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Confiabilidad en la Fase de Diseño

Autor: Luis Amendola
Curso:
|191 alumnos|Fecha publicaciýn: 29/03/2011
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Capýtulo 4:

 Acciones y lineamientos de confiabilidad

Confiabilidad en la fase de Visualización

En la fase de Visualización se generan los proyectos de inversión, los cuales se originan de cualquier parte de la empresa, aunque generalmente provienen del análisis del ambiente externo e interno de la empresa o análisis DAFO (Debilidades, Amenazas, Fortalezas, Oportunidades) que se realiza como parte de los ciclos de planificación.

En esta fase se debe satisfacer tres objetivos principales:

  • Establecer los objetivos y propósitos del proyecto.
  • Verificar la alineación de los objetivos del proyecto con las estrategias de la empresa.
  • Desarrollo preliminar del proyecto.

Las actividades para lograr este objetivo son:

  • Elaborar alcance del proyecto.
  • Elaborar el estimado de costes “Orden de Magnitud Aproximado”.
  • Preparar el plan de ejecución “Orden de Magnitud Aproximado”.
  • Evaluar la factibilidad técnica y económica de proseguir con el proyecto.

Acciones de Confiabilidad

1)    Realizar “una vista” preliminar por procesos y tecnologías asociadas a través de un banco de datos de procesos e instalaciones, el cual debe estar soportada con  información interna y externa. Esta acción permitiría orientar la selección o descarte de opciones de acuerdo a experiencias propias y externas a la empresa. Responsable: Ejecutor

2)    Determinar el impacto que tendría la instalación del punto de vista funcional del negocio. Esto permitiría de una manera global a la empresa establecer las acciones a tomar desde el punto de vista de cumplimiento del mercado. Como parte de esta acción es necesario establecer un plan de contingencias. Esta información ayuda en la determinación de la viabilidad o no del proyecto. Responsable: Ejecutor

3)    Para cada opción considerada, realizar un estudio de sensibilidad considerando escenario optimista/pesimista y el escenario más probable. Esto permitiría seleccionar o descartar opciones consideradas. Responsable: Ejecutor

Lineamientos de Confiabilidad

1)    Identificar y acordar la tasa de descuento a ser utilizada en los análisis de ciclo de vida LCC a ser aplicados en ésta y las siguientes fases del proyecto. Responsable: Finanzas, Ejecutor

2)    Al elaborar el alcance preliminar del proyecto que debe ser realizado en función de una máxima Utilización del Activo (UA) y tomando en consideración los futuros costes de mantenimiento.  Responsable: Dueño de la instalación y la organización de Ingeniería y Proyectos, ya que ambos poseen la experiencia e información más valiosa y relevante para tal fin. Ejecutor

3)    En la elaboración del alcance preliminar, evitar introducir elementos adicionales que los distorsionen, como por ejemplo, diseñar para una capacidad superior a la realmente requerida o plantear instalaciones asociadas no indispensables.

4)    Es importante considerar si existe la posibilidad de un cambio futuro en las especificaciones del producto. Ej.: si se diseña una planta para producir un producto con un contenido máximo aceptable de metanol, es necesario prever si para el futuro la demanda del producto tendrá cambio de especificaciones en cuanto al contenido de metanol (más exigente). En este caso, habrá que orientar el diseño de la planta para que sea más adaptable a los cambios de especificaciones de producto.

Confiabilidad de conceptualización

El propósito de esta fase es la selección de la(s) mejor(es) opción(es) y la mejora en la precisión de los estimados de costes y tiempo de implantación, para reducir la incertidumbre y cuantificar los riesgos asociados y determinar el valor esperado para la(s) opción(es) seleccionada.

En la fase de conceptualización se deben cumplir los siguientes objetivos:

  • Organizarse para la fase de planificación del proyecto.
  • Seleccionar la(s) opción(es) preferida(s) y solicitar los fondos para ejecutar las actividades que permitan obtener un estimado de coste “Estimado Aproximado”.

Acciones de Confiabilidad

1)    Generar directrices de mantenimiento e inspección preliminares para cada una de las opciones seleccionadas. Apoyarse en experiencias de otras plantas.   Responsable: Personal de mantenimiento e inspección.

2)    Realizar un análisis de ciclo de vida (LCC) para determinar la viabilidad económica del proyecto. Esto permitirá descartar o aceptar diversas opciones seleccionadas en la fase de Visualización. Previa a la realización del análisis LCC, deberán tomarse en consideración las siguientes acciones (Amendola, 2006):

  • Identificar las estrategias preliminares de mantenimiento que puedan afectar el  diseño conceptual del proyecto.
  • Especificar el desempeño mínimo esperado y de protección de los activos a ser adquiridos en el futuro (relacionado con confiabilidad y seguridad). Responsable: Unidad de negocio soportada por el grupo FEL

3)    Realizar un Análisis Preliminar de Peligro (APP). Responsable: Líder de Proyecto y personal de Mantenimiento y Operaciones

4)    Este proceso permite dimensionar la instalación y toma en cuenta mantenimiento, probabilidad de fallo y capacidad efectiva (% de disponibilidad x capacidad de procesamiento). Este proceso facilita la selección de la(s) opción(es) generada.

5)    Aplicar técnicas de incremento de valor (Ingeniería de Valor, Constructibilidad, Simplificación de procesos) para justificar del punto de vista técnico/económico la(s) opción(es) seleccionada(s). Responsable: Personal de Confiabilidad y equipos mecánicos,  Ingeniería de Procesos y de Operaciones.

6)    Determinar el Safety Integrity Level (SIL) de la instalación. Esta acción va orientada a establecer el control de la instalación.  Responsable: Ejecutores de Mantenimiento y Operaciones

7)    Elaborar el documento: Principios de Confiabilidad (Principios de Confiabilidad) el cual es requerido como parte del Sistema Unificado de Calidad (SUC).

El documento debe contener la siguiente información:

  • Definición de los sistemas y subsistemas de la instalación.
  • Entorno operacional de la instalación y subsistemas.
  • Funciones primarias y secundarias (aplicación de principios de Ingeniería de Valor) y analizar los modos y efectos de falla, y sus consecuencias.
  • Diagrama de decisión y estructurar el plan de mantenimiento sobre la   base de tareas predictivas, correctivas, preventivas y proactivas.
  • Nivel de Integridad del Sistema (SIL).
  • Nivel de Integridad de la Instalación (SIL).
  • Criterios de respaldo de equipos bajo los conceptos de redundancia activa o pasiva.
  • Cálculo de disponibilidad inherente y operacional de equipos y sistemas, sobre la base de un registro histórico de paros y arranques documentado con las causas de paro.
  • Confiabilidad de servicios (electricidad, aire de suministro, combustible, etc.)
  • Redundancia del sistema de control, seguridad y de emergencia.
  • Coste de ciclo de vida de la instalación.
  • Coste de penalización por impacto en la producción, calidad, seguridad y ambiente por fallos catastróficos de la instalación.
  • Incidencia de la instalación en el brillo/imagen de la empresa.
  • Confiabilidad de los procesos aguas arriba de la instalación.
  • Tareas y procedimientos requeridos para extender la vida útil de los equipos.
  • Tareas y procedimientos para medir la eficiencia operacional de equipos/sistemas.

8)    Realizar análisis “What If” al final de la fase. Esto aplicará a proyectos que contengan un alto número de procesos químicos, físicos y mecánicos interrelacionados. La decisión de realizar el análisis será del equipo de proyectos. Responsable: Líder de Proyecto y Ejecución de Operaciones y Mantenimiento.

Lineamientos de confiabilidad

1)    En la medida que avanza el proyecto, el alcance se va definiendo con mayor precisión. Esto implica que es posible desarrollar modelos de confiabilidad más sofisticados que soporten el diseño, las especificaciones y el desarrollo de estrategias de paradas de planta y de mantenimiento en etapas más avanzadas del proyecto. Sin embargo, hay que prestar particular atención a estos modelos, ya que pueden tener una importante incidencia en el coste final del proyecto y quizás no sean justificables del todo. Dependiendo de la naturaleza del proyecto, es preferible utilizar modelos más sencillos que pueden llevar a resultados igualmente útiles.

2)    Los diagramas de ubicación de equipos (utilizado 3D CAD) deberán ser realizados lo más temprano posible aún teniendo poca información de los equipos mayores. Lo que permitirá tener una mejor idea de la disposición de los equipos durante el desarrollo del proyecto y particularmente antes de realizar el HAZOP (Payne et al, 2004).

3)    Al elaborar los alcances, es necesario que se preparen siguiendo la misma metodología, el mismo nivel de detalles y en lo posible, con el mismo equipo de trabajo. En otras palabras, es necesario tener consistencia en la elaboración de los alcances que traería como beneficio una mayor confianza en el trabajo de evaluación, el cual a la larga se traduce en mayor confiabilidad a la opción seleccionada.

Confiabilidad en fase de definición

El propósito de esta fase es desarrollar en detalle el alcance y los planes de ejecución de la opción seleccionada, para obtener el financiamiento requerido para ejecutar el proyecto, preparar la documentación que sirva de base para la ingeniería de detalle y la contratación de la ejecución del proyecto y confirmar si el valor esperado del proyecto cumple con los objetivos del negocio.

La fase de Definición debe satisfacer tres objetivos principales:

  • Desarrollar el paquete de definición del proyecto.
  • Establecer el proceso de contratación y el documento de solicitud de ofertas.
  • Preparar el paquete para la autorización del proyecto.

Acciones de confiabilidad

1. Definir la funcionalidad del proyecto. Una vez seleccionada una opción (en la fase de Conceptualización), se requiere que las definiciones funcionales de todos los equipos y sistemas sean documentadas formalmente en la medida que los Diagramas de Tuberías e Instrumentación (DIT) sean preparados. Para esto se debe generar un documento que contenga la siguiente información:

Diseño conceptual del sistema.

Lista de funciones primarias y activos asociados (relacionar la funcionalidad de los equipos):

       • Estudio de disposición de equipos.

       • Especificación de equipos y tuberías.

       • Definición funcional de la instrumentación.

       • Filosofía de control.

       • Descripción de proceso.

Responsable: Equipo de diseño del proyecto.

Ejecutor: Personal de Operaciones y Mantenimiento.

2. Realizar un estudio de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM); OCR; IBR en conjunto al análisis HAZOP. El resultado de este estudio llevará a una recopilación de los modos de fallo que podrán esperarse cuando la instalación esté operando. La combinación de ambos estudios, es decir, HAZOP y RCM, OCR, IBR son lo que se conoce como HAZROP.

Responsable: Ejecutor: El mismo personal responsable de realizar HAZOP. La combinación de ambos estudios es de mayor efectividad y de mayor eficiencia que realizar los estudios separados.

3) Realizar Análisis Cuantitativo de Riesgo (ACR) a fin de cuantificar el riesgo de un fallo de la instalación, basado en la identificación de modos de fallo y el cálculo de sus probabilidades. En los modos de fallo es importante incluir fallos humanos. Responsable: Ejecutor

Identificar estrategias de mantenimiento (mantenibilidad). Se debe generar una política de mantenimiento adecuado buscando optimizar costes. En este caso, los costes de mantenimiento requerido para alcanzar un cierto nivel de confiabilidad (y por lo tanto seguridad y producción a largo plazo) están balanceados con los costes de los fallos. Esta consideración, lleva a incrementar la disponibilidad de la instalación y se logra considerando la accesibilidad, detección y aislamiento rápido de fallo, mantenimiento en línea, facilidad de remoción de reemplazo y de reparación con mínimos ajustes.

Estas recomendaciones y tareas evitarán que al final de la ingeniería de detalle, el diseño final sea total o parcialmente sometido a revisión por razones de mantenibilidad, el cual puede llevar a realizar rediseño antes de la fase de construcción. Este rediseño puede llegar a ser costoso en labor y tiempo.

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