviada a unos tanques intermedios. Desde esos tanques

intermedios el agua vuelve a ser filtrada como medida de seguridad

para conservar las unidades de ósmosis.

Ósmosis: El agua filtrada mediante procesos físicos se somete ahora

a filtrado químico con el fin de extraer partículas disueltas. El filtrado

mediante ósmosis se hace en tres etapas, recibiendo cada una de

ellas el rechazo de la anterior. La recuperación de las unidades de

ósmosis se sitúa en torno al 80%

Tanques de permeado: Una vez finalizado el proceso físico-químico

de tratamiento del agua, ésta procede a enviarse a tanques para su

posterior envió a proceso o para su reinyección en el acuífero.

Los rechazos de la planta PPTA-SDR se enviará a una planta de

evaporación forzada para aumentar la recuperación.

Los rechazos de la planta PPTA-AC, son disueltos y recirculados y

enviados a cabecera de proceso para no desperdiciar agua del ciclo de

proceso.



Por último, como se ve en la Figura 3.7 se han seleccionado para el

análisis de criticidad los siguientes equipos:

Tanques

Bombas (incluyendo motor y variador de frecuencia)

Válvulas automáticas

Instrumentación de control (caudalímetros, transmisores de presión)

Quedan excluidos:

Válvulas manuales

Indicadores visuales

Indicadores y transmisores de nivel (se incluyen dentro de los

tanques)

Esta decisión se tomó en consenso con el personal experto de CLC

debido a la escasa información operativa de las plantas (están en proceso de

entrega) y debido también a que se buscaba conocer al máximo los riesgos

que se incurren en la operación.

Con esta decisión además se consigue obtener la información necesaria

para elaborar las gamas de mantenimiento preventivo de todos los equipos de

la planta basada en riesgo.

3.2.3 Definición de los criterios de criticidad

Como se ha comentado anteriormente, la evaluación de la criticidad está

condicionada, entre otros aspectos, por la información disponible de las

plantas. En este caso, las plantas están en un estado muy inicial de su ciclo de

vida. Es por ello, que no se dispone de información acerca de la fiabilidad o de

los riesgos reales ya sufridos en la operación de la planta. Por ello, se propuso

por parte del facilitador el uso de una técnica semi-cualitativa, que permita

controlar convenientemente las evaluaciones y establecer en el futuro patrones

cómodos de mejora de la evaluación del análisis. Para la realización del

trabajo, se establecieron una serie de criterios básicos para definir los dos

aspectos claves de la criticidad, que son riesgo y frecuencia de fallo. A



continuación se explica cómo se definieron los valores de riesgo del análisis de

criticidad.

Para la definición de los criterios de criticidad se seguirán las

indicaciones básicas definidas en el apartado correspondiente del estado del

arte. En este punto se puso en especial cuidado en los criterios relacionados

con aspectos medioambientales, dado el especial carácter de la planta. Los

criterios básicos que se han definido son:

Riesgo debido a la indisponibilidad generada por el fallo: El impacto

de la indisponibilidad en las consecuencias del fallo será de un 75%

en el global del riesgo. Los criterios que determinarán el riesgo

operacional son dos, el caudal que deja de tratarse y el tiempo de

reparación. Con estas dos variables se puede caracterizar totalmente

el impacto del fallo en la disponibilidad de los equipos. El peso de

cada uno de estos dos criterios es:

o Caudal que deja de ser tratado: (Máx. 35%)

Merma del 100% del caudal tratado 35%



Sin merma del caudal tratado 0%

o Para la planta PPTA-AC estos valores serán:

Merma del 100% Criticidad asociada de 35%

Merma del 50% Criticidad asociada de 25%

Sin merma de caudal Criticidad asociada de 0%

o Tiempo que se tarda en efectuar la reparación

Menos de 2h 0%

Entre 2 y 8 h 10%

Entre 8 y 24 h 25%

Más de 24 h 35%

Riesgo debido a coste de mantenimiento: Se valorará el coste total

de las operaciones de mantenimiento. El peso máximo de este

criterio será de un 10%. Los valores escogidos son los siguientes:



o Alto. Coste de mantenimiento superior a 10.000€ 10%

o Medio. Coste de mantenimiento entre 3.000 y 10.000 € 5%

o Bajo. Coste de mantenimiento menor que 3.000€

Riesgo debido a criterios medioambientales: Se trata de uno de los

aspectos fundamentales dentro de la planta. Es política de empresa

el considerar cualquier fuga fuera de control como un riesgo

medioambiental alto. En concreto, la empresa define como vertido

una pérdida de agua superior a 1L de volumen. Es por ello que este

criterio es realmente restrictivo y ocupa un lugar primordial a la hora

de determinar el riesgo. El perfil restrictivo de este criterio se articula

a través de un criterio condicional. En el caso de que el producto sea

peligroso para el medio ambiente y no existan medidas que permitan

la eliminación o contención del riesgo, el fallo será considerado con el

nivel máximo de riesgo, independientemente de lo que suceda con el

resto de criterios. Con esta política se consigue tener la máxima

consideración del riesgo para el medio ambiente en el caso de que

se produzca un fallo que no pueda acotarse, priorizando en otro caso

el aspecto operativo. La valoración se hará mediante las siguientes

preguntas:

o ¿Producto Medioambientalmente peligroso?

Sí: Implica un 10% de consecuencia

o ¿Existen medidas de seguridad? Si/No

Riesgo debido a criterios de seguridad: El comportamiento de este

criterio será análogo al criterio medioambiental. Con esto se persigue

otro objetivo estratégico de CLC, que en materia de seguridad cuenta

con una política de 0 accidentes.

o ¿Condiciones peligrosas de trabajo?

Sí: Implica un 10% de consecuencia

o ¿Existen medidas de seguridad? Si/No



Criterios Adicionales: En el caso de la planta PPTA-AC, se da la

circunstancia de que es la principal suministradora de la planta

hidrometalúrgica de obtención de cobre. Necesita para ello trabajar

con un rendimiento elevado, tanto en tiempo de operación como en

rendimiento de recuperación. En concreto, se estableció, al tener la

planta dos líneas exactamente iguales, se considerará crítico de

máximo riesgo en lo que se refiere a disponibilidad, un fallo que

genere un fallo de más de 8 horas de duración en una de las dos

líneas. Así mismo, un fallo que genere una parada simultánea de las

2 líneas generará un riesgo de valor 100, independientemente del

valor que tomen otros criterios.

En definitiva, los criterios en los que se mide el riesgo han sido

consensuados con CLC y los operadores de las plantas. En ellos se recoge

tanto la política de empresa de CLC como los valores operativos más

empleados por los encargados de la gestión y la operación de las plantas.

El otro aspecto de la criticidad que queda por definir es la frecuencia de

fallos. Este valor se ha definido de manera semi-cuantitativa, dado que no se

dispone aún de una serie de datos de fiabilidad que permita un cálculo más

objetivo. Los intervalos que se han definido para el análisis son:

Frecuencia de fallos alta: Más de 4 fallos al año. Multiplica por 2 el

riesgo calculado.

Frecuencia de fallos media: Entre 1 y 4 fallos al año. Multiplica por

1.5 el riesgo calculado.

Frecuencia de fallos baja: Ningún fallo o menos de 1 fallo al año.

Deja en el valor inicial el riesgo calculado.

Con estos valores, queda determinada la criticidad de los equipos. Para

su ordenación, se escogió el método de criticidad total por riesgo. Este método

requiere que se definan unos intervalos de criticidad de los equipos. Los

escogidos en este caso y sus valores fueron los siguientes:

Criticidad Alta: 100 puntos o más

Criticidad Media: Entre 50 y 100 puntos



Criticidad Baja: Menos de 50 puntos

Así mismo, se definirá una matriz de criticidad que permitirá situar los

equipos en función de su criticidad y frecuencia de fallos, cuya morfología será

la siguiente:

Figura 3.8 Esquema de Matriz de Criticidad

3.2.4 Resultados principales del análisis

A continuación se muestran los resultados más destacados del análisis

de criticidad realizado a las plantas PPTA-AC y PPTA-SDR. En primer lugar, se

analizan los resultados de la planta PPTA-SDR.

PPTA-SDR.

Se han analizado un total de 278 equipos, con los siguientes resultados:

Número de equipos

Número de equipos

Criticidad Alta 15 Frecuencia Alta

11

Criticidad Media

56 Frecuencia Media

40

Criticidad Baja

207 Frecuencia Baja

227

Tabla 3.2 Resumen de resultados análisis de criticidad PPTA-SDR

o Equipos con un daño potencial mayor del 50%: 120

o Equipos críticos directos (por seguridad o medioambiente): 14

(93,33%)



Figura 3.9 Distribución de la criticidad en la planta PPTA-SDR

PPTA-AC

Se han analizado un total de 177 equipos, con los siguientes resultados:

Número de equipos

Número de equipos

Criticidad Alta 22 Frecuencia Alta 0 Criticidad Media 68 Frecuencia Media 93 Criticidad Baja 87 Frecuencia Baja 84

Tabla 3.3 Resumen de resultados del análisis de criticidad de PPTA-AC

o Equipos con un daño potencial mayor del 50%: 63

o Equipos críticos directos (por seguridad o medioambiente): 10

(45,45%)

Figura 3. 10 Distribución de la criticidad en la planta PPTA-AC



En lo que respecta a la planta PPTA-SDR, puede observarse que la

mayoría de los equipos críticos (todos menos uno) lo son por motivos

medioambientales. Se da la circunstancia además que todos ellos se sitúa en

la etapa final del proceso y constituyen los mecanismos de seguridad que

controlan que la reinyección de agua al acuífero se hace en las condiciones

estipuladas por la ley. De fallar estos equipos, la empresa no podría garantizar

estar operando en las condiciones estipuladas por el legislador. Estos equipos

era previsible que entraran en el análisis al tratarse de equipos de seguridad.

Por otro lado, el escaso número de equipos de alta frecuencia de fallo se

debe a la corta edad de la planta, sumado a que, en la fase puesta en marcha,

algunos de los errores que puedan aparecer se subsanan con rediseño. Es por

ello que deberá reajustarse en un tiempo el análisis con las nuevas frecuencias

de fallo.

Por último, los ratios de equipos críticos, aunque algo bajos, se ajustan a

la recomendación de menos de un 20% de equipos críticos para garantizar que

los criterios no son excesivamente restrictivos.

Un comportamiento distinto presenta PPTA-AC. Los distintos criterios

sumados al mayor tiempo de operación de la planta hacen que se conozcan

mejor los problemas de la misma y sus consecuencias. Aunque los equipos

están en el ratio de menos del 20% de equipos críticos, menos de la mitad que

presenta criticidad alta lo hace por cuestiones medioambientales. Ello hace que

sea más interesante este análisis desde el punto de vista de mejorar el

mantenimiento cara a la operación de la planta.

Para los equipos críticos se propone hacer un RCM, y para los que son

críticos medioambientales o de seguridad, además un estudio de esos

aspectos particulares.

En el caso de los equipos no críticos, la propuesta es que aquellos que

se sitúen en la matriz en una zona en la que un aumento de la frecuencia de

fallo no suponga un cambio de status, se revise el mantenimiento realizado así

como el que se proponga.



Capítulo 4. Conclusiones

Índice del Capítulo

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES ................................................................................................. 126


4.1 SOBRE LA METODOLOGÍA. ................................................................................................................. 127

4.2 SOBRE LOS RESULTADOS DEL ESTUDIO. ................................................................................................. 129

4.3 APLICACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 130



4.1 Sobre la metodología.

Durante el desarrollo de este proyecto se han técnicas de jerarquización de

activos industriales y se han aplicado al diseño de estrategias de

mantenimiento de activos. El objetivo ha sido conocer las distintas

metodologías y herramientas existentes a la hora de determinar la criticidad de

los activos industriales, proponiendo un método ordenado de trabajo.

Para conocer el impacto global de los posibles cambios a introducir se ha

elaborado un modelo recoja por completo el proceso de análisis de criticidad,

desde la fase de preparación a la toma y procesamiento de datos. Como ha

podido verse en el capítulo 3 el desarrollo integral de la metodología permitirá

la evaluación de la criticidad recogiendo todos las exigencias y políticas de la

empresa. Esto posibilitará evaluar el riesgo de cada uno de los activos de la

planta y generar estrategias basadas en él para mejorar el mantenimiento.

La elaboración y calibración del modelo es un proceso complejo que

requiere de la colaboración de todos los protagonistas del proceso. La dificultad

consiste en que el análisis requiere de la participación de varias personas con

intereses en ocasiones contrapuestos, lo que obstaculiza el desarrollo del

mismo. Es por ello que probablemente aparezcan dificultades a la hora de

conseguir la información necesaria para llevar adelante el proyecto. Para que el

modelo refleje lo mejor posible la realidad del problema desde este documento

se hacen las siguientes recomendaciones:

Contar con el apoyo de la organización. La confianza en el proyecto es

necesaria para conseguir la implicación de los encargados de verificar

la construcción del modelo.

En lo que concierne al proceso de diseño del modelo, es imprescindible

conseguir la implicación de los encargados de la toma de decisiones. Es

importante que sean éstos los que validen el modelo porque ellos son

los que mejor conocen la evolución del sistema.

A la hora de diseñar el modelo, lo ideal es tomar, en la medida de lo

posible, los mismos indicadores que existan en la empresa. En el caso

de que eso no sea posible es interesante que las variables que se

introduzcan se parezca lo máximo posible a las existentes.



En el caso de que se propongan nuevos indicadores, su introducción

tiene que ser fruto del consenso con el personal encargado de la gestión

de operaciones en ese punto. No se debe introducir ningún elemento en

el modelo sin el consenso de los gestores del área donde la variable o

parámetro influya.

La implicación de la empresa debe conseguirse desde el conocimiento

de los gestores del funcionamiento del modelo. Este conocimiento

facilitará el proceso de validación del mismo.

En lo que se refiere al tratamiento de la información, el fabricante ha

suministrar toda la información requerida con el mayor detalle posible.

Además, tiene que intentar no censurar datos aún a pesar de que se

crea que no son importantes, puesto que cualquier información puede

facilitar el desarrollo del proyecto.

El encargado de la construcción del modelo, por su parte debe analizar

la información recibida para comprobar si los datos son coherentes y

forman un conjunto lógico. Este análisis crítico es clave para poder

obtener la mejor información posible.

Una vez conocida la estructura de funcionamiento, tanto el diseñador del

modelo como la gerencia tienen que ser lo suficientemente críticos para

detectar los puntos débiles del proceso y proponer posibles mejoras en

la gestión.

Intentar implicar a todo el personal, incluido subcontratas, en el modelo,

indicándole que la mejora que se busca en el proyecto es una mejora

global, que también va a repercutir en su funcionamiento.

Hacer ver a todos los actores que gracias al proyecto mejorar su

funcionamiento y su economía.

Si no se consigue una colaboración total, al menos conseguir la mayor

cantidad de información posible directamente desde la fuente.

En el caso de que no se obtenga la colaboración deseada, solicitar los

datos requeridos a través de un estudio de consultoría lo más detallado

posible.

Lograr que los resultados ofrecidos sean atractivos, en el sentido que

puedan suscitar un interés real del proveedor en el modelo.



4.2 Sobre los resultados del estudio.

La elaboración de este proyecto ha sido un proceso largo y laborioso.

Durante el mismo se han dado algunas circunstancias que considero que son

importantes de destacar.

Se ha desarrollado una metodología completa para la realización de

análisis de criticidad exportable a todas las industrias.

Se ha ordenado la información disponible de las plantas y se han

elaborados listados completos de equipos, tanto de sus

características como listados enfocados a la codificación de los

equipos en el GMAO.

Se han establecido y consensuado los criterios básicos de medición

del riesgo para operadores y mantenedores, ayudando a clarificar los

objetivos de la empresa y las subcontratas.

Se han analizado todas las instalaciones, conociendo sus puntos

fuertes y débiles y proponiendo mejoras administrativas, operativas y

constructivas.

Se ha obtenido un listado completo de equipos ordenados según su

criticidad que permitirá establecer políticas de mantenimiento

basadas en criterios objetivos.

Se han sentado las bases para iniciar procesos de optimización del

mantenimiento.

La colaboración con el profesor Adolfo Crespo Márquez ha sido clave

a la hora de conseguir los datos de la empresa y poder validar el

modelo de criticidad. Sin su ayuda no habría sido posible la

finalización del proyecto en los términos que se han dado.

La creación del modelo ha sido un proceso complicado por el gran

número de personas que ha intervenido en ella. No obstante, el buen

clima de trabajo ha supuesto una experiencia enriquecedora a la hora

de afrontar este trabajo.

Los resultados obtenidos para la validación del modelo han sido

claves para aumentar la confianza de la empresa en el éxito del

proyecto. Tal es así que a partir de que se obtuvieron los primeros

resultados fueron surgiendo nuevas propuestas de trabajo.



Finalmente, a nivel personal, la gran cantidad de horas de trabajo me

ha permitido adquirir experiencia en un entorno de trabajo

tremendamente interesante para un ingeniero industrial. Así mismo,

el duro trabajo de revisión bibliográfica me ha servido como punto de

partida para el desarrollo de mi tesis doctoral.

4.3 Aplicaciones y futuras líneas de investigación

A raíz de lo desarrollado en este proyecto, la colaboración con Cobre las

Cruces no ha parado de crecer. Las futuras líneas de investigación que pueden

surgir de este trabajo son:

Obtención de indicadores fiables para la gestión del mantenimiento

que sirvan de base para la mejora del análisis de criticidad

Diseño de la planificación del mantenimiento de las plantas de

tratamiento de aguas basándose en los resultados del análisis.

Estudio sobre los repuestos existentes en la planta y vinculación del

stock a la criticidad de los equipos.

Análsis RCM de los equipos críticos, con el fin de minimizar el

impacto de los fallos en la planta



Capítulo 5. Bibliografía

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1]

Carlos Alberto Parra Márquez and Adolfo Crespo Márquez,

Ingeniería de Mantenimiento y Fiabilidad aplicada en la Gestión de

Activos.: INGEMAN, 2012.

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Anexo I: Acrónimos

ACR: Análisis causa raíz

AHP: Analytic Hierarchy Process

AMFE: Análisis de modos de fallo y efectos

API: American Petroleum Institute

CLC: Cobre Las Cruces

MTTF: Tiempo medio entre fallos

MTTR: Tiempo medio de reparación

OREDA: Offshore reliability data

RCM: Reliability centered maintenance

RPN: Risk priority number

PPTA: Planta permanente de tratamiento de aguas



PPTA-AC: Planta permanente de tratamiento de aguas de contacto

PPTA-SDR: Planta permanente de tratamiento de aguas procedentes de

sondeo.

PAAC: Planta de Acondicionamiento de aguas de contacto

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