Determinación factor de servicio, planta de tratamiento de humo (página 2)

Son los responsable del suministro de la presión
de aire necesario para el disparo de las válvulas
solenoides. Si no se efectúa la limpieza de las mangas,
originarían que se saturen las mismas, aumentando la
presión diferencial y disminuyendo la captación de
gases fluorinados. Si ambos compresores se encontraran fuera de
servicio, es posible realizar un by pass desde sala de
compresores.

• 3.4.2. Válvula
  Solenoides

Son válvula de acción rápida,
instaladas en la casa de filtros encargada de suministrar aire a
presión hacia las mangas filtrantes en contra sentido al
flujo normal de gas para su limpieza. Al ocurrir una falla en las
válvulas solenoides, no se desprende todo el material
depositado en ellas y por lo tanto no reciben la limpieza
adecuada, por lo que aumenta el diferencial de presión en
los compartimientos y el consumo de corriente en los abanicos de
tiro.

• 3.4.3. SUBSISTEMA DE RECUPERACIÓN DE
  GASES

• 3.4.3.1. Abanicos de Tiro

Son los equipos utilizados para crear la presión
diferencial necesaria para inducir el flujo de gas en el sistema
y así succionar los gases generados de la celda
electrolíticas. Si un abanico esta fuera de servicio la
succión disminuirá al 50% del flujo normal de
gases, pero al elevarse el amperaje del otro abanico se puede
alcanzar hasta un 75% de la capacidad de las plantas de
tratamiento de humos. La parada de un abanico de tiro trae como
consecuencia una disminución en la recuperación de
la cantidad de fluoruros. Generando una mayor
concentración en sala de celdas, si los tres abanicos
quedan fuera de servicio, se detiene el proceso de
colección de gases y no existe recuperación de
fluoruro.

• 3.5. ESTANDAR DEL PROCESO PRESION
  DIFERENCIAL EN LAS PTH VL.

Unos de los aspectos más importantes en la Planta
de Tratamiento de Humo V Línea es la presión
diferencial, que actúa en el proceso y de los equipos que
la controlan ya que cumplen una función importante para
que la planta se mantenga 100% operativa.

• 3.5.5. Equipos que Controlan la
  Presión Diferencial

• 3.5.1.1. Boquillas de celdas

El control de las presiones en las PTH, se inicia desde
las boquillas de cada celda. Las boquillas instaladas en la
estructura, deben estar distribuidas a lo largo de la
sección transversal de la celda, con el objeto de obtener
una colección uniforme a lo largo de la misma.

El área de la sección total es 0,335
metros cuadrado por celdas distribuido en 28 agujeros /
celdas.

• 3.5.1.2. Damper de celdas

Es una válvula de una hoja tipo "compuerta". Su
función es regular el caudal colectado de cada celda; lo
cual se logra variando la abertura de la compuerta lo que permite
variar la diferencia de presión.

• 3.5.1.3. Ductos

Son elementos invariables en el sistema, dependen
básicamente del diseño. Las caídas de
presión generada por estos elementos son constantes,
cualquier cambio en las presiones diferenciales entre los
extremos es atribuible a cambio de diseño,
deformación u obstrucción del sistema.

• 3.5.1.4. Válvulas de gas
  crudo

Regula el caudal de gas que entra a cada
compartimiento.

• 3.5.1.5. Válvulas de gas
  limpio

Válvula de paso para succión de gas limpio
de los compartimientos. Su funcionamiento en conjunto con la
válvula de gas crudo permite mantener la presión
diferencial deseada cuando esta abierta.

• 3.5.1.6. Casa de filtros

Esta constituido por 16 compartimientos, conectados en
paralelos. Cada compartimiento contiene 408 filtros, que
conjuntamente con el diseño y parámetros de
operación en condiciones normales (temperatura de gases y
flujo de alùmina de operación) generan una
caída de presión de (160 – 180
mmH(O).

• 3.5.1.7. Limpieza de los
  filtros

El polvo retenido en los sacos de filtros se limpia
mediante chorros de aire a contra sentido al flujo normal del gas
crudo. La inyección de aire a presión se
efectúa por la parte superior de los filtros, los
parámetros requeridos se pueden ver en las Tablas Nº
5 Y Nº 6:

Tabla Nº 6 Vidas de
mangas

• 3.5.2. Parámetro de Operación
  de las PTH

Para alcanzar las presiones requeridas en el proceso,
los parámetros de operación deben mantenerse en los
rangos indicados en la Tabla Nº 7:

Tabla Nº 7 Parámetros de
operación

• 3.5.2.1. 0peración de los
  ventiladores.

La pérdida total de presión del sistema de
tratamiento de humos puede expresarse de la siguiente
manera:

Pt = Pd + Pc (Ec. Nº
2)

En la Tabla Nº 8 se presentan las constantes y
variables identificadas:

Tabla Nº 8 Identificación
de variables

La relación entre caída de presión
y volumen por unidad de tiempo se expresan mediante las
siguientes ecuaciones:

Pd = k1Q² Pc = K2Q (Ec.
Nº 3 y Nº 4)

En la Tabla Nº 9 se presentan las constantes y
variables identificadas:

Tabla Nº 9 Identificación
de constantes y variables

Por lo tanto, la presión total es la curva del
sistema y esta dada por la siguiente relación:

PT = K1Q²+K2Q (Ec. Nº
5)

En abanicos centrífugos con hojas curvadas hacia
atrás la presión total disponible disminuye con el
incremento de flujo o capacidad.

• 3.5.2.2. Característica de los
  ventiladores:

El caudal volumétrico colectado por las PTH, en
función de la presión total de los abanicos
(ventiladores) y potencia eléctrica consumida por los
motores de estos ventiladores. El caudal volumétrico esta
referido a condiciones de presión y temperatura en la
entrada de los ventiladores. El caudal total es la suma de los
tres ventiladores, debido a que estos se encuentran en paralelo,
manteniéndose constante la presión total. Las
curvas de los motores representa la variación de la
potencia y corriente eléctrica en función del
caudal, las cuales se relacionan mediante la ecuación
Nº 6 y Nº 7:

En la Tabla Nº10 se presentan las constantes y
variables identificadas:

Tabla Nº 10 Identificación
de constantes y variables

Nota: la máxima eficiencia de colección
del sistema se logra para una caída de presión
total de 550 mmH2O (630.000 Nm3/h).

• 3.5.2.3. Control de
  caídas de presiones en los
  compartimientos

Existen rangos de presión que pueden ser
controlados perfectamente y que dependen esencialmente de una
calibración y parámetros de pulsación o un
simple ajuste (damper, válvulas, etc), estos representan
el 64 % de la presión del sistema, sin embargo, el resto
es netamente dependiente de las condiciones y operaciones del
proceso solo a un control de la presión en los
compartimientos, la cual se logra manteniendo control de los
siguientes parámetros.

• Flujo de alùmina: 11.5 – 12,5 t/h (
  flujo continuo ).

• Control sobre los parámetros de limpieza de
  filtros descritos anteriormente.

• Vida útil de las mangas: 3 años
  máximos.

• Incorporar al sistema jaulas y mangas filtrantes de
  acuerdo a las especificaciones técnicas.

• Revisar mensualmente estado de las mangas
  filtrantes, (efectuar cambios de mangas inmediatamente, en
  caso de evidenciar cualquier deterioro de las
  mismas).

• Garantizar la operatividad al 100% de las
  válvulas solenoides, en caso de cualquier falla debe
  sustituirse de inmediato.

• 3.5.2.4. MECANICA DE LOS FLUJOS DE
  GASES

Un flujo de aire o gas ocurre entre dos puntos cuando
hay una diferencia en densidad o presión entre los dos
puntos. El flujo causado por la diferencia densidad se denomina
tiro natural o flujo de gravedad o térmico. Esto ocurre,
en el exterior de las celdas en la sala de celda cuando aire
frío del ambiente pasa por la estructura y tapas de una
celda caliente. El aire es calentado, se hace menos denso y por
lo tanto sube hacia el techo. Este principio de flujo es solo
aplicable donde existe suficiente diferencia de presión de
temperatura y resulta en un movimiento vertical del
aire.

El flujo causado por una diferencia de presión se
denomina tiro forzado y es generalmente producido por
ventiladores, para movimiento del gas o aire entre dos puntos,
horizontal o verticalmente. La diferencia de presión
produce una fuerza en el gas que causa su flujo de la zona de
alta presión a la zona de baja presión. El flujo de
gases a lo largo de ductos encuentra resistencia al flujo debido
a perdidas por fricción y perdidas dinámicas
(turbulencia).

Las perdidas por fricción son causadas por el
roce existente entre el gas y la superficie interior del ducto.
Las perdidas dinámicas resultan de la turbulencia del gas,
que ocurre principalmente donde el ducto cambia de
dirección o hay un cambio de velocidad, es decir, en
codos, obstrucciones o cambios en las áreas de las
secciones del ducto. La presión total (pt) en cualquier
punto de un ducto esta definida por la suma de la presión
estática (ps) y la presión dinámica
(pd).

Pt = ps +pd (Ec. Nº 8)

La presión estática
actúa siempre perpendicularmente a la dirección del
flujo en el ducto. Si el flujo de gas es cero, la presión
estática es la misma en todas direcciones.

• 3.6. SISTEMAS

• 3.6.1. CONCEPTO DE SISTEMAS

Sistema es un todo organizado y complejo; un conjunto o
combinación de cosas o partes que forman un todo complejo
o unitario. Es un conjunto de objetos unidos por alguna forma de
interacción o interdependencia. Los límites o
fronteras entre el sistema y su ambiente admiten cierta
arbitrariedad.

Según Bertalanffy, sistema es un conjunto de
unidades recíprocamente relacionadas:

• Un conjunto de elementos

• Dinámicamente relacionados

• Formando una actividad

• Para alcanzar un objetivo

• Operando sobre datos / energía /
  materia

• Para proveer información / energía /
  materia

• 3.6.2. Características de los
  sistemas

• Tipos de Sistemas

En cuanto a su constitución, pueden ser
físicos o abstractos:

• Sistemas físicos o concretos: compuestos por
  equipos, maquinaria, objetos y cosas reales.

• Sistemas abstractos: compuestos por conceptos,
  planes, hipótesis e ideas.

En cuanto a su naturaleza, pueden ser
cerrados o abiertos:

• Sistemas cerrados: no presentan intercambio con el
  medio ambiente que los rodea, son herméticos a
  cualquier influencia ambiental. No reciben ningún
  recursos externo y nada producen que sea enviado hacia fuera.
  En rigor, no existen sistemas cerrados. Se da el nombre de
  sistema cerrado a aquellos sistemas cuyo comportamiento es
  determinístico y programado y que opera con muy
  pequeño intercambio de energía y materia con el
  ambiente. Se aplica el término a los sistemas
  completamente estructurados, donde los elementos y relaciones
  se combinan de una manera peculiar y rígida
  produciendo una salida invariable, como las
  máquinas.

• Sistemas abiertos: presentan intercambio con el
  ambiente, a través de entradas y salidas. Intercambian
  energía y materia con el ambiente. Son adaptativos
  para sobrevivir. Su estructura es óptima cuando el
  conjunto de elementos del sistema se organiza,
  aproximándose a una operación
  adaptativa.

Los sistemas abiertos no pueden vivir aislados. Los
sistemas cerrados, cumplen con el segundo principio de la
termodinámica que dice que "una cierta cantidad llamada
entropía, tiende a aumentar al máximo".

Los sistemas abiertos evitan el aumento de la
entropía y pueden desarrollarse en dirección a un
estado de creciente orden y organización (entropía
negativa). Los sistemas abiertos restauran su propia
energía y reparan pérdidas. En el caso de la PTH VL
es un sistema abierto por que existe un intercambio con el
ambiente, siempre se trata de llevar un equilibrio entre las
estructuras y equipos del sistema entre el entorno y el
ambiente.

Cabe destacar que las cosas o partes que conforman un
sistema no se refiere al campo físico (objeto) .si no mas
bien al funcional.de este modo las cosas o partes pasan a ser
funciones básicas realizadas por el sistema y lo
identificamos como entrada, proceso y salida (ver Tabla Nº
11):

Tabla Nº 11 Identificación
de los Sistemas

• PARAMETROS DE LOS SISTEMAS

El sistema se caracteriza por ciertos parámetros.
Parámetros son constantes arbitrarias que caracterizan,
por sus propiedades, el valor y la descripción dimensional
de un sistema específico o de un componente del
sistema.

Los parámetros de los sistemas son:

• Entrada o insumo o impulso (input): es la fuerza de
  arranque del sistema, que provee el material o la
  energía para la operación del
  sistema.

• Salida o producto o resultado (output): es la
  finalidad para la cual se reunieron elementos y relaciones
  del sistema. Los resultados de un proceso son las salidas,
  las cuales deben ser coherentes con el objetivo del sistema.
  Los resultados de los sistemas son finales, mientras que los
  resultados de los subsistemas son intermedios.

• Procesamiento o procesador o transformador
  (throughput): es el fenómeno que produce cambios, es
  el mecanismo de conversión de las entradas en salidas
  o resultados. Generalmente es representado como la caja
  negra, en la que entran los insumos y salen cosas diferentes,
  que son los productos.

• Retroacción o retroalimentación o
  retroinformación (feedback): es la función de
  retorno del sistema que tiende a comparar la salida con un
  criterio preestablecido, manteniéndola controlada
  dentro de aquel estándar o criterio.

• Ambiente: es el medio que envuelve externamente el
  sistema. Está en constante interacción con el
  sistema, ya que éste recibe entradas, las procesa y
  efectúa salidas. La supervivencia de un sistema
  depende de su capacidad de adaptarse, cambiar y responder a
  las exigencias y demandas del ambiente externo. Aunque el
  ambiente puede ser un recurso para el sistema, también
  puede ser una amenaza.

• 3.6.2.3. IDENTIFICACIÓN DE LAS FRONTERAS
  DEL SISTEMA DE LA PTH VL

Tomando en cuenta la funcionabilidad de los
equipos se limito las fronteras del sistema (ver Figura Nº
2):

Figura Nº 2. Limite del
Sistema

• 3.7. SUBSISTEMAS QUE INTERVIENEN EN EL
  PROCESO DE TRATAMIENTO DE HUMOS A SER TOMADOS EN EL CALCULO
  DEL FACTOR SERVICIO

El Sistema PTH VL esta conformado en tres Sub Sistemas,
cada unos con los equipos que intervienen en el proceso (ver
Figura Nº3):

• Sub-Sistema A de manejo de alùmina

• Sub-Sistema B de recuperación de
  fluor

• Sub-Sistema C de colección de gases de celdas

Figura Nº3 Orden de los sub-sistema
dependiendo su función en la PTH VL

TIPOS DE MANTENIMIENTO

Dependiendo de la forma, el objetivo y la oportunidad en
que se realizan las acciones, se pueden resaltar diferentes tipos
de mantenimientos. Rutinario Preventivo y Correctivo.

• 3.8.1. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Se caracteriza porque las acciones de mantenimiento se
efectúa antes que las fallas ocurra en los equipos o
empiecen a dar síntomas de fallas, este se deriva del
mantenimiento rutinario.

El mantenimiento preventivo consiste en programar las
intervenciones o cambios de algunos componentes o piezas
según intervalos predeterminados de tiempo o espacios
regulares (horas de servicio). El objetivo de este tipo de
mantenimiento es reducir la probabilidad de avería o
pérdida de rendimiento de un equipo o instalación
tratando de planificar unas intervenciones que se ajusten al
máximo a la vida útil del elemento
intervenido.

El origen de este tipo de mantenimiento surgió
analizando estadísticamente la vida útil de los
equipos y sus elementos mecánicos y efectuando su
mantenimiento basándose en la sustitución
periódica de elementos independientemente del estado o
condición de deterioro y desgaste de los mismos. Su gran
limitación es el grado de incertidumbre a la hora de
definir el instante de la sustitución del elemento. Este
tipo de mantenimiento presenta las siguientes
características:

• Se realiza en un momento en que no se esta
  produciendo, por lo que se aprovecha las horas ociosas de la
  planta.

• Se lleva a cabo siguiendo un programa previamente
  elaborado donde se detalla el procedimiento a seguir, y las
  actividades a realizar, a fin de tener las herramientas y
  repuestos necesarios "a la mano".

• Cuenta con una fecha programada, además de un
  tiempo de inicio y de terminación preestablecido y
  aprobado por la directiva de la empresa.

• Esta destinado a un área en particular y a
  ciertos equipos específicamente. Aunque también
  se puede llevar a cabo un mantenimiento generalizado de todos
  los componentes de la planta.

• Permite a la empresa contar con un historial de
  todos los equipos, además brinda la posibilidad de
  actualizar la información técnica de los
  equipos.

• Permite contar con un presupuesto aprobado por la
  directiva.

• 3.8.2. MANTENIMIENTO CORRECTIVO

Esto se realiza una vez que los componentes de los
equipos han fallado o finalizado su vida útil. Su
aplicación implica que los mantenimientos rutinarios y
preventivos no están logrando sus objetivos.

Este mantenimiento también es denominado
"mantenimiento reactivo", tiene lugar luego que ocurre una falla
o avería, es decir, solo actuará cuando se presenta
un error en el sistema. En este caso si no se produce ninguna
falla, el mantenimiento será nulo, por lo que se
tendrá que esperar hasta que se presente el desperfecto
para recién tomar medidas de corrección de errores.
Este mantenimiento trae consigo las siguientes
consecuencias:

• Paradas no previstas en el proceso productivo,
  disminuyendo las horas operativas.

• Afecta las cadenas productivas, es decir, que los
  ciclos productivos posteriores se verán parados a la
  espera de la corrección de la etapa
  anterior.

• Presenta costos por reparación y repuestos no
  presupuestados, por lo que se dará el caso que por
  falta de recursos económicos no se podrán
  comprar los repuestos en el momento deseado

• La planificación del tiempo que estará
  el sistema fuera de operación no es
  predecible.

• El mantenimiento correctivo puede ser correctivo
  programado o correctivo de emergencia.

• 3.8.3. MANTENIMIENTO
  PREDICTIVO

Consiste en determinar en todo instante la
condición técnica (mecánica y
eléctrica) real de la máquina examinada, mientras
esta se encuentre en pleno funcionamiento, para ello se hace uso
de un programa sistemático de mediciones de los
parámetros más importantes del equipo. El sustento
tecnológico de este mantenimiento consiste en la
aplicaciones de algoritmos matemáticos agregados a las
operaciones de diagnóstico, que juntos pueden brindar
información referente a las condiciones del equipo. Tiene
como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos
preventivos, y de esta manera minimizar los costos por
mantenimiento y por no producción. La
implementación de este tipo de métodos requiere de
inversión en equipos, en instrumentos, y en
contratación de personal calificado. Técnicas
utilizadas para la estimación del mantenimiento
predictivo:

• Analizadores de Fourier (para análisis de
  vibraciones)

• Endoscopia (para poder ver lugares
  ocultos)

• Ensayos no destructivos (a través de
  líquidos penetrantes, ultrasonido,
  radiografías, partículas magnéticas,
  entre otros)

• Termovisión (detección de condiciones
  a través del calor desplegado)

• Medición de parámetros de
  operación (viscosidad, voltaje, corriente, potencia,
  presión, temperatura, etc.

• 3.8.4. MANTENIMIENTO
  PROACTIVO

Este mantenimiento tiene como fundamento los principios
de solidaridad, colaboración, iniciativa propia,
sensibilización, trabajo en equipo, de modo tal que todos
los involucrados directa o indirectamente en la gestión
del mantenimiento deben conocer la problemática del
mantenimiento, es decir, que tanto técnicos,
profesionales, ejecutivos, y directivos deben estar concientes de
las actividades que se llevan a acabo para desarrollar las
labores de mantenimiento. Cada individuo desde su cargo o
función dentro de la organización, actuará
de acuerdo a este cargo, asumiendo un rol en las operaciones de
mantenimiento, bajo la premisa de que se debe atender las
prioridades del mantenimiento en forma oportuna y eficiente. El
mantenimiento proactivo implica contar con una
planificación de operaciones, la cual debe estar incluida
en el Plan Estratégico de la organización. Este
mantenimiento a su vez debe brindar indicadores (informes) hacia
la gerencia, respecto del progreso de las actividades, los
logros, aciertos, y también errores.

PARAMETROS DE MANTENIMIENTO

La confiabilidad, mantenibilidad,
disponibilidad y el factor de servicio. Estos se relacionan con
el comportamiento del equipo de la siguiente forma: la
confiabilidad se obtiene en base a los tiempos de
operación, la mantenibilidad se obtiene de los tiempos
fuera de servicio del sistema y la disponibilidad es un
parámetro que se estima a partir de los dos anteriores y
el factor de servicio dependerá de la disponibilidad y
todo el mantenimiento que se le practica aun equipo. Muchas veces
se encuentra que en los reportes de factor de servicio de un
equipo, estos arrojan cifras satisfactorias dentro de los rangos
exigidos pero en contraparte se observan un gran número de
fallas o que el esfuerzo (expresado en tiempo y dinero) para
repararlo son elevados. Lo que indica es que existe un problema
en las bases de la relación triangular
Disponibilidad– Confiabilidad – Mantenibilidad, tal
como se muestra en la Figura Nº 4:

Figura Nº 4. Parámetros de
Mantenimientos

DISPONIBILIDAD

Considerando la disponibilidad como la capacidad que
tiene un equipo en realizar la operación productiva
durante un periodo de tiempo dado y que se estima apartir de la
confiabilidad y mantenibilidad.

Según Finley (1980) la Disponibilidad se define
como "la probabilidad de que un equipo este disponible para su
uso durante un periodo de tiempo dado" .

La disponibilidad es función de los
parámetros tiempo promedio de operación y tiempo
promedio fuera de servicio ya que, depende de los tiempos de
operación que caracteriza a la confiabilidad y de los
tiempos fuera de servicio que definen la
mantenibilidad.

CONFIABILIDAD

Probabilidad de operar un equipo sin fallas durante un
período específico de operación.

• 3.8.5.2.1. Elementos
  básicos de confiabilidad

Los análisis de confiabilidad están
conformados por una serie de elementos intrínsecos en las
estructura de los procesos, así como una serie de
herramientas y filosofías, los cuales al ser
interrelacionados proporcionan la información referencial
para la toma de decisiones en cuanto al direccionamiento de los
planes de mantenimiento. Los elementos de confiabilidad
intrínsecos en el comportamiento de los procesos y las
instalaciones son los siguientes:

• Fallas: Disminución ó
  pérdida de la función del componente con
  respecto a las necesidades de operación que se
  requieren para un momento determinado. Es la incapacidad de
  cualquier elemento físico de satisfacer un criterio de
  funcionamiento deseado. Esta condición puede
  interrumpir la continuidad o secuencia ordenada de un
  proceso, donde ocurren una serie de eventos que tienen
  más de una causa. Existen dos tipos de falla, las
  cuales son explicadas a continuación:

• Falla funcional: Es la capacidad de cualquier
  elemento físico de satisfacer un criterio de
  funcionamiento deseado. Por ejemplo, un equipo deja de
  funcionar totalmente.

• Fallas Parciales (Potenciales): Se definen
  como las condiciones físicas identificables que
  indican que va a ocurrir una falla funcional. Estas fallas
  están por encima o por debajo de los parámetros
  identificados para cada función. Por ejemplo, el
  elemento no cumple un estándar o parámetro
  establecido de su servicio.

Las causas de cualquier falla pueden ubicarse en una de
estas siete categorías:

• Defectos de diseño

• Defectos de materiales

• Manufactura o procesos de fabricación
  defectuosos

• Ensamblaje o instalación
  defectuosos

• Imprevisiones en las condiciones de
  servicio

MANTENIBILIDAD

Propiedad de un sistema que representa la cantidad de
esfuerzo requerida para conservar su funcionamiento normal o para
restituirlo una vez se ha presentado un evento de falla. Se
dirá que un sistema es "Altamente mantenible" cuando el
esfuerzo asociado a la restitución sea bajo sistemas poco
mantenibles o de "baja Mantenibilidad" requieren de grandes
esfuerzos para sostenerse o restituirse. La Mantenibilidad esta
inversamente relacionada con la duración y el esfuerzo
requerido por las actividades de Mantenimiento. Puede ser
asociada de manera inversa con el tiempo que se toma en lograr
acometer las acciones de mantenimiento, en relación con la
obtención del comportamiento deseable del
sistema.

Esto incluye la duración (horas) o el esfuerzo
(horas-hombre) invertidos en desarrollar todas las acciones
necesarias para mantener el sistema o uno de sus componentes para
restablecerlo o conservarlo en una condición
específica. Depende de factores intrínsecos al
sistema y de factores propios de la organización de
Mantenimiento.

Entre otros muchos factores externos esta el personal
ejecutor, su nivel de especialización, sus procedimientos
y los recursos disponibles para la ejecución de las
actividades (talleres, maquinas, equipos especializados, etc).
Entre los factores intrínsecos al sistema esta el
diseño del sistema o de los equipos que lo conforman, para
los cuales el diseño determina los procedimientos de
Mantenimiento y la duración de los tiempos de
reparación.

Un mismo sistema puede poseer una alta "Mantenibilidad"
para unos tipos de falla, pero otra muy baja para otros. (Como en
un carro, que respecto del reemplazo de un neumático puede
ser catalogado como de alta mantenibilidad, pero no lo es para un
reemplazo del cigüeñal por ejemplo). En estos casos
la Figura de Mantenibilidad general provendrá de una
ponderación respecto de probabilidad de ocurrencia de los
distintos posibles tipos de fallas y el esfuerzo a la actividad
de mantenimiento asociada.

FACTOR DE SERVICIO

Es la relación que existe entre el tiempo de
operación de un equipo con respecto al mantenimiento,
estos parámetros influirá en el aumento o la
disminución del porcentaje del factor de servicio. El
producto del tiempo de operación con el número de
equipos, siempre será constante en el momento de hacer el
cálculo para cada sub sistema. Si el mantenimiento cumple
con lo programado y se realiza el mantenimiento rutinario y
preventivo a tiempo, disminuirá el mantenimiento
correctivo, evitando la parada de equipos por fallas, aumentando
la disponibilidad y el factor de servicio (ver Ecuación
Nº9):

Para el cálculo del factor de servicio se realiza
considerando los tiempos máximos anual por mantenimiento,
en este caso tomamos como referencia el año 2005, con su
respectiva ponderación de criticidad, para todos los
equipos tomando los tiempos calendario horas de funcionamientos (
Nº Equipos X 24 Hrs al Día X 365 Dias al Año
)

En la configuración funcional la
disposición relativa de los sistemas es en serie la falla
de un sub-sistema ocasiona el colapso o parada momentánea
de la planta y cada uno funcionan en forma independiente, por
esta razón el factor de servicio total se calcula como un
producto de los factores (ver Ecuación Nº
10):

(Ec 10)

FSTPTH = (FS(Manejo alumina)) *
(FS(Recuperación de f)) * (FS(Colección de
gases))

CAPITULO IV

Marco
metodológico

El presente capitulo presenta la metodología para
la recolección, análisis e interpretación de
la información y datos numéricos en el desarrollo
de este estudio.

• 4.1. TIPO DE ESTUDIO

El presente estudio se realizó como una
investigación de tipo descriptivo-evaluativo, simplemente
se procedió a realizar observaciones de situaciones ya
existentes. Es de carácter Descriptivo, porque
permitió describir y conocer el funcionamiento cada uno de
los equipos y estructura que conforman la PTH VL y evaluativo
dado que uno de sus objetivos consistió en determinar el
factor de servicio .

DISEÑO DE LA
INVESTIGACIÓN

Esta investigación corresponde a un diseño
no experimental, de campo y documental. De campo, porque se baso
en visitas al área de trabajo para obtener datos e
información y observar directamente el grupo o
fenómeno estudiado, Documental debido a que la
información fue extraída de manuales y
catálogos suministrados por lo proveedores; además
de la revisión de trabajos anteriores.

POBLACIÓN Y MUESTRA

Para efectos del presente estudio se consideraran las
definiciones de población y muestra establecidas, la
población es el total de elementos sobre el cual queremos
hacer una inferencia basándonos en la información
relativa o la muestra. Y la muestra se define como la parte de la
población que seleccionamos, medimos y
observamos.

La población estuvo integrada por todos los
equipos que conforman las PTH VL como un sistema para efectos del
estudio a realizar la muestra considerada de la siguiente manera:
sub-sistema (a) manejo de alumina, sub-sistema (b) de
recuperación de fluor, sub-sistema (c) de colección
de gases de celdas. Tomando en cuenta que cada uno de estos
tienen funciones diferentes, dentro del proceso siendo los
tiempos de mantenimiento independiente de cada
subsistema.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA
RECOLECCIÓN DE DATOS

Para determinar el factor de servicio de la PTH VL
Gerencia de Reducción de la empresa CVG VENALUM, C.A, se
emplearon una serie de técnicas e instrumentos tales
como:

• 4.4.1. OBSERVACIÓN DIRECTA

La observación directa permitió conocer e
identificar cada una de las actividades, tecnología,
metodologías y procedimientos de mantenimiento realizados
en la PTH VL de la Gerencia de Reducción.

• 4.4.2. ENTREVISTAS

Se realizaron entrevistas no estructurada a los
supervisores de mantenimiento y personal que labora en la PTH VL
con la finalidad de obtener una información no sesgada,
precisa y detallada acerca de las fallas, labores de
mantenimiento y funcionamiento de los equipos, por medio de una
serie de preguntas abiertas y aleatorias surgidas de las
necesidades pertinentes a dudas o temas específicos, que
permitieron realizar un diagnóstico de la situación
actual.

• 4.4.3. REVISIÓN DE MATERIAL
  BIBLIOGRÁFICO

La revisión de material bibliográfico
incluye la revisión de: Manuales y catálogos
suministrados por los proveedores, la revisión de textos
de consulta e informes de pasantía con el fin de
complementar los fundamentos teóricos del presente
informe, la consulta a referencias electrónicas (Intranet
de CVG VENALUM y Internet) y la revisión de planes de
mantenimiento correctivo y rutinario realizados a equipos, los
cuales contribuyeron a complementar la información y
sustentar teóricamente el calculo del factor de
servicio.

• 4.4.4. PAQUETES COMPUTARIZADOS

Para el desarrollo, obtención,
codificación de los datos, así como la
estructuración formal del proyecto de grado, se utilizaron
como apoyo los paquetes computarizados Word, Power Point, Sima y
Excel.

PROCEDIMIENTO

Para poder cumplir con los objetivos planteados en este
estudio se realizaron una serie de pasos que permitieron la
obtención de la información necesaria para la
determinación del factor de servicio de la PTH, estos
pasos son los siguientes:

• 1. Primeramente se recolectaron
  información técnica de la PTH VL para lograr
  identificar los tipos de sistema que intervienen en el
  proceso, desde la lógica de funcionamiento hasta el
  despiece de sus componentes.

• 2. Se investigaron los tiempos de mantenimiento
  correctivo, rutinario y el tiempo calendario de la
  planta.

• 3. Se analizó la criticidad de los
  distintos equipos.

• 4. Se fijaron para cada sistema estudiado, los
  valores ponderados dependiendo de la funcionalidad e
  importancia.

• 5. Se estudio la formulación de la
  ecuación a utilizar en cada sub sistema.

• 6. Se calculo el factor de servicio para cada
  equipo o sub sistema.

• 7. Se calculo el factor de servicio para cada
  uno de los tres sistemas estudiados.

• 8. Se calculo el factor de servicio para todo
  el sistema mediante una sola ecuación.

CAPITULO V

Situación
actual

El siguiente capítulo comprende la
descripción de la situación actual en la que se
encuentra la PTH VL.

• 5.1. Planta Tratamiento de Humo V
  Línea

El Departamento sistema Flak fase Densa tiene como
misión asegurar la disponibilidad operativa y
confiabilidad de los equipos y sistemas de la planta de
tratamiento de humo v línea, dentro de los márgenes
de productividad exigidos a través de la aplicación
de mantenimiento programado, preventivo, correctivo y de
rutina.

Entre sus funciones están:

• Realizar mantenimiento rutinario y programado a los
  equipos y sistemas de las PTH VL .

• Determinar e implantar acciones preventivas o
  correctivas ante situaciones que puedan afectar la
  operabilidad de los equipos.

• Propiciar el desarrollo e incorporar mejoras
  tendientes a optimización de los equipos e instalaciones
  de las nuevas tecnologías.

• Establecer acciones y estrategias que permitan
  atender con prontitud las contingencias naturales o
  provocadas en los equipos.

Este Departamento se encarga de mantener en
óptimas condiciones los equipos e instalaciones de las PTH
VL, distribuidos en tres sistemas: Manejo de Alumina,
Recuperación de Gases y Colección de Gases Este
departamento tiene bajo su responsabilidad garantizar la
disponibilidad operativa y funcional los siguientes equipos
críticos:

• Abanicos de Tiros

• Sopladores de Fluidificación

• Aerodeslizadores

• Elevadores Neumáticos

• Compresores de Pulso

• Válvulas solenoides

• Caja de Alimentación

• Caja de Distribución

La planta de Tratamiento de Humo V Línea (PTH VL)
contiene unos equipos complejos y estructura de alta
tecnología, compuestos de varios sub-sistemas a
través de los cuales se realiza el proceso de
transformación de alumina primaria en alumina secundaria,
la recuperación y colección de las emisiones de
gases provenientes de las celdas:

De acuerdo a la teoría de confiabilidad, mientras
mayor sea el número de componentes y sub–sistemas
que conforman un equipo, mayor es la probabilidad de que este
falle en el tiempo. Luego de lo antes mencionado, se presentan
los distintos componentes y datos con sus respectivas
especificaciones de los equipos que conforman la PTH VL (ver
Tabla Nº 12):

Tabla Nº12Descripción de
los equipos de mayor importancia en las PTH VL 900 Y
1000

A continuación se muestran diferentes tablas y
gráficos que señalan de una manera clara y precisa
la situación actual del equipo de producción de las
PTH 900-1000 VL, que lleva a cabo sus actividades en el
área de Reducción Complejo III V Línea de la
empresa CVG Venalum, respecto a sus niveles de confiabilidad
funcional basados en los datos manejados por el Sistema Integral
de Mantenimiento (SIMA) en cuanto a las fallas detectadas y
solventadas en dicho equipo para el año 2005 (ver Tabla
Nº 13):

Tabla Nº 13 Números de
Fallas y Horas de Mantenimiento en el Año 2005 PTH
VL

• 5.2. Fallas por Equipos PTH 900
  VL

En el Grafico 1 se presentan la cantidad de fallas por
equipos durante el año 2005:

Gráfico Nº 1 Número
de Fallas registradas en la PTH 900 VL

Se puede evidenciar en la Gráfica Nº 1 la
Caja de Distribución y el Aerodeslizador, no causaron gran
impacto ya que no registraron falla alguna, igual la caja de
Alimentación, la válvula solenoide y el Elevador
Neumático por la poca frecuencia de fallas. El que tiene
un mayor impacto en el proceso, es el Abanico y los Compresores
de Pulso, ya que son los que presentaron mayor cantidad de fallas
y demoras en el período de estudio.

Debido a que el Abanico es el más crítico,
es de gran importancia el número de fallas ocurridas
durante el lapso de tiempo para este equipo, por el grado de
dependencia a que esta sujeta el sistema de tratamiento de humo
lo que podría ocasionar baja productividad o el colapso
total del sistema.

• 5.3. Fallas por Equipos PTH
  1000 VL

En el Grafico Nº 2 se presentan la cantidad de
fallas por equipos durante el año 2005:

Gráfico Nº 2 Número
de Fallas registradas en la PTH 1000 VL

Se puede evidenciar en la Gráfica Nº 2 que
la Caja de Alimentación, Caja de Distribución y
Válvulas Solenoides no causaron gran impacto ya que esto
no registraron falla alguna o fueron mínimas y el que
impacta mas sobre el proceso es el Abanico y en los otros equipos
como; Compresores de Pulso, Sopladores, Aerodeslizadores y
Elevador Neumático presenta una cantidad mayor de fallas
en comparación con la planta 900.

• 5.4. Fallas por Subsistema PTH
  900 VL

En el Grafico Nº 3 se presentan la cantidad de
fallas por Sub Sistema durante el año 2005:

Gráfico Nº 3 Número
de Fallas registradas en la PTH 900 VL

En el grafico Nº 3 el Sub-Sistema que sufre mas
desgaste y por esta razón tiende a fallar, es el de
colección, causando un gran impacto siendo estos los mas
críticos y de mayor importancia en el sistema por esta
razón se debe disminuir el numero de fallas, aunque los
valores de los otros Sub-Sistema no ocasionarían el paro
total de la planta pero si afectaría la
eficiencia.

• 5.5. Fallas por Sub-sistema PTH
  1000" VL

En el Grafico Nº 4 se presentan la cantidad de
fallas por Sub Sistema durante el año 2005:

Gráfico Nº 4 Número
de Fallas registradas en la PTH 1000 VL

En el grafico Nº 4 el Sub-Sistema que sufre
más desgaste y tiende a fallar es el de Manejo de Alumina
y el de Colección, causando un gran impacto siendo estos
los más críticos afectando la eficiencia y la
productividad por esta razón se debe disminuir el numero
de fallas. Pero en la comparación con planta 900, se
observa que hay valores de fallas elevados en los dos Sub
Sistemas tanto el de Manejo de Alumina cómo el de
Colección.

• 5.6. Fallas por PTH
  VL

En el Grafico Nº 5 se presentan la cantidad de
fallas por planta durante el año 2005:

Gráfico Nº 5 Número
de Fallas registradas en la PTH 900-1000 VL

En el grafico Nº 5 se observa que planta 900 tiene
un número mayor de fallas que planta 1000 aunque la
diferencia no es holgada, lo que indica que existe poco
mantenimiento rutinario y por esta razón el mantenimiento
preventivo disminuye y la vida útil de los equipos se ve
alterada ante del tiempo establecido aumentando los mantenimiento
correctivos pero de manera descontrolada ocasionando que el
número de fallas aumente afectando la productividad de las
dos plantas.

• 5.7. Mantenimiento Rutinario y
  Preventivo PTH 900 – 1000 VL Año 2005

Las horas de mantenimiento correctivo y preventivo de
las PTH VL se encuentran totalizadas en la tabla Nº
14:

tabla Nº 14 totalización de
horas de mantenimiento

• 5.8. Parada por Mantenimiento
  en la PTH 900 -1000 VL Año 2005

En el Grafico Nº 6 se presentan las horas de
paradas de planta durante el año 2005:

Gráfico Nº 6 Paradas por
Mantenimiento en la PTH 900 VL

En el grafico Nº 6 corrobora lo comentado en el
grafico anterior de que existe poco mantenimiento rutinario,
afectando la ejecución del mantenimiento preventivo
programado en planta 900. El grafico señala una gran
diferencia en mantenimiento correctivo con respecto planta 1000,
esto indica que existe una gran cantidad de equipos con fallas
comparando estas dos plantas una respecto a otra.
Podríamos observar la falta de un mantenimiento que
supervise los subsistema que conforman las PTH VL, ya que existe
equipos que no son tomados en cuenta en los diferentes tipos de
mantenimiento que se debería realizar y al no tener un
control de los parámetros existente no tendrá la
disponibilidad de equipos en un momento determinado, de una falla
imprevista debido a la falta de control.

CAPITULO VI

Cálculos y
análisis de resultados

• 6.1. SISTEMA Y FACTOR DE
  SERVICIO

Para identificar los sistemas, se tomo en cuenta la
función de los equipos y el nivel de importancia que
tienen cada unos de ellos en el desarrollo productivo de la PTH
VL. El calculo del factor servicio se realiza considerando los
tiempos máximos anuales por mantenimiento rutinario y
correctivo y su respectiva ponderación para todos los
equipo, tomando como tiempo calendario el numero de equipos
multiplicado por un día y los 365 dias al año. Se
calcula el factor de servicio para cada equipo que conforman un
subsistema, luego se suma cada factor de servicio multiplicado
por su respectiva ponderación y se divide por el tiempo
calendario; obteniendo de esta manera el factor de servicio de
los tres subsistemas seleccionados, el factor de servicio total
de cada planta es el producto de los subsistemas de las PTH 900 y
1000.

• 6.1.1. Ponderación de
  los equipos PTH 900-1000 VL

En la ponderación de los equipos se
toman los valores totales de los niveles de criticidad de los Sub
Sistemas a base de 100 % (ver Tabla Nº 15):

Tabla Nº 15 Ponderación de
los Equipos

• 6.1.2. Sub Sistema Manejo de
  Alumina

Este sistema conformado por sopladores de
fluidificación, aerodeslizadores de alumina primaria y
secundaria, elevadores neumático, caja de
alimentación y caja de distribución el proceso es
en serie lo que entra es igual a lo que sale cualquiera de los
elementos limita la totalidad del proceso (ver Tabla Nº
16).

Tabla Nº 16 Mantenimiento
Correctivo y Preventivo PTH 900 VL

• 6.1.2.1. Factor de Servicio del Sub Sistema
  de Manejo de Alumina

En la Ecuación. Nº 11 y 12 se presenta de
manera general el factor de servicio de los equipos y manejo de
alumina, la identificación de variables en la Tabla
Nº 17:

Tabla Nº 17 Identificación
de variables

• 6.1.3. Sub Sistema de
  Recuperación de fluor

Esta conformado por los compresores de pulsos y
válvulas solenoides estos dos elementos actúan en
serie, si los compresores no funciona no existe presión
para que las válvulas solenoide desarrolle el trabajo de
filtración (ver Tabla Nº 18).

Tabla Nº 18 Mantenimiento
Correctivo y Preventivo PTH 900 VL

• 6.1.3.1. Factor de Servicio del Sub Sistema
  Recuperación de Fluor

La Ecuación de Factor de Servicio se presenta a
continuación con la identificación de variables
(ver Ec.Nº 11 y Tabla Nº 19):

(Ec.Nº 13)

Tabla Nº 19 Identificación
de variables

• 6.1.4. Sub Sistema de
  Colección de Gases Abanicos de Tiro

Esta conformado por tres ventiladores que son los
abanicos de tiros, es el mas importante de los tres sistema ya
que si esto equipos deja de funcionar ocasionaría el
colapso de todo el proceso productivo de la PTH VL (ver Tabla
Nº 20).

Tabla Nº 20 Mantenimiento
Correctivo y Preventivo PTH 900 VL

• 6.1. Factor de Servicio del Sub
  Sistema de Colección de Gases Abanicos de
  tiro

La Ecuación del factor de Servicio se presenta a
continuación con la identificación de variables
(ver Ec. Nº 13 Y Tabla Nº 21):

Tabla Nº 21 Identificación
de variables

• 6.2. Factor de Servicio Total PTH 900
  VL

FSTPTH = (FS(Manejo alumina)) * (FS(Recuperación
de f)) * (FS(Colección de gases))

FSTPTH = (0, 9894)*(0, 9961)*(0, 9975)

FSTPTH =0, 9831*100

FSTPTH =98, 31

• 6.3. Factor de Servicio Total PTH 1000
  VL

FSTPTH = (0, 9989)*(0, 9973)*(0, 9937)

FSTPTH =0, 9899*100

FSTPTH =98, 99

A continuación se presentan los
resultados totales del Factor de Servicio del Sistema de la PTH
VL 900 Y 1000 (ver Tabla Nº 22):

Tabla Nº 22 Resultados del Factor
de Servicio

• 6.4. Análisis de
  Resultado

En el Grafico Nº 7 se observa que la planta esta
operando con la disponibilidad y mantenibilidad requerida en los
equipos estudiado durante el año 2005 en la PTH VL, lo que
quiere decir que la planta se encuentra dentro de los
parámetro de mantenimiento correctivos y preventivo
óptimos de 98,31% para la PTH 900 y 98,99% para la PTH
1000. Si tomamos el promedio del factor de servicio entre estas
dos planta obtenemos 98.65 %, faltando muy poco para llegar a un
nivel máximo de operatividad de 100%, tomando en cuenta
que el resultado obtenido ayudara a medir la disponibilidad y el
mantenimiento del sistema de las PTH 900 Y 1000,
pudiéndose mantener o lograr los niveles máximos de
confiabilidad y mantenibilidad en un tiempo determinado (ver
Grafica Nº 7).

Una forma conocida de describir factor de servicio es
mediante los "nueves": los tres nueves de una disponibilidad de
un 99,9%. No obstante, hay que tener en cuenta que las
implicaciones de la medición por nueves a veces se
malinterpretan. Es necesario realizar algunos cálculos
para descubrir que tres nueves (disponibilidad de un 99,9%)
representan aproximadamente 8,5 horas de interrupción de
servicio en un solo año. El nivel inmediatamente superior,
cuatro nueves (99,99%), representa alrededor de una hora de
interrupción de servicio en un año. Cinco nueves
(99,999%) representan sólo cinco minutos de
interrupción al año)

Gráfico Nº 7 Resultados del
Factor de Servicio