proyecto- motocompresoras
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INTRODUCCIÓN El tratamiento de este tema tiene su origen en el cumplimiento del Proyecto de Estadías Realizadas en el CPG LA VENTA por un periodo de 4 meses, como un aspecto práctico en la formación integral del Ingeniero en Mantenimiento Industrial, con el intento de que sirva como suplemento a los conocimientos profesionales adquiridos. El presente proyecto abarca un total de cuatro capítulos, cada uno de ellos está dividido en subtemas, los cuales fueron desarrollados de acuerdo al cronograma establecido, las áreas utilizadas para recabar datos fueron: en Internet, libros y en ocasiones con el personal calificado de la misma Empresa. En el Primer capítulo abarcamos las generalidades de la empresa, tales como: antecedentes, ubicación, organización, giro, políticas y principios, misión y visión, caracterización del área en que se participó, etc. En el Segundo capítulo presentamos un panorama del problema a resolver, sus alcances y limitaciones, así como las herramientas requeridas para resolver la problemática. 17
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INTRODUCCIÓN
El tratamiento de este tema tiene su origen en el cumplimiento del Proyecto de
Estadías Realizadas en el CPG LA VENTA por un periodo de 4 meses, como un
aspecto práctico en la formación integral del Ingeniero en Mantenimiento
Industrial, con el intento de que sirva como suplemento a los conocimientos
profesionales adquiridos.
El presente proyecto abarca un total de cuatro capítulos, cada uno de ellos está
dividido en subtemas, los cuales fueron desarrollados de acuerdo al cronograma
establecido, las áreas utilizadas para recabar datos fueron: en Internet, libros y en
ocasiones con el personal calificado de la misma Empresa.
En el Primer capítulo abarcamos las generalidades de la empresa, tales como:
antecedentes, ubicación, organización, giro, políticas y principios, misión y visión,
caracterización del área en que se participó, etc.
En el Segundo capítulo presentamos un panorama del problema a resolver, sus
alcances y limitaciones, así como las herramientas requeridas para resolver la
problemática.
El Tercer capítulo está referido al marco de referencia resultados obtenidos.
El cuarto capítulo consta de las conclusiones de realizar el presente trabajo.
El principal propósito de Pemex Gas es satisfacer, de manera eficiente, segura y
oportuna, la demanda nacional de los productos mencionados, al tiempo que
maximiza sus utilidades e incrementa su valor agregado.
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JUSTIFICACIÓN
El presente proyecto tiene su principal objetivo en implementar el mantenimiento,
y confiabilidad a motocompresoras en el Complejo Procesador de Gas La Venta
(CPGLV), tomando en cuenta las directrices marcadas por el Sistema Integral de
Gestión de la Calidad, Seguridad, Salud y Protección Ambiental (SIGCSSPA) y sin
perder de vista las recomendaciones del Sistema para la Administración de la
Ejecución Disciplinada (SAED).
La productividad de las plantas compresoras de gas depende totalmente de la
eficiencia con que se manejen tanto la operación como el mantenimiento de sus
equipos compresores. Además de las fallas producto del desgaste, los
compresores tienen probabilidades de fallas continuas las cuales no dependen
necesariamente del desgaste normal, que requieren de un manejo especial.
La forma de optimizar la compresión y sus costos, se presenta en este trabajo
como metodología simple, económica y fácil de instaurar, la cual se basa en el
conocimiento y análisis de la información de operación y la definición programática
de acciones de mantenimiento derivada de las tendencias de los datos reales, lo
cual permite controlar las fallas y por ende, incrementar la productividad y la
disponibilidad de equipos, disminuyendo los costos.
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OBJETIVO GENERAL
Analizar el funcionamiento específico de los motocompesores reciprocantes y
diseño, para evitar fallas imprevistas, prolongar su ciclo de vida útil y mantenerse
en óptimas condiciones. Mediante la confiabilidad de los equipos o procesos
consistentes en la probabilidad de que dichas entidades puedan operar por
determinados periodos de tiempo, sin pérdida de su función. La finalidad principal
es cambiar o erradicar lo más que se pueda el mantenimiento que se le da.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
La propuesta sobre este proyecto consiste en obtener un mejor funcionamiento y
disminuir las fallas en los compresores en un tiempo determinado, este análisis se
aplicara a partir de su compra ya que el encargado de realizar la compra del
equipo debe tener un conocimiento específico sobre estas; el cual nos ayudará a
obtener buenos resultados. Y para realizar lo antes mencionado, se deben de
tener buenos conocimientos sobre su funcionamiento, esto implicará que los
operarios realicen prácticas, cursos sobre los motocompesores y principalmente
tener muy claro lo que es la confiabilidad.
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VISIÓN
La subdirección de producción de PGPB es líder en su ramo por el desempeño y
compromiso en seguridad, innovación, respeto al medio ambiente, trabajo en
equipo y el valor económico que agrega a su actividad a través de un marco de
transparencia en el manejo de los recursos asignados, proveyendo a sus clientes
productos de alta calidad con valor agregado, mejorando la comunicación en el
ámbito social, industrial y de gobierno.
MISIÓN
Procesar el gas natural y líquidos del gas de manera eficaz, eficiente, limpia y
segura, para satisfacer los requerimientos de nuestros clientes, fomentando el
trabajo en equipo en un marco de transparencia y rendición de cuentas,
cumpliendo con estándares de calidad, seguridad, salud y protección ambiental y
estricto apego a los requerimientos legales y los emanados de la dirección
general.
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PROBLEMAS A RESOLVER, PRIORIZÁNDOLOS
Lograr un análisis de confiabilidad mediante técnicas, a compresores con el
objetivo de evitar fallas de equipos.(que los equipos se mantengan en
funcionamiento y darle mantenimiento adecuado)
Dar mejor mejor eficiencia con forme a los tipos de análisis que se realizan
en el complejo (análisis de aceite, análisis de vibración.
Falta de conocimiento en el manejo de herramienta y equipo a operación.
ALCANCES
Implementar de la confiabilidad para evitar fallas en el funcionamiento de
los equipos.
Rendimiento de la capacidad de los compresores trabajen al máximo.
Fallas en los equipos mediante el mantenimiento establecido de acuerdo a
su funcionamiento.
Análisis de la operación en las acciones de mantenimiento que permita
incrementar la productividad y la disponibilidad de los equipos.
Disminuir costos.
LIMITACIONES
Establecer un programa de mantenimiento al equipo.
Capital necesario para dar pláticas, cursos, a los trabajadores sobre como
trabajar con los equipos.
Actualizar métodos para que se encuentren trabajando al máximo los
equipos.
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CAPITULO 1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
El Complejo Procesador de Gas La Venta, inicialmente denominado Unidad
Petroquímica La Venta, fue construido para procesar el gas húmedo dulce
proveniente de los distritos de Agua Dulce y El Plan. Se construyó una planta de
deshidratación de crudo para tratar el aceite crudo del distrito Agua Dulce, con
capacidad inicial de 70,000 bpd (barriles por día). El crudo estabilizado se
bombeaba a la Refinería de Minatitlán para su procesamiento
Con el descubrimiento de los yacimientos de Chiapas y Campeche, y para
procesar el remanente de gas húmedo obtenido en las endulzadoras de Cactus,
se hizo necesaria la instalación de una nueva planta para tratar este gas,
construyéndose la Planta Criogénica que inició su operación en Mayo de 1972 con
una capacidad de 182 MMPCD (Mil Millones de Pies Cúbicos por Día) de gas
húmedo dulce.
1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA
El Complejo Procesador de Gas La Venta está ubicado en la zona sureste de la
República Mexicana en la población La Venta, municipio de Huimanguillo,
Tabasco, ocupando un área total de 71 hectáreas.
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Figura 1.1 Imagen de la ubicación geográfica del complejo
1.2 Distribución General de las Instalaciones
Figura 1.2 Distribución general de las instalaciones.
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Sonda de
Campeche
Sonda de
Campeche
RecursosFinancieros
RecursosHumanos
ServiciosDe apoyo
Informática
Almacén
Vigilancia
Unidad Localde Administración
y Finanzas
Recuperadora
Criogénicas
ServiciosAuxiliares
Superintendenciade Producción
Ing. Espta. enSSPA
Seguridad delos procesos
Respuesta aEmergencias
Superintendenciade SSPA
Eval. Y Mejora.
Gest. De la Est.
Suptcia. de
Superintendenciade Evaluación
y Mejora
Supervisiónde contratos
Talleres
Entrenadores
Superintendenciade Mantto
SuperintendenciaGeneral
De Etano y Lic.
Proy. E innov.
Suptcia. de
Suptcia. De
Coordinador deentrenadores
Suptcia. dePlan.Ejec. deManto. Prev./
Pred. Paros dePlanta e IME.
Coordinador deEntrenadores
1.3. ORGANIGRAMA GENERAL DEL C.P.G.L.V.
Figura 1.3 Organigrama general del Complejo Procesador de Gas La Venta.
1.4
FUNCION PRINCIPAL DEL COMPLEJO
Las actividades principales de éste Complejo son las de procesar el gas húmedo
endulzado proveniente de CD. PEMEX / Cactus y el gas húmedo dulce terciario
del Activo 5 Presidentes, para separar sus componentes licuables. Esto se lleva a
cabo mediante el proceso llamado criogénico.
Otra actividad principal es la de eliminar el agua salada que viene con el aceite
crudo de los pozos asociados del Activo 5 Presidentes. Esto se logra mediante
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dos procesos: Proceso de Deshidratación Termoquímica y Proceso de
Deshidratación en Frío. (Gun-Barrel).
1.4.1 Planta criogénica
La Planta Criogénica del CPGLV está diseñada para procesar 182 MMPCD de gas
húmedo dulce. El gas que procesa, normalmente proviene de las Endulzadoras
del Complejo Procesador de Gas CD. PEMEX, sin embargo, puede también
procesar el gas húmedo dulce del terciario del Activo 5 Presidentes.
Antes de que el gas húmedo entre al proceso, pasa por dos separadores donde
deposita agua y gasolina, posteriormente se comprime hasta 38.0 Kg./cm2 en el
compresor cuya fuerza motriz es generada por el expansor (conjunto
turboexpansor), después intercambia calor con el fondo de la torre
demetanizadora y se pre-enfría, depositando agua e hidrocarburos condensados
en un separador; para posteriormente pasar a un paquete de secado donde
mediante un proceso de absorción con malla molecular y alúmina se elimina el
agua que aún contiene el gas, posteriormente pasa al tren de enfriamiento donde
intercambia calor con gas residual frío y propano del sistema de refrigeración
externa, disminuyendo su temperatura hasta -44 ºC, los hidrocarburos
condensados se depositan en un tanque separador de baja temperatura. El gas
saturado libre de condensados pasa a través del expansor donde disminuye su
presión de 32.0 Kg/cm2 hasta 14.5 Kg/cm2 decreciendo la temperatura hasta 71ºC,
debido al efecto Joule - Thompson, y así entra al plato 1 de la torre
demetanizadora.
Al líquido obtenido en el separador de baja temperatura se le disminuye su presión
mediante una válvula de expansión para pasar a un tanque de despunte de
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metano y posteriormente entrar al plato 7 de la torre demetanizadora como
alimentación.
En el domo de la demetanizadora se obtiene gas residual a muy baja temperatura
que se une al metano del domo del tanque de despunte, el gas residual total
obtenido es el 84% del volumen de carga a la planta, los cuales pasan al tren de
enfriamiento para enfriar al gas de entrada; después 15 MMPCD del gas residual
se desvían para utilizarse en la regeneración de los deshidratadores y el resto se
comprime hasta 33 Kg./cm2 para así pasar a la estación de recomprensión del
C.P.G.L.V.
En el fondo de la torre se obtiene una corriente rica en etano la cual se bombea al
tanque de balance de producto. El condensado obtenido en los separadores de
entrada se envía a dos tanques de despunte donde se eliminan los ligeros, y en
estas condiciones se bombea al tanque de balance de producto.
Las corrientes que llegan al tanque de balance constituyen el producto líquido de
la Planta Criogénica el cual es denominado Etano Plus.
El gas despuntado del condensado de los separadores de entrada junto con el gas
utilizado para la regeneración de los secadores se envía a compresión para
inyectarlo al cabezal de succión de las máquinas de recompresión.
El gas combustible consumido en el centro de trabajo se toma del gas residual de
la planta criogénica, siendo necesario un total de 6.5 MMPCD. Además se envía a
los campos de explotación 6.0 MMPCD de gas residual para ser utilizados como
bombeo neumático.
El Etano plus bombeado del tanque de balance de la planta Criogénica se
inyecta al etanoducto que los conduce al CPG área Coatzacoalcos.
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1.4.1.1 Planta deshidratadora de crudo
En la Planta de deshidratación de crudo del C.P.G.L.V. se reciben actualmente
40,000 Bls/d (barriles por día) de crudo bruto obtenido de los pozos asociados del
Activo 5 Presidentes.
El proceso de deshidratación consiste en separar el agua salada contenida en la
materia prima y así obtener un crudo deshidratado con un máximo de 0.1% de
agua y 30 lbs. de sal por cada 1000 Bls. La planta Deshidratadora de crudo
cuenta con dos procesos para cumplir sus objetivos: Un proceso químico térmico y
un proceso en frío (tiempo de residencia).
El proceso químico térmico consiste en inyectar una cantidad controlada de un
compuesto desemulsificante a la carga de crudo, y posteriormente elevar la
temperatura hasta 80 ºC y una interfase de aceite - agua. La corriente de crudo en
estas condiciones, se hace pasar por un separador (deshidratador), donde se
induce la coalescencia al aumentar el tiempo de residencia, favoreciendo la
separación de agua contenida, la cual es extraída por la parte inferior del
mencionado separador.
El proceso en frío consiste en inyectar un reactivo desemulsificante a la carga de
crudo. Esta corriente entra al tanque deshidratador (Gun-Barrel) donde ocurre la
separación del agua salada congénita contenida y una interfase de crudo
deshidratado por el alto tiempo de residencia.
Es importante mencionar que anteriormente el agua salada remanente de estos
procesos pasaba a un sistema de eliminación de aceites, que consistía en un
cárcamo regulador y 2 trampas API. En la actualidad ésta agua es bombeada al
campo 5 presidentes pasando por un tanque desnatador para que posteriormente,
reciba un tratamiento de filtración, separación de sedimentos y reducción del
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contenido de grasas y aceites, para posteriormente ser inyectada a los pozos de 5
Presidentes.
1.4.1.2 Planta de servicios auxiliares
Dentro del Complejo Procesador de Gas La Venta se cuenta con un Equipo de
Área encargado de suministrar los servicios auxiliares a las plantas:
Energía eléctrica
Vapor
Agua de enfriamiento
Agua de Servicio
Agua de Contraincendios.
El Equipo de Área de Servicios Auxiliares se componen de:
1. Generación eléctrica
2. Generación de vapor
3. Tratamiento de agua
1.4.1.3 Generación eléctrica
Se cuenta con autosuficiencia en el consumo de energía eléctrica mediante la
operación de dos turbogeneradores y se tiene respaldo por parte de Comisión
Federal de Electricidad por medio de dos circuitos en 115 kV.
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1.4.1.4 Turbogeneradores de gas
Se encuentra instalado un turbogenerador a gas el cual es:
TG-2 Marca General Electric, Cap. 22.25 MW, Nivel 13.8 KV, en operación
desde 1981. Suministra la energía eléctrica a todo el complejo. El exceso de
energía eléctrica generada es porteado a otros centros de trabajo de PGPB. El
consumo eléctrico total de las instalaciones es de 16.0 MW en promedio.
Respaldo eléctrico por comisión federal de electricidad
La energía eléctrica proporcionada por CFE es en nivel de 115 KV., la cual
es reducida a 34.5 KV., y posteriormente a 13.8 KV., para poder ser
utilizada en este Centro de Trabajo en el sistema de TG-2 cuando se
requiere.
1.4.1.5 Área de generación de vapor.
Se cuenta con una caldera para producir vapor . U- 101 B Mca. CERREY,
Capacidad 25 ton/hr.
1.4.1.6 Área de tratamiento de agua.
Se recibe en el Complejo, un promedio de 2200 M3/día de agua cruda procedente
del pozo venta 2.
El agua pasa a una presa de asentamiento para que los lodos se precipiten.
Posteriormente pasa a unos tanques de almacenamiento para después ser
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bombeada a suavizadores para alimentación a la caldera para producción de
vapor. También se bombea agua de servicios a talleres, oficinas y plantas.
1.4.1.7 Torres de enfriamiento.
Se cuenta con una torre de agua de enfriamiento. La torre contaba originalmente
con tres celdas y una capacidad térmica de 102 Millones BTU/hr. Esta torre fue
ampliada con dos celdas más en 1965 con lo que se incrementó su capacidad
térmica en 68 Millones BTU/hr. En 1968 vino la segunda ampliación con dos
celdas más, incrementando su capacidad térmica en 85 Millones de BTU/hr. En el
2005 se desmantelaron tres celdas de las más antiguas por obsolescencia y ya no
ser requeridas térmicamente.
1.4.1.8 Tratamiento de afluentes.
Se cuenta con un cárcamo regulador de afluentes y tres separadores de aceite
A.P.I. con las siguientes capacidades: Separadores 1 y 3 con 2793 GPM (galones
por minuto) c/u. Separador 2 con 913 GPM.
Para el tratamiento de las aguas negras se cuenta con una planta con reactores
biológicos aeróbicos con capacidad de 62 m3/día.
1.4.1.9 Contraincendios
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Las plantas de proceso por su característica de continuidad en la operación
requieren de una red general de agua, con monitores ubicados en puntos
estratégicos que puedan garantizar el éxito de cualquier operación emprendida
hacia el control de una emergencia.
La capacidad de la red de contraincendios es de 11,000 GPM distribuida en seis
bombas. Se cuenta también con un tanque de almacenamiento de agua para
contraincendio de 80,000 Bls.
1.4.10 Edificios administrativos.
En el edificio Administrativo se localizan La Unidad Local de Administración y
Finanzas, Depto. de Recursos Humanos, Informática, Administración patrimonial,
Contaduría, Servicio médico y Depto. de compras.
En el edificio de la Superintendencia General, se localizan:
La Superintendencia General, La Superintendencia de Producción, y el
Depto. de Contratos. Existe además el edificio donde se localiza las
Superintendencias de Soporte a Instalaciones y la de Soporte a
Operaciones.
1.4.11 Servicio médico.
Dentro de los servicios al trabajador se cuenta con la atención que proporciona el
Servicio Médico las 24 hrs. para casos de urgencias, invariablemente de su
naturaleza, se dispone de equipo necesario para brindar este tipo de atención; sin
embargo, algunos casos se derivan a otro nivel, enviándose al Hospital de Agua
Dulce, Veracruz para lo cual se cuenta con una ambulancia.
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1.4.12 Superintendencia de laboratorio.
Para mantener el estricto control de calidad que deben tener los productos en las
diversas etapas del proceso, se cuenta con laboratorios perfectamente equipados
y distribuidos en cuatro áreas de análisis: Pruebas físicas, Cromatografía, Sección
analítica y Ecología. La Superintendencia de Laboratorio tiene como objetivo,
proveer al complejo de información referente a la composición de la materia prima,
producto generado y el residuo originado de los procesos realizados dentro del
complejo.
1.4.13 Almacén.
Con el fin de mantener un adecuado inventario de materiales de refaccionamiento,
se cuenta con un edificio y personal encargado de administrar el almacenamiento
de materiales y refacciones del C.P.G.L.V.
1.4.14 Talleres
Para el mantenimiento de las áreas de proceso y servicios auxiliares se cuenta
con los siguientes talleres: Eléctrico, Civil, Mecánico, Plantas, Instrumentos.
En estos talleres se atienden de manera efectiva las necesidades de
mantenimiento que demanda el Complejo. La filosofía actual es la de proveer un
mantenimiento preventivo planeado para el equipo dinámico y estático y en menor
extensión el mantenimiento predictivo para evitar lo más posible las interrupciones
en la operación continua de las plantas.
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SUBDIRECTOR DE PRODUCCION
SUPERINTENDENCIA GRAL DEL CPGLV
ING. JOSE DANIEL OROZCO VIDAL
SUPERINTENDENCIADE SEGURIDAD, SALUD
Y PROTECCION AMBIENTALING. SOFIA RUIZ HDZ.
ESPTA. EN ADMON. Y SEG.PROCESOS.
ING. JORGE A. GONZALEZHIDALGO
ESPTA. EN SISTEMAS CONTRAINCENDIOING. FCO. JAVIER
GONZALEZJIMENEZ
ESPTA. EN PROTECCION AMBIENTAL
ING. BENJAMIN N. HDEZ.HDEZ.
SUPERINTENDENCIA DE EVALUACION Y MEJORAING. GUSTAVO GUZMAN
PINEDA
SUPERINTENDENCIADE GESTION DE LA ESTRATEGIA
ING. DANIEL CANO NIGO
SUPERINTENDENCIA DE ADMINISTRACION DE
PROYECTO E INNOVACIONING. JOSE A. CARAZA
ALDANA
DEPARTAMENTO DE DESARROLLO Y ENTRENAMIENTO
ING. BLANCA CRUZ LOPEZ
SUPERINTENDENCIADE MANTENIMIENTO
ING. AGUSTIN LOZA GUERRERO
SUPERINTENDENCIA DE TECNOLOGIA Y CONFIABILIDAD
ING. Santiago García Iglesias
DEPARTAMENTO DE INSPECCION TECNICAING. CLAUDIO TOLEDO
RAMIREZ
DEPARTAMENTO DE MANTTO. PLANTAS Y
MANIOBRASING. ABDON LEYTON VERA
DEPARTAMENTO DEMANTTO. MECANICO
ING. CARLOS PEREZ CRUZ
DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO DE
INSTRUMENTOSING. ERICK YBARRA
PERALTA
DEPARTAMENTO DE MANTTO. ELECTRICO
ING. FERNANDO MANDUJANO
ORTIZ
DEPARTAMENTO DEMANTTO. CIVIL
ARQ. LUIS A. UTRERA BAIZABAL
SUPERINTENDENCIA DE PLANEACION Y GESTION
DE SUMINISTROS Y CONTRATOS
ARQ. MARTIN C. LOPEZ RAMIREZ
DEPARTAMENTO DEALMACEN
ING. CESAR ZAVALETA DIAZ
SUPERINTENDENCIA DE PRODUCCION
ING. JORGE VIDALES RANGEL
UNIDAD DE NEGOCIO 1CRIOGENICA, DESHIDRA-TACION Y QUEMADORES
ING. HECTOR VELASQUEZMARINEZ
UNIDAD DE NEGOCIO 2SERV. AUXILIARES Y
TRATAMIENTO DE AGUASNEGRAS
ING. EFREN TERRAZAS GALLEGOS
SUPERINTENDENCIA DE SOPORTE A LA PRODUCCION
ING. JOSE DAVID REYNA
COORDINACION ADMINISTRATIVA
LIC. MIGUEL A. TORRESRAMIREZ
DEPARTAMENTO DE CAPITAL HUMANO
LIC. PABLO ZAMORA SANCHEZ
DEPARTAMENTO DE FINANZAS
LIC. EDUARDO GOMEZGONZALES
DEPARTAMENTO DE SERV.GRALES. Y ADMON.
PATRIMONIAL.
1.5.1 ORGANIGRAMA GENERAL DEL COMPLEJO PROCESADOR DE GAS LA
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VENTA.
1.6 PROCEDIMIENTOS CRÍTICOS DE SEGURIDAD.
Todos los centros de trabajos de petróleos mexicanos y los organismos
subsidiarios deben elaborar, difundir e implementar los siguientes procedimientos
críticos de seguridad.
Entrada segura a espacios confinados.
Equipo de protección personal.
Prevención de caídas.
Seguridad eléctrica.
Bloqueó de energía y materiales peligrosos.
Delimitacion de áreas de riesgos (barricadas).
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Apertura de líneas y equipos de proceso.
ENTRADA SEGURA A ESPACIOS CONFINADOS
Espacios confinados es el lugar que posee las siguientes características:
a) tamaño y forma en que una persona pueda entrar en el.
b) Tiene forma y medios reducidos para entrar y salir.
c) No están diseñados para ser ocupados de manera continua.
Pueden tener uno o más de los siguientes riesgos:
a) Ventilación natural deficiente.
b) Contienen o pueden contener una atmósfera peligrosa.
c) Contienen algún material con el potencial de cubrir totalmente a una
persona y atraparla.
d) Su diseño interior puede tener paredes convergentes o un piso inclinado
que lleve a un punto estrecho donde una persona puede ser atrapada.
e) Tiene partes o subensambles donde la persona puede ser golpeado o
atrapado por o entre objetos.
f) Puede presentar algún otro peligro ala salud o seguridad reconocible, que
pueden ser controlado previamente.
EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL.
Los centros de trabajos deben elaborar una matriz de equipos de protección
personal básicos y especiales por puestos de trabajos y actividades a realizar,
conforme la normatividad aplicable.
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El equipo de protección personal especial para trabajos de riesgos específicos
debe ser inspeccionado periódicamente de acuerdo alas recomendaciones del
fabricante, y realizar las pruebas de funcionamiento antes de utilizarlo en un
trabajo.
PREVENCIÓN DE CAÍDAS.
Se concederá trabajo en altura, todos los trabajadores de operación, servicio y/o
mantenimiento que se realice a una altura de 1.8 metros o más a partir del nivel de
piso terminado. Cuando el piso lo constituya una plataforma, dicha distancia se
contara a partir de la misma, siempre y cuando tenga barandales adecuados u
otro medio de protección para que el trabajador no tenga riesgo de caer fuera.
Todo trabajo en altura debe considerarse como potencialmente peligroso y contar
con un permiso para riesgo específicos, solicitud de trabajo, o documentos
equivalentes, que obliguen a realizar el análisis de seguridad en el trabajo y
establecer las medidas preventivas de seguridad requerida.
SEGURIDAD ELÉCTRICA.
Para mantener el dispositivo de aislamiento de energía en una posición segura
interruptores abiertos, válvulas cerradas y prevenir el energizado o arranque de
maquinas o equipos de procesos, debe usarse un candado o dispositivo con llave
o una combinación dentro de estos.
BLOQUEÓ DE ENERGÍA Y MATERIALES PELIGROSOS.
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Para prevenir la trasmisión o liberación de energía o materiales peligrosos, se
deben utilizar dispositivos mecánicos como:
Interruptores eléctricos manualmente operados.
Arrancadores eléctricos manualmente operados.
Switch de desconexión. Cuchilla.
Válvulas de bloqueo en circuitos de tuberías y recipientes.
Mecanismo de conexión a partes móviles o rotatorias de maquinas.
Cualquier otro dispositivo utilizado para bloquear o aislar la energía.
No se considera como dispositivo de aislamiento de energía: interruptores
de botón, selectores y otros dispositivos de circuito de control.
DELIMITACION DE ÁREAS DE RIESGOS (BARRICADAS).
Se deben colocara barreras en el área, incluyendo todos los niveles donde puedan
caer los líquidos o la zona de influenza de una emisión de vapores o gases según
sea el caso. Todo el personal que se encuentre dentro de esta zona delimitada,
debe utilizar equipo adecuado de protección personal, cual debe ser determinado
con base a las recomendaciones establecidas en las hojas de datos de seguridad
los materiales peligrosos a los que parcialmente pueda ser expuesto los
trabajadores.
APERTURA DE LÍNEAS Y EQUIPOS DE PROCESO.
El proceso de “abrir” y ó “desconectar” tuberías ó equipos drenados o sin drenar.
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Cierre ó Bloqueo:
El acto de aislar un equipo ó máquina de sus fuentes de energía colocando
candados y tarjetas en sus dispositivos de aislamiento de energía.
Dispositivo de Aislamiento de Energía:
Un dispositivo mecánico que físicamente previene la transmisión o liberación de
energía ó materiales peligrosos.
NOTA: No se consideran como dispositivos de aislamiento de energía: switch´s
de botón (Push Buttons), switch´s selectores y otros dispositivos de circuitos de
control.
Dispositivo de Aislamiento de energía “que puede ser bloqueado con
candado”: Aquél que tiene:
a) Un pasador (aro) o cualquier medio para sujetar un candado.
b) Un mecanismo de cierre con llave incluido en su construcción.
c) Que permite colocar un candado sin que sea necesario desmantelar,
reconstruir ó remplazar el dispositivo de aislamiento ó alterar permanentemente
su capacidad de control de energía.
Energizado:
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Condición ó estado en el que una máquina, equipo de proceso, componente ó
conductores están conectados a una fuente de energía (interruptores cerrados,
válvulas abiertas) ó que contienen energía residual almacenada.
Fuente de Energía:
Cualquier fuente ó suministro de energía eléctrica, mecánica, hidráulica,
neumática, térmica ó cualquier otro tipo de energía.
Libranza Eléctrica:
Las acciones necesarias para asegurar que una instalación de generación,
transmisión ó distribución eléctrica y su equipo relacionado con mas de una de
alimentación ó retorno y que normalmente se encuentra energizado, quede libre
de potencial, tanto alterno como estático ó almacenado y definidas las fronteras ó
límites de la libranza.
Servicio y/ó mantenimiento:
Actividades en el sitio de trabajo como son las de construcción, rehabilitación,
sustitución de partes, modificaciones, ajustes, inspección realizados a las
máquinas y equipos de proceso.
Trabajador (empleado) Autorizado:
El personal responsable de la operación facultado para realizar el bloqueo e
instalar y retirar “candado y tarjeta” en los dispositivos de aislamiento de energía
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de equipos de proceso ó máquinas con el propósito de realizar actividades de
apertura de líneas y servicio y/ó mantenimiento.
Trabajador Autorizado para realizar Libranzas Eléctricas y Normalización:
Personal capacitado y especializado del Departamento de Mantenimiento
Eléctrico, que tiene el conocimiento y habilidades demostradas para realizar las
actividades necesarias de una Libranza eléctrica y su Normalización.
Trabajador (empleado) Involucrado:
El personal que realiza el servicio ó mantenimiento a la máquina ó equipo de
proceso, bajo el procedimiento de TCDP; que está autorizado para colocar ó
retirar candados y tarjetas de mantenimiento.
Trabajador (empleado) No Esencial: (no tiene responsabilidad directa)
Trabajadores que se encuentran realizando actividades cercanas a la máquina ó
equipo y sus dispositivos de aislamiento pero que no están relacionados
directamente con el servicio y/ó mantenimiento al equipo ó maquina aislada. No
están autorizados para colocar y retirar candados y tarjetas.
TCDP:
41
Tarjeta – Candado – Despeje – Prueba: Procedimiento mediante el cual máquinas
y equipo de proceso son aisladas y bloqueadas de sus fuentes de energía.
APERTURA DE LÍNEAS Y EQUIPOS DE PROCESO.
Debe entenderse como apertura de líneas y equipos de procesos a toda apertura
a la atmósfera de tuberías, accesorios y equipos de proceso por medio de
cualquier método que exista el riesgo de edición o derrame de los materiales
contenidos
Cuando se realice la apertura de una línea o equipo de proceso, debe de ponerse
fuera de operación el equipo de proceso y protegerlo completamente de la
liberación de energía y materiales peligrosos, mediante procedimientos de
interrupción de transmisión eléctrica, cierre y junta cegado de válvulas y
conexiones, remoción de secciones de tuberías y desconexión de mecanismo;
debiendo colocar candados, cadenas o flejes y tarjetas en su dispositivo de
aislamiento de energía (interruptores, válvulas), asegurando que el dispositivo y
por consecuencia no puedan ser operados hasta que el o los candados y tarjetas
sean removidos.
CAPITULO 2. FUNDAMENTO TEORICO
2.1 Antecedentes de los motocompresores.
Los motores del gas natural son extraordinarios. Ellos operan en una variedad de
excepcionales ubicaciones, desde los climas muy fríos del ártico hasta las
regiones calientes y húmedas de los trópicos meridionales y más allá.
Los motores a gas natural son de varios diseños, incluyendo el motor Caterpillar
vertical, en línea, en V y el de cuatro tiempos, el de dos tiempos Cooper Bessemer
42
en V integral con un compresor reciprócante horizontalmente opuesto y el de
cárter doble verticalmente opuesto, o el motor de dos tiempos construido por
Fairbanks Morse.
Estos motores se requieren para quemar una variedad de gases incluyendo, pero
no necesariamente limitado a gas agrio con conteniendo azufre, gas dulce sin
contenido de azufre y muy poco dióxido de carbono; gas húmedo conteniendo
relativamente altas cantidades de gases de componente tales como butano; y
finalmente gas sucio o gas de tanques digestores, compuestos principalmente de
metano y dióxido de carbono el cual contiene con frecuencia halógenos tales
como el flúor y el cloro.
Además, en la mayoría de las jurisdicciones donde estos motores operan, las
emisiones del escape han llegado a ser un grave inconveniente. Para controlar o
eliminar estas emisiones, parte de los diseños actuales de motor requieren los
convertidores catalíticos, que limitan el tipo de aditivos y el porcentaje de
formulaciones que pueden ser utilizados en los lubricantes.
Estos lubricantes varían con el diseño de motor y las condiciones y la gama de
operación de aceites desde minerales sencillos a medianos y altos en ceniza,
aceites con detergentes alcalinos e inhibidos a la oxidación, a totalmente con
ceniza, y aun altamente detergentes.
Los motores a Gas (NGE “Natural Gas Engines”) se utilizan comúnmente para
accionar compresores a gas natural, generadores estacionarios en stanby,
bombas para irrigación y contra el fuego, también se utilizan cada vez más en la
cogeneración primaria en centrales de energía eléctricas.
La principal ventaja del motor a Gas Natural sobre el motor a diésel es el bajo
contenido de emisiones de monóxido de nitrógeno (NOx) y monóxido de carbono
43
(COx) en el escape, residuos al aire y en algunos casos bajos costos de operación
por este combustible.
Los motores a gas natural están disponibles en varias configuraciones y tamaños,
por ejemplo citamos:
1. Diseños de dos o tres tiempos
2. Desde menores a 100 HPs de potencia hasta los 16,000 HPs (los de 800 a
1,500 HPs son los más comunes).
3. De uno a 20 cilindros de potencia.
4. Capacidad de sumidero de 14 a 6,000 litros (de 300 a 800 litros son los más
comunes).
5. Las velocidades del motor van desde 300 RPM (unidades de velocidad
baja) a 2,000 RPM en unidades de alta velocidad. La mayoría operan a
1,200 RPM.
6. El largo de los pistones va desde 572 mm en unidades de baja velocidad
con carreras de 89 a 240 mm, comunes en unidades de alta velocidad.
7. La toma de aire puede ser de aspiración natural o turboalimentada (dos
tercios de los motores nuevos son turboalimentados).
8. Las unidades de motor y compresor pueden estar separadas, esto es
unidas punta a punta en el cigüeñal por un acoplamiento, o integral, en la
que el motor y el compresor tienen un solo cárter común.
El combustible típicamente utilizado en estos motores es dulce, gas natural seco
(más del 85% es metano). En algunos casos, en los campos de la producción de
gas, contiene sulfuro de hidrogeno (H2S) (arriba de 8,000 ppm), el dióxido de
carbono (CO2) y el nitrógeno (N). Hay también un aumento en el uso de digestores
44
de gas reunidos de sistemas de agua residual y gas sucio que es utilizado como
combustible. De éstos son muchos combustibles de mala calidad con el contenido
más bajo de metano (el 50 por ciento) y pueden contener tanto como 5 por ciento
de compuestos de sílice base así como fluoruros, los cloruros, el cobre, el estaño,
el hierro, sulfuro de hidrógeno y hasta el 50 por ciento de CO2. Los combustibles
con el contenido bajo de energía, tienen una naturaleza corrosiva alta o abrasiva
(debe ser pre filtrada a menos de 0.5 micrones) sino afectará el desempeño de
motor.
Los aceites de motores a gas (NGEOs) usan en estos motores una formulación
especial que difiere del aceite de motor a gasolina y a diésel. Esto porque los
motores a gas natural tienen las siguientes ventajas:
1.- Quema limpia, sin contaminación de hollín en el aceite del cárter del
motor. Esto requiere menos detergencia / dispersancia y permite a estos
lubricantes ser formulados con menos contenidos de ceniza.
2.- Quema de combustible gaseoso. Por lo tanto, no hay dilución del
combustible y previene el incremento de la viscosidad del aceite que es
más importante.
3.- Quema más caliente (165ºC a 235ºC la temperatura más alta del
escape) que el diésel. Por lo tanto, la oxidación y la nitración del aceite se
incrementan así como el desgaste de válvulas.
4.- Opera a velocidad constante. Nos deja tener un régimen permanente en
la operación.
No se tienen especificaciones mínimas del API para los NGEOs como es común
con los aceites para motores a Gasolina y Diésel (por ejemplo CI-4 o SL). Algunos
45
fabricantes de equipos se refieren al viejo API SAE CC o CD de aceite de motor
diésel para establecer el mínimo desempeño requerido, pero el uso de las
especificaciones de motores a diésel para clasificar los motores a gas es
cuestionado por muchas personas.
Varios fabricantes de motores han desarrollado sus propias pruebas para motor a
gas, pero para la mayor parte el desempeño es aun medido por la prueba de
campo. La aplicación de cogeneración de Dresser Rand y Waukesha tienen las
únicas listas publicadas de aceites que están aprobados por ellos.
Ha habido una discusión extensa acerca de las designaciones de desempeño del
API NGEO desde finales de la década de los ochentas y solo limitada por el
progreso hecho. Por lo tanto, en este momento, el usuario de aceite de motor de
gas natural debe depender de la integridad de su proveedor de aceite para
proporcionarle una buena calidad, un aceite verdadero de motor a gas natural y no
un aceite de motor a diésel remarcado.
2.1.2 COMPRESORES
Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una
mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen
específico del mismo durante su paso a través del compresor. Comparados con
turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la
presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como máquinas de
46
alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja
presión.
Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de
gases y vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el
compresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura
con pistola, inflado de neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y
perforadoras. Otro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el
gas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción
de gases, turbinas de gas y construcción.
2.2 Estructura de los compresores
Los elementos principales de esta estructura son: motor, cuerpo, tapas, enfriador y
árboles. El cuerpo y las tapas del compresor se enfrían por el agua. Los elementos
constructivos tienen ciertas particularidades. Para disminuir las pérdidas de
energía de la fricción mecánica de los extremos de las placas contra el cuerpo en
este se colocan dos anillos de descarga que giran libremente en el cuerpo. A la
superficie exterior de estos se envía lubricación. Al girar el motor los extremos de
las placas se apoyan en el anillo de descarga y se deslizan parcialmente por la
superficie interior de estos; los anillos de descarga giran simultáneamente en el
cuerpo. Al fin de disminuir las fuerzas de fricción en las ranuras las placas se
colocan no radicalmente sino desviándolas hacia adelante en dirección de la
rotación. El ángulo de desviación constituye 7 a 10 grados. En este caso la
dirección de la fuerza que actúa sobre las placas por lado del cuerpo y los anillos
de descarga se aproxima a la dirección de desplazamiento de la placa en la ranura
y la fuerza de fricción disminuye.
47
Para disminuir las fugas de gas a través de los huelgos axiales, en el buje del
motor se colocan anillos de empacaduras apretados con resortes contra las
superficies de las tapas.
Por el lado de salida del árbol a través de la tapa, se ha colocado una junta de
prensaestopas con dispositivos tensor de resortes.
2.3 Clasificación de los compresores
Al clasificarse según el indicio constructivo los compresores volumétricos se
subdividen en los de émbolo y de motor y los de paletas en centrífugos y axiales.
Es posible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de
gas que se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor.
Estos al igual que las bombas mencionadas anteriormente pueden clasificarse en
dos grupos:
1. Compresores de desplazamiento positivo
2. Compresores de desplazamiento no positivo
2.3.1 DESCRIPCIÓN DE COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
COMPRESORES ALTERNATIVOS O DE EMBOLO
El compresor de embolo, de vaivén o de movimiento alternativo, es una máquina
de desplazamiento positivo que aumenta la presión de un volumen determinado
de gas mediante la reducción de su volumen inicial. La compresión se verifica por
48
el movimiento de vaivén de un embolo encerrado en un cilindro. Generalmente, el
cilindro es de doble efecto y esta accionado por un mecanismo de biela y
manivela. La compresión tiene lugar en ambos extremos del cilindro, el cual suele
llevar una camisa de agua para disparar el calor generado por la fricción de los
anillos del embolo y por la empaquetadura del vástago y parte del calor de
compresión. La salida del vástago en el cilindro se cierra con una empaquetadura
sin escapes. Se regula la oportuna salida y entrada del gas en el cilindro mediante
válvulas que se abren según cambia la presión diferencial entre el interior del
cilindro y el sistema gaseoso.
El proceso de compresión puede verificarse en una sola etapa termodinámica
(compresión de una fase) o dividirse en varias etapas con enfriamiento intermedio
del gas (compresión de varias etapas o multigradual). La compresión multigradual
requiere una maquina más costosa que la compresión unifase, pero se utiliza con
más frecuencia por varias razones: menor consumo de energía, menor elevación
de temperatura del gas dentro del cilindro y menor diámetro del cilindro. Los
compresores que se utilizan más comúnmente para comprimir gases tienen una
cruceta a la que se conectan la biela y la varilla del pistón. Esto proporciona un
movimiento en línea recta para la varilla del pistón y permite que se utilice un
embalaje simple, en la figura 2.1 se muestra una maquina sencilla, de etapa
simple, con un pistón de acción doble. Se pueden utilizar pistones de acción
simple o doble, dependiendo del tamaño de la máquina y el número de etapas. En
alguna maquinas, se usan pistones de acción doble, en la primera etapa y de
acción simple, en las posteriores. En las máquinas de etapas múltiples, hay
enfriadores intermedios entre capa una de estas. Esos intercambiadores de calor
eliminan el calor de la compresión del gas y reducen su temperatura a
aproximadamente la que existe a la entrada del compresor. Ese enfriamiento
reduce el volumen de gas que va a los cilindros a alta presión, hace disminuir la
49
energía necesaria para la compresión y, a presiones elevadas, mantiene la
temperatura dentro de límites de operación seguros.
Figura 2.1 Extremo del compresor de dos etapas.
Figura 2.2 Compresor con cilindros horizontales.
Los compresores con cilindro horizontales (Fig. 2.2) son los que más se utilizan,
por su capacidad de acceso. Sin embargo, se construyen también maquinas con
cilindros verticales y otras disposiciones, tales como las de ángulo recto (uno
horizontal y el otro vertical) y en ángulo en V. Los compresores alternativos,
pueden ser del tipo lubricado o sin lubricar.
50
2.4. Lubricación de compresores
Para la lubricación de los compresores de émbolo se emplean los mismos
métodos que para las máquinas de vapor, salvo las altas exigencias de los aceites
de engrase a causa del gran calor radiado por los cilindros de vapor. Para el
engrase de los cilindros, como para las máquinas de vapor, se emplean bombas
de émbolo buzo de funcionamiento obligado por la transmisión.
Aún con altas presiones de gas deben procurarse aceites de poca viscosidad. Un
aceite viscoso exige una potencia innecesariamente grande y hace que las
válvulas tengan más tendencia a pegarse y romperse. Para muy altas presiones,
se emplean, sin embargo, algunas veces los aceites viscosos para mejora la
hermeticidad, aunque la temperatura del gas sea más baja. A ser posible se
utilizara el aceite para el engrase del cilindro y de la transmisión, pues ello facilita
la recuperación y nuevo empleo del aceite.
2.5 TIPO DE COMPRESORES
Se tienen dos grupos básicos de compresores. En los de desplazamiento
positivo (flujo intermitente) el aumento de presión se consigue confinado el gas
de un espacio cerrado, donde posteriormente el volumen se reduce por una
acción mecánica. En los compresores de flujo continuo dinámico el aumento de
presión se obtiene comunicando energía cinética al flujo constante de gas y
convirtiendo esta en energía de presión por medio de un difusor.
Se describen a continuación los compresores reciprocantes, de tornillos rotativos
y centrífugos, puesto que son los más utilizados en la industria.
51
2.5.1 COMPRESORES RECIPROCANTES
Son máquinas en las cuales la compresión y el desplazamiento se efectúa por
la acción positiva de un pistón que está reciprocando dentro de un cilindro.
El elemento básico de compresión reciprocante es un simple cilindro
comprimiendo un solo lado del pistón, esto es para compresor de simple efecto.
Una unidad comprimiendo en los lados del pistón es de doble efecto.
El compresor reciprocante usa válvulas automáticas de resorte que se abren
únicamente cuando la presión diferencial adecuada existe a través de la válvula.
Las válvulas de admisión se abren cuando la presión en el cilindro es
ligeramente menor a la presión de admisión. Las válvulas de descarga se abren
cuando la presión en el cilindro está un poco por encima de la presión de
descarga.
El funcionamiento de las válvulas es asistido por pequeños muelles que ayudan
a acelerar el movimiento de cierre.
El diseño y calidad de la válvula son decisivos para muchos de los datos de
funcionamiento del compresor tales como el consumo especifico, el rendimiento
volumétrico, los costos de mantenimiento y la vida de servicio.
Muchos problemas de compresión involucran condiciones que están más allá de
la capacidad de una sola etapa de compresión. Una alta relación de compresión
(la presión de descarga absoluta divida por la presión absoluta de admisión)
puede causar una temperatura de descarga excesiva u otros problemas.
Por lo tanto se hace necesario combinar elementos o grupos de elementos en
series para conformar una unidad multi - etapa, en el cual habrá dos o más
52
pasos de compresión. El gas frecuentemente es enfriado entre etapas para
reducir la temperatura y el volumen que entra a la siguiente etapa.
Los cilindros están proporcionados de acuerdo a la relación de compresión total,
las etapas se van reduciendo en volumen proporcionalmente, puesto que el gas
ha sido comprimido parcialmente y enfriado en la etapa anterior, y por lo tanto
ocupa menos volumen.
De acuerdo con las experiencias que se han tenido en la industria, una buena
rentabilidad del equipo se obtiene trabajando en los siguientes rangos de
presión, de acuerdo con el número de etapas:
0- 80 PSIG Una etapa
80- 200 PSIG Dos etapas
200 ó más PSIG Tres etapas ó más
Las partes de un compresor de simple efectos con dos etapas y uno de doble
efecto y una etapa se muestran en la figura.
53
Figura 2.3 Compresores de simple efecto con dos etapas y uno de doble efecto
y una etapa
2.5.2 CICLO DE COMPRESIÓN EN UN COMPRESOR RECIPROCANTE.
Se explica el ciclo bajo un diagrama teórico P (Presión) vs. V (Volumen) para un
compresor de una etapa.
Diagrama A
Muestra el elemento básico con el cilindro lleno de aire atmosférico. El punto 1
es el inicio de compresión. Las válvulas de admisión y descargas están
cerradas.
Diagrama B
Muestra la carrera de compresión, el pistón se ha movido hacia la izquierda,
reduciendo el volumen original del aire acompañado por el aumento de presión.
Las válvulas aún permanecen cerradas. La compresión se da del punto 1 al
punto 2 que es cuando la presión del cilindro ha alcanzado la del tanque.
Diagrama C
54
Es el momento en que el pistón está completando la carrera de descarga. Las
válvulas de descarga se abren justo después del punto 2. El aire comprimido
fluye a través de las válvulas de descarga hacia el tanque.
Diagrama D
Después de que el pistón alcanza el punto 3 la válvula de descarga se cierra
dejando el espacio muerto (clearance) lleno de aire a la presión de descarga.
Tanto las válvulas de admisión y descarga permanecen cerradas y el aire
atrapado en el espacio muerto aumentará de volumen causando una reducción
en la presión, esto continua, hasta que la presión en el cilindro disminuye por
debajo de la presión de admisión en el punto 4.
Diagrama E
La válvula de admisión ahora se abre y el aire empieza a fluir hacia el interior del
cilindro hasta que finaliza la carrera de admisión. Las válvulas de admisión se
cierran, punto 1, y el ciclo se repite en la siguiente revolución cigüeñal.
En un compresor reciprocante de dos etapas, los cilindros están proporcionando
de acuerdo a la relación de compresión total, el cilindro de la segunda etapa es
más pequeño por que el aire habiendo sido ya parcialmente comprimido y
enfriado ocupa menos volumen que en la primera etapa.
Las condiciones antes de empezar la compresión son los puntos 1- 5 para la
primera y segunda etapa respectivamente, después de la compresión los puntos
2- 6, y de las descargas en los puntos 3- 7. La expansión del aire atrapado en el
55
espacio muerto a medida que el pistón se regresa nos lleva a los puntos 4- 8 y
en la carrera de admisión los cilindros son llenados nuevamente en los puntos 1-
5 y el ciclo se establece para su repetición.
Las etapas múltiples para cualquier compresor de deslizamiento positivo siguen
el patrón descrito anteriormente.
2.6 COMPRESORES ROTATIVO DE TORNILLO
En el mercado se conocen comúnmente con el nombre de compresores de
tornillo. Es una máquina con dos rotores que comprime gas entre las cámaras de
los lóbulos helicoidales entrelazados y la carcasa. El elemento básico es la
carcasa en su ensamble de rotores. Los lóbulos en los rotores no son idénticos.
El rotor que tiene cuatro lóbulos convexos se denomina rotor macho y el rotor que
tiene seis lóbulos cóncavos se llama hembra.
Figura 2.4 Partes principales de un compresor rotativo (rotor macho y hembra).
56
El rotor macho o guía (rotor principal) consume alrededor del 85 al 90% de la
potencia y el hembra o guiado requiere a lo sumo sólo del 10 al 15% de la
potencia total.
En este tipo de compresores el gas se comprime y se desplaza con una rotación
de presión estable. La carencia de válvula de aspiración e impulso y la inexistencia
de fuerzas mecánicas desequilibradas, hacen que el compresor de tornillo pueda
funcionar a altas revoluciones.
Existen dos tipos de estos compresores, uno usa piñones acoplados para
mantener los dos rotores en fase todo el tiempo. Esta clase no requiere
lubricación y el sello entre lóbulos lo hacen las pequeñas tolerancias. El segundo
tipo usa un baño de aceite a lo largo de la máquina para lubricar, sellar y enfriar el
gas comprimido.
Estas unidades tienen compresión interna. La relación de compresión se
determina o diseña de acuerdo con la localización de los bordes de las entradas,
la abertura de descarga y el ángulo de enrollamiento de los lóbulos.
Figura 2.5 Partes del compresor de tornillo.
57
La operación de compresión en la cámara de aire:
El bolsillo de rotor guiado está totalmente abierto y se llena con el gas de
admisión. El bolsillo del rotor principal está abierto hacia la admisión. Pero todavía
no está lleno en toda su longitud.
El bolsillo del rotor guiado se ha cerrado y el bolsillo del rotor principal se ha
llenado, pero aún está abierta la admisión.
Los lóbulos se han entrelazado, los bolsillos que casan se juntan y empieza a
acortarse.
El bolsillo de la espiral se hace más pequeño. El gas se comprime a medida que
es desplazado gradualmente hacia el extremo de descarga. A lo largo de la
secuencia de 1 a 4 la cubierta del extremo de descarga ha sellado el bolsillo.
La descarga ha sido descubierta y el gas comprimido se descarga.
Es posible tener doble etapa haciendo un arreglo de máquinas en serie.
Ocasionalmente las dos etapas están en la misma carcaza conectadas por ductos
internos.
En este equipo existen tres circuitos a saber un circuito eléctrico, un circuito de
aceite y por último un circuito de aire.
Inicialmente el aire atmosférico entra a la unidad a través del filtro de admisión. El
aire entra a la unidad por el vacío que generan los rotores al girar en sentido
inverso.
Se realiza la compresión de la mezcla aire / aceite en la unidad.
58
La mezcla aire / aceite ya comprimida se descarga de la unidad compresora, pasa
por la válvula check para entrar al módulo del elemento separador. El check sirve
como prevención, puesto que el flujo de la mezcla se realiza por presión
diferencial. Al existir un corte de energía el aceite tiende a salir por admisión, ya
que es donde hay menor presión, reteniendo el check a la descarga.
El módulo separador realiza la separación de aire y aceite. La mezcla entra por la
parte inferior del módulo en forma tangencial, creando un movimiento circular a la
mezcla. Las partículas de aceite que son más pesadas se decantan en el fondo
del módulo. Pequeñas cantidades de aceite aún siguen el trayecto con el aire
entrando a un elemento separador de fibra coalescente que es donde se realiza la
separación total de aire y aceite.
El efecto coalescente consiste en tomar la neblina del aire / aceite hacerla pasar
por varios orificios que se concentran en un solo orificio generando así más gotas
de aceite y dejar pasar sólo aire comprimido.
Es en el módulo separador donde se originan los dos circuitos: de aire y de aceite.
Circuito de aire. Siguiendo con el trayecto del aire, al salir del módulo pasa por
un post-enfriador, el cuál puede ser con intercambiador de aire/ agua o aire/ aire
tipo radiador.
Con el intercambiador de calor aire / agua generalmente se logra una diferencia de
temperatura fría de 25° F y en el intercambiador aire / aire 15° F.
Por último el aire pasa por una trampa con drenaje automático, que retiene
parcialmente el condensador de aire al ser enfriado, para ser suministrado a la
planta.
Circuito de aceite. Recordemos que el aceite tiene triple función: sellar, enfriar y
lubricar. Al salir del módulo el aceite pasa por una válvula termostática, en la cual
59
se define qué cantidad de aceite debe ser enfriado, debido a que todo el aceite no
puede ser enfriado ya que hay que mantener una temperatura de compresión
estable para evitar posibles condensados de aire en la unidad y crear cavitación.
La cantidad de aceite que se necesita enfriar se hace pasar por el intercambiador
de calor aire/ agua o aire/ aire.
Al salir del intercambiador se pasa por el filtro aceite, donde se retienen las
posibles suciedades.
Después de filtrado el aceite llega a un distribuidor, donde se reparte el aceite a
los rodamientos, engranajes y a la unidad.
Para las unidades de tornillo no lubricados se utiliza un enfriamiento por agua,
para remover el calor de compresión.
El sistema de control de capacidad se hace normalmente por un sistema electro-
neumático mecánico. Aunque en los últimos años se han lanzado al mercado
compresores de tornillo controlados con un microprocesador, con el cual se tiene
un considerable ahorro de energía.
El sistema de control gobernado con un microprocesador, se logra por un
transductor instalado en el equipo, el cual toma todas las señales y las convierte
en electrónicas. El panel de control tiene un seleccionador donde se escoge el
parámetro a chequear, el cual mediante un mensaje alfanumérico presenta el valor
de operación.
60
Figura 2.6 Panel de control de un compresor de tornillo.
Figura 2.7 Compresor de tornillo de uso industrial.
2.7 COMPRESORES DE FLUJO CONTINUO
En este tipo de compresores el tema se centralizará en los compresores
dinámicos centrífugos, ya que los demás compresores por su aplicación especial y
escasa no son necesarios mencionarlos.
61
2.7.1 COMPRESORES DINAMICOS
La compresión en un compresor dinámico depende de la transferencia de energía
que se le entrega al gas por medio de un juego de aspas girando. El rotor cumple
con esta transferencia de energía cambiando el momentum y la presión del gas.
El momentum, relacionado con la energía cinética, es convertido en energía de
presión útil mediante la desaceleración del gas corriente bajo en un difusor
estacionario o en otro juego de aspas.
Los compresores dinámicos no requieren lubricación interna y pueden suministrar
aire libre de aceite.
Figura 2.8 Compresor dinámico.
2.7.2 COMPRESOR CENTRÍFUGO
El compresor centrifugo tiene un impulsor con alabes radiales o inclinados y hacia
atrás. El gas es obligado a pasar a través del impulsor por la acción mecánica de
los alabes. La velocidad generada se convierte en presión, parcialmente en el
62
impulsor (la cantidad depende del diseño) y parcialmente en los difusores
estacionarios que se encuentran inmediatamente después del impulsor. Se
muestra en ambas secciones radial y longitudinal un compresor centrífugo de una
etapa. Este utiliza un difusor radial y un colector de gas tipo voluta terminado en
un difusor de voluta.
Los compresores centrífugos multi etapa utilizan dos o más impulsores dispuestos
para flujo en serie, cada uno con difusor radial y canal de retorno separando los
impulsores.
Para comprender mejor el ciclo de compresión en este tipo de compresores,
sigamos el flujo de gas.
El aire tiene su entrada por el centro del impulsor el cual imparte velocidad al gas,
la dirección que toma es radial. La admisión se da porque se crea un vacío en la
boca del compresor, debido al perfil que tienen los alabes.
El aire es dirigido al difusor, que es donde la totalidad de la energía cinética se
convierte en presión. Este cambio se debe al choque de las partículas con la
pared del difusor. Este principio se puede experimentar fácilmente si usted le
pone la mano al flujo de aire que genera un ventilador. En la mano se siente el
choque y en la cara posterior se siente presión.
Al salir del difusor el gas sigue la dirección, para entrar al interenfriador aire/ agua,
en este caso de seis pasos, en este punto se disipa el calor de compresión. El
condensado de agua es removido por trampas con drenaje automático.
El aire entra a la segunda etapa, el impulsor es de menor diámetro debido a que el
volumen se ha reducido, el gas se comprime bajo el mismo principio que en la
primera etapa.
63
El aire después de pasar por el difusor de la segunda etapa entra al post-enfriado
donde el aire comprimido es ya suministrado a la planta.
La relación entre etapas se determina en función del cambio de velocidad y de la
densidad del gas.
Los intercambios de calor se hacen voluminosos debido a que estos tipos de
compresores son muy sensibles a la caída de presión.
Las unidades centrífugas comercialmente operan en su mayoría a unas 20000
revoluciones por minuto con fuerte tendencia a aumentar.
La cantidad mínima de un compresor centrífugo está limitada principalmente por el
flujo de la última etapa. Como límite práctico se puede emplear 340 pies cúbicos
por minuto en modelos de carcasa con participación horizontal.
Paralelo entre compresor rotativo de tornillo y reciprocante.
En el medio industrial es muy frecuente encontrarse con la pregunta ¿entre un
compresor de tornillo y uno de pistón cuál es mejor?
La respuesta es inmediata: el uno no es mejor que el otro, cada uno con sus
características de diseño y parámetros de operación se comporta mejor frente al
sistema, y aunque tienen mecanismos y regulación de control diferente las dos
máquinas son confiables.
Para ayudar un poco a seleccionar el compresor más adecuado para satisfacer las
necesidades de la planta, mostramos el siguiente paralelo entre las dos máquinas.
Temperatura de compresión.
Debido a que el compresor rotatorio de tornillo se encuentra totalmente embebido
de aceite, el aumento de la temperatura del aire comprimido con respecto a la
64
ambiental es de aproximadamente 39° C a 100 PSIG, cuando en un compresor
recíproco es mayor el aumento de la compresión.
Aire a la admisión.
Debido a las tolerancias tan estrechas que se tienen entre los motores del
compresor de tornillo exige una mejor calidad de aire atmosférico. Los fabricantes
tienen la opción de ofrecer un filtro de admisión de alta eficiencia para remover las
partículas finas que se encuentran en suspensión en el aire de admisión.
2.8 PLANTA CRIOGÉNICA
65
Etano de
Absorción
Gas
Residual
FA-8
FA-7
EA-6 EA-8EA-7
EA-4EA-5 EA-3
Etano de
Gas
Residual
FA-8
FA-7
EA-6 EA-8EA-7
EA-4EA-5
Figura 2.10 Planta Criogénica
2.8.1 TIPO DE PROCESO: Condensación parcial del gas
FUNCIÓN: Recuperación de etano y licuables a partir del gas dulce.
La Planta Criogénica del CPG LV está diseñada para procesar 182 MMPCD de
gas dulce húmedo, sin embargo actualmente procesa 220 MMPCD con una
66
Etano de
AbsorciónEtano de
Gas
ResidualEA-4EA-5
presión de entrada de 42 kg/cm2. El gas que recibe proviene de las Endulzadoras
del Complejo Petroquímico Cd. Pemex, y antes de entrar al proceso pasa por los
separadores (FA-0, FA-1) donde deposita agua y gasolinas, posteriormente se
comprime hasta 52 kg/cm2 en un compresor (GB-1) cuya fuerza motriz es
generada por un turboexpansor, después intercambia calor (EA-1) con el fondo de
la torre demetanizadora y se pre-enfría, deposita agua y condensados en un
separador para pasar a un paquete de secado donde mediante un proceso de
absorción con malla molecular se elimina el agua que aún contiene el gas,
posteriormente pasa al tren de enfriamiento (EA-3 a EA-8) donde intercambia calor
con gas residual frío y propano del sistema de refrigeración, disminuyendo su
temperatura hasta –37C, los hidrocarburos condensados se depositan en un
tanque separador de baja temperatura. El gas saturado libre de condensados pasa
a través de un turboexpansor donde disminuye su presión de 43 kg/cm2 hasta 18
kg/cm2 decreciendo la temperatura hasta –67C, debido al efecto Joule-Thompson,
y así entra al plato No1 de la torre demetanizadora. Al líquido obtenido en el
separador de baja temperatura se le disminuye su presión mediante una válvula
de expansión para pasar a un tanque de despunte de metano y posteriormente
entrar al plato No 7 de la torre demetanizadora como alimentación. En el domo de
la demetanizadora se obtiene gas residual a muy baja temperatura que se une al
metano del domo del tanque de despunte, sumando un total de 170 MMPCD, los
cuales pasan a un tren de enfriamiento para, como ya se dijo, enfriar al gas de
entrada; después de 15 MMPCD se envía a regeneración de los secadores y 155
MMPCD se comprimen hasta 35 Kg/cm2 para así pasar a la estación de
compresión del CPG LV.
En el fondo de la torre demetanizadora se obtiene una corriente rica en etano la
cual se bombea a un tanque de balance (FA-9): El condensado obtenido en los
separadores de entrada se envía a dos tanques de despunte donde se eliminan
los ligeros, y en estas condiciones se bombea al tanque de balance.
67
Por otra parte, la planta recibe una corriente gaseosa rica en etano proveniente de
la planta de absorción, la cual es condensada en un enfriador que utiliza propano
del sistema de refrigeración para lograr la licuefacción. Al igual que las otras
corrientes de líquido pasa al tanque de balance. Las tres corrientes que llegan al
tanque de balance constituyen el producto líquido de la Planta Criogénica el cual
es denominado Etano Plus, y del que se obtienen 35,000 Bls/d.
El gas despuntado del condensado de los separadores de entrada junto con el gas
utilizado para la regeneración de los secadores se envía a un equipo donde se
comprime para que pueda entrar a la succión del equipo de compresión mayor.
La figura 2.10 muestra el diagrama de proceso para esta planta.
SERVICIO DE AGUA DE ENFRIAMIENTO: La Torre de enfriamiento que
suministra el servicio a la planta es la CT - 401, celdas B, C y D.
GENERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES: El compresor de aire de instrumentos
no genera agua residual dentro del proceso, pero se genera cuando utilizan agua
para enfriamiento de la carcasa de dicho equipo por sobrecalentamiento.
DEPENDENCIA Y ARREGLO OPERACIONAL CON OTRAS PLANTAS: La
corriente gaseosa rica en etano obtenida en la planta de absorción, se envía a la
planta criogénica para ser licuada.
2.8.2 PROCESAMIENTOS DEL GAS
Es la obtención a partir de la mezcla de hidrocarburos gaseosos producida en un
campo, de componentes individuales como etano, propano y butano. En el
procesamiento del gas se obtiene los siguientes productos:
68
Gas Residual o Pobre. Compuesto por metano básicamente y en algunos casos
cuando no interesa el etano, habrá porcentajes apreciables de éste.
Gases Licuados del Petróleo (LPG). Compuestos por C3 y C4; pueden ser
compuestos de un alto grado de pureza (propano y butano principalmente) o
mezclas de éstos.
Líquidos del Gas Natural (NGL). Es la fracción del gas natural compuesta por
pentanos y componentes más pesados; conocida también como gasolina
natural.
El caso más sencillo de procesamiento del gas natural es removerle a este sus
componentes recuperables en forma de líquidos del gas natural (NGL) y luego
esta mezcla líquida separarla en LPG y NGL. Cuando del proceso se obtiene con
un alto grado de pureza C2, C3 y C4 se conoce como fraccionamiento.
El procesamiento del gas natural se puede hacer por varias razones:
Se necesitan para carga en la refinería o planta petroquímica materiales como
el etano, propano, butano.
El contenido de componentes intermedios en el gas es apreciable y es más
económico removerlos para mejorar la calidad de los líquidos.
El gas debe tener un poder calorífico determinado para garantizar una
combustión eficiente en los gasodomésticos, y con un contenido alto de
hidrocarburos intermedios el poder calorífico del gas puede estar bastante por
encima del límite exigido.
Se habla básicamente de tres métodos de procesamiento del gas natural:
Absorción, Refrigeración y Criogénico. El primero es el más antiguo y el menos
usado actualmente; consiste en poner en contacto el gas con un aceite, conocido
como aceite pobre, el cual remueve los componentes desde el C2 en adelante;
este aceite luego se separa de tales componentes. El método de refrigeración es
69
el más usado y separa los componentes de interés en el gas natural aplicando un
enfriamiento moderado; es más eficiente que el método de absorción para separar
del C3 en adelante. El proceso criogénico es el más eficiente de los tres, realiza un
enfriamiento criogénico (a temperaturas muy bajas, menores de -100°F) y se
aplica a gases donde el contenido de intermedios no es muy alto pero requiere un
gas residual que sea básicamente metano.
2.8.3 Proceso de Refrigeración
En este caso la mezcla gaseosa se enfría a una temperatura tal que se puedan
condensar las fracciones de LPG y NGL. Los refrigerantes más usados en este
caso son freón o propano.
El gas inicialmente se hace pasar por un separador para removerle el agua y los
hidrocarburos líquidos. Al salir el gas del separador se le agrega glicol o algún
inhibidor de hidratos para evitar que estos se formen durante el enfriamiento.
Luego el gas pasa por un intercambiador donde se somete a pre-enfriamiento
antes de entrar al Chiller donde le aplica el enfriamiento definitivo para llevarlo
hasta aproximadamente -15°F.
Del Chiller el gas pasa a un separador de baja temperatura donde habrá remoción
del glicol y el agua, y los hidrocarburos, como mezcla bifásica, pasan a una torre
de fraccionamiento en la cual se le remueven los hidrocarburos livianos, C1
básicamente, en forma gaseosa como gas residual que sale por la parte superior;
los hidrocarburos intermedios C2, C3, C4 y C5+salen por la parte inferior hacia
almacenamiento si no se va hacer separación de, al menos, LPG y NGL, o hacia
fraccionamiento si es lo contrario.
Parte de los gases que tratan de salir de la torre fraccionadora son condensados y
reciclados para reducir el arrastre de hidrocarburos intermedios en el gas.
70
El calentamiento en el fondo de la torre se hace para evaporar el metano y el
etano; reduciendo la presión y aumentando la temperatura se puede conseguir
una mejor separación del metano y el etano de la fase líquida.
Los niveles típicos de remoción de C3, C4, C5+ por este proceso son: C3 98%. Es
posible recuperar pequeños porcentajes de C2 en 94%; C5+ 85%; C4 este tipo
de plantas, pero está limitado por el hecho de que no es posible, con las
refrigerantes actuales, bajar la temperatura del gas antes de entrar a la
absorbedora a valores por debajo de -40°F aproximadamente.
La mayoría de las plantas usan freón como refrigerante y limitan la temperatura
del gas de entrada a -20°F, porque a temperaturas por debajo de este límite las
propiedades mecánicas del acero de las tuberías se ven afectadas.
2.8.4 Procesos Criogénicos
Se caracterizan porque el gas se enfría a temperaturas de -100 a -150°F
(Temperaturas Criogénicas); en este caso se requiere que el gas después de la
deshidratación tenga un contenido de agua de unas pocas ppm, además se
necesita que el gas se pueda despresurizar para poderlo enfriar. Las plantas
criogénicas son la de mayor rendimiento en líquidos recobrados, son más fáciles
de operar y más compactas aunque un poco más costosas que las de
refrigeración. La selección de una planta criogénica se recomienda cuando se
presenta una o más de las siguientes condiciones:
• Disponibilidad de caída de presión en la mezcla gaseosa
• Gas pobre.
71
• Se requiere un recobro alto de etano (mayor del 30%).
• Poca disponibilidad de espacio.
• Flexibilidad de operación (es decir fácilmente adaptable a variaciones amplias
en presión y productos).
Como el gas se somete a caída de presión, el gas residual debe ser recomprimido
y por esta razón la expansión del gas, en lugar de hacerse a través de una válvula,
se hace a través de un turbo expansor para aprovechar parte de la energía
liberada en la expansión.
El gas inicialmente se hace pasar por un separador de alta presión para removerle
los líquidos (agua y condensados). Luego se pasa por una unidad de
deshidratación para bajarle el contenido de agua a valores de ppm; por esto la
unidad de deshidratación debe ser de absorción y el disecante del tipo mallas
moleculares.
De la unidad de deshidratación el gas intercambia calor con el gas que sale de las
desmetanizadora a aproximadamente -150°F y luego pasa a un separador de baja
temperatura. De este separador el líquido y el gas salen aproximadamente a -90°F
y el líquido entra a la desmetanizadora por un punto donde la temperatura de esta
sea aproximadamente -90°F. El gas que sale de este separador pasa por el turbo
expander donde la presión cae a unos 225 LPC y la temperatura cae a -150°F y a
esas condiciones entra a la desmetanizadora.
En la desmetanizadora la temperatura varía desde uno 40°F en el fondo, donde
hay una zona de calentamiento, y -150°F en el tope.
El gas que sale del tope a -150°F y 225 LPC intercambia calor con el gas que sale
de la unidad de deshidratación y luego pasa a un compresor que es activado por
72
el turbo expander, aprovechando parte de la energía cedida por la expansión del
gas, y luego otro compresor termina de comprimir el gas para llevarlo a la presión
requerida.
Como el gas se calienta por la compresión al salir del último compresor, parte de
este gas se usa para mantener el fondo de la desmetanizadora a 40°F y el resto
se hace pasar por un enfriador para llevarlo a la temperatura adecuada. Todo este
es el gas residual, que en su composición es básicamente metano.
El líquido que sale de la desmetanizadora son los componentes pesados del gas y
se envía a almacenamiento, o a fraccionamiento para obtener C2, C3 y C4 (o LPG)
y NGL. En una planta criogénica los rendimientos en componentes recuperados
son: C2 > 60%, C3 > 100%.90% y C4+.
2.8.5 Criogénica
El proceso criogénico recibe gas dulce húmedo de las plantas endulzadoras de
gas y en algunos casos directamente de los campos productores, el cual entra a
una sección de deshidratado, donde se remueve el agua casi en su totalidad,
posteriormente es enfriado por corrientes frías del proceso y por un sistema de
refrigeración mecánica externo.
Mediante el enfriamiento y la alta presión del gas es posible la condensación de
los hidrocarburos pesados (etano, propano, butano, etc.), los cuales son
separados y enviados a rectificación en la torre desmetanizadora.
El gas obtenido en la separación pasa a un turboexpansor, donde se provoca una
diferencial de presión (expansión) súbita, enfriando aún más esta corriente, la cual
se alimenta en la parte superior de la torre desmetanizadora. El producto principal
de esta planta es el gas residual (gas natural, básicamente metano, listo para su
73
comercialización), el cual es inyectado al Sistema Nacional de Ductos para su
distribución y, en algunos lugares, se usa como bombeo neumático. No menos
importante es el producto denominado líquidos del gas natural, el cual es una
corriente en estado líquido constituida por hidrocarburos licuables, esta corriente
constituye la carga de las plantas fraccionadoras
Figura 2.11 Esquema del proceso criogénico.
2.8.6 DIADRAMA ESQUEMATICO DE LAS PARTES DE UN COMPRESOR
74
Figura 2.12 Partes de un compresor
75
76
CAPITULO 3. ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD
3.1 CONCEPTO DE CONFIABILIDAD
Algunos sinónimos de confiabilidad son: seguridad, consistencia, repetibilidad,
confianza.
A continuación se pueden considerar diversos enfoques a fin de precisar la noción
de confiabilidad:
1. Los resultados obtenidos con un instrumento de medición en una
determinada ocasión, bajo ciertas condiciones, deben ser reproducibles. Se
espera que sean similares si se vuelve a medir el mismo rasgo en condiciones
idénticas. Este aspecto de la exactitud de un instrumento de medida es su
confiabilidad. De éste modo la confiabilidad es la exactitud de la medición,
independientemente de que uno esté realmente midiendo lo que ha querido medir.
2. Otro camino para pensar la confiabilidad es investigar qué cantidad
de error existe en un instrumento; en otras palabras la confiabilidad puede
definirse como la ausencia relativa de errores de medición en un instrumento.
3. Cabe destacar además que el procedimiento estadístico por el cual
se establece la confiabilidad es el método de correlación, el cuál puede ser
definido como el grado de relación o concordancia entre dos o más variables, cuyo
promedio que se obtiene se denomina coeficiente de confiabilidad, que al ser
interpretado nos da una pauta del grado de confianza a tener en la prueba
psicológica.
4. Por último está probado que la confiabilidad de los puntajes de un
test es una función del número de ítems que componen el test. A medida que
agreguemos más ítems a la técnica gradualmente nos iremos acercando al
puntaje verdadero.
77
3.1.1 DEFINICION ESTADISTICA DE LA CONFIABILIDAD
Este concepto se fundamenta en la noción de varianza, la cual es una medida de
variabilidad que sintetiza el grado de homogeneidad o heterogeneidad de las
diferencias individuales.
La teoría de la confiabilidad se basa en una suposición presentada por Spearman
(1910): el puntaje obtenido por un individuo puede considerarse que está formado
por dos componentes: un puntaje verdadero (porción constante) y un puntaje
error (error típico de medida, que representa el grado o magnitud de la
sensibilidad a las influencias).Esta descomposición nos lleva a plantear a la
confiabilidad como la proporción entre la varianza verdadera y la varianza total.
3.1.2 ERRORES DE MEDIDA
El término hace alusión a los errores producidos por diversos factores que dan
como resultado que los grupos de puntajes de los sujetos difieran entre una
administración y otra, entre las formas paralelas o entre las mitades de la misma
técnica. Es decir, cualquier condición que no es afín al propósito de la evaluación
representa una varianza de error.
Algunas de las fuentes de error conocidas son las siguientes:
El Examinador: El aplicador del test sin duda desempeña un papel
decisivo en los errores de medida que pueden producirse durante la
aplicación.
La persona que evalúa (decidiendo si una respuesta es correcta o errónea)
desempeña un papel importante en la producción de errores de medida. Si
definimos la objetividad como el acuerdo entre diferentes jueces, la carencia de
objetividad en la calificación producirá una varianza de error.
78
Situación de Prueba: Otros factores de la aplicación de la prueba y que
pueden afectar los puntajes son: el lugar en que se lleva a cabo el examen,
el grado de las perturbaciones exteriores (iluminaciones, ruidos molestos,
etc.).
Un aspecto importante son las instrucciones dadas a los individuos examinados,
los cuales también pueden ser fuente de error. Si la formulación de los ítems, las
respuestas posibles, los requisitos de las respuestas, etc, son ambiguos, existe la
posibilidad de que los individuos no interpreten los ítems de la misma manera de
una ocasión a otra. Alguna varianza de error puede entonces ser causada por falta
de claridad de las instrucciones.
Adivinación: En los métodos llamados de elección múltiple, las respuestas
se presentan en forma de opciones, una de las cuales es correcta. Si un
individuo examinado es incapaz de resolver un ítem, puede adivinar. Hará
una adivinación correcta con cierta probabilidad para cada ítem, y para un
test con un número dado de ítems dará un número de respuestas correctas
adivinando, sin conocer la solución correcta. Debido a estas adivinaciones
obtendrá, por lo tanto, unos (en la matriz de puntajes) donde debería tener
ceros; este efecto es un error de medida puro.
3.1.3 METODOS PARA OBTENER LA CONFIABILIDAD
1-"Test-retest": consiste en realizar una segunda administración de la misma
técnica a los mismos sujetos habiendo transcurrido un cierto tiempo de intervalo
prudente (se sugiere no más de un mes en niños y seis meses en adultos).Estas
dos administraciones conforman dos conjuntos de puntajes independientes que a
continuación serán correlacionados entre sí, esperando que exista un mínimo de
error entre los dos grupos. Llamaremos a ello, coeficiente de estabilidad
"temporal".
79
2-"Formas Paralelas o Alternativas": en éste método se preparan dos formas
similares del instrumento, se las administra y se calcula la correlación entre los
puntajes obtenidos por las mismas personas al responder a las dos formas. Debe
prestarse especial cuidado al equilibrio y equivalencia entre estas dos formas, por
ejemplo, en relación al nivel de complejidad del contenido; cantidad de ítems;
consignas. El coeficiente de confiabilidad obtenido es llamado comúnmente
coeficiente de "equivalencia".
3-"División en Mitades": se procede a dividir la técnica psicométrica en mitades
comparables. (En este caso sólo se requiere una sesión para la administración).
Este tipo de coeficiente de confiabilidad se denomina a veces, indicador de la
"consistencia interna" de la técnica.
Aquí también se debe revisar bien la forma de realizar la división, de manera de
tener equidad en los elementos. Generalmente se separan los ítems pares e
impares, pero esto sólo es posible si todos los items tienen el mismo nivel de
dificultad.
METODO DE
CONFIABILIDAD
VARIANZA VERDADERA VARIANZA DE ERROR
Test-Retest Estabilidad Temporal Muestreo del Tiempo
Formas Paralelas (Forma
inmediata)
Equivalencia Muestreo del Contenido
Formas Paralelas (con
intervalo de tiempo)
Equivalencia Muestreo del Tiempo y del
Contenido
División en Mitades Consistencia Interna Muestreo del Contenido
Figura 3.1 Métodos de obtención de la confiabilidad.
80
3.2 RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE (Mantenimiento Centrado en
Confiabilidad)
RCM es la denominación universal para una metodología que permite definir, en
forma sistemática, estrategias de mantenimiento de máquinas y equipos, originada
en el FMEA, desarrollada por la aviación comercial norteamericana y luego
adaptada a la industria y equipos de tierra en general.
RCM se inscribe, dentro de los procesos de mejora continua, como una
herramienta de ciclo proactivo: las mejoras no se producen solamente a partir
del aprendizaje de las fallas que ocurren, sino que se generan a la velocidad
deseada por la organización, utilizando todo el know-how de sus integrantes.
Figura 3.2 Ciclos del RCM en la mejora continua.
De todos modos, ambos ciclos, el proactivo y el reactivo son necesarios en la
mejora continua.
81
Es por eso que la aplicación de RCM a un equipo, una máquina o una línea, se
complementa con procedimientos de mejora pre-existentes. Si no existiesen, la
propia dinámica del RCM, bien implementado, los generará. Dado que, en el
pasado reciente, hubo una proliferación de técnicas de diversa índole a las que
también se les dio el nombre RCM, la organización SAE, generó la norma JA1011
para evitar confusiones.
Figura 3.3 Norma SAE JA1011 que determina los requisitos para que una
metodología pueda llamarse RCM.
De este modo, cualquier aditamento a la sigla original es solo una identificación o
marca comercial y no una variante más avanzada de esta técnica.
RCM abarca la totalidad de la cadena operativa, estableciendo una escala de
prioridades para el análisis en función de criterios de criticidad claramente
definidos. Los Grupos de Trabajo RCM están integrados por quienes mejor
conocen los equipos: gente de operaciones y de mantenimiento, ellos definen el
contexto operacional, las funciones requeridas de los equipos, sus fallas
funcionales, las causas raíz de falla, sus efectos, sus niveles de criticidad y
finalmente, la estrategia más adecuada para cada caso.
82
Son conducidos por un Facilitador. El Facilitador RCM es alguien muy bien
entrenado en el uso de la técnica.
En los casos en que la empresa decide la formación de facilitadores propios,
paralelamente a su participación en los grupos constituidos, reciben una
capacitación especial y luego quedan certificados para conducir nuevos grupos.
Figura 3.4 Elementos que conforman un equipo de RCM.
RCM pone especial énfasis en la identificación de fallas de funciones ocultas -
básicamente de sistemas de protección (de personas, del medio ambiente y de los
activos físicos de la empresa.)
SOFTWARE: Se emplean como herramienta auxiliar, se ha desarrollado el
software TEC (Tareas y Estrategias para la Confiabilidad), permite documentar
con facilidad el análisis efectuado por los Grupos de Trabajo de una Empresa.
Figura 3.5 Acciones de mejora que se deciden en el RCM
83
Una implementación efectiva de RCM logra que las estrategias que va
recomendando cada grupo sean activadas semana a semana.
Dado que el análisis progresa desde las fallas potenciales más críticas hacia las
menos críticas, los mayores resultados se producen desde el principio, tales como:
Programas de mantenimiento focalizados en lo más crítico.
Efectivo aprovechamiento de recursos.
Disminución de riesgos en la seguridad de personas, medio ambiente y
activos físicos.
Protección e incremento del "throughput" (velocidad con que la empresa
genera dinero a través de las ventas)
Eliminación de tareas cíclicas innecesarias o que pueden introducir riesgos
mayores (desestabilización de sistemas estables).
3.3 Análisis de la Confiabilidad
La ejecución de un análisis de la confiabilidad debe incluir muchos tipos de
exámenes para determinar cuan confiable es lo que pretende analizarse.
Una vez realizados los análisis, es posible prever los efectos de los cambios y de
las correcciones del diseño para mejorar la confiabilidad del item.
Los diversos estudios se relacionan, vinculan y examinan conjuntamente, para
poder determinar la confiabilidad bajo todas las perspectivas posibles,
determinando posibles problemas y poder sugerir correcciones, cambios y/o
mejoras en productos o elementos.
La confiabilidad del aceite depende de los resultados que arroje el análisis
efectuado a dicho aceite, ya que este resultado nos dice el nivel de contaminación,
porcentaje de agua, ferrografia del aceite y todo esto influye en el funcionamiento
de la maquinas compresoras.
84
3.4 EL CICLO DE VIDA
Todo proyecto de ingeniería tiene unos fines ligados a la obtención de un
producto, proceso o servicio que es necesario generar a través de diversas
actividades. Algunas de estas actividades pueden agruparse en fases porque
globalmente contribuyen a obtener un producto intermedio, necesario para
continuar hacia el producto final y facilitar la gestión del proyecto. Al conjunto de
las fases empleadas se le denomina “ciclo de vida”.
Sin embargo, la forma de agrupar las actividades, los objetivos de cada fase, los
tipos de productos intermedios que se generan, etc. pueden ser muy diferentes
dependiendo del tipo de producto o proceso a generar y de las tecnologías
empleadas.
La definición de un ciclo de vida facilita el control sobre los tiempos en que es
necesario aplicar recursos de todo tipo (personal, equipos, suministros, etc.) al
proyecto. Si el proyecto incluye subcontratación de partes a otras organizaciones,
el control del trabajo subcontratado se facilita en la medida en que esas partes
encajen bien en la estructura de las fases. El control de calidad también se ve
facilitado si la separación entre fases se hace corresponder con puntos en los que
ésta deba verificarse (mediante comprobaciones sobre los productos parciales
obtenidos).
De la misma forma, la práctica acumulada en el diseño de modelos de ciclo de
vida para situaciones muy diversas permite que nos beneficiemos de la
experiencia adquirida utilizando el enfoque que mejor se adapte a nuestros
requerimientos.
85
3.4.1 ELEMENTOS DEL CICLO DE VIDA
Un ciclo de vida para un proyecto se compone de fases sucesivas compuestas
por tareas planificables. Según el modelo de ciclo de vida, la sucesión de fases
puede ampliarse con bucles de realimentación, de manera que lo que
conceptualmente se considera una misma fase se pueda ejecutar más de una vez
a lo largo de un proyecto, recibiendo en cada pasada de ejecución aportaciones
de los resultados intermedios que se van produciendo (realimentación).
Figura 3.6 Elementos del ciclo de vida.
Para un adecuado control de la progresión de las fases de un proyecto se hace
necesario especificar con suficiente precisión los resultados evaluables, o sea,
productos intermedios que deben resultar de las tareas incluidas en cada fase.
Normalmente estos productos marcan los hitos entre fases.
A continuación presentamos los distintos elementos que integran un ciclo de vida:
Fases. Una fase es un conjunto de actividades relacionadas con un objetivo en
el desarrollo del proyecto. Se construye agrupando tareas (actividades
elementales) que pueden compartir un tramo determinado del tiempo de vida de
86
un proyecto. La agrupación temporal de tareas impone requisitos temporales
correspondientes a la asignación de recursos (humanos, financieros o materiales).
Cuanto más grande y complejo sea un proyecto, mayor detalle se necesitará en la
definición de las fases para que el contenido de cada una siga siendo manejable.
De esta forma, cada fase de un proyecto puede considerarse un “micro-proyecto”
en sí mismo, compuesto por un conjunto de micro-fases. Otro motivo para
descomponer una fase en subfases menores puede ser el interés de separar
partes temporales del proyecto que se subcontraten a otras organizaciones,
requiriendo distintos procesos de gestión.
Figura 3.7 Subfases de un ciclo de vida.
Cada fase viene definida por un conjunto de elementos observables externamente,
como son las actividades con las que se relaciona, los datos de entrada
(resultados de la fase anterior, documentos o productos requeridos para la fase,
experiencias de proyectos anteriores), los datos de salida (resultados a utilizar por
la fase posterior, experiencia acumulada, pruebas o resultados efectuados) y la
estructura interna de la fase.
87
Figura 3.8 Esquema general de operación de una fase.
Entregables ("deliverables"). Son los productos intermedios que generan
las fases. Pueden ser materiales (componentes, equipos) o inmateriales
(documentos, software). Los entregables permiten evaluar la marcha del proyecto
mediante comprobaciones de su adecuación o no a los requisitos funcionales y de
condiciones de realización previamente establecidos. Cada una de estas
evaluaciones puede servir, además, para la toma de decisiones a lo largo del
desarrollo del proyecto.
3.4.2 TIPOS DE MODELO DE CICLO DE VIDA
Las principales diferencias entre distintos modelos de ciclo de vida están en:
El alcance del ciclo dependiendo de hasta dónde llegue el proyecto
correspondiente. Un proyecto puede comprender un simple estudio de
viabilidad del desarrollo de un producto, o su desarrollo completo o,
llevando la cosa al extremo, toda la historia del producto con su desarrollo,
fabricación, y modificaciones posteriores hasta su retirada del mercado.
88
Las características (contenidos) de las fases en que dividen el ciclo. Esto
puede depender del propio tema al que se refiere el proyecto (no son lo
mismo las tareas que deben realizarse para proyectar un avión que un
puente), o de la organización (interés de reflejar en la división en fases
aspectos de la división interna o externa del trabajo).
La estructura de la sucesión de las fases que puede ser lineal, con
prototipado, o en espiral. Veámoslo con más detalle:
3.4.2.1 Ciclo de vida lineal
Es el más utilizado, siempre que es posible, por ser el más sencillo. Consiste en
descomponer la actividad global del proyecto en fases que se suceden de manera
lineal, es decir, cada una se realiza una sola vez, cada una se realiza tras la
anterior y antes que la siguiente. Con un ciclo lineal es fácil dividir las tareas entre
equipos sucesivos, y prever los tiempos (sumando los de cada fase).
Requiere que la actividad del proyecto pueda descomponerse de manera que una
fase no necesite resultados de las siguientes (realimentación), aunque pueden
admitirse ciertos supuestos de realimentación correctiva. Desde el punto de vista
de la gestión (para decisiones de planificación), requiere también que se sepa bien
de antemano lo que va a ocurrir en cada fase antes de empezarla.
Figura 3.9 Ejemplo de ciclo lineal para un proyecto de construcción.
89
3.4.2.2 Ciclo de vida con prototipado
A menudo ocurre en desarrollos de productos con innovaciones importantes, o
cuando se prevé la utilización de tecnologías nuevas o poco probadas, que las
incertidumbres sobre los resultados realmente alcanzables, o las ignorancias
sobre el comportamiento de las tecnologías, impiden iniciar un proyecto lineal con
especificaciones cerradas.
Si no se conoce exactamente cómo desarrollar un determinado producto o cuáles
son las especificaciones de forma precisa, suele recurrirse a definir
especificaciones iniciales para hacer un prototipo, o sea, un producto parcial (no
hace falta que contenga funciones que se consideren triviales o suficientemente
probadas) y provisional (no se va a fabricar realmente para clientes, por lo que
tiene menos restricciones de coste y/o prestaciones). Este tipo de procedimiento
es muy utilizado en desarrollo avanzado.
3.4.2.3 Ciclo de vida en espiral
El ciclo de vida en espiral puede considerarse como una generalización del
anterior para los casos en que no basta con una sola evaluación de un prototipo
para asegurar la desaparición de incertidumbres y/o ignorancias. El propio
producto a lo largo de su desarrollo puede así considerarse como una sucesión de
prototipos que progresan hasta llegar a alcanzar el estado deseado. En cada ciclo
(espirales) las especificaciones del producto se van resolviendo paulatinamente.
A menudo la fuente de incertidumbre es el propio cliente, que aunque sepa en
términos generales lo que quiere, no es capaz de definirlo en todos sus aspectos
sin ver como unos influyen en otros. En estos casos la evaluación de los
resultados por el cliente no puede esperar a la entrega final y puede ser necesaria
repetidas veces.
90
Figura 3.10 Esquema del ciclo de vida en espiral.
El esquema del ciclo de vida para estos casos puede representarse por un bucle
en espiral, donde los cuadrantes son, habitualmente, fases de especificación,
diseño, realización y evaluación (o conceptos y términos análogos).
En cada vuelta el producto gana en “madurez” (aproximación al final deseado)
hasta que en una vuelta la evaluación lo permita y se alcancen ciertos objetivos en
cada una de las fases.
3.5 TAXONOMIA.
El estudio de los principios generales de la clasificación científica”. “Es una
clasificación sistemática de elementos en grupos genéricos basados en factores
posiblemente comunes a los elementos (ubicaciones, uso, equipos, etc.)”.
Se aplica generalmente a la clasificación de animales y de plantas.
El modelo se ha aplicado con éxito a la clasificación del equipo y de activos
en las instalaciones del proceso y plantas de manufactura.
91
3.5.1 Taxonomía Corporativa
Lenguaje Común.
Mejora comunicación entre sitios.
Menos tiempo recolectando datos y más tiempo evaluándolos.
Compara y mejora el rendimiento operacional.
Compara y disminuye el costo directo.
3.5.2 Taxonomía de Equipos
La taxonomía del equipo es la clasificación formal de activos, localizaciones, y
eventos asociados a equipos en una empresa completa
También incorpora el desarrollo y la compilación de los indicadores claves del
rendimiento KPI’s (son medidas usadas para seguir progreso, para identificar
mejoras, para determinar confiabilidad, y para mejorar responsabilidad dentro de
un negocio).
Usada para Crear un Sistema Global que permite:
Clasificar Equipo Significativo incluyendo:
Cada Pieza de Equipo.
Sus Componentes.
Eventos de Mantenimiento y Producción.
Catálogo de Fallas.
En un Sistema Ordenado de Grupos de Familias con Nombres Consistentes, esta
práctica resulta en la disponibilidad de información estructurada.
92
Identificar Oportunidades para:
Mejorar el Rendimiento de KPI’s.
Ubicar Recursos en Oportunidades de Alto Valor.
Usando Información Actual no Intuitiva.
Obtener Mejores Resultados de las Iniciativas de Confiabilidad tales como:
Análisis Causa Raíz
Análisis Estadístico.
Modelaje de Sistemas.
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad.
Inspección Basada en Riesgo.
Razones de una Taxonomia de Mantenimiento
Era de oportunidades de ventas
Apalanca la clasificación apropiada de información asociada a
mantenimiento y la minimización de sus costos. y optimización de uso de
activos de planta.
Permite el desarrollo de estrategias para maximizar la utilización de los
equipos de plantas y lograr Rendimientos y Capacidad Optima.
Permite establecer Indicadores Claves de Rendimiento.
Era de alto valor de disponibilidad de Activos.
Permite identificar mejores prácticas a nivel de la Empresa.
Teniendo medidas consistentes de sitio a sitio permite:
93
Comparar rendimiento y oportunidades en general de mejora.
Ubica recursos a oportunidades de alto valor.
Obtiene mejores resultados de las iniciativas de Confiabilidad.
Mejora las estrategias generales de equipos.
Tazar el poder de la competencia.
3.6 TAXONOMÍA DE EQUIPOS DE PEMEX
La nueva Taxonomía de Equipos de PEMEX es la clasificación de equipos y
componentes, observaciones y actividades de mantenimiento en un sistema
ordenado de grupos familiares con nombres consistentes siguiendo la definición y
documentación de EXXONMOBIL en su manual de Taxonomia de Equipos.
Incluye entre otros:
Revisión de las definiciones de equipos y sus estándares de observaciones
y actividades de mantenimiento adaptadas a la realidad de PEMEX.
Migración de los equipos a la nueva clasificación.
Definición de los métricos de Confiabilidad y Mantenimiento
según lo define la Taxonomía.
Configuración de los Sistemas CMM’S con la Nueva Taxonomía para la
utilización por parte de los grupos de Mantenimiento.
Partes de Nueva Taxonomía de Mantenimiento PEMEX (Tres partes básicas):
94
1.- Observaciones y actividades del Mantenimiento estandarizado y como se
relacionan (Proporciona los verbos para describir qué se vio y qué se hizo).
2.- Clases, fronteras o sobres y descripciones estandarizadas para el equipo
(Proporciona los sustantivos y adjetivos para contar la historia)
3.- Cestos de asignación de costos estandarizadas (Proporciona las bases para
poder realizar las comparaciones consistentes y la identificación de oportunidades
de mejora)
1.- Observaciones y actividades.
Está compuesto por palabras descriptivas o frases cortas que describen de
forma consistente observaciones y actividades de la condición o mantenimiento
realizado sobre los equipos.
Estas frases o palabras son códigos genéricos que se aplican a todas las
familias de equipo.
Falla Funcional: descripciones y códigos que describe condición aparente
de equipo (porque necesita trabajarse) Ej. Vibración
Códigos de Daño: descripciones y códigos que describe condición
encontrada. Ej. Fatiga
Códigos de Causa: descripciones y códigos que identifica causa raíz de
falla, Ej. Impropio rango de capacidad
Códigos de Actividad: descripciones y códigos y describe que fue hecho
por mantenimiento
Definición de Falla Funcional
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Define los aspectos de la función de desempeño de los equipos que se
encuentran fuera de los estándares aceptables de funcionamiento.
Describe la condición aparente del equipo que requiere la intervención de
mantenimiento y son utilizados por los que elaboran las solicitudes de
trabajo en SAP (Operación, Seguridad, etc.).
Son códigos genéricos que se utilizan para la identificación por parte de
quien observa la condición del equipo y se aplican para todos los equipos.
PEMEX PEP se refería a la Falla Funcional en el Sistema
SAP como ‘Síntomas‘
2.- Clases, fronteras y descripciones Definiciones
Esta sección está compuesta por jerarquías, componentes, características y
agrupaciones que permiten presentar a los analistas la información y los detalles
requeridos para la clasificación y manejo de los equipos.
Clase de Equipo o Activo
El nivel menor en el cual una orden de trabajo puede ser escrita.
Típicamente el nivel menor de equipo etiquetado separadamente. Ej.
bomba de aceite lubricante.
Parte Mantenible / Parte Objeto / Componentes: Componentes significantes y
sub-ensambles que hacen un equipo. Ej. Rodamiento, impeler, tubería, etc.
(generalmente son partes simbólicas).
Características Técnicas:Contiene información usada asociada con la clase de
equipo. Ej. fabricante, material, presión de diseño, voltaje, etc.
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Sobres Funcionales de Equipo: Define una recolección de equipos usados para
realizar una función de proceso por ejemplo, compresor centrífugo. Ej. Sistema del
compresor centrífugo
Clases de Equipos Identificadas en Jerarquía de Clase de Equipo
Clase Jerárquica de Equipo son listas de clases físicas de equipos
dispuestas en diferentes niveles; organizadas en 8 disciplinas de categorías
1. Analizadores y Equipo Relacionados
2. Facilidades Civiles
3. Equipo Eléctrico
4. Equipo Estático
5. Instrumentación
6. Maquinaria
7. Equipo de Soporte
8. Equipo de Trabajo
A cada Clase de Equipo se le asigna a un Cesto de Costos de “C & M”
Objetivos de una Clase de Equipo
Asociar una lista de Características Técnicas.
Asociar las estrategias del equipo y los datos de medición de la inspección.
Asociar las Partes Mantenibles (Partes Objetos)
Formar las bases para permitir la búsqueda de un criterio con base una
clase específica Ej. Intercambiadores de calor
Asociar las etiquetas de equipos relacionados con características técnicas.
Ej. Intercambiadores de calor lado tubo, lado carcasa
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Definición y Objetivos de Partes Objeto o Partes Mantenibles
Son Partes Objeto / componentes / subsistemas / ensambles que integran
un equipo.
Cuando el mantenimiento es realizado, elementos específicos trabajados
son seleccionados de esta listas y las acciones y observaciones de
mantenimiento son asociados a ellos.
No todas las listas son abarcadas
Significa que solamente incluye elementos que valen el monitoreo
Cada lista termina con ‘otro’ que permite que todos los elementos
sean ubicados
Definición y Objetivo de un Sobre Funcional
Define una recopilación de Localidades /Equipo del Proceso necesario
para realizar una función del proceso Ej. Compresor
Útil para dar seguimiento a los datos de “C & M” (Confiabilidad y
Mantenimiento) sobre sistemas/equipo que están relacionados
Ej. La confiabilidad del SOBRE del Compresor es más útil que la
confiabilidad solamente del compresor a la cual los técnicos e
ingenieros dan el mantenimiento.
Se utiliza para propósitos de agrupación de costos contables ya que a
menudo contiene varias CLASES y de indicadores de confiabilidad.
El SOBRE del Compresor incluye el Motor o Turbina, Instrumentos,
etc. que tienen también CLASES y forman parte del SOBRE.
Ejemplo de un SOBRE funcional de compresores Centrífugos, axiales y rotatorios
se muestra en la siguiente figura:
98
Figura 3.11 Sobre funcional de compresor Centrífugo, Axial y Rotatorio.
Sobres Funcionales en la Taxonomía
Dinámicos Bombas
1. Compresores Centrífugos y Axiales
2. Compresores Reciprocantes
3. Bombas
Analizadores
1. Analizadores
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Instrumentos
1. Válvulas de Descarga/Relevo de Presión
2. Lazos de Control
Equipo Estático
1. Recipientes a Presión
2. Torres
3. Intercambiadores de Calor
4. Tanques de Almacenamiento Atmosférico
5. Tuberías
6. Válvulas Accionadas con Potencia No-Controlable
Estructura Taxonomía de Equipos
Figura 3.12 Estructura taxonomía de equipos.
100
3.7 INDICADORES
El término "Indicador" en el lenguaje común, se refiere a datos esencialmente
cuantitativos, que nos permiten darnos cuenta de cómo se encuentran las cosas
en relación con algún aspecto de la realidad que nos interesa. Pueden ser
medidas, números, hechos, opiniones o percepciones que señalen condiciones o
situaciones específicas.
Los indicadores deberán reflejar adecuadamente la naturaleza, peculiaridades y
nexos de los procesos que se originan en la actividad económica – productiva, sus
resultados, gastos, entre otros, y caracterizarse por ser estables y comprensibles,
por tanto, no es suficiente con uno solo de ellos para medir la gestión de la
empresa sino que se impone la necesidad de considerar los sistemas de
indicadores, es decir, un conjunto interrelacionado de ellos que abarque la mayor
cantidad posible de magnitudes a medir.
Los indicadores son de gran ayuda para medir el desempeño de cualquier
empresa de acuerdo a sus objetivos y metas propuestos y de esta manera poder
conocer si las cosas están marchando como se esperaba o no.
Dentro de la importancia del uso de los indicadores podemos mencionar las
siguientes razones:
Permite medir cambios en esa condición o situación a través del tiempo.
Facilitan mirar de cerca los resultados de iniciativas o acciones.
Son instrumentos muy importantes para evaluar y dar seguimiento al proceso
de desarrollo.
Son instrumentos valiosos para orientarnos de cómo se pueden alcanzar
mejores resultados en proyectos de desarrollo.
101
Algunos criterios para la construcción de buenos indicadores son:
Mensurabilidad: Capacidad de medir o sistematizar lo que se pretende
conocer.
Análisis: Capacidad de captar aspectos cualitativos o cuantitativos de las
realidades que pretende medir o sistematizar.
Relevancia: Capacidad de expresar lo que se pretende medir.
3.7.1TIPOS DE INDICADORES.
Cuantitativos: Se refieren directamente a medidas en números o cantidades.
Cualitativos: Se refieren a cualidades, aspectos que no son cuantificados
directamente; opiniones, percepciones o juicio de parte de la gente sobre algo.
Directos: Son aquellos que permiten una dirección directa del fenómeno.
Indirectos: Cuando no se puede medir de manera directa la condición económica,
se recurre a indicadores sustitutivos o conjuntos de indicadores relativos al
fenómeno que nos interesa medir o sistematizar.
Positivos: Aquellos en los cuales si se incrementa su valor estarían indicando un
avance hacia la equidad.
Negativo: Son aquellos en los cuales si su valor se incrementa estarían indicando
un retroceso hacia la inequidad.
El sistema de indicadores debe caracterizar el nivel técnico - organizativo de
desarrollo de la empresa, los recursos que posee y los resultados generales de la
actividad productiva con una alta calidad, los recursos que posee y la eficiencia de
su empleo. De la correcta aplicación de estos indicadores depende la localización
y movilización.
102
CAPITULO 4. ANALISIS DE CONFIABILIDAD A MOTOCOMPRESORAS
COOPER DEL COMPLEJO PROCESADOR DE GAS LA VENTA.
La confiabilidad del aceite depende de los resultados que arroje el análisis
efectuado a dicho aceite, ya que este resultado nos dice el nivel de contaminación,
porcentaje de agua, ferrografia del aceite y todo esto influye en el funcionamiento
de la maquinas compresoras.
Este analisis de confiabilida a las motocompresoras, es con el objetivo de evitar
fallas en los equipos. El análisis comienza con la redacción de las funciones
deseadas que se desean obtener sobre estos equipos.
Con los datos obtenidos anteriormente se establece un análisis confiable el cual
proporcionara una mayor eficiencia y prolongará su tiempo de vida. Uno de los
datos más importante Para obtener una confiabilidad eficiente sobre las
compresoras Cooper del CPGLV.
Se debe realizar una selección del compresor adecuada para cualquier
aplicación entre la multitud de estilos, tipos y tamaños puede ser difícil para el
usuario o el contratista de construcción. El mejor método es hacer investigaciones
preliminares, llegar a decisiones básicas y selecciones preliminares y analizar la
aplicación con el proveedor del motocompesor.
Fallas funcionales o estados de falla.
Las fallas funcionales o estados de falla identifican todos los estados indeseables
del sistema. Por ejemplo, para una bomba de motocompesor dos estados de falla
podrían ser:
103
Incapaz de bombear aceite.
No es capaz de contener el aceite.
Notar que los estados de falla están directamente relacionados con las funciones
deseadas. Una vez identificadas todas las funciones deseadas de un activo,
identificar las fallas funcionales es un problema trivial.
Modos de falla.
Un modo de falla es una posible causa por la cual un equipo puede llegar a un
estado de falla. Por ejemplo:
Impulsor desgastado: es un modo de falla que hace que una bomba llegue al
estado de falla identificado por la falla funcional. Bombea menos de lo requerido.
Cada falla funcional suele tener más de un modo de falla.
Al identificar los modos de falla de un equipo o sistema, es importante listar la
“causa raíz” de la falla. Por ejemplo, si se están analizando los modos de falla de
los rodamientos de una bomba, es incorrecto listar el modo de falla “falla
rodamiento”. La razón es que el modo de falla listado no da una idea precisa de
porque ocurre la falla. Es por “falta de lubricación”, Es por “desgaste y uso
normal”, Es por “instalación inadecuada” Notar que este desglose en las causas
que subyacen a la falla si da una idea precisa de porque ocurre la falla, y por
consiguiente que podría hacerse para manejarla adecuadamente (lubricación,
análisis de vibraciones, etc.). (En algunos casos, sí puede ser adecuado listar el
modo de falla como “falla rodamiento”, según el contexto en el que trabaje el
activo) es importante conocer bien el contexto operacional).
104
Los efectos de falla.
Para cada modo de falla deben indicarse los efectos de falla asociados. El efecto
de falla es una breve descripción de qué pasa cuando la falla ocurre. Por ejemplo,
el efecto de falla asociado con el modo de falla “impulsor desgastado” podría ser el
siguiente: a medida que el impulsor se desgasta, baja el nivel del tanque, hasta
que suena la alarma de bajo nivel en la sala de control. El tiempo necesario para
detectar y reparar la falla (cambiar impulsor) suele ser de varias horas. No es
posible recuperar la producción perdida, por lo que en este tiempo parado esto
representan una pérdida de ventas. Los efectos de falla deben indicar claramente
cuál es la importancia que tendría la falla en caso de producirse.
Categoría de consecuencias.
La falla de un equipo puede afectar a sus usuarios de distintas formas:
Poniendo en riesgo la seguridad de las personas “consecuencias de
seguridad”.
Afectando al medio ambiente “consecuencias de medio ambiente”.
Incrementando los costos o reduciendo el beneficio económico de la
empresa ”consecuencias operacionales”.
Fallas ocultas.
Los equipos suelen tener dispositivos de protección, es decir, dispositivos cuya
función principal es la de reducir las consecuencias de otras fallas (fusibles,
dispositivos de detención por sobre velocidad / temperatura / presión, etc.).
Muchos de estos dispositivos tienen la particularidad de que pueden estar en
estado de falla durante mucho tiempo sin que nadie ni nada ponga en evidencia
que la falla ha ocurrido. Una válvula de alivio de presión en una bomba puede
105
fallar de tal forma que no es capaz de aliviar la presión si esta excede la presión
máxima, y esto puede pasar totalmente desapercibido si no ocurre la falla que
hace que la presión supere la presión máxima. Si no se hace ninguna tarea de
mantenimiento para anticiparse a la falla o para ver si estos dispositivos son
capaces de brindar la protección requerida, entonces puede ser que la falla solo
se vuelva evidente cuando ocurra aquella otra falla cuyas consecuencias el
dispositivo de protección esta para aliviar.
Es posible que nos demos cuenta que no funciona la válvula de seguridad recién
cuando se eleve la presión y esta no actué, pero también ya es tarde: se obtienen
las consecuencias de una falla. Este tipo de fallas se denominan fallas ocultas,
dado que requieren de otra falla para volverse evidentes.
4.1 RESULTADOS, PLANOS, GRAFICAS, PROTOTIPOS Y PROGRAMAS
El mantenimiento de cualquier máquina se puede describir como “la circunstancia
de mantener un equipo en un estado particular o condición de operación”. Esto se
diferencia de las reparaciones, ya que estas consisten en la restauración de un
equipo a condición anterior u original de “como nuevo”. Un compresor es en
general:
Un respirador de aire: Necesita aire fresco y limpio.
Un consumidor de energía: Necesita energía eléctrica adecuada.
Un generador de calor: Necesita un adecuado suministro de enfriador.
Un generador de agua condensada: Necesita drenajes.
Un usuario de aceite: Necesita un lubricante de calidad y en cantidad
apropiada.
Un vibrador: Necesita fundaciones y tuberías apropiadas.
106
En un clima monetario actual, se hace énfasis en la economía de operación y la
reducción de los costos generales fijos de los compresores. Los fabricantes de
este tipo de máquinas diseñan y construyen máquinas que cumplen con los
requisitos reales mucho más estrechos, lo que hace que el mantenimiento y la
correcta operación tomen mayor importancia.
Se tiene cierto concepto ideal sobre lo que el mantenimiento de compresores debe
ser. El mantenimiento por parte del usuario está limitado en general por el
presupuesto, el personal disponible, la destreza de dicho personal, los
requerimientos de producción, etc. Siendo en muchos casos no estar relacionado
con lo que el compresor requiere, y queda limitado a lo que el usuario puede
hacer, convirtiendo entonces en un compromiso y llegan a un punto medio entre el
ideal y la falta absoluta de resultados.
El mantenimiento es una inversión en la continuación de la operación económica
del compresor. El segundo beneficio más importantes la continuidad de la
operación y un mínimo de interrupción no programada de la operación y
reparaciones de emergencia. Cabe anotar en este instante que el reemplazo de
piezas rotas conduce al manejo de crisis.
De los planteamientos hechos anteriormente puede surgir la pregunta ¿cómo
puede entonces un ingeniero de planta o un superintendente de mantenimiento
enfocar el problema de la programación y ejecución del mantenimiento de los
compresores?
107
4.2 RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PRESENTE PROYECTO.
1.-PROYECTO DE ANALISIS DE CONFIABILIDAD A MOTOCOMPRESORAS
COOPER: Se pretende obtener con este proyecto un análisis para mejorar el
mantenimiento que se le da e estos equipos.
2.-CONOCER QUE ES PETROLEOS MEXICANOS Y SUS SUBSIDIARIAS.
Como vemos petróleos mexicanos es una empresa que logra los objetivos, para
ser eficiente; desarrolla una cadena productiva desde la explotación hasta la
distribución y comercialización de los productos, es una empresa que maximiza el
valor económico de los hidrocarburos y sus derivados para contribuir al país en
mejor desarrollo.
3.-CONOCER LAS FUNCIONES DE PGPB Y EL COMPLEJO PROCESADOR DE
GAS LA VENTA.
En el ámbito internacional, Pemex Gas destaca como una de las principales
empresas procesadoras de gas natural, y particularmente como la segunda
empresa productora de líquidos. Asimismo cuenta con una extensa red de
gasoductos que la ubican entre las principales empresas transportistas de gas
natural en América del Norte. Es una empresa eficiente y competitiva que se
distingue por su esfuerzo y compromiso que lleva acabo con sus trabajadores y
sus clientes
4.-PROCEDIMIENTOS CRITICOS DE SEGURIDAD.
Todos los centros de trabajos de petróleos mexicanos y los organismos
subsidiarios deben elaborar, difundir e implementar los siguientes procedimientos
críticos de seguridad para que no suceda ningún accidente.
108
Entrada segura a espacios confinados.
Equipo de protección personal.
Prevención de caídas.
Seguridad eléctrica.
Bloqueó de energía y materiales peligrosos.
Delimitación de áreas de riesgos (barricadas).
Apertura de líneas y equipos de proceso.
5.-ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DEL CPPG LA VENTA.
Como vemos la estructura de la empresa está caracterizada por diferentes áreas y
como se ubican cada una de ellas.
6.-PRINCIPIOS DE CONFIABILIDAD.
Esto se puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de
manera prevista, sin accidentes por un periodo de tiempo especificado; asi la
confiabilidad se determina se determina si es cuan confiable el producto o
sistema que se pretenda analizarse.
7.-CONOCER EL FUNCIONAMIENTO TEORICOS DE LAS
MOTOCOMPRESORAS RECIPROCANTES.
Podemos decir que esto abarca la función, cuales son las partes que la integran,
los tipos de compresores.
8.-PROCESOS DE COMPRESION DE GAS RESIDUAL DE BAJA Y ALTA
PRESION. Se explica que estas temperaturas para los motocompesores
succionan de 35 a 60 kg
Como el gas se somete a caída de presión, el gas residual debe ser recomprimido
y por esta razón la expansión del gas, en lugar de hacerse a través de una válvula,
109
se hace a través de un turbo expander para aprovechar parte de la energía
liberada en la expansión.
Como el gas se calienta por la compresión al salir del último compresor, parte de
este gas se usa para mantener el fondo de la desmetanizadora a 40°F y el resto
se hace pasar por un enfriador para llevarlo a la temperatura adecuada. Todo este
es el gas residual, que en su composición es básicamente metano.
9.-AREAS DE COMPRESORAS 2 CRIOGENICAS.
En esta área se encuentra los motocompesores y uno de ellos son los
compresores reciprocantes, se caracteriza esta área por que el gas se enfría a
temperaturas frías de 100 a 150°F (temperaturas criogénicas).
10.- MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD.
Es uno de los procesos más desarrollados, con la finalidad de mejorar las
funciones y manejar las consecuencias de sus fallas, busca reducir el costo de
mantenimiento, para enfocarse en las funciones más importantes de los sistemas.
11.-COSTOS DE CICLOS DE VIDA.
El costo de vida es simplemente la suma de todos los costos de adquisición y
propiedad de un producto sobre su vida completa; esto se pude incluir en varios
tipos de costo como: diseño, producción, reparación, garantía.
12.-TAXONOMIA.
Es una clasificación sistemática de los elementos basados en factores
posiblemente comunes a los elementos como: ubicaciones, usos, equipos etc.
Sea aplicado con éxito a la clasificación del equipo en las instalaciones del
proceso y a plantas de manufactura.
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13.-ANALISIS DE CONFIABILIDAD.
La confiabilidad del aceite depende de los resultados que arroje el análisis
efectuado a dicho aceite, ya que este resultado nos dice el nivel de contaminación,
porcentaje de agua, ferrografia del aceite y todo esto influye en el funcionamiento
de la maquinas compresoras.
14.-MODULO PM (MANTENIMIENTO) SOFTWARE SAP R/3.
Con el este módulo se pueden distinguir los siguientes grupos de tareas como:
Planificación aproximada inicial, con tiempos y valores establecidos desde un
desglose de la estructura de trabajo o desde un listado de los que hay que hacer.
Planificación ajustada, que puede utilizar elementos de costo o métodos de cálculo
de costos unitarios e implicar la inserción manual de fechas críticas, detalles de las
actividades, programación automática con R/3 y la identificación de las actividades
del camino crítico.
Coordinación de recursos a través de requisiciones de compras automáticas y
planes de reserva de materiales, control de inventario de existencia, planificación
en red del equipo , capacidades, materiales, recursos operativos y servicios.
Seguimiento de los materiales, capacidades y fondos, si el proyecto se aprueba y
ejecuta utilizando la administración de presupuestos, la reserva y asignación de
fondos, comprobando su disponibilidad, así como la de los materiales y
capacidades, con una alarma a la dirección del proyecto en caso de exceder
ciertos límites.
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4.3 CONCLUSIONES O RECOMENDACIONES
Como complemento a los aspectos anteriores observemos los siguientes puntos
que aunque inicialmente no se consideran dentro los parámetros de
mantenimiento, si influyen directamente en los equipos. En primer lugar está la
localización del compresor. El costo de espacio actualmente es alto en cualquier
planta. Sin embargo, una localización inadecuada por ahorrar área es una falsa
economía. Debe haber suficiente espacio alrededor y por encima de la unidad
para hacer el trabajo de rutina diaria. Se debe dejar espacio también para:
adecuada recirculación del aire con el fin de evitar sobrecalentamientos del motor
y de otros dispositivos eléctricos sensibles como también del aire de admisión. Si
la unidad se instala en un sitio donde es difícil encontrarla, verla o moverla
alrededor de ella, el personal de mantenimiento hallará una excusa para evitarla,
es una reacción humana normal.
En segundo lugar está el filtro de aire de entrada. Un compresor de aire es un
respirador. Si se le suministra aire sucio, húmedo y cargado de abrasivos
entonces la vida útil de los elementos internos del compresor se acortarán
considerablemente. Ponga el filtro de admisión en un lugar limpio, pero localícelo
donde sea accesible para servicio conveniente.
El compresor prestará un mejor servicio si:
1.- Lo mantiene limpio.
2.- Lo mantiene adecuadamente enfriado.
3.-Lo mantiene debidamente aceitado.
112
En cuanto a lubricación se puede hacer los siguientes comentarios:
1.-Seleccione un aceite que cumpla las especificaciones del fabricante del
compresor. Consulte el manual de instrucciones para las especificaciones
exactas.
2.- Lleve registros sobre cuanto usa y cuando se hacen los cambios.
Los registros deben ser los más sencillos posible. En las unidades pequeñas
enfriados por aire reciprocante, una simple etiqueta fijada a la unidad es
suficiente.
Para las unidades más grandes y enfriadas por agua se deben llevar un registro
más elaborado. Sin embargo no se deben llevar demasiado pesados con datos
incompresibles. El propósito de los registros es establecer el reconocimiento
exacto de las funciones de mantenimiento en el complejo procesador de gas la
venta.
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4.4 BIBLIOGRAFIAS Y VIRTUALES:
1.- WWW.PEMEX.COM (Historia de petróleos mexicanos, organismos
subsidiarios)
Fecha de consulta: 10/07/08.
2… WWW.PEMEX GAS.COM (Antecedentes generales de la empresa, función de
CPGB.)
Fecha de consulta: 14/08/08
3.- Manual de de motocompesoras copper. (Información de las funciones de un
motocompesor)
Pag: 115
Fecha de realización: Agosto del 2007.
S/n de autor
4.- Manual de mantenimiento para motocompesoras Cooper. (Teoría de las partes
de los motocompesores)
Pag: 105
Fecha: Agosto del 2005.
S/n de autor.
5.- Manual de confiabilidad. (Concepto de confiabilidad, RCM.)
Pág.: 87
Fecha: junio del 2008
Por: MCS JOSE BERNARDO DURAN
Lugar de realización: Internacional Inglaterra.
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