Metodología general para auditar programas de mantenimiento

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(1)METODOLOGÍA GENERAL PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO. LEONORA DE LEMOS MEDINA Ingeniero Mecánico. Asesor: JOSÉ IGNACIO HUERTAS Ingeniero Mecánico, MSc, DSc. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES BOGOTÁ D.C. 2003.

(2) METODOLOGIA GENERAL PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO. LEONORA DE LEMOS MEDINA Ingeniero Mecánico. Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de Magíster en Ingeniería Mecánica. Asesor: JOSÉ IGNACIO HUERTAS Ingeniero Mecánico, MSc, DSc. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES BOGOTÁ D.C. 2003.

(3) Bogotá, enero de 2003.. Doctor ÁLVARO ENRIQUE PINILLA Director Departamento de Ingeniería Mecánica Ciudad. Apreciado Doctor:. Por medio de la presente, me permito someter a su consideración la tesis titulada “METODOLOGIA GENERAL PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO”. Certifico como Asesor que esta tesis cumple con los objetivos propuestos y que, por lo tanto, califica como requisito para optar el título de Magíster en Ingeniería Mecánica.. Atentamente,. JOSÉ IGNACIO HUERTAS Profesor Asociado Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de los Andes.

(4) Bogotá, enero de 2003.. Doctor ÁLVARO ENRIQUE PINILLA Director Departamento de Ingeniería Mecánica Ciudad. Apreciado Doctor:. Por medio de la presente, someto a su consideración la tesis titulada “METODOLOGIA GENERAL PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO”, que tiene como objetivo desarrollar una metodología que permita hacer auditorías a programas de mantenimiento de diferentes sistemas. Considero que ésta cumple con los objetivos propuestos y la presento como requisito parcial para optar al título de Magíster en Ingeniería Mecánica.. Atentamente,. LEONORA DE LEMOS MEDINA Código 200117037.

(5) A mis papitos, hermanos y sobrinos, por todo el apoyo y cariño durante esta experiencia y toda la vida.

(6) AGRADECIMIENTOS. Especialmente a ti Jose, mi amigo, maestro, hermano, mi apoyo incondicional: gracias gran sensei! A la Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Mecánica especialmente a Luis Mario Mateus por toda su ayuda y apoyo A la Universidad de Costa Rica, especialmente a la Escuela de Ingeniería Mecánica y la Oficina de Asuntos Internacionales Al grupo de transportes del Fondo de Vigilancia y Seguridad de Bogotá, la Policía Metropolitana de Bogotá y al grupo auditor de la operación de la Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá. A los amigos: Alex, Marce, Jenny, Diego Parra, Ana María, Carito, Margarita A los compañeros: Moni, Nelson, Julián, Mónica Pinzón, Juan Fajardo, Alex 2, Juan Pablo, Luis y demás CICOM. A Juan Carlos Parra por tus enseñanzas y paciencia A Nicolás Giraldo por tu ayuda y apoyo para la realización de esta tesis A mi amiga Hennia A las familias: Huertas Cardozo, Arias Jiménez, Hernández Jiménez, Insignares Gómez A ti por llegar y estar .... A todas las personas que me han demostrado su cariño y apoyo durante esta experiencia.

(7) MIM-2002-II-04. ii. Tabla de contenido Página CAPÍTULO 1 Metodología general para auditar programas de mantenimiento 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6. Introducción Objetivo general Objetivos específicos Alcance Metodología de trabajo Estructura del documento. 1 1 1 1 2 2. CAPÍTULO 2 Descripción de la metodología general para auditar programas de mantenimiento 2.1 2.2 2.2.1 2.2.1.1 2.2.1.2 2.2.1.3 2.2.1.4 2.2.1.5 2.2.2 2.2.2.1 2.2.2.2 2.2.2.3 2.2.2.4 2.2.3 2.2.3.1 2.2.3.2 2.3 2.3.1 2.3.2. Definición de auditoría Ejecución de la auditoría Descripción del sistema Descripción de la actividad económica que realiza la empresa Descripción de los equipos y maquinaria objeto del programa de mantenimiento Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante Descripción del programa de mantenimiento que se lleva a cabo en la empresa Descripción del personal a cargo del mantenimiento que lleva a cabo la empresa Evaluación del desempeño del sistema Pruebas de desempeño de la maquinaria Evaluación de la confiabilidad del sistema Evaluación de los costos operacionales del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa Evaluación del personal a cargo del mantenimiento que lleva a cabo la empresa Recomendaciones y conclusiones Identificar inconformidades Identificar oportunidades de mejora Comentarios generales Recursos necesarios para realizar auditorías a programas de mantenimiento siguiendo la metodología propuesta Recomendaciones al realizar auditorías a programas de mantenimiento siguiendo la metodología propuesta. 4 6 6 7 7 7 7 8 8 8 9 9 10 10 10 10 11 11 11. CAPÍTULO 3 Auditoría al programa de mantenimiento de la Red de monitoreo de la calidad del aire de Bogotá 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3. Introducción Descripción de la red de monitoreo de la calidad del aire Descripción de la actividad que realiza la RMCAB Descripción de los equipos de la RMCAB Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante. Auditoría a programas de mantenimiento. 12 12 12 13 16.

(8) MIM-2002-II-04. iii. 3.2.4 3.2.5 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.2.1 3.3.2.2 3.3.2.3 3.3.2.4 3.3.2.5 3.3.3. 19 19 19 20 24 24 27 31 32 41 42. 3.4 3.4.1 3.5. Descripción del programa de mantenimiento que lleva a cabo la RMCAB Descripción del personal a cargo del mantenimiento de la RMCAB Evaluación del desempeño del sistema Pruebas de desempeño de los equipos Evaluación de la confiabilidad del sistema Porcentaje de recuperación de datos Análisis de fallas por estación Conclusiones generales del análisis de fallas Análisis de tiempos de fallas por estación Conclusiones del análisis de confiabilidad de la RMCAB Evaluación de los costos operacionales del programa de mantenimiento que lleva a cabo la RMCAB Recomendaciones Identificación de inconformidades y oportunidades de mejora Conclusiones. 45 45 46. CAPÍTULO 4 Auditoría al programa de mantenimiento de la flota de vehículos de la Policía metropolitana de Bogotá 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2. Descripción de la flota de vehículos de la MEBOG Descripción de las actividades que realiza de la flota de vehículos de la MEBOG Descripción de la flota Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante Descripción del programa de mantenimiento que se realiza a la flota Descripción del personal encargado del mantenimiento que se realiza a la flota Evaluación de desempeño del sistema Pruebas de desempeño de los vehículos Evaluación de la confiabilidad del sistema Análisis de tiempos de fallas por tipo de vehículos Evaluación de los costos del programa de mantenimiento de la flota Recomendaciones y conclusiones Conclusiones Recomendaciones y oportunidades de mejora. 47 47 48 50 51 52 53 53 59 59 68 73 73 74. CAPÍTULO 5 Conclusiones y Recomendaciones 5.1 5.2. Conclusiones Recomendaciones. REFERENCIAS. Auditoría a programas de mantenimiento. 75 76 77.

(9) MIM-2002-II-04. iv. Lista de tablas Tabla 3.1. Tabla 3.2. Tabla 3.3. Tabla 3.4.. Tabla 3.5. Tabla 3.6. Tabla 3.7. Tabla 3.8. Tabla 3.9. Tabla 3.10. Tabla 3.11. Tabla 3.12. Tabla 3.13 Tabla 3.14 Tabla 3.15 Tabla 3.16 Tabla 3.17 Tabla 3.18 Tabla 3.19. Tabla 4.1 Tabla 4.2 Tabla 4.3 Tabla 4.4 Tabla 4.5 Tabla 4.6 Tabla 4.7 Tabla 4.8 Tabla 4.9. Resultados obtenidos identificando los equipos disponibles en cada estación de la RMCAB y evaluación de su estado Resultados obtenidos evaluando el estado de los equipos disponibles en cada estación de la RMCAB Descripción de la tecnología empleada por los equipos que se utilizan en la RMCAB Principales procedimientos de mantenimiento preventivo recomendados por los fabricantes para los equipos de análisis de gases de la RMCAB Programa de mantenimiento preventivo para analizadores de material particulado Actividades de mantenimiento para otros equipos de la RMCAB Composición de la mezcla de gases del cilindro usado para la verificación de la calibración de los analizadores de gases de la RMCAB Parámetros que describen la calibración de los equipos analizadores de gases Resultados obtenidos durante el proceso de verificación de calibración de los analizadores de gases de la RMCAB Descripción de algunas banderas usadas para describir el estatus de cada dato que llega a la estación central de la RMCAB Porcentaje de datos de CO, SO2 y NO marcados por cada una de las banderas usadas en la operación de la RMCAB durante el año 2000 Porcentaje de datos de CO, SO2 y NO marcados por cada una de las banderas usadas en la operación de la RMCAB durante el año 2001 Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de PM10 Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de CO Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de SO2 Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de NOx Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de O3 Descripción del costo de operación y mantenimiento de la RMCA de Santiago de Chile (Red MACAM2) para el año 2001 Descripción del costo de operación y mantenimiento de la RMCAB para el año 2001 Resumen de actividades de mantenimiento preventivo para automóviles, camionetas y microbuses Resumen de actividades de mantenimiento preventivo para motocicletas Pruebas que se realizaron a los vehículos evaluados Lista de vehículos evaluados según tipo, marca y modelo Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los automóviles Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de las camionetas Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de las microbuses Índices de confiabilidad del programa de mantenimiento de las motocicletas Resumen de las marcas recomendadas de vehículos de la flota. Auditoría a programas de mantenimiento. 14 14 15 17 18 18 21 23 23 25 25 26 32 34 34 37 39 43 44 50 51 53 55 60 62 64 66 73.

(10) MIM-2002-II-04. v. Lista de figuras Figura 2.1 Figura 2.2 Figura 3.1 Figura 3.2. Figura 3.3. Figura 3.4. Figura 3.5 Figura 3.6 Figura 3.7. Figura 3.8. Figura 3.9. Figura 3.10. Figura 3.11. Figura 3.12 Figura 3.13 Figura 3.14 Figura 3.15 Figura 3.16 Figura 4.1 Figura 4.2 Figura 4.3 Figura 4.4 Figura 4.5 Figura 4.6 Figura 4.7 Figura 4.8. Ilustración del ciclo de vida de una auditoria Descripción del proceso de auditoría de programas de mantenimiento Distribución de las 14 estaciones de monitoreo de la RMCAB Estado actual de los equipos en cada una de las estaciones de la RMCAB. Ilustración del proceso de verificación de la calibración de los analizadores de gases Verificación inicial del correcto funcionamiento del calibrador multigas usado durante la verificación de la calibración de analizadores de gases de la RMCAB. Verificación final del correcto funcionamiento del calibrador multigas usado durante la verificación de la calibración de analizadores de gases de la RMCAB Formato diseñado para sistematizar el proceso de evaluación de la calibración de los equipos analizadores de gases de la RMCAB. Promedios mensuales del porcentaje de datos de PM10 para los 3 tipos de falla analizados para las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Promedios mensuales del porcentaje de datos de CO para los 3 tipos de falla analizados y las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Promedios mensuales del porcentaje de datos de SO2 para los 3 tipos de falla analizados y las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Promedios mensuales del porcentaje de datos de NOX para los 3 tipos de falla analizados y las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Promedios mensuales del porcentaje de datos de O3 para los 3 tipos de falla analizados y las 14 estaciones de monitoreo: Fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Indices de confiabilidad del programa de mantenimiento para los sensores de PM10 en cada estación de la RMCAB Indices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de CO de la RMCAB Indices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de SO2 de la RMCAB Indices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de NOx de la RMCAB Indices de confiabilidad del programa de mantenimiento de los sensores de O3 de la RMCAB Distribución según el tipo de vehículos de la flota Distribución según el modelo de vehículos de la flota Distribución según la marca de vehículos de la flota Diagrama del proceso de mantenimiento de los vehículos de la flota Formato utilizado para las pruebas de desempeño Resultados de la prueba de vacío en el múltiple Resultados de las pruebas al sistema eléctrico Resultados de las pruebas de emisiones para CO y resultados del cálculo de lamda. Auditoría a programas de mantenimiento. 5 6 13 15 20 21. 21 22 27. 28. 29. 30. 31. 33 35 36 38 40 48 49 49 52 54 56 57 58.

(11) MIM-2002-II-04 Figura 4.9 Figura 4.10 Figura 4.11 Figura 4.12 Figura 4.13 Figura 4.14 Figura 4.15 Figura 4.16 Figura 4.17 Figura 4.18 Figura 4.19 Figura 4.20. Histograma de distribución de los tiempos entre reparaciones de los automóviles Indices de confiabilidad para los automóviles según la marca Histograma de distribución de los tiempos entre reparaciones de las camionetas Indices de confiabilidad para las camionetas según la marca Histograma de distribución de tiempos entre reparaciones para las microbuses Indices de confiabilidad para las microbuses según marca Histograma de distribución de tiempos entre reparaciones para las motocicletas Indices de confiabilidad para motocicletas según la marca Gráfica de costos totales de mantenimiento en función de la vida útil de las camionetas Costos de mantenimiento por repuestos y mano de obra para camionetas según marca Gráfica de costos totales de mantenimiento en función de la vida útil de las motocicletas Costos de mantenimiento por repuestos y mano de obra para motocicletas según marca. Auditoría a programas de mantenimiento. vi 60 61 62 63 64 65 66 67 69 70 71 72.

(12) MIM-2002-II-04. CAPÍTULO 1 METODOLOGÍA GENERAL PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO. 1.1.. INTRODUCCIÓN. En algunas actividades de industria o servicios, la operación de los equipos y el sistema en general es un aspecto crítico dentro del desempeño satisfactorio de la actividad. En estos casos es deseable contar con auditorías externas que, en forma similar como se realizan las auditorías energéticas, evalúen el programa de mantenimiento que sigue la empresa, identifiquen las acciones que no se realizan de acuerdo a lo especificado por los fabricantes de los equipos o se alejan de las buenas prácticas de ingeniería, y finalmente identifiquen las oportunidades de mejorar. Sin embargo a la fecha no se cuenta con una metodología estándar para realizar este tipo de auditorías. En respuesta a esta carencia el presente trabajo propone una metodología para auditar programas de mantenimiento. Los objetivos de esta tesis de maestría se presentan a continuación.. 1.2.. OBJETIVO GENERAL. Elaborar una metodología general para auditar programas de mantenimiento. 1.3. • • •. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Hacer la metodología Validar la metodología realizando, al menos 2 auditorías a programas de mantenimiento Evaluar la eficiencia de la metodología. 1.4.. ALCANCE. La metodología desarrollada permite realizar auditorías a programas de mantenimiento de sistemas muy diferentes entre sí. Por ejemplo a sistemas de monitoreo y/o medición, flotas de vehículos y sistemas de producción. Auditoría a programas de mantenimiento. 1.

(13) MIM-2002-II-04. Se incluyen análisis de confiabilidad que permiten dar recomendaciones y conclusiones concretas y basadas en información histórica de los sistemas en estudio.. 1.5.. METODOLOGÍA DE TRABAJO. La metodología para auditar programas de mantenimiento se define luego de consultas bibliográficas y de internet. Se consideran elementos en común con otro tipo de auditorías en las cuales se cuenta con amplia experiencia a nivel nacional e internacional, tal es el caso de auditorías energéticas y auditorías de calidad. La metodología propuesta para auditar programas de mantenimiento, consta de 3 etapas: descripción del sistema, evaluación del desempeño del sistema (programa de mantenimiento y equipos) y finalmente las recomendaciones y conclusiones del estudio. La característica más importante de esta metodología es el análisis de confiabilidad que se incluye dentro de la evaluación al desempeño del sistema. La confiabilidad se define como la probabilidad de no fallar de un equipo. Para estos análisis se debe contar con información histórica de fallas de los equipos. Los análisis de confiabilidad permiten determinar de manera analítica si los equipos se desempeñan bajo condiciones esperadas y por lo tanto, si el programa de mantenimiento es adecuado para los equipos. Para aplicar la metodología, es necesario contar con: • • •. recursos informáticos: software de análisis estadístico (Excel, Arena, MiniTab, SPSS, etc.) herramientas y equipos para hacer las pruebas de desempeño disponibilidad de información interna de la empresa para uso y consulta. La metodología es una guía para que ingenieros consultores y personal interno de las empresas puedan realizar las auditorías. Se requiere tener conocimientos de estadística para los análisis de confiabilidad y amplia experiencia en mantenimiento y en el desarrollo de las actividades específicas del sistema en estudio.. 1.6.. ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO. El documento se divide en 5 capítulos. El primero de ellos corresponde a la introducción. En el capítulo 2, se hace la descripción de la metodología propuesta. Se describe cada una de las etapas que se debe seguir para la realización de las auditorías a programas de mantenimiento y de los resultados esperados en cada una de ellas. El capítulo 3, presenta los resultados obtenidos al aplicar la metodología en la realización de la auditoría al programa de mantenimiento de la Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá (RMCAB).. Auditoría a programas de mantenimiento. 2.

(14) MIM-2002-II-04 Los resultados al aplicar la metodología al programa de mantenimiento de la flota de vehículos propiedad del Fondo de Vigilancia y Seguridad (FVS) para el servicio de la Policía Metropolitana de Bogotá (MEBOG), se presentan en el capítulo 4. Finalmente el capítulo 5 presenta las conclusiones y recomendaciones de esta tesis de maestría.. Auditoría a programas de mantenimiento. 3.

(15) MIM-2002-II-04. CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA AUDITAR PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO. Esta sección presenta la descripción de la metodología propuesta para auditar programas de mantenimiento de equipos y maquinaria. Para establecer la metodología que permita hacer auditorías a programas de mantenimiento, se realizaron consultas bibliográficas y se tomaron elementos en común con otro tipo de auditorías que se han desarrollado desde hace muchos años, tal es el caso de auditorías energéticas y auditorías de calidad. [Ref 1, 2, 3, 4 ,5 , 6] La metodología se define luego de consultas bibliográficas de libros, artículos técnicos de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), revistas de mantenimiento y de internet. Se consideran elementos en común con otro tipo de auditorías en las cuales se cuenta con amplia experiencia a nivel nacional e internacional, tal es el caso de auditorías energéticas y auditorías de calidad.. 2.1 DEFINICION DE UNA AUDITORIA Una auditoría a programas de mantenimiento es un examen sistemático e independiente para determinar si las actividades de mantenimiento se realizan de acuerdo a lo establecido por los fabricantes de los equipos y maquinaria y si los índices de desempeño del programa de mantenimiento son satisfactorios. Objetivos de una auditoría: • Determinar conformidades/No conformidades • Determinar la eficacia del sistema para cumplir con el objeto de la actividad • Proporcionar al auditado una oportunidad para mejorar • Cumplir requisitos regulatorios Características de una auditoría • Debe legitimarse: es decir contar con el apoyo de una persona de alto mando responsable • Consisten en estudios de prácticas actuales versus las buenas prácticas recomendadas • Se realizan por personas expertas en el tema y que son independientes. • Son programadas con anterioridad en lugar de ser realizadas como respuesta a un problema • Son programadas y conducidas con el conocimiento y la participación de las personas que serán auditadas • Se le informa a los altos mandos cualquier situación encontrada durante la auditoría • Los hallazgos y recomendaciones se revisan a altos niveles, para seguir acciones seguras.. Auditoría a programas de mantenimiento. 4.

(16) MIM-2002-II-04 Ciclo de vida de una auditoría El proceso de auditoría presenta un ciclo de vida como el que se presenta en la figura 2.1. Se presentan una serie de actividades y etapas que se deben seguir: • Capacitación para auditores • Establecimiento de programa de auditorías periódicas • Ejecución de la auditoría • Resultados de la auditoría • Reporte de la auditoría • Reunión para reportar resultados de la auditoría • Acciones correctivas para mejorar • Chequeo de resultados de implementación de mejoras. Capacitación para auditores Aprobación del Gerente o Director. Establecer un programa de auditorías periódicas. Dirección de auditorías nuevamente. Ejecución de la auditoría Resultados de la auditoría. Ciclo de vida de una auditoría. Dirección de auditorías especiales Reporte intermedio y discusión. Reporte de la auditoría Reporte de resultados de implementación de mejoras. Reunión para reportar resultados y discusión. Distribución de tareas para implementar mejoras. Acciones correctivas a para mejorar Chequeo de resultados de la implementación de mejoras. Figura 2.1 Ilustración del ciclo de vida de una auditoría En este documento, se hará énfasis a la etapa que se denomina ejecución de la auditoría y será sobre ésta que se presente la metodología propuesta en este documento.. Auditoría a programas de mantenimiento. 5.

(17) MIM-2002-II-04. 2.2 EJECUCIÓN DE LA AUDITORÍA La ejecución de una auditoría a programas de mantenimiento consta de 3 fases: descripción del sistema, evaluación del desempeño del sistema y recomendaciones. El proceso se ilustra en la figura 2.2. •. Fase 1: Describir el sistema. • • • •. Fase 2: Evaluar el desempeño del sistema. Fase 3: Proveer recomendaciones. • • • •. • •. Descripción de la actividad económica que realiza la empresa Descripción de los equipos y maquinaria Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante Descripción del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa Descripción del personal a cargo del mantenimiento. Pruebas de desempeño de la maquinaria Evaluación de la confiabilidad del sistema Evaluación de los costos operacionales del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa Evaluación del personal que lleva a cabo el mantenimiento. Identificar inconformidades Identificar las oportunidades de mejora. Figura 2.2 Descripción del proceso de auditoría de programas de mantenimiento A continuación se describen cada una de estas fases.. 2.2.1 Descripción del sistema El objetivo de esta fase es describir de manera concisa la forma como se lleva a cabo la actividad de mantenimiento dentro de la empresa y la importancia que ésta tiene dentro la actividad económica de la empresa. Para esto se recomienda describir los siguientes aspectos. Auditoría a programas de mantenimiento. 6.

(18) MIM-2002-II-04. 2.2.1.1 Descripción de la actividad económica que realiza la empresa Con el objeto de contextualizar la labor de mantenimiento dentro de la empresa se debe describir la actividad que realiza la empresa y la importancia que tiene el mantenimiento de su maquinaria dentro de la actividad económica de la empresa.. 2.2.1.2 Descripción de los equipos y maquinaria objeto del programa de mantenimiento Se debe obtener un cuadro resumen con la descripción técnica de la maquinaria más relevante objeto del programa de mantenimiento Se recomienda para cada máquina o equipo obtener la siguiente información • • • • • • • •. Modelo, marca, año Función o actividad que realiza Cantidad Fuente de energía necesaria para su funcionamiento (electricidad o combustible) Tiempo de uso diario, por semana y por mes. Modo de operación ( continuo, esporádica, regular, etc.) Importancia dentro del proceso productivo Otras características específicas según el tipo de actividad.. La información que se solicite en esta etapa será tanto la que se tenga debidamente documentada, como aquella que la experiencia y el desarrollo de las actividades de la empresa pueda dar. Además deberá permitir establecer la manera de operar de la maquinaria y la importancia que cada uno de los equipos tiene dentro del proceso de producción de la empresa. Para los diferentes procesos a auditar se deberán utilizar formularios con formatos que faciliten la recopilación de la información.. 2.2.1.3 Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante Para cada equipo y maquinaria se debe describir el programa de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo especificado por el fabricante. Generalmente los fabricantes establecen las actividades de mantenimiento que se deben realizar a sus equipos, para asegurar óptimas condiciones de funcionamiento y alargar la vida útil de la maquinaria. Por lo tanto, si no se siguen tales recomendaciones, existe una mayor probabilidad de que el equipo falle o no trabaje eficientemente.. 2.2.1.4 Descripción del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa Se debe hacer una descripción detallada del programa de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo que esta siguiendo la empresa. En el caso que el programa de mantenimiento se encuentre documentado o sistematizado, se utilizará toda la información que se facilite de esta manera. Los datos que se recomiendan obtener en esta etapa de la auditoría son: Auditoría a programas de mantenimiento. 7.

(19) MIM-2002-II-04 • • • •. Tiempo de la información (hace cuánto tiempo se sigue el programa?) Variables que se controlan Tipos y frecuencia de pruebas que se hacen al equipo Detalle histórico de las reparaciones y fallas que ha tenido cada uno de los equipos y maquinaria.. Se debe hacer una comparación entre el mantenimiento recomendado por el fabricante, como se presentó en la sección anterior, y el realizado por la empresa.. 2.2.1.5 Descripción del personal a cargo del mantenimiento que lleva a cabo la empresa Se debe realizar un cuadro resumen que describa el perfil técnico del personal y sus responsabilidades dentro del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa. Se debe analizar si el perfil técnico del personal a cargo y el número de personas es el adecuado para llevar a cabo un programa de mantenimiento que se ajuste a las necesidades de la empresa.. 2.2.2 Evaluación del desempeño del sistema El objetivo de esta fase es evaluar la efectividad del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa. Comprende la realización de pruebas, ensayos y análisis de la información recolectada en el numeral 2.1 que permitan diagnosticar: • el estado operativo de la maquinaria y • la confiabilidad del programa de mantenimiento mediante índices de desempeño. A continuación se describe cada uno de estos aspectos.. 2.2.2.1 Pruebas de desempeño de la maquinaria Se debe realizar el conjunto de pruebas que permitan evaluar el estado operativo de la maquinaria objeto del programa de mantenimiento. Las pruebas que se realicen pueden ser las que regularmente realiza la empresa, las especificadas en normativas estándar o las especialmente creadas para una aplicación especifica. Por ejemplo en los equipos de medición se debe verificar su calibración mediante los procedimientos especificados por la norma estándar que lo regula. En la maquinaria para manufactura se debe verificar su ajuste. En los vehículos de transporte se verifica el estado del motor, sistema eléctrico, frenos etc. La característica fundamental de este diagnóstico es que dará la información del estado de los equipos en el momento que se realiza la auditoría. Las pruebas deben permitir evaluar los parámetros que permitan comparar el desempeño del equipo contra los valores:. Auditoría a programas de mantenimiento. 8.

(20) MIM-2002-II-04 • • • •. obtenidos en equipos similares disponibles en el mercado. Provenientes de la experiencia en la operación de equipos similares Recomendados por el fabricante Estándar para la operación de equipos que realicen la misma operación. 2.2.2.2 Evaluación de la confiabilidad del sistema La confiabilidad de la maquinaria se define como la probabilidad del buen funcionamiento del equipo bajo ciertas condiciones de uso y para un tiempo específico. Con base en la información histórica recolectada en el numeral 2.1.4 se debe determinar la confiabilidad del programa mantenimiento que lleva a cabo la empresa, mediante la evaluación de los índices de desempeño de programas de mantenimiento [Ref. 7,2,3,4,5,6,7]. Se debe evaluar algunos de los siguientes índices: • • • • • • • •. MD (Mean downtown): tiempo promedio que permanece un equipo sin poder usarse debido a una falla MTBF (Mean time between failure): tiempo promedio que el equipo se mantiene operando adecuadamente MTTRS (Mean time to restore system): tiempo promedio que toma reestablecer un sistema desde la condición de falla hasta un estado de operación normal MTBM (Mean time between maintenance): tiempo promedio entre cualquier acción que se realice del sistema de mantenimiento MTBCF (Mean time between critical failure): tiempo promedio entre fallas que causan la pérdida de alguna función del sistema, y que será clasificado como crítico según la empresa MTTR (Mean time to repair): tiempo promedio que toma reestablecer un sistema desde la condición de falla hasta un estado de operación normal MTTF (Mean time to failure): tiempo promedio que el equipo se mantiene operando sin falla durante un período establecido de medición y bajo condiciones estables del equipo MTBR (Mean time between repair): tiempo promedio que toma remover y reemplazar algún elemento del equipo. Una vez obtenidos los valores de estos índices, se deben comparar contra los valores: • obtenidos en equipos similares disponibles en el mercado. • Provenientes de la experiencia en la operación de equipos similares • Recomendados por el fabricante • Estándar para la operación de equipos que realicen la misma operación. 2.2.2.3 Evaluación de los costos operacionales del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa Se debe evaluar la relación beneficio costo del programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa. Esto se realiza mediante la evaluación de algunos de los siguientes índices: •. TM (Total de materiales): costo total de los materiales utilizados para las reparaciones y mantenimiento preventivo.. Auditoría a programas de mantenimiento. 9.

(21) MIM-2002-II-04 • • • • • • •. TMO (Total de mano de obra): costo total de la mano de obra CHA (Costo horas averías): costo de las horas en que existe alguna avería MEA (Material empleado en averías): costo del material empleado para reparar las averías CHPV (Costo horas preventivo): costo del tiempo utilizado para mantenimiento preventivo MEPV (Material empleado para preventivo): costo de los materiales utilizados para el mantenimiento preventivo. CHPD (Costo horas predictivo): costo del tiempo utilizado para mantenimiento predictivo MEPD (Material empleado para predictivo): costo de los materiales utilizados para el mantenimiento predictivo. Una vez obtenidos los valores de estos índices, estos se deben comparar contra los valores: • Provenientes de la experiencia en la operación de equipos similares • Estándar para la operación de equipos que realicen la misma operación. 2.2.2.4 Evaluación del personal a cargo del mantenimiento que lleva a cabo la empresa Se debe evaluar la efectividad del personal a cargo del mantenimiento dentro de la empresa. Para ello se pueden utilizar los siguientes índices: • • • • •. HPD (Horas predictivo): horas utilizadas para mantenimiento predictivo HPV (Horas preventivo): horas utilizadas para mantenimiento preventivo HA (Horas averías): horas utilizadas para reparación de averías PEM (Personal efectivo en mantenimiento): horas que se tiene personal efectivo en labores de mantenimiento. IRP (Indice de rendimiento del personal): muestra el rendimiento que tiene el personal a cargo del mantenimiento.. 2.2.3 Recomendaciones y conclusiones Con base en los numerales 2.2.1 y 2.2.2 se deben identificar las inconformidades y las oportunidades de mejora.. 2.2.3.1 Identificar inconformidades Mediante la comparación entre: • los procedimientos de mantenimiento que realiza la empresa y los recomendados por el fabricante • los resultados de las pruebas de desempeño de los equipos y maquinaria y los esperados por equipos y maquinaria similar • Los valores de índice de desempeño obtenidos por la empresa con el programa de mantenimiento que lleva a cabo y los valores de índices de desempeño recomendados Se debe identificar los aspectos más relevantes donde el programa de mantenimiento que lleva a cabo la empresa tiene deficiencias y debilidades o simplemente no se ajusta a lo recomendado. Auditoría a programas de mantenimiento. 10.

(22) MIM-2002-II-04. 2.2.3.2 Identificar las oportunidades de mejora Se deben identificar y especificar en forma prioritaria las acciones cuya implementación tendrían el mayor impacto positivo en el desempeño del programa de mantenimiento que lleva la empresa. Para cada oportunidad de mejora identificada se debe evaluar tanto la factibilidad técnica como económica de su implementación.. 2.3 COMENTARIOS GENERALES La metodología planteada en este documento, es una guía general para la realización de auditorías de programas de mantenimiento. Se busca mejorar significativamente los costos de mantenimiento y la disponibilidad de los equipos.. 2.3.1 Recursos necesarios para realizar auditorías de mantenimiento siguiendo la metodología propuesta Para aplicar la metodología propuesta para auditar programas de mantenimiento es necesario contar con los instrumentos especializados que permitan realizar las pruebas de desempeño de los equipos que son objeto del programa de mantenimiento. Para cada programa se requieren instrumentos de diferente naturaleza. Adicionalmente se requiere contar con software estadístico especializado como Excel, MiniTab, Arena, SPSS, etc. La metodología está diseñada para que la realicen personas con experiencia en mantenimiento, aplicación de la estadística básica y en el proceso donde se aplica el programa de mantenimiento a auditar.. 2.3.2 Recomendaciones al realizar auditorías de mantenimiento siguiendo la metodología propuesta Para asegurar el éxito de la auditoría, es indispensable contar con la iniciativa y entusiasmo de la cabeza de la empresa donde se va a realizar la auditoría. Es necesario contar con el apoyo incondicional de las personas encargadas del manejo de la información, pues los análisis de confiabilidad dependen de la información disponible. Para aprovechar mejor el tiempo de ejecución de la auditoría, se recomienda desarrollar el análisis de confiabilidad de manera paralela con las pruebas de desempeño del sistema.. Auditoría a programas de mantenimiento. 11.

(23) MIM-2002-II-04. 1. REFERENCIAS 1 Righini, R, et al. A new method for reliability centered maintenance improvement. Paper SAE Techinical Paper Series. Birmingham, Alabama. 1999. 2 Mitra, A. Fundamentals of quality control and improvement. 2ª Edición. Prentice-Hall. New Jersey. 1998. 3 Jurán, JM. Análisis y planeación de la calidad 3ª Edición. McGraw-Hill. México. 1995. 4 Jurán,JM. Quality Control Handbook. McGraw-Hill. USA. 3ª Edición. 1974 5 Thumann, A. Handbook of Energy Audits. Prentice-Hall. USA. 4ª Edición.1995 6 Tavares, Lourival. Auditorías de Mantenimiento. Presidente Comité Panamericano de Ingeniería de mantenimiento. Revista Mantenimiento. San José. 2001.. 7 2 3 4 5 6. Righini, R, et al. A new method for reliability centered maintenance improvement. Paper SAE Techinical Paper Series. Birmingham, Alabama. 1999. Mitra, A. Fundamentals of quality control and improvement. 2ª Edición. PrenticeHall. New Jersey. 1998. Jurán, JM. Análisis y planeación de la calidad 3ª Edición. McGraw-Hill. México. 1995. Jurán,JM. Quality Control Handbook. McGraw-Hill. USA. 3ª Edición. 1974 Thumann, A. Handbook of Energy Audits. Prentice-Hall. USA. 4ª Edición.1995 Tavares, Lourival. Auditorías de Mantenimiento. Presidente Comité Panamericano de Ingeniería de mantenimiento. Revista Mantenimiento. San José. 2001.. Auditoría a programas de mantenimiento. 12.

(24) MIM-2002-II-04 1,2, 3456 1 Righini, R, et al. A new method for reliability centered maintenance improvement. Paper SAE Techinical Paper Series. Birmingham, Alabama. 1999. 2 Mitra, A. Fundamentals of quality control and improvement. 2ª Edición. PrenticeHall. New Jersey. 1998. 3 Jurán, JM. Análisis y planeación de la calidad 3ª Edición. McGraw-Hill. México. 1995. 4 Jurán,JM. Quality Control Handbook. McGraw-Hill. USA. 3ª Edición. 1974 5 Thumann, A. Handbook of Energy Audits. Prentice-Hall. USA. 4ª Edición.1995 6 Tavares, Lourival. Auditorías de Mantenimiento. Presidente Comité Panamericano de Ingeniería de mantenimiento. Revista Mantenimiento. San José. 2001.. Auditoría a programas de mantenimiento. 11.

(25) MIM-2002-II-04. CAPÍTULO 3 AUDITORÍA AL PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LA RED DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE DE BOGOTÁ (RMCAB). 3.1. INTRODUCCIÓN El Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente (DAMA), en la división de Calidad del Aire, realiza monitoreos constantes de los contaminantes presentes en el aire de Bogotá. La red de monitoreo, consta de 14 estaciones, cada una de ellas tiene sensores de los principales contaminantes (PM10, SO2, NO, NO2, NOx, CO y O3, entre otros). Periódicamente se generan reportes de la cantidad de contaminantes presentes en el aire de la ciudad. De esta manera, se determina el comportamiento de estos contaminantes y como respuesta a ello se dictan políticas de regulación y de inversión para buscar la descontaminación. En este capítulo se presentan los resultados obtenidos al realizar una auditoría al programa de mantenimiento de la red, utilizando la metodología propuesta en este documento. La auditoría al programa de mantenimiento se realizó en conjunto con el Grupo Auditor de la Red de Monitoreo.. 3.2. DESCRIPCIÓN DE LA RED DE CALIDAD DEL AIRE A continuación se presenta la descripción de las actividades de la red de monitoreo de calidad del aire de Bogotá y se establece la importancia del programa de mantenimiento dentro de tales actividades.. 3.2.1 Descripción de la actividad que realiza la RMCAB Los objetivos generales establecidos por la OMS para RMCA’s [Ref 7] son los siguientes: • • • • • • •. Determinar la exposición y evaluar el impacto en la salud de la población. Informar al público acerca de la calidad del aire y del incremento de amenazas. Determinar conformidades con estándares nacionales o internacionales. Proveer información para el manejo de la calidad del aire, el planeamiento del tráfico y el uso del suelo. Identificar tendencias de los ecosistemas naturales. Identificar y ubicar recursos naturales. Orientar políticas de desarrollo y priorización de acciones de manejo.. Auditoría a programas de mantenimiento. 12.

(26) MIM-2002-II-04 • • •. Desarrollar y validar herramientas de administración (Sistemas de Información Geográfica y Modelos). Evaluar el impacto de recursos sobre áreas y puntos. Apreciación de tendencias para identificar problemas futuros o progresos versus objetivos de administración y control.. 3.2.2 Descripción de los equipos de la RMCAB Para establecer el listado de los equipos de la RMCAB y evaluar el estado de los mismos, se realizaron visitas a cada una de las estaciones de la red. Las tablas 3.1 y 3.2 y la figura 3.2 resumen los resultados obtenidos identificando los equipos disponibles en cada estación de la RMCAB y la evaluación de su estado.. Figura 3.1 Distribución de las 14 estaciones de monitoreo de la RMCAB. Auditoría a programas de mantenimiento. 13.

(27) MIM-2002-II-04. Tabla 3.1. Resultados obtenidos identificando los equipos disponibles en cada estación de la RMCAB EQUIPOS SO2. NO/NOx. U. del Bosque. ü. MinAmbiente. X. X X X. ESTACIÓN. ü ü ü. Sony Music Carrefour Cazuca. ü ü ü ü ü. Escuela Col. de Ing. Central de Mezclas. Cade Energía. ü ü ü. Merck. X. ü ü. Hilanderías Fontibón. ü. X. U. Santo Tomás Escuela Med. Juan Corpas. X. O3. CO. ü. X. X. ü. ü. ü. CH4/NMHC. ü ü ü. ü. ü. ü ü. ü X. PM10. TSP. calibrador. aire cero. datalogger. ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü. ü. ü. ü. ü. ü ü. ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü. ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü. ü. ü. ü ü ü ü ü ü ü. Tabla 3.2. Resultados obtenidos evaluando el estado de los equipos disponibles en cada estación de la RMCAB DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO. FUNCIONAN. NO FUNCIONAN. NO ESTÁN EN LA ESTACION. NÚMERO TOTAL DE EQUIPOS. SO2. 8. 2. 10. NO/NOx. 7. 5. 12. CO. 5. 1. 6. O3. 4. 2. CH4/NMHC. 3. 0. PM10. 12. 0. TSP. 4. 0. calibrador. 10. 0. 2. 12. aire cero. 11. 0. 1. 12. TOTAL. 43. 10. 4. 57. 6 1. 4 12 4. Las tablas 3.1 y 3.2 y la figura 3.2 muestran que de los 57 equipos disponibles en las estaciones de la RMCAB (incluyendo analizadores de gases y material particulado, generadores de aire cero y calibradores), el 75% están funcionando, el 18% no están funcionando y el 7% no se encuentran en las estaciones aunque figuran dentro del inventario del DAMA. También se observa que todos los analizadores de partículas están funcionando. En contraste, cerca de la mitad de los analizadores de NO/NOx no se encuentran funcionando.. Auditoría a programas de mantenimiento. 14.

(28) MIM-2002-II-04 La tabla 3.3 describe la tecnología empleada por cada uno de los equipos usados en las estaciones de la RMCAB. Se observa que todos los equipos usados en las estaciones de la RMCAB son homologados por la US EPA, excepto por los medidores de material particulado.. Tabla 3.3. Descripción de la tecnología empleada por los equipos que se utilizan en la RMCAB. CO. Método de detección empleado Correlación IR. Si. Homologado por la US EPA Si. NO. Quimiluminiscencia. Si. Si. SO2. Fluorescencia UV. Si. Si. Material particulado. Atenuación Beta. Si. No. Sustancia. SO2 NO/NOX PM 10 TSP. NO/NOX CH4/NMHC PM10. UNIVERSIDAD DEL BOSQUE. ESCUELA DE INGENIERIA. CLINICA CORPAS. SO2 NO/NOX CO O3 PM10. Automático. SO2 NO/NOX CH4/NMHC PM10. SO2 NO/NOX CO O3 CH4/NMHC PM 10 TSP. SO2 NO/NOX PM 10. UNIVERSIDAD STO TOMAS. SO2 NO/NOX CO O3 PM10. CARREFOUR. SO2 NO/NOX CO O3 PM10. MIN AMBIENTE. SO2 NO/NOX CO CH4/NMHC PM 10 TSP. UNIVERSIDAD NACIONAL CADE. MERK. OLAYA. NO/NOX PM 10. SO2 NO/NOX PM 10 TSP. FONTIBON SONY. SO2 NO/NOX CO O3 PM10. CENTRAL DE MEZCLAS. SO2 NO/NOX CO O3 CAZUCA CH4/NMHC PM 10 TSP SO2 NO/NOX CO O3 PM 10 TSP. Figura 3.2. Estado actual de los equipos en cada una de las estaciones de la RMCAB. Los ítems cruzados con rojo significan que en la respectiva estación el equipo está inventariado pero no está instalado o no funciona. Auditoría a programas de mantenimiento. 15.

(29) MIM-2002-II-04. Los medidores de material particulado con que cuenta la red son marca DASIBI, la cual no aparece registrada como homologada por la US EPA. Sin embargo el método de atenuación Beta utilizado por estos equipos es similar al de los analizadores Met-One los cuales se encuentran dentro de la lista de equipos equivalentes u homologados por la US-EPA.. 3.2.3 Descripción del programa de mantenimiento recomendado por el fabricante En esta sección se presenta una descripción del programa de mantenimiento recomendado por los fabricantes de los equipos. •. Programa de mantenimiento recomendado por el fabricante. Las referencias 8, 9 y 10 describen en detalle el tipo de mantenimiento preventivo que se les debe aplicar a estos equipos. El mantenimiento preventivo recomendado por los fabricantes de estos equipos se divide en dos clases dependiendo de la periodicidad con que se aplican: mantenimiento rutinario y mantenimiento general. El mantenimiento rutinario corresponde a la realización de actividades frecuentes como limpieza de los pads de ventilación, limpieza del pluviómetro, verificación del cero para los analizadores, verificación de las lecturas de los sensores meteorológicos entre otros. Típicamente este tipo de mantenimiento se realiza semanalmente. El mantenimiento general corresponde a una revisión más exhaustiva y completa en intervalos de tiempo más largos. En este tipo de mantenimiento, además de las actividades del mantenimiento rutinario, se realizan otras más especializadas como la limpieza del manifold, limpieza del ducto de toma de muestras para el analizador de partículas y calibración. Típicamente este tipo de mantenimiento se realiza cada 3 meses. Las tablas 3.4, 3.5 y 3.6 muestran los principales procedimientos de mantenimiento preventivo recomendados por los fabricantes para los equipos de la RMCAB.. Auditoría a programas de mantenimiento. 16.

(30) MIM-2002-II-04. Tabla 3.4. Principales procedimientos de mantenimiento preventivo recomendados por los fabricantes para los equipos de análisis de gases de la RMCAB Actividad específica Verificación de fugas Cambio de filtro de teflón Cambio y/o ajuste de la bomba Cambio del sistema de remoción continua de hidrocarburos Cambio del removedor cero Cambio válvulas solenoides Cambio y/o ajuste de la lámpara de zinc Cambio del filtro de interferencia primaria Limpieza y/o cambio de los restrictores de flujo del equipo Limpieza de los elementos ópticos Limpieza de la cámara de reacción Cambio del programa de memoria ROM Cambio de materiales químicos para generación interna de aire cero Cambio del fotomultiplicador Cambio del enfriador Peltier Cambio de las cápsulas secas Cambio del ventilador Cambio del filtro óptico Cambio y/o ajuste del Generador de Ozono Cambio y/o ajuste del convertidor catalítico (NO2 - NO) Cambio de la rueda de correlación Cambio y/o ajuste de la fuente infrarroja Limpieza de los espejos Cambio y/o ajuste válvula multipuerto Detector inozación de llama Calibración de dos puntos Calibración multipunto. SO2 MR MR MG. NOx MR MR MG. MG. NA. MG MG MG MG. Analizador CO MR MR NA. O3 MR MR NA. HC MR MR NA. NA. NA. NA. NA MG NA NA. MG MG NA NA. MG NA NA NA. NA NA NA NA. MG. MG. NA. NA. NA. MG MG MG. NA MG MG. NA NA MG. NA NA NA. NA NA NA. NA. MG. NA. NA. NA. NA NA NA NA NA NA. MG MG MG MG MG MG. NA NA NA NA NA NA. NA NA NA NA NA NA. NA NA NA NA NA NA. NA. MG. NA. NA. NA. NA NA NA NA NA MR MG. NA NA NA NA NA MR MG. MG MG MG NA NA MR MG. NA NA NA MG MG MR MG. NA NA NA NA NA MR MG. MR: Mantenimiento rutinario, MG: Mantenimiento general, NA: No aplica. Auditoría a programas de mantenimiento. 17.

(31) MIM-2002-II-04. Tabla 3.5. Programa de mantenimiento preventivo para analizadores de material particulado. Componente. Actividad específica Cambio del filtro de papel Componentes con menor Cambio del filtro de la bomba vida útil Cambio del papel de impresión Cambio del cartucho de impresión Cambio del PMT Componentes con mayor Cambio del motor de referencia vida útil Cambio del riel de alimentación Cambio del riel de elevación Limpieza de la cabeza de entrada de TSP Cabezas Limpieza de la cabeza de entrada de PM10. Tipo de mantenimiento MR MG MG MG MG MG MG MG MG MG. Tabla 3.6. Actividades de mantenimiento para otros equipos de la RMCAB Componentes Sistema de adquisición de datos. Sistema de calibración. Unidad de aire cero. • • • •. Actividades de mantenimiento Cambio del software EPROM Cambio del kit de baterías Cambio del fusible Cambio de la batería del datapack. • • • • •. Chequeo de fugas Chequeo de fugas en el fotómetro Limpieza del filtro del ventilador de enfriamiento Limpieza de la celda óptica Verificación de la exactitud de los componentes primarios internos. • • • • • • • •. Drenaje del vapor de agua Cambio del filtro de carbón activado Cambio del filtro de purafyl Cambio del bloque de reacción de CO Cambio del bloque de reacción de HC Cambio del filtro coalescente Cambio del filtro de partículas Cambio del kit de servicio del compresor de aire. Auditoría a programas de mantenimiento. 18.

(32) MIM-2002-II-04. 3.2.4 Descripción del programa de mantenimiento que lleva a cabo la RMCAB El programa de mantenimiento que está llevando a cabo el operador actual de la RMCAB consiste en: • • • • • • •. En la estación central de operación de la RMCAB diariamente se revisa la situación operativa de todos los equipos automáticos de la Red. De esta revisión se definen las acciones correctivas a realizar y se establece la prioridad con que se deben realizar. Se visita la estación de monitoreo que presenta el problema El operario diagnostica si la reparación se puede o no realizar directamente en la estación. Cuando la reparación no se puede realizar directamente en la estación se remueve el equipo. Los equipos dañados se envían a empresas particulares para su reparación. Una vez se soluciona el inconveniente, se procede a la instalación del equipo en la estación dónde fue removido.. En las visitas periódicas a las estaciones se realiza una revisión general de los parámetros operativos de cada uno de los equipos que conforman la estación y se procede a la sustitución de elementos consumibles, así como la ejecución de las reparaciones y ajustes necesarios. No se lleva un registro detallado de las actividades realizadas en cada estación, ni del mantenimiento que se realiza a cada equipo. El operador actual cuenta con un stock de materiales consumibles (filtros y reactivos). Sin embargo no cuenta con un stock de repuestos adecuado, ni con equipos de medición de reemplazo. Tampoco se cuenta con un laboratorio propio del operador ni con un vehículo para el transporte de personal y equipos.. 3.2.5 Descripción del personal a cargo del mantenimiento de la RMCAB Actualmente la operación y mantenimiento de la RMCAB la realiza una persona que tiene estudios de bachillerato, y que actualmente cursa segundo semestre en Ingeniería Electrónica. Esta persona tiene 3 años de experiencia en la operación y mantenimiento de la RMCAB, además ha trabajado para las diferentes firmas que han estado a cargo de la operación de la RMCAB. Actualmente trabaja directamente para el DAMA.. 3.3. EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL SISTEMA. El objetivo de esta fase es evaluar la efectividad del programa de mantenimiento que se lleva a cabo en la operación de la RMCAB. Se evalúa: • • •. El estado operativo de la maquinaria La confiabilidad del programa de mantenimiento mediante índices de desempeño El costo asociado al mantenimiento. Auditoría a programas de mantenimiento. 19.

(33) MIM-2002-II-04 A continuación se describe la metodología empleada para evaluar cada uno de estos ítem y los resultados obtenidos.. 3.3.1 Pruebas de desempeño de los equipos La evaluación del estado operativo de los equipos disponibles en las estaciones de monitoreo de calidad del aire consiste en evaluar su calibración. Debido a limitaciones de disponibilidad de equipos únicamente se evaluó la calibración de los equipos analizadores de SO2, NO/NOx y CO. Para este propósito se empleó la metodología recomendada por la US-EPA para calibrar analizadores de gases. Esta metodología consiste en hacer pasar una mezcla de gases con composición conocida a través del analizador y comparar el valor reportado por el equipo contra el valor de composición conocida. La figura 3.3 ilustra la metodología empleada. Figura 3.3. Ilustración del proceso de verificación de la calibración de los analizadores de gases.. En este caso se empleó un cilindro con una mezcla de gases especificada en la tabla 3.7. La composición de los gases de este cilindro posee certificado de composición con trazabilidad NIST. El cilindro con la mezcla de gases fue adquirido exclusivamente para esta labor de verificación de calibración de los analizadores de gases de la RMCAB. Auditoría a programas de mantenimiento. 20.

(34) MIM-2002-II-04 Tabla 3.7. Composición de la mezcla de gases del cilindro usado para la verificación de la calibración de los analizadores de gases de la RMCAB Sustancia CO NO SO2. Composición volumétrica (ppm) 1010 50,0 48,5. Como gas dilusor se prefirió usar un cilindro de N2 de alta pureza (99.999%) en lugar de una fuente de generación de aire cero, dado que las fuentes de aire cero disponibles no son portátiles y no poseen scrubbers de CO.. 12 10 8 6 4 2 0. 12. y = 1,1004x - 0,7538 R2 = 0,9982. Caudal real (SLPM). Caudal Real (SLPM). Como mezclador dinámico de gases se empleó un calibrador multigas marca DASIBI. Se verificó el correcto funcionamiento de este mezclador empleando la metodología descrita en el documento titulado “Metodología para verificar el correcto funcionamiento de calibradores multigases” . La verificación del correcto funcionamiento del calibrador multigas seleccionado fue aplicada tanto al inicio del proceso de verificación de calibración de los analizadores de gases, como al final. Se encontró que al final del proceso este calibrador multigas continuaba funcionando en forma apropiada. La figura 3.4 muestra la curva de calibración al inicio del proceso y la figura 3.5 muestra la curva de calibración al final del proceso.. 10 8. y = 1.0007x + 0.0636 2. R = 0.9984. 6 4 2 0. 0 10 5 Lectura Calibrador Multigas (SLPM) Figura 3.4 Verificación inicial del correcto funcionamiento del calibrador multigas usado durante la verificación de la calibración de analizadores de gases de la RMCAB.. 0 5 10 Lectura calibrador multigas (SLPM). Figura 3.5 Verificación final del correcto funcionamiento del calibrador multigas usado durante la verificación de la calibración de analizadores de gases de la RMCAB.. Con el objeto de sistematizar el proceso de verificación de la calibración de los analizadores de gases de la RMCAB, se diseñó el formato mostrado en la figura 3.6. Mediante la aplicación de este formato se obtienen los parámetros descritos en la tabla 3.8.. Auditoría a programas de mantenimiento. 21.

(35) MIM-2002-II-04 FORMATO PARA LA EVALUACIÓN ED LA EXACTITUD DE LOS ANALIZADORES DE GASES Fecha Estación de monitoreo Realizado por Operador de la red. 15-Abr-02 Estación N° 14 Hilanderías Fontibón Carlos Mauricio Paez, Alfonso Martínez, Leonardo Fajardo. Hora entrada Hora salida Analizador del SO2 Analizador de NO Analizador de CO Prueba multipunto para analizadores de SO2, NO y CO. Qaire (ml/min). Qtanque (ml/min). DR. 10000 9900 9950 9970 9980 9990. 0 100 50 30 20 10. 0.000 0.010 0.005 0.003 0.002 0.001. SO2 (ppb) Real Leído 0 0 500 550 250 265 150 165 100 110 50 55. NO (ppb) Real 0 500 250 150 100 50. CO (ppb) Real Leído 0 10 10000 9990 5000 4875 3000 3010 2000 1980 1000 999. Leído 0 550 275 165 110 55. Concentraciones gas de calibración CO (ppm) SO2 (ppm) NO (ppm) 1000 50 50 Identificación del cilindro del gas de calibración: Identificación del mezclador de gases. Calibración analizador de SO2. Calibración analizador de NO. Co 600 nce ntr 500 ació 400 n (pp 300 b) 200. y = 54771x - 0.8651 R2 = 0.9996. 100. Co 600 nce ntr 500 ació 400 n (pp 300 b) 200. y = 55000x + 7E-14 R2 = 1. 100. 0. 0. 0.000. 0.002. 0.004. 0.006. 0.008. 0.010. 0.012. 0.000. 0.002. Razón de dilución SO2 nominal. SO2 medido. 0.004. 0.006. 0.008. 0.010. 0.012. Razón de dilución Lineal (SO2 medido). NO nominal. NO medido. Lineal (NO medido). Calibración analizador de CO Co 12000 nce ntr 10000 ació 8000 n (pp 6000 b). y = 996031x - 8.7735. 4000. Resultados Equipo SO2 NO CO. Pendiente 0.91 0.91 1.00. Offset 0.86 0.00 9.46. R2 0.9996 1.0000 0.9998. R 2 = 0.9998. 2000 0 0.000. 0.002. 0.004. 0.006. 0.008. 0.010. 0.012. Razón de dilución CO nominal. CO medido. Lineal (CO medido). Figura 3.6 Formato diseñado para sistematizar el proceso de evaluación de la calibración de los equipos analizadores de gases de la RMCAB.. Auditoría a programas de mantenimiento. 22.

(36) MIM-2002-II-04. Tabla 3.8. Parámetros que describen la calibración de los equipos analizadores de gases Parámetro. Significado. Pendiente. Describe la calibración del equipo. Una pendiente cercana a 1 corresponde a equipos cuya calibración es adecuada. Generalmente se aceptan desviaciones del 1%. Es decir valores entre 0.99 y 1.01. Intercepto. Describe el offset del equipo. Valores cercanos a 0 son deseables. De lo contrario se requiere un ajuste del cero del equipo. R2. Describe la variabilidad del proceso de evaluación de la calibración del equipo. Valores cercanos a 1 son deseables. Finalmente se realizaron visitas para verificar la calibración de los analizadores de gases. La tabla 3.9 muestra los resultados obtenidos. Tabla 3.9. Resultados obtenidos durante el proceso de verificación de calibración de los analizadores de gases de la RMCAB Estación 1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Promedio Des std. m 0.44. SO2 b 3.87. R 0.9992. 0.30 0.12 3.08. -4.41 -18.83 -46.84. 0.9981 0.9822 0.9066. 0.65 1.06 0.84. 2.31 4.28 5.06. 0.9994 0.9988 0.9994. 0.63 1.15 1.14. -53.06 -10.80 22.44. Auditoría a programas de mantenimiento. 2. 0.9733 0.9773 0.0402. M 1.75. 1.08 2.68 0.84 0.90 1.06. NO b -0.95. -18.71 -43.18 1.13 -0.81 0.83. 2. R 0.9996. 0.9820 0.9437 0.9997 0.9961 0.9997. 2.03 0.88. 9.63 4.32. 0.9986 0.9995. 1.35 0.71. -6.69 18.33. 0.9885 0.0207. m. CO b. R2. 0.51. -0.65. 1.0000. 0.72. 1.40. 0.9955. 1.43. -0.58. 0.9953. 1.16 1.05 1.10 0.36. -0.28 -0.22 0.18 1.07. 0.9934 0.9974 0.9948 0.0012. 23.

(37) MIM-2002-II-04. La tabla 3.9 muestra que: • • •. 1 de los 8 analizadores de SO2 de la RMCAB se encuentra calibrado 3 de los 8 analizadores de NO de la RMCAB se encuentran calibrados 2 de los 5 analizadores de CO de la RMCAB se encuentran calibrados. Lo anterior indica que en el momento de la auditoría existía un problema generalizado de calibración de equipos. El 71% de los equipos se encontraban descalibrados. Se recomienda acoger la recomendación de los fabricantes en el sentido que se deben realizar calibraciones multipunto por lo menos cada 6 meses.. 3.3.2. Evaluación de la confiabilidad del sistema. La evaluación de la confiabilidad de un programa de mantenimiento consiste en determinar el valor que asumen un conjunto de índices (Ref. 1, 2, 3, 4, 5, 6). Este conjunto de índices califican qué tan exitoso es el programa de mantenimiento en garantizar el estado operativo la maquinaria. Es decir, califican el nivel de seguridad que se puede tener para que la maquinaria permanezca operando. Típicamente esta evaluación se realiza analizando estadísticamente los reportes de mantenimiento que se llevan para cada equipo o maquinaria.. 3.3.2.1. Porcentaje de recuperación de datos. Con el objeto de evaluar la confiabilidad del programa de mantenimiento que se aplica en la operación de la RMCAB se indagó por el registro histórico de los reportes de los mantenimientos que se han realizado a cada equipo. Se encontró que esta información no se lleva en forma adecuada, ya que no existen bitácoras de mantenimiento específicas para cada equipo donde se pueda consultar los detalles de actividades de mantenimiento realizadas. Como alternativa se optó por usar la identificación que lleva consigo cada dato que llega a la estación central de la RMCAB proveniente de cada uno de los equipos, y que se conoce como bandera. Estas banderas describen el estatus de cada dato. De allí se puede saber cuales datos son válidos y cuáles no válidos, y en este caso el origen del problema. La tabla 3.10 describe cada una de las banderas (estado del dato) usadas en la operación de la RMCAB. Dado que se lleva registro de datos durante un intervalo de tiempo uniforme (cada 10 minutos), el porcentaje de datos marcados como datos válidos (bandera V) se puede asociar al índice de mantenimiento (100% - MD), que consiste en el porcentaje de tiempo promedio que el equipo se mantiene operando adecuadamente. Sin embargo esta metodología evalúa el conjunto de equipos involucrados en el proceso de determinar el valor del dato y hacerlo llegar hasta la estación central (analizador, MODEM, red telefónica etc). No permite evaluar cada equipo por separado.. Auditoría a programas de mantenimiento. 24.

(38) MIM-2002-II-04. Tabla 3.10. Descripción de algunas banderas usadas para describir el estatus de cada dato que llega a la estación central de la RMCAB Bandera Validez* V S O S C N S N Z N D N # N < S E N F N ! N. Descripción de la bandera Dato válido Dato corregido Dato perturbado por Calibración Dato perturbado por Calibración de Span Dato perturbado por Calibración de Zero Dato erróneo por fallo técnico Datos insuficientes Falta de datos Fallo Eléctrico Fallo corriente eléctrica Señal fuera de rango. * S: Si - N: No. Las tablas 3.11 y 3.12 muestran el porcentaje de datos de CO, SO2 y NO que estuvieron marcados con las banderas especificadas en la tabla 3.10, durante el año 2000 y 2001. Tabla 3.11. Porcentaje de datos de CO, SO2 y NO marcados por cada una de las banderas usadas en la operación de la RMCAB durante el año 2000 Estación. !. <. B. C. D. Banderas F M. O. S. V. Z. 1. 0.575 0.052 0.000 0.000. 6.526. 0.765. 0.000. 0.000. 0.003 91.97. 0.113. 2. 0.179 0.021 0.000 0.000 36.683. 2.286. 0.000. 0.000. 0.000 60.82. 0.008. 3. 0.766 0.077 0.000 0.000 24.040. 1.396. 0.000. 0.000. 0.014 73.42. 0.282. 6. 0.245 0.061 0.000 0.000 17.781. 5.080. 0.000. 0.000. 0.001 76.78. 0.054. 7. 0.466 0.061 0.000 0.000 24.152. 4.539. 0.000. 0.000. 0.011 70.29. 0.476. 8. 0.132 0.082 0.000 0.000. 4.566. 11.156 0.001 15.877 0.002 68.18. 0.000. 9. 3.879 0.103 0.000 0.000. 4.641. 10.799 0.000 19.449 0.000 61.13. 0.000. 10. 1.654 0.062 0.002 0.000 15.294. 1.363. 11. 0.007 0.022 0.000 0.000 42.992. 12. 0.179 0.060 0.000 0.000. 2.093. 13. 0.110 0.061 0.311 0.000. 6.464. 14. 0.045 0.088 0.302 0.000. 8.332. Total. 0.000. 0.000. 0.004 81.59. 0.030. 4.598. 0.000. 0.000. 0.003 52.36. 0.017. 3.390. 0.000. 0.000. 0.008 94.20. 0.071. 6.434. 0.000. 0.000. 0.560 85.75. 0.311. 9.535. 0.000. 0.000. 0.615 80.78. 0.300. 0.848 0.066 0.052 0.000 15.891 5.532 0.000 3.752 0.104 73.61. 0.143. Auditoría a programas de mantenimiento. 25.

(39) MIM-2002-II-04. Tabla 3.12. Porcentaje de datos de CO, SO2 y NO marcados por cada una de las banderas usadas en la operación de la RMCAB durante el año 2001 Banderas Estación ! < B C D F S V Z 1. 1.757. 0.120. 0.000. 0.000. 8.379. 0.015 85.961 0.061. 2. 0.088. 0.028. 0.082. 0.000 29.047 1.094. 0.002 69.659 0.000. 3. 0.601. 0.164. 0.000. 0.000 11.404 4.254. 0.006 83.461 0.111. 6. 4.871. 0.184. 0.000. 0.000. 3.490. 6.285. 0.000 85.168 0.003. 7. 1.096. 0.115. 0.440. 0.000. 8.843. 8.024. 0.006 81.453 0.024. 8. 1.317. 0.183. 0.000. 0.000. 1.344 10.988 0.000 86.168 0.000. 9. 0.353. 0.259. 0.001. 0.000. 0.224 15.920 0.000 83.241 0.000. 10. 0.488. 0.102. 0.000. 0.000. 0.130. 11. 0.225. 0.132. 0.001. 0.000 29.210 5.630. 0.000 64.801 0.001. 12. 0.545. 0.063. 0.000. 0.000. 0.002 94.383 0.034. 1.072. 0.155 0.050 0.000 7.848 8.092 0.002 82.76 0.019. 3.707. 0.000. 5.226 4.974. 0.000 94.055 0.000. 13 14 Total. De las tablas 3.11 y 3.12 se puede observar que: •. • • • •. En general, el tiempo promedio que los equipos se mantienen operando adecuadamente (100% -MD) aumentó de 73.6% en el año 2000 al 82.7% en el año 2001. Sin embargo este valor aún está por debajo del mínimo recomendado por la EPA para la operación de RMCA’s, el cual es del 90%.* El porcentaje de fallas técnicas disminuyeron de 15.8% en el año 2000 al 7.8% en el año 2001. El porcentaje de problemas eléctricos aumentó del 5.5% en el año 2000 al 8.1% en el año 2001. Hubo un aumento en el porcentaje de datos faltantes del 0.06% en el año 2000 al 1.07% en el año 2001. La bandera C muestra que durante los años 2000 y 2001 no hay indicios de que se hubieran realizado procesos de calibración en los equipos de medición. Sin embargo, sí hay indicios de que se realizaron calibraciones de cero.. Además se realizó un análisis de fallas para cada estación. En este análisis se utilizaron promedios mensuales de fallas en los sensores de cada estación de monitoreo. A continuación se presenta el análisis de tiempo de falla de los sensores de PM10, CO, NOx, SO2 y O3.. *. Usualmente en la operación de RMCA’s se habla en términos de porcentaje de recuperación de datos en lugar de (100% -MD) Auditoría a programas de mantenimiento. 26.

(40) MIM-2002-II-04. 3.3.2.2. Análisis de fallas por estación. El análisis que se presenta a continuación se realizó a partir de los porcentajes promedios mensuales de fallas de los sensores en cada estación de monitoreo desde mayo de 2000 hasta abril de 2002. Se consideran los siguientes tipos de falla: • • •. datos inválidos por estar fuera del rango del equipo (“ ! ”) datos inválidos por fallo técnico (“ D “) datos inválidos por fallo en la corriente eléctrica (“ F “). A continuación se presenta el análisis correspondiente a los sensores de cada magnitud (PM10, SO2, NOx, CO y O3) para las 14 estaciones de monitoreo de calidad del aire del DAMA. Material particulado (PM10) Presenta un comportamiento muy similar en todas las estaciones, tal y como se observa en la figura 3.7. Por datos fuera del rango, se observa que las estaciones 1,7,8,9,10 y 12 presentan porcentajes de fallas entre el 2% y 3,5%, mientras que el resto de estaciones menos de 1%. La estación que presentó mayores problemas por este tipo de falla fue la estación 1 con 3,4%. Además, se determinó que los meses que presentó la mayor cantidad de datos inválidos por este tipo de falla fueron mayo, junio y julio de 2001. Los datos inválidos por fallos técnicos representan porcentajes de fallas entre 5% y 10%, la mayoría de las estaciones. Las estaciones 5 y 13 presentaron el mejor rendimiento, pues durante el período estudiado no tuvieron datos inválidos por fallos técnicos. Por fallos en la corriente eléctrica, las estaciones con mayores porcentajes de datos inválidos por fallo eléctrico fueron la 8, 9, y 14 con aproximadamente el 15% de sus datos inválidos por este evento. La estación que presentó menos problemas por falta de electricidad fue la 2. PM10 3535. 3. 3030. % Fallas. 2525. 3. 2. 2020 1515 1010 55 00. Fallo eléctrico Fallo técnico Datos inválidos. 5. 0. 5. 2. 1. 0. 5. 1. 0. 5. 0. 1. 1 1. 2. 2 2. 3. 33. 4. 44. 5. 55. 6. 66. 7. 77. 8. 88. 9. 99. 1. 1010. 0. 1. 1111. 1. 1. 1212. 2. 1. 1313. 3. 1. 4. 1414. Estaciones. Figura 3.7 Promedios mensuales del porcentaje de datos de PM10 para los 3 tipos de falla analizados para las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango. Auditoría a programas de mantenimiento. 27.

(41) MIM-2002-II-04 Las estaciones 8 y 9, presentaron problemas por sus altos porcentajes de datos inválidos por los 3 tipos de fallas analizados en este estudio. Las estaciones 2 y 11 presentaron un comportamiento más estable y con resultados positivos pues la mayoría de sus datos fueron válidos.. Monóxido de Carbono (CO) El monóxido de carbono se monitorea solamente en las estaciones 2, 3, 4, 7, 11, 13 y 14. Como se muestra en la figura 3.8, este sensor presenta problemas principalmente por fallos técnicos. C 100. 1 0 0. 90 80. % Fallas. 70. 9. 0. 8. 0. 7. 0. 6. 0. 5. 0. 4. 0. 3. 0. 2. 0. 1. 0. Fallo eléctrico Fallo técnico Datos inválidos. 60 50 40 30 20 10. 0. 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8. 9. 9. 1. 0. 1. 0. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 1. 2. 1. 3. 1. 3. 1. 4. 1. 4. 0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Estaciones. Figura 3.8 Promedios mensuales del porcentaje de datos de CO para los 3 tipos de falla analizados y las 14 estaciones de monitoreo: fallo eléctrico, fallo técnico y datos inválidos por estar fuera del rango Los porcentajes de datos inválidos por estar fuera del rango que se presentan son menores del 1% de los datos para todas las estaciones, lo cual indica que no se presentan datos fuera del rango para los sensores de CO. Para las estaciones 4 y 11, los datos inválidos por fallos técnicos presenta valores altos: 69% y 59% respectivamente, que indican que los sensores se dañaron con mayor frecuencia en estas estaciones. Sin embargo, las otras estaciones también presentan porcentajes de fallas altos, lo cual indica que los sensores de CO requieren especial cuidado y mantenimiento para evitar que fallen con tanta frecuencia. Los fallos eléctricos, presentan sus máximos valores en las estaciones de 14 y 11, en porcentajes similares a los que se presentaron para PM10, como se esperaba pues este evento es común para todos los sensores en las respectivas estaciones. Dióxido de Azufre ( SO2 ) Las estaciones 2, 4, 8 y 9, no cuentan con este sensor.. Auditoría a programas de mantenimiento. 28.