PT009 Guia Practica Vida Util Remanente

GUÍA PRACTICA PARA EL ANALISIS DE VIDA ÚTIL REMANENTE EN ACTIVOS

Hoja 1 de 55 Nov de 2006

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GUÍA PRACTICA PARA EL ANALISIS DE VIDA ÚTIL

REMANENTE EN ACTIVOS

Autores:

Javier E. Bravo S.

Medardo E. Yañez M.

Junio 2006



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Contenido

1. Objetivo

2. Alcance

3. Definiciones

4. Desarrollo

5. Registros

6. Referencias

Anexos

Anexo 1. Costos por Baja Confiabilidad

Anexo 2. Manejo Probabilístico de Variables



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1. OBJETIVO El objetivo de este documento es establecer los lineamientos y criterios para aplicar la metodología de Vida Útil Remanente en Instalaciones, Sistemas y Equipos, con el propósito de identificar el momento oportuno de reemplazo de activos, garantizando el mínimo impacto total al negocio.

2. ALCANCE: Esta guía establece los criterios y lineamientos a considerar en el análisis de la Vida Útil Remanente a equipos, instalaciones, procesos y sistemas, con el objeto de determinar el reemplazo o sustitución del activo por causas Económicas, Técnicas y/o Tecnológicas. Incluye la asignación de roles y responsabilidades dentro del grupo multidisciplinario que realizará el análisis, con lo cual se obtendrá un proceso integral que facilite la toma de decisiones.

3. DEFINICIONES: Durante los procesos de Administración de Mantenimiento, la definición de los términos de referencia es el primer gran paso en el aseguramiento de que las prácticas propuestas sean entendidas y homologadas, y que la manera de medir su desempeño sea efectuada también de una manera estándar. Siempre habrá discusiones sobre cual es el verdadero significado de cada término, lo importante es que la terminología usada tenga una interpretación común en toda la organización.

Aceptación del Riesgo:

Se refiere a la decisión de una organización para aceptar un determinado riesgo.

Activo Amortizable:

Aquellos bienes o derechos que por agotamiento, por el transcurso del tiempo o por otras causas ajenas a la fluctuación de precios en el mercado, disminuyen constante o periódicamente de valor, el cual debe reducirse en los libros en la cantidad correspondiente. En esta clase de activo se incluyen: yacimientos, derechos de autores, concesiones del Estado, los gastos de instalación, los de organización, y en general, todos aquellos bienes o



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derechos agotables por propia naturaleza y cuya disminución en valor no puede evitarse por medio de gastos de reparación o de conservación como sucede con el activo fijo de carácter tangible.

Activo:

Término contable para cualquier recurso que tiene un valor, un ciclo de vida y genera un flujo de caja, puede ser humano, físico y financiero intangible.

Adquisición:

Acto o hecho en virtud del cual una persona obtiene el dominio o propiedades de un bien o servicio o algún derecho real sobre éstos. Puede tener efecto a título oneroso o gratuito; a título singular o universal, por cesión o herencia .

Ámbito de Competencia:

Ejercicio de autoridad jurisdiccional que un órgano practica dentro de un marco de acción, mismo que determina los límites y alcances de sus acciones.

Análisis Costo-Beneficio:

Procedimiento para formular y evaluar programas o proyectos, consistente en la comparación de costos y beneficios de la situación inicial vs. una situación de cambio propuesta para incorporación de mejoras o modificaciones, con el propósito de que el impacto total de estos últimos exceda los resultados de la situación inicial pudiendo ser de tipo monetario o social, directo o indirecto.

Análisis de Riesgo:

Es la identificación, análisis y evaluación sistemática de las amenazas asociadas a los factores externos e internos, con la finalidad de controlar y/o minimizar las probabilidades de falla y las consecuencias en los empleados, el público en general, el medio ambiente, la producción y/o las instalaciones (materiales, equipos y maquinaria).



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Análisis del Costo del Ciclo de Vida:

El Análisis del Costo del Ciclo de Vida es una metodología dirigida a modelar todos los eventos que pueden afectar el comportamiento económico de un activo durante toda su vida útil, incluyendo todas las fases desde el diseño, procura, construcción, operación, mantenimiento hasta su desincorporación.

Análisis Económico:

Método para separar, examinar y evaluar tanto cuantitativa como cualitativamente, las interrelaciones que se dan entre los distintos agentes económicos, así como los fenómenos y situaciones que de ella se derivan; tanto al interior de la economía, como en su relación con el exterior.

Causa de falla:

Circunstancias durante el diseño, manufactura o uso que ha conducido a una falla.

Censo de Equipos:

Relación de equipos con los que cuenta una planta o instalación, donde se podrá encontrar la ubicación física de cada equipo, las especificaciones técnicas, el funcionamiento, la cuenta contable a la que se cargara, la criticidad del equipo, un código único de identificación, etc .

Ciclo de Vida:

Tiempo durante el cual un Ítem conserva su capacidad de utilización. El periodo abarca desde diseño, instalación, puesta en marcha, operación, mantenimiento hasta que es sustituido o es objeto de Restauración/Rehabilitación.

Ciclo Operacional:

Período de tiempo transcurrido entre reparaciones generales programadas de una instalación o equipo y que esta establecido en forma genérica de acuerdo al tipo de proceso de que se trate.



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Confiabilidad:

Es la probabilidad de funcionamiento libre de fallas de un equipo o sus componentes por un tiempo definido bajo un contexto operacional determinado.]

Es la habilidad de un ítem para desempeñar una función requerida bajo condiciones dadas para un intervalo de tiempo dado.

Consecuencia:

Resultado de un evento. Pueden existir una o más consecuencias de un evento. Las consecuencias pueden variar de positivas a negativas. Las consecuencias de un evento pueden ser expresadas cualitativa o cuantitativamente, los modelos para el cálculo de consecuencias deben tomar en cuenta el impacto en seguridad, higiene, ambiente, producción, costos de reparación e imagen de la empresa.

Conservación:

Es el conjunto de acciones necesarias para lograr la función de un sistema. Por ejemplo, conservar el medio ambiente.

Control del Riesgo:

Se refiere a las acciones tendientes a implantar el manejo del riesgo. El control del riesgo puede implicar el monitoreo, re-evaluación, aceptación y cumplimiento de las decisiones asociadas.

Costo:

Valorización monetaria de la suma de recursos y esfuerzos que han de invertirse para la producción de un bien o de un servicio. El precio y gastos que tienen una cosa, sin considerar ninguna ganancia.

Costos de Mantenimiento:

Son considerados costos indirectos de Producción, y considera todos los relacionados con el desarrollo de las actividades de mantenimiento, incluyendo:



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• Mano de obra interna • Servicios de terceros • Materiales y refacciones • Equipos auxiliares para mantenimiento.

Costos de Producción:

Los costos de producción son aquellos relacionados a las operaciones realizadas desde la adquisición del material hasta su transformación en producto o en servicio, integrado por los elementos o sub-componentes mencionados a continuación:

• Compra de Materiales de operación • Materiales de operación representan aquellos materiales que se convierten

en un artículo de consumo o de servicio. Estos excluyen los materiales relacionados al mantenimiento.

• Sueldos y salarios que representan los esfuerzos necesarios para la transformación de dicho material. Estos sueldos y salarios representan costos directos ya que se pueden identificar precisamente en términos monetarios a la transformación mencionada.

• Gastos indirectos a la producción no relacionados al mantenimiento son los elementos necesarios y accesorios para la conversión del material, además de los sueldos y salarios directos, como: el lugar donde se trabaja (oficinas, talleres, fábricas, etc.), equipo, herramientas, energía, combustibles, lubricantes, sueldos, artículos de oficina, etc.

• Gastos indirectos a la producción relacionados al mantenimiento son los elementos necesarios para llevar a cabo una obra de trabajo relacionada al mantenimiento.

Costos Directos:

Los cargos por concepto de material, de mano de obra y de gastos, correspondientes directamente a la fabricación o producción de un artículo determinado o de una serie de artículos o de un proceso de manufactura.

Costos Estándar:

Son los costos de producción que se calculan con base en las especificaciones técnicas de cada artículo terminado, y que representan un patrón.



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Costos Estimados:

Los que se calculan por anticipado, con la intención de pronosticar el costo real de la producción.

Costos Fijos:

Se denominan así a aquellos costos que permanecen constantes o casi fijos en diferentes niveles de producción y ventas, dentro de ciertos límites de capacidad y tiempo.

Costos Indirectos

Desembolsos que no pueden identificarse con la producción de mercancías o servicios específicos, pero que sí constituyen un costo aplicable a la producción en general. Se conocen generalmente como gastos indirectos de manufactura.

Costos Relativos:

Los costos relativos, son costos de oportunidad por no tener un equipo con mayor capacidad tecnológica, o de características de mejora que cumplen mejor con los requerimientos y con menores índices de falla, lo cual pudiera hacer que los costos de operación y mantenimiento, así como los costos asociados a la tasa de falla sean menores que los que genera el activo que se encuentra en uso o en análisis.

Estos costos relativos son los diferenciales que se tienen tomando como referencia los costos que se tienen con el activo defensor y el activo retador.

Costos Relativos = (CMAD + COAD + CPFAD) – (CMAR + COAR + CPFAR)

Donde:

CMAD Costos de Mantenimiento Activo defensor. COAD Costos de Operación Activo Defensor. CPFAD Costos Por Falla Activo Defensor. CMAR Costos de Mantenimiento Activo Retador. COAR Costos de Operación Activo Retador. CPFAR Costo Por Falla Activo Retador.



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Costos Variables:

Se denominan así a aquellos costos y gastos que varían en forma más o menos proporcional a la producción y ventas, dentro de ciertos límites de capacidad y tiempo.

Consecuencias de una Falla:

La consecuencia de una falla se entiende y se evalúa como el resultado de una falla; basado en la asunción de que dicha falla ocurrirá.

La consecuencia de una falla se define en función de los aspectos que son de mayor importancia para el operador; tales como el económico; el de seguridad y el ambiental. Cada renglón debe ser evaluado y presentado por separado. Consecuencias en seguridad deben expresarse en términos de potenciales perdidas de vidas, mientras que las consecuencias económicas deben expresarse en términos financieros. Por su parte; las consecuencias ambientales pueden expresarse en términos de masa o volumen de contaminantes expulsado al ambiente o en términos financieros como el costo de limpiar los derrames, incluyendo además multas y otras compensaciones.

Criterio del Riesgo:

Términos de referencia, mediante los cuales se determina el significado del riesgo. Los criterios de riesgo pueden incluir relaciones del costo y beneficios esperados, requerimientos legales, aspectos socio-económicos y ambientales, prioridades y/u otros elementos necesarios para la determinación del riesgo .

Defecto:

Causa inmediata de una falla (desalineamiento, mal ajuste, etc.).

Disponibilidad:

Una medida del grado por el cual un ítem esta en un estado operable y confiable en el inicio de una función, cuando la función es solicitada en cualquier momento (aleatorio).

La disponibilidad es un indicador que permite estimar el porcentaje de tiempo total en que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función para la cual fue destinado. Refleja “como usamos el tiempo global”;



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es decir; cuanto de ese tiempo perdemos (down-time) y cuanto del tiempo aprovechamos (up-time) y refleja el efecto combinado de la confiabilidad y la mantenibilidad.

Ejecución:

Proceso mediante el cual se efectúan las actividades planeadas y programadas.

Efecto de Falla

Es la consecuencia(s) que un modo de falla tiene en la operación, función, o estatus de un ítem. Los efectos de falla son clasificados normalmente de acuerdo a como el sistema completo es afectado.

Eficiencia:

Uso racional de los medios con que se cuenta para alcanzar un objetivo predeterminado; es el requisito para evitar o cancelar dispendios y errores.

Capacidad de alcanzar los objetivos y metas programadas con el mínimo de recursos disponibles y tiempo, logrando su optimización.

Falla:

Terminación de la habilidad de un ítem para ejecutar una función requerida.

Falla Funcional:

Se define como la incapacidad de un elemento o componente de un equipo para satisfacer un estándar de funcionamiento deseado.

Flujo de Efectivo:

Estado que muestra el movimiento de ingresos y egresos y la disponibilidad de fondos a una fecha determinada.

Movimiento de dinero dentro de un mercado o una economía en su conjunto.



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Flujo Neto Efectivo:

Es la diferencia entre los ingresos netos y los desembolsos netos, descontados a la fecha de aprobación de un proyecto de inversión con la técnica de "valor presente", esto significa tomar en cuenta el valor del dinero en función del tiempo.

Histórico de Equipo:

Expediente creado para un equipo en específico, el cual contiene todos los trabajos ejecutados en el equipo. En el capítulo 9 del Manual de Mantenimiento del SAM se amplían los requerimientos que debe contener el histórico de equipos.

Identificación de Riesgos:

Proceso utilizado para encontrar, listar y caracterizar los elementos del riesgo. Entre estos elementos destacan: fuente, evento, consecuencia, probabilidad, etc.

Impacto Económico:

Representa el impacto financiero por incremento en costos de mantenimiento o pérdidas de producción.

Indicadores Operativos de Mantenimiento:

Permiten conocer los resultados de mantenimiento con la finalidad de identificar áreas de oportunidad para reducir costos y mejorar la gestión del mantenimiento.

Instalación:

Conjunto de estructuras, equipos de proceso y servicios auxiliares, entre otros, dispuestos para un proceso productivo específico. Las instalaciones están ubicadas en Centros de Trabajo.



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Ingeniería de Confiabilidad:

La Ingeniería de Confiabilidad puede definirse como la rama de la ingeniería que estudia las características físicas y aleatorias del fenómeno “falla”. Dentro del área de Ingeniería de Confiabilidad, coexisten dos (2) escuelas con enfoques muy específicos; estas son:

• Confiabilidad basada en el análisis probabilístico del tiempo para la falla o historial de fallas (Statistical Based Reliability Analysis).

• Confiabilidad basada en el análisis probabilístico del deterioro o física de la falla (Physics Based Reliability Analysis).

Las diferencias entre ambas escuelas están relacionadas con la óptica desde la cual se analiza la falla; la primera propone predecirla estudiando la frecuencia histórica de ocurrencia o tasa de fallas, mientras que la segunda considera que una falla es la última fase de un proceso de deterioro y se concentra en predecirla a través del entendimiento de “como ocurre la falla”; es decir, estudiando la “física del proceso de deterioro”. Las tendencias más avanzadas y recientes (state of the art) dentro de la Ingeniería de Confiabilidad, proponen modelos híbridos para caracterizar probabilísticamente el fenómeno falla; es decir, modelos que toman en cuenta no solo el proceso físico del deterioro sino también la estadística del historial de fallas. En este capítulo se exploraran detalladamente ambos enfoques.

Interés:

Rédito, tasa de utilidad o ganancia del capital, que generalmente se causa o se devenga sobre la base de un tanto por ciento del capital y en relación al tiempo que de éste se disponga. Llanamente es el precio que se paga por el uso de fondos prestables. Porcentaje fijo que sobre el monto de un capital y su uso, paga periódicamente al dueño del mismo la persona física o moral que toma en préstamo dicho capital.

Inversión:

Es la aplicación de recursos financieros destinados a incrementar los activos fijos o financieros de una entidad. Ejemplo: maquinaria, equipo, obras públicas, bonos, títulos, valores, etc. Comprende la formación bruta de capital fijo y la variación de existencias de bienes generados en el interior de una economía. Adquisición de valores o bienes de diversa índole para obtener



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beneficios por la tenencia de los mismos que en ningún caso comprende gastos o consumos, que sean, por naturaleza, opuestos a la inversión.

Ítem:

Término específico usado para denotar cualquier producto, incluyendo sistemas, partes materiales, sub-ensambles, conjuntos, accesorios, etc.

Jerarquización:

Ordenamiento de tareas de acuerdo a su prioridad.

Mantenimiento:

Es una combinación de todas las acciones técnicas y administrativas, que pretenden retener o restaurar un ítem en un estado en el que pueda ejecutar una función requerida.

Modo de falla:

Es la manera observada de una falla.

Mecanismo de falla:

Proceso físico, químico ú otro que ha conducido a una falla.

Prioridad:

La importancia relativa de una tarea en relación con otras tareas.

Priorización:

El sistema de priorización considera factores para determinar el orden en que los trabajos de mantenimiento deben ser atendidos. Estos factores son: Criticidad y el tipo de intervención.



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Rehabilitación:

Conjunto de actividades que se realizan durante un paro general de una planta y que tiene como objetivo llevarla a sus condiciones de diseño con el fin de asegurar que cumpla con su ciclo operacional, en forma confiable y segura.

Reparación:

Conjunto de actividades destinadas a la corrección de una falla y conducentes a restituir la condición operativa normal de un equipo y/o sistema.

Restauración:

Conjunto de actividades de orden preventivo que tienen como objetivo dar continuidad a las condiciones operativas de un equipo y/o sistema.

Riesgo:

Término de naturaleza probabilística, definido como la “probabilidad de tener una pérdida”. Comúnmente se expresa en unidades monetarias. Matemáticamente se expresa como:

∑=⇒=

iSiiiii xCPRiesgo)C,P,S(fRiesgo

Donde Pi y Ci es la probabilidad de falla y las consecuencias de cada escenario (Si); esto nos indica que el Riesgo es función no sólo de la probabilidad y de las consecuencias, sino también de los diferentes escenarios asociados al evento en particular.

Riesgo Absoluto:

Descripción precisa y cuantificada de los riesgos en un sistema a través de la determinación de las probabilidades de ocurrencia de un evento y sus consecuencias.



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Valor Presente Neto (VPN):

El valor presente neto es la suma de los flujos de efectivo anuales descontados a valor presente. El concepto de descontar dichos flujos se origina en que un peso es más valioso hoy que mañana. Es decir, es la diferencia entre el valor presente de las entradas de flujo de efectivo generadas por el proyecto y el importe de la inversión inicial, por lo que se computa el valor presente de futuros flujos de efectivo, utilizando el costo de capital como la tasa de descuento.

Vida Característica:

Término utilizado para denotar el tiempo de vida con que cuenta un componente de cualquier equipo en que su función no se ve afectada, manteniéndose así la confiabilidad del equipo o instalación. Una vez que es rebasada la vida característica, la probabilidad y riesgo de falla aumenta considerablemente.

Vida Útil Remanente:

Se entiende como la vida útil probable, expresada en años, que se estima tendrán los bienes en el futuro, a partir de una fecha determinada y dentro de los límites de eficiencia productiva, útil y económica para la empresa.

Acrónimos:

CAPEX Costos de capital (diseño, desarrollo, adquisición, instalación,

entrenamiento staff, manuales, documentación, herramientas y facilidades para mantenimiento, repuestos de aseguramiento, desincorporación).

CCV Costo del Ciclo de Vida (LCC Life Cycle Cost)

ENT Equipo Natural de Trabajo

OPEX costos operacionales del activo (mano de obra, operaciones,

mantenimiento, almacenamiento, contrataciones, penalizaciones)



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Siglas o Nomenclaturas:

Entre las principales siglas o nomenclatura a utlizar en la presente Guía , se encuentran las siguientes:

API American Petroleum Institute

ASME American Society Of Mechanical Engineers

DNV Det Norke Veritas

ISO Internacional Organization for Standarization

4. DESARROLLO: Este apartado posee particular importancia ya que en él, se establecen las actividades y los requisitos aplicables para efectuar de manera secuencial, las fases de la metodología, la documentación a generar, y toda la información que se requiera para que los análisis se realicen en forma adecuada.

4.1. Introducción:

En años recientes, grandes corporaciones especialmente del sector de hidrocarburos y de la industria de procesos, han volcado su atención hacia modelos de decisión diferentes a los tradicionalmente utilizados, todo esto con la finalidad de optimizar de forma integral el proceso de gestión de los activos involucrados en las diversas actividades de Exploración y Producción, Refinación, Petroquímica y Gas; así como en actividades de transporte, mercadeo y distribución de aceite y sus derivados.

Existe un ámbito de optimización de especial atención, el cual se relaciona con el proceso de toma de decisiones para sustituir activos actuales por activos nuevos, o simplemente para justificar la adquisición de los activos nuevos. En este proceso, existen muchas decisiones y acciones, que se deben adoptar a lo largo de la vida útil o el ciclo de vida de un activo. La mayoría de las acciones, particularmente las que corresponden a las primeras fases (investigación, desarrollo, diseño, procura y construcción), tienen implicaciones en el ciclo de vida del activo e influyen en gran medida sobre sus costos.



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Por tanto, en el cálculo de la Vida Útil Remanente se debe emplear la evaluación de alternativas de diseño del sistema, esquemas alternativos de producción, políticas alternativas de apoyo logístico, estrategias de mantenimiento y en la definición del momento óptimo de reemplazo del activo.

Adicionalmente, en todas las etapas de un proyecto, hay decisiones que tomar, información a seguir, costos a evaluar, registrar y considerar, repuestos a definir, capacitación de operadores y mantenedores a desarrollar, análisis de que hacer ante cada evento, referentes a distintos aspectos de la operación y el mantenimiento del activo. La adecuada consideración de todos esos factores es clave en el logro del objetivo de maximizar el Retorno Sobre los Activos y minimizar el Costo de Ciclo de Vida, así como lograr los adecuados niveles de diferentes indicadores económicos que permitan distinguir viabilidad en los proyectos.

En la Figura 1, que se presenta a continuación, se muestra el Diagrama de Flujo de Caja de los activos que describan el comportamiento de los costos asociados (directos e indirectos, variables y fijos) de un activo lo cual sirve de apoyo para el cálculo de la Vida Útil Económica de un proyecto.

En esta figura se pueden observar en forma “gráfica” los flujos de caja asociados a un activo; se observa la inversión inicial en la primera etapa del activo, luego flujos de caja asociados a los costos inherentes y, otras inversiones, las cuales son flujos de caja mayores asociados, por ejemplo, a Mantenimientos Mayores en Equipos Dinámicos o Corridas de Diablos realizadas a los ductos, como equipos estáticos; posteriormente se observa el ingreso asociado al valor de rescate o recuperación por la “venta” del activo disminuido por el egreso asociado al costo de retiro o desincorporación del activo.

En los cálculos de vida útil remanente, deben considerarse múltiples aspectos como Obsolescencia Técnica basada en disponibilidad de repuestos y partes; Obsolescencia Tecnológica basada en eficiencia de la operación y costos por baja confiabilidad que en el caso de algunas familias de equipos pueden estimarse en base al histórico del Tiempo Promedio Para Reparar y en el Tiempo Promedio Entre Falla.



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Valor de Salvamento

Periodo de Costos

Costo Inicial

Costo Anual O

p. y Mant.

Diagrama Flujo Caja para el Costo Ciclo de Vida

FIGURA 1: Ejemplo Diagrama de Flujo de Caja

4.2. Conformación del Equipo Natural de Trabajo

Dada la naturaleza de los análisis de Vida Útil Remanente, los mismos no pueden ser desarrollados bajo un enfoque unilateral, su éxito se fundamenta en el involucramiento de las personas claves que posean el conocimiento y pericia adecuada para el desarrollo del análisis, esta participación no es “a tiempo completo” en todos los casos, pero es regularmente necesaria la intervención puntual de diferentes áreas del conocimiento.

Los Equipos Naturales de Trabajo de Confiabilidad (ENT) son equipos multidisciplinarios altamente proactivos, conformados por personas de los departamentos de mantenimiento, operaciones y especialistas (invitados por requerimientos especiales). Estas personas deberán estar altamente familiarizadas con los temas que les competan. El grupo será dirigido por un facilitador que podrá o no provenir de los departamentos nombrados anteriormente. Se hace énfasis nuevamente, en que la participación de sus integrantes no es “a tiempo completo”, en todos los casos, pero es regularmente necesaria la intervención puntual de diferentes áreas del conocimiento.

Es fundamental una adecuada conformación del ENT, el cual se particularizará para afrontar la naturaleza de cada problema. Cada rol dentro del ENT es



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importante tanto para llegar obtener la información verdadera y necesaria para identificar el tiempo la Vida Útil Remanente de un activo, así como su permanencias en operación o su reemplazo en su defecto. Es absolutamente ineludible incluir personal directamente relacionado con el problema, quien convive con él diariamente.

Cada uno de los elementos del ENT debe participar en el Análisis de Vida Útil Remanente, de manera que se reúna la información necesaria para el mismo; y una vez que cada elemento del ENT suministre la información requerida, colabore en el análisis y en la validación de resultados de su especialidad, se dará por concluida su aportación a mismo.

4.3 Fundamentos de la Metodología:

Dentro de los factores que se toman en cuenta para el análisis de Vida Útil Remanente, se encuentra la inversión inicial, los costos de operación y mantenimiento, costos relativos y costos por baja confiabilidad. Todas estas variables son incluidas en un modelo matemático que toma en cuenta las condiciones y premisas económicas propias de la empresa, así como su contexto operacional dando como resultados principales el momento de reemplazo optimo y la Vida Útil Remanente en tiempo o numero de periodos en los que un activo debe permanecer garantizando el mínimo impacto total al negocio. Como se muestra en la Figura 2.

FIGURA 2. Modelo de estimación Vida Útil Remanente Económica

Inversión

Operación y Mantenimiento

Variables Económicas

Costos Relativos y por Baja

Confiabilidad

VUR E

VIDA ÚTIL REMANENTE

Y

PERIODO OPTIMO DE REEMPLAZO(mediante Costo Anual Equivalente)

1

2

3 5

6

7

4$700.00

$720.00

$740.00

$760.00

$780.00

$800.00

$820.00

$840.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Cos

to A

nual

Equ

ival

ente

(Mile

s de

USD

)

Vida Útil Remanente 3 añosPeriodo Optimo de Reemplazo 4

VIDA ÚTIL REMANENTE

Y

PERIODO OPTIMO DE REEMPLAZO(mediante Costo Anual Equivalente)

1

2

3 5

6

7

4$700.00

$720.00

$740.00

$760.00

$780.00

$800.00

$820.00

$840.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Cos

to A

nual

Equ

ival

ente

(Mile

s de

USD

)

Vida Útil Remanente 3 añosPeriodo Optimo de Reemplazo 4



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El sustento de un análisis de Vida Útil Remanente (VUR) es el análisis económico de acuerdo al Costo Anual Equivalente (CAE), para ello deben seguirse los pasos indicados en el diagrama mostrado en la Figura 3.

FIGURA 3: Metodología de Trabajo para los Análisis de Vida Útil Remanente Esta metodología es aplicable a cualquier tipo de item (equipos estáticos, dinámicos, etc.) que, por su importancia (criticidad y/o riesgo) y su alto costo, sean susceptibles de Análisis de Vida Útil Remanente. Es necesario mencionar que para equipos menores, que tienen alto grado de importancia (criticidad y/o riesgo) pero bajo costo, existen algunas normas que se mencionan a continuación y que permiten determinar la Vida Útil Remanente para este tipo de ítems.

IDENTIFICACIÓN DE NECESIDAD DE

ANALISIS

IDENTIFICACIÓN DE NECESIDAD DE

ANALISISANALISIS DE LA INFORMACIÓN

ANALISIS DE LA INFORMACIÓN

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

DEFINIR ACCIONESA EJECUTAR

DEFINIR ACCIONESA EJECUTAR

RETROALIMENTACIÓNRETROALIMENTACIÓN

EJECUCIÓN DE PLANES

EJECUCIÓN DE PLANES

SEGUIMIENTO A TRAVÉS DE

INDICADORES

SEGUIMIENTO A TRAVÉS DE

INDICADORES

SIST

EMA

DE

SEG

UIM

IEN

TO Y

CO

NTR

OL

SIST

EMA

DE

SEG

UIM

IEN

TO Y

CO

NTR

OL

DETERMINAR FLUJOS DE EFECTIVO

DETERMINAR FLUJOS DE EFECTIVO

REEMPLAZAR EN EL PASADO?REEMPLAZAR

EN EL PASADO?COMPARAR ALTERNATIVAOPTIMA CONTRA EL ITEM

ACTUAL

COMPARAR ALTERNATIVAOPTIMA CONTRA EL ITEM

ACTUAL

SE PUEDE RETRASAR EL REEMPLAZO?

SE PUEDE RETRASAR EL REEMPLAZO?

PROGRAMARREEMPLAZO SEGÚN

ANALISIS VUR

PROGRAMARREEMPLAZO SEGÚN

ANALISIS VUR

SISI

SISI

OBTENER ALTERNATIVAOPTIMA Y/O COMPARACION DE

ALTERNATIVAS CON CAE

OBTENER ALTERNATIVAOPTIMA Y/O COMPARACION DE

ALTERNATIVAS CON CAE

EMITIR RECOMENDACIÓN RESULTANTEEMITIR RECOMENDACIÓN RESULTANTE

NONO

NONO

DETERMINAR LOS COSTOS INHERENTES, RELATIVOS Y

POR BAJA CONFIABILIDAD



NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

0

10

20

30

40

50

60

0 5000 10000 15000 20000 250000

10

20

30

40

50

60

0 5000 10000 15000 20000 25000

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS

TIEMPO OPERACION (HRS)

“ TAN MALO COMO ESTABA”“ TAN MALO COMO ESTABA”

“TAN BUENO COMO NUEVO”“TAN BUENO COMO NUEVO”

“ MEJOR QUE COMOESTABA PERO PEORQUE CUANDO NUEVO”


,000

,027

,054

,080

,107

130,00 155,00 180,00 205,00 230,00Xμ Yμ

f(X)= Esfuerzo

g(Y) =Resistencia





NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

0

10

20

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40

50

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0 5000 10000 15000 20000 250000

10

20

30

40

50

60

0 5000 10000 15000 20000 25000

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS






NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

NU

MER

O D

E F

ALLA

S

RESULTADOS

0

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50

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0 5000 10000 15000 20000 250000

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20

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50

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0 5000 10000 15000 20000 25000

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS

α = 1768β= 2.14q = 0.43

P.G.R PARAMETROS






,000

,027

,054

,080

,107

130,00 155,00 180,00 205,00 230,00Xμ Yμ

f(X)= Esfuerzo

g(Y) =Resistencia

,000

,027

,054

,080

,107

130,00 155,00 180,00 205,00 230,00Xμ Yμ

f(X)= Esfuerzo

g(Y) =Resistencia

,000

,027

,054

,080

,107

130,00 155,00 180,00 205,00 230,00Xμ Yμ

f(X)= Esfuerzo

g(Y) =Resistencia

DETERMINAR VIDA ECONOMICA

DEL ACTIVO(VUR ANTICIPADA)

DETERMINAR VIDA ECONOMICA

DEL ACTIVO(VUR ANTICIPADA)

Punto OptimoPunto Optimo

Egre

sos

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20

No Partes en almacen

IMPACTO TOTAL: IMPACTO TOTAL: I(tI(t ))=C(t=C(t ))+R(t+R(t ))

COSTO=C(tCOSTO=C(t ))

RIESGO=R(tRIESGO=R(t ))


Egre

sos

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20






Egre

sos

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20







Rev. 0

Como ejemplo se puede mencionar que para un recipiente a presión de baja criticidad que requiera de una análisis de VUR se puede aplicar como metodología alternativa la indicada en la norma API 510 "Pressure Vessel Inspection Code: Maintenance Inspection, Rating, Repair, and Alteration API 510 8th Ed. Addendum 4, Aug. 2003" en la Sección 6, punto 6.4 donde se menciona como calcular la Vida Remanente de dicho equipo En seguida se mencionan algunas normas que tienen incluidos apartados de Vida Remanente: • API-510. Pressure Vessel Inspection Code: Maintenance Inspection,

Rating, Repair, And Alteration (para recipientes de presión). • API-570 Piping Inspection Code Inspection, Repair, Alteration, And

Rerating Of In-Service Piping Systems (para ductos y circuitos de tubería). • API 653 Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction (para

tanques). • Para equipos dinámicos normalmente se analiza la obsolescencia técnica

haciendo uso del documento identificado por la referencia de “Determinación del Grado de Obsolescencia de un Activo Físico”

Se hacen algunas recomendaciones en la aplicación de la metodología de Vida Útil Remanente, y son las siguientes: • Debe ser aplicada a equipos de alta criticidad o alto nivel de riesgo. • Su aplicación surge como recomendación o recomendaciones de la

aplicación de otras metodologías (Criticidad, Análisis de Causa Raíz, etc.). • Para equipos de baja criticidad y/o riesgo pueden ser aplicadas

metodologías alternativas en la normatividad aplicable, como se menciona anteriormente.

Por otra parte tomando en cuenta normatividad y practicas recomendadas de algunas empresas del ramo se recomienda que esta metodología se aplique principalmente a equipos cuyo costo de reposición sea de aproximadamente el 20% del costo total de la instalación a la cual pertenece. 4.4 Costo Anual Equivalente (CAE):

El concepto del valor del dinero a través del tiempo revela que los flujos de efectivo pueden ser trasladados a cantidades equivalentes a través y hacia cualquier punto del tiempo. Existen varios métodos para comparar esas cantidades equivalentes, tales como:



Rev. 0

• Valor anual equivalente (VAE) • Valor presente • Tasa interna de rendimiento

Los tres métodos anteriores son equivalentes, es decir, si un proyecto de inversión es analizado correctamente, la decisión recomendada será la misma, sin embargo, por la claridad de su enfoque es mejor usar unos en lugar de los otros, en determinadas situaciones.

La decisión de cuál método usar dependerá del problema que se va a analizar, ya que cada uno de ellos arroja los resultados de una forma en particular, de manera que, dependiendo del análisis que se está realizando, sean fácilmente comprendidos por las personas involucradas en la toma de decisiones.

Con el método de Valor Anual Equivalente (VAE) todos los ingresos y los gastos que ocurren en un periodo, son convertidos a una anualidad equivalente (uniforme). Cuando se involucran Ingresos y Costos, un criterio comúnmente utilizado en las empresas es que si la anualidad equivalente resultante es positiva, entonces debe aceptarse el proyecto; por el contrario si la anualidad equivalente es negativa debería recomendarse rechazar el proyecto.

El Valor Anual Equivalente que involucra sólo costos, se usa normalmente para comparar diversas alternativas de acción para un proyecto, y se aceptará la que tenga el menor costo anual equivalente. Esta versión del Valor Anual Equivalente se usa cuando las alternativas mutuamente exclusivas que se están analizando, generan los mismos ingresos, ahorros o beneficios, independientemente de la alternativa que se utilice, o que estos beneficios o ahorros son intangibles o muy difíciles de estimar. Entonces cada una de las alternativas debe evaluarse por la satisfacción de las necesidades actuales, ya que cada alternativa que sea capaz de satisfacer los requerimientos del sistema producirá los mismos ingresos al mismo.

La fórmula para obtener el factor de actualización para el Valor Anual Equivalente es la siguiente:

1)1()1(),,/(−+

+= N

N

iiiNiPA (1)



Rev. 0

La cual se traduce en “obtener una cantidad anualizada (A), dada una cantidad presente (P), tomando como base de descuento una tasa i, con un número de periodos (N)”

A = Anualidad P = Presente i = Tasa de descuento o interés N = Número de periodos.

Por otra parte para obtener el Costo Anual Equivalente se deben tomar en cuenta los costos en los incurre el activo a lo largo de su vida, tal y como se mencionó anteriormente.

La fórmula para obtener el Costo Anual Equivalente o Anualidad Equivalente (uniforme) en un análisis es la siguiente:

⎩⎨⎧

+−

⎭⎬⎫

++= ∑

=

),,/(*)1(

),,/(*)1(

),,/(*1

NiPAi

VRNiPAi

CostosNiPAInversionA NN

N

ttt (2)

Esta fórmula (2) indica que se obtendrá una cantidad Anualizada (A), a partir de la suma aritmética de una Inversión multiplicada por su factor de actualización para el Valor Anual Equivalente ),,/( NiPA , más la sumatoria de sus flujos de costos en cada uno de los años trasladados al presente, multiplicados por su factor de actualización para el Valor Anual Equivalente

),,/( NiPA , menos el Valor de Rescate o Recuperación (VR) trasladado al presente por su factor de actualización para el Valor Anual Equivalente

),,/( NiPA .

Donde: A = Anualidad P = Presente i = Tasa de descuento o interés N = Número de periodos.

La inversión que se realizará en un ítem, deberá tomar en cuenta todos los costos de capital que se inviertan, desde la solicitud, diseño, desarrollo, entrenamiento de personal etc., hasta la completa instalación de dicho ítem.



Rev. 0

( ) ( ) ( ) ( ) ( )∑∑∑∑∑ = +==== ++

++

++

++

+=

n

0i 1nin

0i iin

0i iin

0i iin

0i ii

r1r1r1r1r1CCV DLMOC

Los flujos de costos que se generan, en cada año del la Vida Útil del ítem, deben incluir, todos los costos de operación y mantenimiento, así como los de desempeño del mismo.

El valor de rescate del ítem es un estimado monetario en el cual se podrá realizar (vender) dicho ítem en el momento de su retiro. En este estimado se deben incluir los Costos de Retiro del equipo, los cuales serán descontados del VR; asimismo, se debe tomar en cuenta el tiempo en el que se hace el retiro, ya que es muy posible que se hagan el ultimo año de Vida Útil del ítem o se hagan en años posteriores. Se recomienda no descartar o discriminar el VR en el análisis debido a que, por experiencia en la industria, en muchas ocasiones un ítem no sirve en el lugar donde se encuentra instalado, lo cual no indica que no pueda ser usado e instalado en otro lado cubriendo los requerimientos deseados; realizando movimiento de equipos de acuerdo a necesidades operativas.

Este análisis de costos normalmente es conocido como Análisis del Costo del Ciclo de Vida (CCV); esta metodología se basa en estimar o pronosticar todos los posibles “flujos de caja” que pudieran ocurrir durante toda la vida útil de un activo, sistema o proceso; incluyendo todas las fases de la vida útil; desde el diseño, procura, construcción, operación, mantenimiento hasta su desincorporación y en la conversión de estos flujos de caja proyectados o futuros, a un valor económicamente comparable considerando el valor del dinero en el tiempo; tal como el valor anual equivalente (VAE).

El Análisis del Costo del Ciclo de Vida hace especial énfasis en la inclusión de los eventos derivados del nivel de confiabilidad de los sistemas y procesos; incluyendo los impactos de probables eventos no deseados tales como fallas, perdidas de producción, accidentes, huelgas, desastres naturales, etc., en el ciclo de vida del activo.

Para el desarrollo de este análisis se debe tomar en cuenta la siguiente formula:

. (3)



Rev. 0

Donde: C: Costos Capital O: Costos de Operación M: Costos de Mantenimiento L: Pérdidas por Fallas o Costos por Baja Confiabilidad D: Costos de Desincorporación

A continuación en la Figura 4 se indican los aspectos que deben tomarse en cuenta para cada clasificación de costos.

FIGURA 4: Elementos de Costos del Análisis del Ciclo de Vida. 4.4.1 Factores a considerar en un estudio de reemplazo:

Los factores que deben ser tomados en cuenta para llevar a cabo el Análisis de Vida Útil Remanente se mencionan a continuación:

Horizonte de planeación:

En un análisis de reemplazo es recomendable que el estudio se base en un horizonte de planeación finito. Así entonces, el horizonte de planeación es el lapso de tiempo futuro que se considera en el análisis.

C A P IT A LC A P IT A L O P E R A C IO N A L E SO P E R A C IO N A L E S M A N T E N IM IE N T OM A N T E N IM IE N T O P ER D ID A D E C A L ID A DP ER D ID A D E C A L ID A DY P R O D U C T O SY P R O D U C T O S

C O S T O C IC L O D E V ID A T O T A L

C A P E X O P E X

C A T E G O R IA S D E C O S TO S

E L E M E N T O S D E C O S TO S

IN C L U Y E :D is e ñ o

D e s a rro llo

C o m p ra d e P la n ta

In s ta la c ió n

E n treg a

E n tren a m ie n toP e rso n a l d e P la n ta

M a n u a le s y D o cu m e n tac ió n

H e rra m ie n ta s y F a c ilid a d e sd e M a nte n im ie n to

In ve n tar io in ic ia l d e E q u ip o sd e R e sp a ld o

IN C L U Y E :O p era d ore sd e P la n ta

L a b o r

In g e n ie ro s

P e tro le oE n e rg ía G a s

E le c tr ic id a d

V a p o r

A g u a

E tc .

IN C L U Y E :

L a b o r

M a te r ia le s

In v e n ta r io E q u ip o s d e R e sp a ld o

C o s to s (a lm a ce n a m ie n to)

In g e n ie r ia d e S o p o rte

C o s to s (ta lle re s d e tra ba jo)

C o n tra t is ta s

G e re n c ia, A d m in is tra c ió n y S ta ff (p la n if ic a d o re s, s u p e rv iso re se io n g e n ie ro s)

D E B ID O A :

V a lor P re se n teA ju sta d o p or In f la c ió n

C A P IT A LC A P IT A L O P E R A C IO N A L E SO P E R A C IO N A L E S M A N T E N IM IE N T OM A N T E N IM IE N T O E V E N T O S N O D E S E A D O S


C A P E X O P E X




D e s a rro llo


In s ta la c ió n

E n treg a



H e rra m ie n ta s y F a c ilid a d e s

IN C L U Y E :


F a lla s

P a ro s

A cc id e n te s , … . e tc

P é rd id a s d e V id a sH u m a n a sIm p a c to A m b ie n ta l

C A P IT A LC A P IT A L O P E R A C IO N A L E SO P E R A C IO N A L E S M A N T E N IM IE N T OM A N T E N IM IE N T O P ER D ID A D E C A L ID A DP ER D ID A D E C A L ID A DY P R O D U C T O SY P R O D U C T O S


C A P E X O P E X




D e s a rro llo


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H e rra m ie n ta s y F a c ilid a d e sd e M a nte n im ie n to

In ve n tar io in ic ia l d e E q u ip o sd e R e sp a ld o

IN C L U Y E :O p era d ore sd e P la n ta

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C A P E X O P E X




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P é rd id a s d e V id a sH u m a n a sIm p a c to A m b ie n ta l



Rev. 0

La tecnología:

En un análisis de reemplazo de equipo es necesario tomar en cuenta la tecnología de aquellos equipos que son candidatos a reemplazar a aquellos bajo análisis. Es decir, se espera que haya alguna obsolescencia del equipo viejo con respecto a los equipos nuevos. En tales casos, vale la pena analizar si la reducción en tiempo y aumento de eficiencia del nuevo equipo justifica reemplazar al actual.

Comportamiento de los ingresos y los gastos:

Para el caso específico de instalaciones y/o equipos de la industria petrolera, el incluir los ingresos o como afecta la inflación a los ingresos y a los gastos, tienen poca relevancia en el análisis por lo que se recomienda que esas variables sean excluidas del estudio de reemplazo; sólo los costos se deberán tomar en consideración para el análisis de Vida Útil Remanente.

Disponibilidad de Capital:

Es obvio que las fuentes de financiamiento que la empresa utiliza para emprender sus proyectos de inversión son limitadas, por esto es que, no tomar en cuenta estas consideraciones puede originar que un reemplazo que ya ha sido justificado no se pueda emprender por falta de fondos.

Inflación:

En épocas inflacionarias el acceso a pasivos de largo plazo es muy limitado puesto que la tasa de inflación es mayor a la tasa de interés que las instituciones bancarias ofrecen los diferentes tipos de inversión, disminuye la falta de capitalización de parte de estas. Al disminuir la oferta de préstamos, las empresas deben crecer al ritmo de sus utilidades generadas.

Costos por Baja Confiabilidad:

Los costos por baja confiabilidad son un punto muy importante en el análisis económico del ciclo de vida, es por ello que se desarrolla este punto a continuación de manera más extensa. La forma de cálculo de estos costos se explica en detalle en el Anexo 1 de esta Guía.



Rev. 0

4.4.2 Identificación de Necesidad de Análisis:

Es necesario entender que la idea de analizar un ítem (Instalación, Sistema o Equipo) se determina tomando en cuenta las recomendaciones surgidas de un análisis de riesgo, dentro de los que se encuentran el Análisis de Criticidad (AC), Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC), Inspección Basada en Riesgos (IBR) o Análisis Causa Raíz (ACR), entre otras.

Dentro de las recomendaciones de los análisis de confiabilidad, anteriormente mencionados, pueden incluir la necesidad de determinarle la vida útil remanente (o el tiempo de vida útil que le queda a un ítem antes de que rebase, por descenso, los mínimos niveles de suficiencia y aptitud para la operación para la que fue diseñado, que el mantenimiento sea excesivo, que su eficiencia sea decreciente, así como su antigüedad) para determinar su reemplazo inmediato o en el momento optimo de ejecutar el mismo.

Adicionalmente el reemplazo de un ítem puede ser requerido por Insuficiencia, esto es cuando la capacidad de un activo físico sea inadecuada para prestar los servicios que se esperan de él. El activo físico puede estar funcionando, ser eficiente y moderno, pero la necesidad de mayor o menor capacidad puede llevar a la necesidad de reemplazar o adicionar un nuevo activo.

Por otra parte, existen las siguientes razones que pueden generar la necesidad de un Análisis de Vida Útil Remanente (VUR):

a) Reemplazo por mantenimiento excesivo:

Se dice que debe hacerse un reemplazo por mantenimiento excesivo cuando los desembolsos económicos para mantener funcionando a un activo se hacen tan excesivos que se hace necesario hacer un análisis para determinar si el servicio requerido podría ser suministrado más económicamente con otras alternativas.

b) Reemplazo por Eficiencia decreciente:

Normalmente, los activos físicos trabajan a un máximo rendimiento en los primero años de su vida, sin embargo, este rendimiento va disminuyendo con el uso y la edad; así, cuando los costos que se originan por la ineficiencia del activo, conviene investigar si existen otro tipo de activos en el mercado con los cuales se puede obtener el mismo servicio a un costo menor.



Rev. 0

c) Reemplazo por Antigüedad (Obsolescencia):

La obsolescencia es la caída en desuso de máquinas, equipos y tecnologías, motivada no por un mal funcionamiento del mismo, sino por un insuficiente desempeño de sus funciones en comparación con las nuevas máquinas, equipos y tecnologías introducidos en el mercado. La obsolescencia puede deberse a diferentes causas, aunque todas ellas con un trasfondo puramente económico, esto debido, entre otros, a la indisponibilidad de refacciones. La obsolescencia es, también, consecuencia directa de las actividades de investigación y desarrollo que permiten en tiempo relativamente breve fabricar y construir equipos mejorados con capacidades superiores a las de los precedentes.

d) Reemplazo por una combinación de factores:

A medida de que aumenta la edad del equipo es de esperar que disminuya la eficiencia y rendimiento mientras aumenta el mantenimiento requerido, por lo que, en la mayoría de los casos, es una combinación de factores lo que conduce a un reemplazo del mismo. Además entre más antiguo sea un equipo, más modernos y ventajosos serán los equipos nuevos disponibles en el mercado.

Es necesario mencionar, que esta metodología puede ser aplicada a cualquier y/o todos los ítem en general, una vez que se hayan analizado los ítem prioritarios de acuerdo a los análisis de confiabilidad anteriormente indicados.

4.5. Recopilación y Tratamiento de Datos:

Dada la naturaleza de los Análisis de Vida Útil Remanente, los mismos no pueden ser desarrollados bajo un enfoque unilateral, su éxito se fundamenta en la participación activa de las personas claves que posean el conocimiento y pericia adecuada para el desarrollo del análisis, esta participación no es “a tiempo completo” en todos los casos, pero es regularmente necesaria la intervención puntual de diferentes áreas del conocimiento. La recolección de datos es de gran importancia para la realización de un análisis efectivo.

Esta etapa consiste en la recopilación y compilación de la información necesaria para poder conocer el funcionamiento y operabilidad de los sistemas que conforman los ítem objeto de análisis, los flujos de caja asociados, las fallas mas frecuentes presentadas en los equipos, sus impactos, los mecanismos de deterioro presentes, las estrategias de mantenimiento y actividades de inspección y las acciones de mitigación que se practican



Rev. 0

actualmente, de allí la importancia de la búsqueda y el aporte de la mayor información posible para la evaluación. Adicionalmente, esta información es especialmente útil para determinar opciones o alternativas de reemplazo, en su caso.

Dentro de los datos mínimos a recopilar se encuentran los siguientes:

• Inversión.

• Costos de capital asociados a la inversión.

• Valor en libros del activo.

• Valor de rescate o recuperación del activo en el año de análisis.

• Depreciación.

• Tasa de descuento.

• Vida útil original según diseño o fabricante.

• Vida útil remanente contable.

• Costos Inherentes

o Costos de operación.

o Costos de mantenimiento.

• Costos Relativos

o Costos por Baja Confiabilidad

− Número de ocurrencia por Fallas anuales.

− Precios de hidrocarburos

− Pronósticos de producción.

− Cálculo de costo por Fallas

• Información Genérica

• Tasa de Impuestos

Muchos de los términos indicados anteriormente, son de naturaleza probabilística. Por esta razón, es necesario desarrollar conceptos y aplicaciones básicas de probabilidad.



Rev. 0

Los análisis económicos planteados que adicionalmente toman en cuenta el término “Riesgo” tienen como objetivo fundamental hacer inferencias cuantificadas sobre futuros eventos; en forma de predicciones o pronósticos, basados en el análisis de toda la información disponible (histórica y técnica) del pasado y del presente.

La Estadística Descriptiva por su parte, provee las herramientas y modelos necesarios para organizar, describir y representar matemática y gráficamente, tanto la información disponible, como las predicciones o pronósticos resultantes del análisis. En otras palabras la Probabilidad y la Estadística Descriptiva constituyen los pilares matemáticos fundamentales para el manejo probabilístico de variables.

En el Anexo 2 de esta Guía se desarrolla el uso del manejo probabilístico de variables.

Por otra parte las bases de datos genéricas como OREDA, PARLOC, WELL MASTER; pueden ser fuentes de información para estos análisis cuando no se dispone de información suficientemente “robusta”. Una buena referencia del uso de estas bases de datos se explica en detalle en la referencia de esta guía.

4.5 Desarrollo de la Metodología:

Realizar un análisis de Vida Útil Remanente de un activo tiene como objetivo determinar el momento en el tiempo en que un activo debe ser remplazado para minimizar los costos inherentes al mismo (operación y mantenimiento), sin embargo, también debe tomarse en cuenta que el reemplazo de un activo viejo, tiene asociados costos de retiro al momento de ser reemplazado, además, la inversión que se realiza en diseño, adquisición e instalación del nuevo activo que se implementa; por lo que el reemplazo del equipo viejo y sus costos en suma, pueden o no minimizar los costos inherentes y totales, con respecto al activo viejo.

Los resultados de un Análisis de Vida Útil Remanente no tienen sentido, si no se realizan recomendaciones sobre qué hacer con el o los activos que se someten al mismo; y para llegar a alguna recomendación se debe pasar por algunas etapas de análisis, eligiendo un escenario de un conjunto de escenarios alternativos, y cada uno de ellos defina claramente el curso de acción a seguir.

En primer lugar se debe determinar la vida económica del activo en estudio y, posteriormente, conociendo la vida económica, determinar el momento de reemplazo del mismo.



Rev. 0

Para realizar un estudio de Análisis de Vida Útil Remanente es necesario tomar en cuenta la problemática que lleva a realizar el reemplazo de un equipo, se deben tomar algunas consideraciones.

Primeramente para que un equipo sea candidato de Análisis de Vida Útil Remanente (VUR), es necesario que pase por otras metodologías que lo señalen como un equipo, que por sus características de operación, mantenimiento y niveles de confiabilidad y/o riesgo, es digno de tomarse medidas extraordinarias para mantenerlo bajo las normas de operación establecidas. Una vez que el equipo es señalado por alguna de las metodologías mencionadas (Análisis de Criticidad, Análisis Causa Raíz, Inspección Basada en Riesgo, Redimensionamiento de Instalaciones, Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, entre otras), entonces se le puede aplicar el Análisis de Vida Útil Remanente.

El Análisis de Vida Útil Remanente se lleva a cabo en dos fases:

• Fase I: Determinando la vida económica del activo. En esta fase se trata de determinar por adelantado el servicio de la vida económica (periodo durante el cual se optimiza el valor anual equivalente) de un activo. En resumen, se desea determinar por adelantado el periodo óptimo de reemplazo del activo o Vida Útil Remanente Anticipada como se encuentra descrito el diagrama mostrado en la Figura 2.

• Fase II: Llevando a cabo el análisis de reemplazo del activo actual. Determinando si conviene mantener el activo viejo (algunas veces llamado defensor) o reemplazarlo por uno nuevo (algunas veces llamado retador) o si se puede retrazar aun mas ese reemplazo.

Realizar un análisis de la vida económica de un activo se puede realizar en dos tiempos diferentes.

a) El primero, desde el momento de planeación y/o implementación reciente, lo cual es determinar el ciclo de vida del activo (este es el caso en el que se va a instalar un activo nuevo o se ha instalado recientemente). La información de referencia, deberá ser información histórica existente de activos de similares características y con las mismas condiciones de operación que el activo que se planea instalar. Otra forma es realizando estimados de costos tomando en cuenta el horizonte de planeación del análisis. En este caso, la Vida Económica se determina mediante el cálculo de diferentes tiempos de permanencia del activo.



Rev. 0

b) Segundo, en una edad avanzada de la Vida Útil del activo, es decir, puede

determinarse el tiempo de Vida Útil Remanente (o vida económica remanente) asociada a dicho activo en cualquier punto en el tiempo del Ciclo de Vida Útil (en el caso en el que un activo ya está en uso y se desea saber cuando dejar de usarlo). La información que se usa es muy parecida al análisis que se hace cuando se evalúa un ítem en el momento de planeación. La diferencia estriba en que, para los primeros años, desde el momento de planeación e instalación hasta el momento en que se analiza el ítem, ya se cuenta con registros de costos reales, los cuales permitirán a los analistas establecer un pronóstico más acertado sobre los flujos de los años siguientes y hasta el fin de la Vida Útil del ítem; además, los costos relativos, respecto a nuevos activos serán más significativos dada la edad del ítem en evaluación.

4.5.1 Determinación de la vida económica de un activo o Cálculo de la Vida Útil Remanente Anticipada. Este tipo de análisis se usa normalmente para determinar por anticipado la Vida Útil Remanente de activos. Y se deben considerar los siguientes costos básicos: a) Inversión inicial. b) Costos inherentes al activo (operación, mantenimiento). c) Costos relativos a modelos mejorados (costos por baja confiabilidad). Estos

últimos se pueden considerar costos de oportunidad (lo que se deja de ahorrar [ganar] por no tener el mejor activo disponible en el mercado) por lo que no constituyen un desembolso real.

El punto óptimo de reemplazo del activo estaría definido por la Ecuación (4) que se muestra a continuación:

)%,,/()1(

)(.......)1(

)1(1

NiPAi

tBFFi

tCICRtDPMin N

NNNN

j jjjj

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−−++

+

−−−+− ∑ =

(4)*

Donde:

* Nota: Esta formula se usa cuando se quiere determinar por anticipado la Vida Útil Remanente de un ítem y cuando se desea hacer un Análisis de Reemplazo.



Rev. 0

i = Tasa de descuento TREMA (Tasa de Rendimiento

Mínima Aceptable)

P = Inversión Inicial en el activo Dj = Depreciación del activo en el año j CIj = Costos Inherentes del activo en el año j CRj = Costos Relativos del activo en el año j; los cuales incluyen los costos por baja confiabilidad. t = Tasa de impuestos FN = Valor de rescate del activo en el año j BN = Valor en libros del activo al final del año N N = Periodo óptimo de tiempo a permanecer con el activo.

1)1()1(),,/(−+

+= N

N

iiiNiPA (5)

NiNiFP

)1(1),,/(+

= (6)

La Figura 4 muestra gráficamente el modelo mencionado en la ecuación (4), y en el mismo puede destacarse tres curvas que varían en el tiempo: • La curva del costo anual equivalente de los costos inherentes (incluyendo

costos por baja confiabilidad) y relativos. Esta curva se incremente en el tiempo debido a que los costos de operación y mantenimiento se incrementan con el tiempo.

• La curva del costo anual equivalente de la inversión. Esta curva disminuye

en el tiempo debido a que el costo de la inversión se “diluye” en un tiempo mayor.

• La curva de costo total anual equivalente, que resulta de la suma punto a punto de las curvas anteriores. El “mínimo” de esta curva, representa el “mínimo impacto posible en el negocio” y esta ubicado sobre el valor que puede traducirse como el punto optimo en el tiempo para la realización del reemplazo del ítem.



Rev. 0

Punto Optimode Reemplazo

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

Bs)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

Bs)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20

INTERVALO DE TIEMPO (ANOS)

COSTO ANUAL EQUIVALENTEDE LOS COSTOS INHERENTESY RELATIVOS DEL ACTIVO

COSTO ANUAL EQUIVALENTECOSTO ANUAL EQUIVALENTEDE LOS COSTOS INHERENTESDE LOS COSTOS INHERENTESY RELATIVOS DEL ACTIVOY RELATIVOS DEL ACTIVO

COSTO ANUAL EQUIVALENTEDE LA INVERSION

COSTO ANUAL EQUIVALENTECOSTO ANUAL EQUIVALENTEDE LA INVERSIONDE LA INVERSION

)%,,/()1(

)(.......)1(

)1(1

NiPAi

tBFFi

tCICRtDPMin N

eNNNN

j jjjj

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−−

+++

−−−+− ∑=

)%,,/()1(

)(.......)1(

)1(1

NiPAi

tBFFi

tCICRtDPMin N

eNNNN

j jjjj

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−−

+++

−−−+− ∑ =

COSTO TOTAL ANUAL EQUIVALENTE

COSTO TOTAL ANUAL COSTO TOTAL ANUAL EQUIVALENTE EQUIVALENTE

(Para diferentes tiempos de permanencia)

FIGURA 4. Punto Óptimo de Reemplazo

Un desplazamiento hacia la derecha de este punto implicaría “asumir mucho riesgo” y un desplazamiento hacia la izquierda del mismo implicaría “gastar demasiado dinero” en reemplazos anticipados.

De este análisis resulta el punto óptimo en el tiempo para realizar el reemplazo del activo calculado en forma anticipada.

4.5.2. Análisis de Reemplazo del Activo Actual:

Este tipo de análisis se realiza cuando se tiene un activo en uso y se desea determinar el tiempo adicional que se debe permanecer con dicho activo, es decir, se trata de determinar su fecha de reemplazo; si se ha desarrollado un Análisis de Vida Útil Remanente Anticipado, se deben tomar acciones de reemplazo de acuerdo a dicho análisis; o realizar un análisis adicional con información real o histórica del ítem y verificar los resultados del análisis anterior.

Para los casos en los que no se haya hecho un análisis de VUR Anticipada, y/o los ítems a analizar ya se encuentren en una edad avanzada de su Vida Útil,



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es necesario realizar un Análisis de Vida Útil Remanente, para precisar en qué momento de su vida económica se encuentra y, para determinar si el punto de reemplazo del ítem se dio en el pasado o se encuentra por alcanzarse, o mejor aun, si ese punto óptimo de reemplazo en el tiempo aun se encuentra distante en el futuro.

El problema de realizar este tipo de análisis es fijar el horizonte de planeación, por existir múltiples escenarios de análisis, y para cada escenario se tienen diferentes reglas. A continuación se mencionan los escenarios que se pueden presentar dada la Vida Útil Remanente del Activo en uso y la Vida económica del equipo que se planea adquirir como reemplazo.

Para clarificar los escenarios de planeación que se pueden dar, es necesario que se usen, de manera convencional, los siguientes nombres para el equipo en uso y el equipo que se planea adquirir.

Activo en uso = Defensor

Se le llama así, porque este ya se encuentra el uso y es el que defenderá económicamente su permanencia.

Activo a adquirir = Retador

Se le llama así, porque éste será el que entrará en uso en caso de que al compararse de manera económica, tenga un Costo Anual Equivalente (CAE), menor que el del Defensor.

En ese tipo de análisis existen variantes de cómo determinar la fecha de reemplazo de un activo, y son las siguientes:

a) Vida remanente del defensor mayor o igual a la vida económica del retador:

Este es el caso, en el que la Vida Útil Remanente del Defensor sea mayor o igual a la vida económica del Retador. Bajo este argumento, lo que se hace es fijar el Horizonte de planeación igual a la Vida Útil Remanente del Defensor. Es fácil comparar cuando la Vida Útil Remanente del defensor es idéntica a la vida económica del retador, ya que el análisis se limita a



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comparar directamente el Costo Anual Equivalente de ambos, ya que tienen el mismo horizonte de planeación. Cuando la Vida Útil Remanente del defensor es mayor que la vida económica del retador es igualmente lógico determinar como horizonte de planeación, la vida económica del retador, ya que el tiempo a permanecer con el activo nuevo, es precisamente su vida económica.

Al fijar la vida económica del retador como horizonte de planeación, se realiza el cálculo para ambas alternativas (defensor y retador) y se elige la alternativa que minimice el Costo Anual Equivalente.

FIGURA 5: Vida remanente del defensor mayor o igual a la vida económica del retador.

En la Figura 5, se puede observar que la Vida Útil Remanente del defensor es de ocho años y la Vida Económica del retador es de cinco años. Por lo que se deberá tomar como horizonte de planeación, o comparación, la segunda; que son cinco años del retador.

b) Vida remanente del defensor menor a la vida económica del retador.

Cuando la vida remanente del defensor es menor que la vida económica del retador, es necesario desarrollar un mecanismo dinámico de calculo.

En la Figura 6, se puede observar que la Vida Útil Remanente del defensor es de tres años y la Vida Económica del retador es de seis años. Por lo que se deberá tomar como horizonte de planeación, o comparación, la segunda; que son seis años del retador.

Retador

Defensor

Año8

Año7

Año6

Año5

Año4

Año3

Año2

Año1Activo

Retador

Defensor

Año8

Año7

Año6

Año5

Año4

Año3

Año2

Año1Activo



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FIGURA 6: Vida remanente del defensor menor a la vida económica del defensor

En el ejemplo anterior, se tiene un defensor con una Vida Útil Remanente de 3 años, y un retador con vida económica de 6 años. Se establece el horizonte de planeación en 6 años y se analizan múltiples escenarios, de permanencia en años de los activos, que se deben tomar en cuenta para el análisis de reemplazo; y dichos escenarios son los siguientes: Para este ejemplo, en el escenario número 1, indica que se debe hacer un análisis económico donde el defensor permanecerá 3 años más a partir del presente, y que será sustituido por el retador, una vez terminada la Vida Útil Remanente del defensor.

El escenario 4, indica que se debe hacer un análisis económico, donde el defensor es reemplazado inmediatamente por el retador; así, sólo los costos del retador se tomarán en cuenta.

TABLA 1: Escenarios de Análisis

Para determinar el momento de reemplazo del defensor (activo actual), se debe elegir el escenario que minimice el Costo Anual Equivalente.

604

513

422

331

Permanenciadel Retador

Permanenciadel Defensor

Escenario

604

513

422

331

Permanenciadel Retador

Permanenciadel Defensor

Escenario

Retador

Defensor

Año8Año7

Año6

Año5

Año4

Año3

Año2

Año1Activo

Retador

Defensor

Año8Año7

Año6

Año5

Año4

Año3

Año2

Año1Activo



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4.5.3 Determinación de Flujos de Efectivo:

Para la evaluación de la Vida Útil Remanente (VUR) se utiliza el método del costo anual equivalente indicado anteriormente, para su aplicación algunos de los valores o flujos de caja pueden ser estimados de acuerdo a como se indica a continuación:

COSTOS INHERENTES:

Costo de Operación (CO)

El costo anual por de Operación sería:

CO = (CE + CMO + CMP + otros) (7) Donde: CE = Costo anual de la energía consumida. CMO = Costo anual de la mano de obra en la operación. CMP = Costo anual del mantenimiento preventivo. Dentro de “otros” se incluyen los que pueden surgir otros costos operativos anuales, que incluyen todos los costos anuales recurrentes para mantener en servicio los equipos, como el costo de almacenamiento, las primas de seguros y los impuestos. Costo Anual de Mantenimiento Mayor - Overhaul (CMM): El costo anual de disposición de una instalación de reparación mayor para los equipos es:

CMM = Costo Total / Frecuencia de Ejecución (8)

Dentro de los Análisis de Vida Útil Remanente se incluye mantenimiento de tipo Overhaul, los cuales afectan en dos sentidos a los indicadores de esta



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metodología; primero, al momento de reemplazo de los ítems y, segundo, al comportamiento de los costos relativos y los costos por baja confiabilidad.

En le primer caso, el reemplazo puede retrazarse periodos adicionales respecto a los que se tenían programados originalmente; esto dependerá del estado de restauración en la que haya quedado el equipo después de recibir este tipo de mantenimiento.

En el segundo caso, los costos disminuirán debido a que después de aplicar un mantenimiento de tipo Overhaul, el número esperado de fallas disminuirá también, y esto también dependerá del estado de restauración en la que haya quedado el equipo después de recibir este tipo de mantenimiento.

Costo por Baja Confiabilidad (CBC) Este costo puede ser calculado o estimado según lo indicado en el Anexo 1 de esta guía, o puede ser obtenido de un análisis RAM (Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad) ejecutada en el equipo objeto del análisis. En todo caso el valor de este flujo de caja se determinara de la siguiente manera:

CBC = ∑=

m

ii xCiFr

1 (9)

Donde: m = Número de Modos de Falla. Fri = Número Esperado de Falla o Probabilidad de falla (según aplique) para

cada modo de falla. Ci = Consecuencias de Costo anual del mantenimiento preventivo para cada

modo de falla. Estos costos por Baja Confiabilidad en todo caso están asociados a eventos no deseados como fallas, accidentes, paros por fallas de suministro externo, multas, etc. Por otra parte, asociados a estos eventos no deseados deben existir consecuencias, las cuales que deben ser adecuadamente calculadas según lo que se menciona.



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Costo anual de penalización por Pérdida de Eficiencia (CPE):

En este caso se refiere a los costos de penalización causados por la pérdida de eficiencia del ítem. Este costo se calcula a partir de la siguiente expresión:

CPE = IP x TPE (10)

Donde: IP: Impacto en producción (escenario de perder en un 100% la eficiencia). TPE: Tasa promedio de pérdida de eficiencia en el período de evaluación

definido (año) en %.

COSTOS RELATIVOS:

Los costos relativos se refieren al costo por perdidas de oportunidad de seguir operando con el ítem actual comparando con los beneficios de operar con un ítem mejorado.

Esta comparación se puede ver gráficamente en la Figura 5.

FIGURA 7: Comportamiento de los costos Inherentes y Relativos del ítem bajo análisis

5. REGISTROS

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

USD

)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

CO

STO

PO

R A

ÑO

(MM

USD

)

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 14 15 16 17 18 19 20

INTERVALO DE TIEMPO (ANOS)

COSTO DEL ACTIVO MEJORADOCOSTO DEL ACTIVO MEJORADOCOSTO DEL ACTIVO MEJORADO

COSTOS INHERENTES DEL ACTIVOCOSTOS INHERENTES DEL ACTIVOCOSTOS INHERENTES DEL ACTIVO

COSTO RELATIVOSCOSTO RELATIVOSCOSTO RELATIVOS



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Se recomienda que los registros y documentos resultantes de la aplicación de la metodología para cualquier tipo de activo (instalaciones / procesos / sistemas / equipos), deben mantenerse en un expediente titulado “Reporte de Vida Útil Remanente” y de preferencia en archivo electrónico y conservado durante la vida útil de la ubicación técnica (equipos) o la instalación, de manera que permita su consulta y revisión periódicamente o cuando sea requerido.

La custodia de los registros y demás documentos generados será responsabilidad del Coordinador de Mantenimiento del Área, quién además será el responsable de administrar y controlar los registros.

Las acciones recomendadas se deberán registrar en un formato que contenga la siguiente información relacionada con las acciones correctivas propuestas: el costo de estas acciones, el tiempo de ejecución, el responsable de llevarlas a cabo y los beneficios obtenidos de su aplicación.

La información deberá estar disponible para el personal de Mantenimiento, Soporte de Operaciones e Instalaciones y Seguridad, en un archivo compartido de consulta.

6. REFERENCIAS 6.1. Reliability and Risk Management S.A (R2M S.A) - "Confiabilidad Integral:

Sinergia de Disciplinas" - Universidad Simón Bolivar - Caracas - Vzla – 2006.

6.2. Aranguren, J., Bravo, J., Materán, E., Medina, R., - “Generación de Planes Óptimos de Inspección para Equipos Estáticos en Instalaciones Petroleras” - Reliability and Risk Management S.A. – Venezuela 2006.

6.3. Bravo, J,; “Modelo Costo Riesgo para Optimizar la Estrategia de Ejecución de los Proyectos de Mantenimiento de Equipos Estáticos de las Estaciones de Flujo Ubicadas en el Lago de Maracaibo”. 2002.

6.4. Materán, E.; “Modelo para el Proceso de Toma de Decisiones Basado en el Análisis de Costos del Ciclo de Vida Para Proyectos de Mantenimiento de Equipos Estáticos”. 2003.

6.5. Yañez, Medardo, Semeco, Karina, Medina Nayrih – “Enfoque Práctico para la Estimación de Confiabilidad y Disponibilidad de Equipos, con base en Datos Genéricos y Opinión de Expertos” – Reliability and Risk Management S.A – Venezuela 2005.

6.6. Norsok O-CR-001 Life Cycle Cost for Systems And Equipment Rev. 1, April 1996



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6.7. Norsok O-CR-002 Life Cycle Cost for Production Facility Rev. 1, April 1996.

6.8. Yañez, M., Joglar, F., Modarres, M.; “Generalized renewal process for analysis of repairable systems with limited failure experience”. Department of Materials and Nuclear Engineering, Center for Technology Risk Studies, University of Maryland, 2100 Marie Mount Hall, College Park, MD 20742-7531, USA. Received 24 August 2001; accepted 29, April 2002.

6.9. Coss, Raúl , Análisis y evaluación de proyectos de inversión, Instituto Tecnológico de estudios Superiores de Monterrey (ITESM) 1994.

6.10. Yañez, Medardo - Gómez de la Vega, Hernando - Valbuena, Genebelin, Ingeniería de Confiabilidad y Análisis Probabilístico de Riesgo – ISBN 980-12-0116-9 - Junio 2003.



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ANEXOS



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ANEXO 1

Costos por Baja Confiabilidad

Los costos por baja confiabilidad están asociados a la fallas que puedan presentarse durante la vida del activo, estas fallas tendrán una serie de consecuencias asociadas por lo que el término “Riesgo” puede ser aplicado como un flujo de caja negativo asociado a dichos probables egresos.

La palabra riesgo esta relacionada a la pérdida potencial asociada a un evento con probabilidad, no despreciable, de ocurrir en el futuro. Matemáticamente hablando, el riesgo es la multiplicación de la probabilidad de ocurrencia de un evento por sus consecuencias.

Riesgo(t) = Prob. de Falla(t) x Consecuencias (1.1)

El riesgo, se comporta como una balanza, que permite pesar la influencia de ambas magnitudes (Probabilidad de Falla y Consecuencia de la Falla) en una decisión particular.

FIGURA 1.1: Relación entre Análisis de Confiabilidad y Análisis de Riesgo.

CONFIABILIDAD / PROB. DE FALLA CONSECUENCIAS

RIESGORIESGO

RIESGO= PROB. DE FALLA X CONSECUENCIA DE LA FALLA RIESGO=(1-CONFIABILIDAD) X CONSECUENCIA

BASADA EN LAHISTORIA

(ESTADISTICA DELPROCESO/SISTEMA)

BASADA EN LACONDICION

(MONITOREO DELPROCESO/SISTEMA)

BASADO EN ELCONOCIMIENTOEMPIRICO DEL

PROCESO

PERDIDAS DEPRODUCCION

COSTO DEREPARACION

IMPACTOAMBIENTAL

IMPACTO PERSONAS

PERDIDAS DEMERCADO

PERDIDAS DEVENTAJAS

TECNOLOGICAS

PERDIDAS DEREPUTACION



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La Figura 1.1 muestra claramente que para calcular riesgo, deben establecerse dos (2) vías, una para el cálculo de la confiabilidad y/o la probabilidad de fallas, con base a la historia de fallas o con base a la física del deterioro; y otra para el cálculo de las consecuencias. En todo caso, el análisis de confiabilidad es parte del análisis probabilístico de riesgo.

Estimación de la Confiabilidad y/o Probabilidad de Falla:

En análisis de riesgos cuando se habla de “probabilidad de ocurrencia”, se refiere por defecto a la “probabilidad de ocurrencia de un vento no deseado”. En la categoría de “eventos no deseados” caben, entre otros, eventos tan diversos como:

• Fallas de equipos y sistemas • Accidentes • Catástrofes naturales • Huelgas; confrontaciones políticas y guerras • Desaciertos en general

Por esta razón se puede inferir que para estimar la probabilidad de ocurrencia de eventos como los mencionados; se han desarrollado técnicas específicas para cada caso; dada la naturaleza del evento bajo estudio y dependiendo del tipo de información disponible. Las técnicas mas conocidas son las desarrolladas para el cálculo de la probabilidad de ocurrencia de fallas; de accidentes y de catástrofes naturales. Los cálculos o estimaciones de probabilidad de ocurrencia de un evento no deseado; se hacen para resolver la ecuación; y finalmente estimar el riesgo asociado a este evento. Ahora bien; resolver la Ecuación (1.1) implica la estimación de las probabilidades de ocurrencia de todos los escenarios que conducen a un evento no deseado en particular. La Figura 1.1 nos muestra que las estimaciones de probabilidad se hacen generalmente recurriendo a tres tipos o fuentes de información:

• Información Histórica: constituida por la historia disponible de

ocurrencias previas de los escenarios que generan el evento bajo análisis



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• Información de Condiciones de Estado o de Monitoreo del Deterioro: constituida fundamentalmente por la información sobre parámetros claves que dan información sobre el deterioro que puede conducir a los escenarios que generan el evento bajo análisis

• Información Empírica Genérica u Opinión de Expertos: constituida

por la experiencia sobre eventos similares, recopilada en la mente de expertos o en bases de datos estructuradas para tal fin. A continuación se muestran los métodos o herramientas específicas para procesar estas fuentes de información

1. Estimación de Probabilidades de Ocurrencia con Información Histórica Es la rama de la confiabilidad que estudia la variable aleatoria “tiempo para la falla”. El insumo básico para este tipo de análisis son bases de datos donde se almacenan las historias de fallas (tiempos de fallas y tiempos de reparación) de equipos. La confiabilidad basada en la estadística de fallas tiene dos grandes áreas de estudio; una que se enfoca en equipos no reparables y otra para equipos reparables.

Los equipos no reparables tienen las siguientes características fundamentales:

• Su condición operativa no puede ser restaurada después de una falla. • Su vida termina con una “única” falla y debe ser reemplazado. • La variable aleatoria de interés es el tiempo para la falla • Para caracterizarlo probabilísticamente se requiere estimar la tasa de

fallas ּג(t)

Dentro de los equipos no reparables muchos exhiben tasas de falla constantes y su comportamiento esta definido por la Distribución Exponencial, mientras que para sistemas en los cuales la función de falla no es constante en el tiempo existen alternativas diferentes al uso de la distribución exponencial, tales como, las distribuciones Weibull, Log-Normal, Normal, Gamma, Beta, entre otras. Por su parte, un equipo reparable es aquel cuya condición operativa puede ser restaurada después de una falla, por una acción de reparación diferente al



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reemplazo total del mismo. Un equipo reparable tiene las siguientes características fundamentales:

• Su condición operativa puede restaurarse después de fallar, con una

reparación. • En su vida puede ocurrir más de una falla. • La variable aleatoria de interés es el Número de Fallas en un período

específico de tiempo. • Para caracterizarlo probabilísticamente se requiere estimar la “tasa de

ocurrencia de fallas λ(t)” y la “tasa de reparación μ(t)”.

Además de la confiabilidad se requiere calcular la disponibilidad, que es la probabilidad de que el equipo esté disponible (es decir, que no esté en reparación) a un tiempo “t”. Para calcular disponibilidad se requiere analizar estadísticamente los tiempos para la falla, y los tiempos en reparación. En el caso de los sistemas reparables, hasta 1996 estaban definidos dos procesos de punto estocástico para modelar su tratamiento; el primero, considera la reparación hacia su condición original, todo basado en el Proceso Ordinario de Renovación (independiente e idénticamente distribuido), el segundo considera una reparación mínima basando sus cálculos mayoritariamente en el Proceso no Homogéneo de Poisson. A partir de 1996, se ha propuesto un nuevo desarrollo para tomar en cuenta los estados diferentes a los indicados anteriormente, el cual está basado en un modelo probabilístico denominado “Proceso Generalizado de Restauración”.

a) Estimación de probabilidades de ocurrencia con información de condición de estado:

Esta opción para la determinación de las probabilidades de ocurrencia de eventos no deseados ha sido desarrollada y mayoritariamente aplicada para estudiar fallas de equipos y componentes.

Esta opción cobra especial relevancia cuando se dispone de información de las condiciones físicas del equipo o componente considerado en el análisis de riesgo. Entonces es posible utilizar la información disponible de la condición de estado del mismo para estimar la probabilidad de falla.

En este enfoque; se entiende la falla como la última fase de un proceso de deterioro. Además, se entiende que en el equipo o componente es posible medir uno o varios parámetros relevantes que “hablan” o dan información



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sobre la condición del mismo. Se entiende que midiendo este o estos parámetros; es posible inferir el avance del deterioro en el equipo o componente.

Algunos ejemplos de lo anteriormente expuesto son:

• El espesor de pared; es el parámetro que tradicionalmente se mide para tener información sobre el avance del deterioro por corrosión en equipos estáticos.

• El tamaño de grieta; es el parámetro que se mide para ver el avance del deterioro por Corrosión por Hidrógeno en equipos estáticos en algunas aplicaciones especiales.

• La vibración medida en puntos críticos y el contenido de partículas metálicas en el aceite son los parámetros que se miden para inferir el avance del deterioro en equipos dinámicos.

La herramienta fundamental de cálculo para estimar probabilidades de falla con este tipo de información; es el teorema de interferencia esfuerzo – resistencia. Es altamente recomendable que el lector repase los conceptos, técnicas y ejemplos desarrollados en las mencionadas secciones, para el completo entendimiento de éste punto.

b) Estimación de probabilidades de ocurrencia con información genérica y opinión de expertos:

Las estimaciones de probabilidad de ocurrencia de fallas en equipos y sistemas, generalmente están sujetas a dificultades relacionadas con la disponibilidad de información; es decir, en muchas ocasiones no se tiene información histórica de fallas; o si se tiene es escasa o la misma proviene de equipos que aunque sean similares, están operando en condiciones diferentes y diversas (información heterogénea). Ante estas dificultades y la necesidad de hacer estimaciones más cercanas a la realidad, la industria se ha organizado y se ha colectado gran cantidad de información clasificada sobre fallas y reparaciones para todo tipo de equipos, que se ha almacenado en las llamados “bancos de datos de confiabilidad” o “bases de datos genéricos de fallas y reparaciones”. Entre los más usados se encuentran OREDA, PARLOC, WELL MASTER, IEEE etc.

A pesar de este esfuerzo, esta valiosa información no se usa extensivamente; en algunos casos porque no se conoce su existencia; pero en la mayoría de los casos, por no saber como usarla, en una forma estadísticamente correcta.



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El Teorema de Bayes, es el vehículo estadístico que permite aprovechar esta información “genérica” y la “opinión de expertos”, para mejorar las estimaciones de probabilidad de ocurrencia de fallas en los casos de información escasa o poco representativa.

2. Cuantificación de Consecuencias:

En análisis de riesgos el término “consecuencias” se refiere por defecto a “consecuencias asociadas a la ocurrencia de un vento no deseado”. Como se mencionó previamente, en la categoría de “eventos no deseados” caben, entre otros, eventos tan diversos como: fallas de equipos y sistemas, accidentes, catástrofes naturales, huelgas; confrontaciones políticas y guerras, etc.

Por esta razón el lector podrá inferir que para estimar las consecuencias de eventos como los mencionados; se han desarrollado técnicas específicas para cada caso; dada la naturaleza del evento bajo estudio.

Las técnicas mas conocidas son las desarrolladas para el cálculo de consecuencias de fallas; de accidentes y de catástrofes naturales. En el presente texto se hace especial énfasis en las técnicas para la estimación de las consecuencias de fallas en equipos y sistemas asociadas a sistemas de producción.

De manera similar a lo mencionado para el caso de estimación de probabilidades de ocurrencia de eventos; para las consecuencias deben evaluarse todos los posibles escenarios que conducirían a la ocurrencia del evento no deseado, lo que implica una evaluación de consecuencias diferenciada para cada escenario.

a) Consecuencias de una Falla

La consecuencia de una falla se entiende y se evalúa como el resultado de una falla; basado en la suposición de que dicha falla ocurrirá.

La consecuencia de una falla se define en función de los aspectos que son de mayor importancia para el operador; tales como el económico; el de seguridad y el ambiental.

Cada renglón debe ser evaluado y presentado por separado. Consecuencias en seguridad deben expresarse en términos de potenciales perdidas de vidas, mientras que las consecuencias económicas deben expresarse en términos financieros. Por su parte; las consecuencias ambientales pueden expresarse en términos de masa o volumen de contaminantes expulsado al ambiente o en



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términos financieros como el costo de limpiar los derrames, incluyendo además multas y otras compensaciones.

b) Modelo para cuantificar las consecuencias de una falla.

A continuación se presenta una metodología para estimar las consecuencias totales que resultan de la falla de un equipo y/o sistema. El modelo básico divide las consecuencias asociadas con una falla particular en los tres grandes renglones previamente mencionados:

• Consecuencias Económicas − Perdidas de Producción − Costo de Reparación

• Consecuencias en Seguridad

• Consecuencias Ambientales

Consecuencia Económicas:

Las consecuencias económicas de una falla se calculan como la suma del costo de reparar los equipos y estructuras dañadas, como resultado de la falla mas el costo de la pérdida de producción que ocurre por el tiempo fuera de servicio del equipo fallado.

− Costos por Pérdidas de Producción: cuando se analiza el costo de la pérdida de producción, deben estudiarse las condiciones particulares del equipo o sistema analizado. Algunos sistemas tienen muy poco o ningún efecto en la producción, o tienen redundancia total o parcial para manejar la producción. Adicionalmente; en algunos casos, no se requiere que la instalación funcione de manera continua o tienen capacidad de respaldo que puede sustituirlas.

En muy pocas ocasiones resulta obvio estimar el efecto de la falla de un equipo en la producción del sistema. Este es un análisis que debe hacerse cuidadosamente para no sobre o subestimar este efecto. Existen diversas técnicas y fuentes de información para hacer estos estimados; entre otras:

• Opinión de expertos basada en la historia de fallas similares anteriores

• Historial registrado de consecuencias de fallas similares



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• Simulaciones en modelos de capacidad efectiva en caso de que se disponga

• Análisis deductivos del tipo “árboles de fallas” o “árboles de eventos”.

Un modelo sencillo y fácil de aplicar para estimar las pérdidas de producción debido a tiempo fuera de servicio es el siguiente:

PERDIDA DE PRODUCCIÓN = PP * RF * TTR (1.2)

Donde:

PP: Es el precio del producto ($/Unidad),

RF: Es la reducción de flujo (Unidad/Hr) o disminución de la producción causada por la falla del equipo y,

TTR: Tiempo para reparar (Hrs).

Precio del Producto (PP):

La variabilidad del costo del producto se incluye en el supuesto de una distribución log-normal.

Reducción de flujo (RF):

La reducción puede ser total o parcial, dependiendo de otros factores tales como diseño, redundancias, cargas compartidas o stand by y/o severidad de la falla (crítica o por degradación). Para representar todos los posibles valores de esta reducción se definió una distribución log-normal.

Tiempo de reparación (TTR):

En lo que respecta al tiempo de reparación, es su valor promedio (MTTR) el considerado para representar la distribución de esta variable.



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La Figura 1.2 muestra el modelo para el cálculo de las perdidas de producción.

FIGURA 1.2: Modelo para la estimación de las “Perdidas de Producción” .

− Costos de reparación: La distribución de los costos de reparación debe incluir el espectro de todos los posibles costos, los cuales varían dependiendo de la severidad de la falla. El análisis de costos debe incluir costo de materiales y mano de obra, costos de fabricación e instalación y costos de logística. Durante los ciclos de mantenimiento mayor (tiempo entre overhauls), estos costos tienden hacia una distribución normal.

Consecuencias en Seguridad:

Hablar de consecuencias en seguridad debido a la posible ocurrencia de una falla en un equipo o sistema implica hablar de los efectos en el personal de una instalación causados por esa falla. Generalmente estas consecuencias se expresan en potenciales perdidas de vida; y en algunos casos; es necesario transformar estas unidades en unidades monetarias.

Las consecuencias en seguridad generalmente se estiman para fallas que conducen a explosiones o fugas de fluidos tóxicos. Las fallas de componentes de sistemas que contienen gases o fluidos a alta presión deben ser siempre tomadas en cuenta en la evaluación de consecuencias con efecto en la seguridad.

PERDIDAS DEPRODUCCIONPRECIO DEL

PRODUCTO ($/m3)

VARIACION EN EL CAUDAL (m3/hr)

TIEMPO

$

TIEMPO PARA REPARAR($/m3)

TIEMPO

TPR

SIMULACION DEMONTECARLO

PERDIDAS DEPRODUCCIONPRECIO DEL

PRODUCTO ($/m3)

VARIACION EN EL CAUDAL (m3/hr)

TIEMPO

$

TIEMPO PARA REPARAR($/m3)

TIEMPO

TPR

SIMULACION DEMONTECARLO

PRECIO DELPRODUCTO

VARIACION EN EL CAUDAL

TIEMPO PARA REPARARx xPRECIO DEL

PRODUCTOVARIACION

EN EL CAUDAL TIEMPO

PARA REPARARx xPRECIO DELPRODUCTO

VARIACION EN EL CAUDAL

TIEMPO PARA REPARARx xPRECIO DEL

PRODUCTOVARIACION

EN EL CAUDAL TIEMPO

PARA REPARARx x



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Existen innumerables modelos de cálculo desarrollados para fugas de gases o fluidos tóxicos; esta es posiblemente el área mas desarrollada en cuanto a modelaje de consecuencias. Estos modelos en su gran mayoría son de tal complejidad que requieren ser simulados.

Información mas completa de este tema se puede conseguir en las referencias 6.1 indicada en este documento.

Consecuencias Ambientales:

La evaluación y cuantificación de consecuencias ambientales debe considerar dos términos; uno de corto plazo asociado básicamente con los costos de limpieza y remediación; y otro de largo plazo asociado con los efectos de la contaminación local y globalmente.

Los asuntos ambientales generalmente reciben gran atención de los medios y esto puede afectar al operador con multas y compensaciones que pueden superar el valor real del daño causado, y esto debe ser tomado en cuenta en las evaluaciones.

La definición de las unidades para cuantificar las consecuencias ambientales; ya sean volumétricas o financieras dependerá de la filosofía del operador y de los criterios de aceptación y rechazo.

Finalmente; todos los renglones, componentes del modelo de consecuencias se combinan en el modelo mostrado en la Figura 1.3.

Información mas completa de este tema se puede conseguir en las referencia 6.1 indicada en este documento.

FIGURA 1.3: Modelo para la estimación de las consecuencias de una falla.

PERDIDAS DEPRODUCCION

COSTO DEREPARACION

IMPACTOAMBIENTAL

IMPACTO EN SEGURIDAD

+ + +

CONSECUENCIASPERDIDAS DEPRODUCCION

COSTO DEREPARACION

IMPACTOAMBIENTAL

IMPACTO EN SEGURIDAD

+ + +

CONSECUENCIAS



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ANEXO 2

Manejo Probabilístico de Variables Definiciones de Probabilidad

Él término “probabilidad” es comúnmente usado por las personas para describir su percepción sobre el nivel de posibilidad (alto, medio o bajo) de ocurrencia de un evento en particular. La palabra “probabilidad” es cotidianamente utilizada para calificar eventos cuya ocurrencia (y las características de esta ocurrencia) no podemos estar seguros; es decir eventos con varios posibles resultados o cuyo resultado es “incierto”. Existen situaciones donde motivado por desconocimiento de algunos de los factores o variables que afectan la dinámica del proceso bajo estudio o a la propia naturaleza aleatoria del proceso, es imposible definir la ocurrencia de un evento en particular con plena certeza. Bajo estas condiciones hablamos de que existe cierto nivel de incertidumbre en nuestras apreciaciones o resultados. El “Webster`s Unabridget New Universal Dictionary” define “incertidumbre” como “el estado o calidad de no estar seguro, estar falto de conocimiento o con duda”. Por otra parte Ronald Howard de la Universidad de Stanford – California, define la incertidumbre como “el estado de conocimiento incompleto acerca de un evento, y en particular acerca del suceso (de ese evento) que ocurrirá”. De ahora en adelante encontraremos las palabras incertidumbre y probabilidad asociadas en muchas situaciones debido a que las estimaciones sobre eventos inciertos solo pueden hacerse en términos de probabilidad. La permanente relación entre ambos términos se hace muy evidente cuando nos referimos a eventos que están ubicados en el futuro. De manera general, podemos definir “probabilidad” como una medida de la posibilidad de ocurrencia de un evento. Para definir formalmente “probabilidad” existen dos escuelas de pensamiento que regulan el significado y en consecuencia la aplicación de probabilidad. Estas escuelas son conocidas como “Escuela Frecuentista o Clásica de Probabilidad” y la “Escuela Subjetivista o Bayesiana de Probabilidad”.



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Distribuciones de Probabilidad

Las Distribuciones de Probabilidad son modelos que describen la forma en que se espera que varíen los resultados o probables valores de una variable aleatoria. Debido a que estas distribuciones tratan sobre expectativas de que algo suceda, resultan ser modelos muy útiles para hacer inferencias y para tomar decisiones en condiciones de incertidumbre.

Las Distribuciones de Probabilidad, son esencialmente modelos matemáticos que pueden representarse gráficamente que relacionan los diversos probables valores que puede tomar una variable aleatoria (random), con la frecuencia de ocurrencia de cada uno de estos probables valores. Tradicionalmente se clasifica a las distribuciones de probabilidad en dos grandes familias: Distribuciones Paramétricas y Distribuciones No Paramétricas.

En algunos casos, a estos modelos gráficos se les puede asociar una función matemática que relaciona los diversos probables valores que puede tomar una variable aleatoria (random), con la probabilidad de ocurrencia de cada uno de estos probables valores. Este tipo de distribuciones es conocido como Distribuciones Paramétricas. Como paso previo a la determinación de una distribución de probabilidad que representa a una variable aleatoria (random), suelen construirse modelos gráficos, que no tienen una función matemática asociada (Ver Figura 2.1).

FIGURA 2.1: Distribuciones de Probabilidad

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