Mantenimiento centrado en la eficiencia energética nueva gestión organizacional para reducir costos de mantenimiento y de energía

Mantenimiento centrado en la eficiencia energética nueva gestión organizacional para reducir costos de mantenimiento y de energía
INTRODUCCIÓN

El desarrollo del mantenimiento dirigido a la eficiencia energética es una nueva filosofía que ha surgido producto del aumento del precio de  los energéticos en la industria y la necesidad de reducir la contaminación ambiental por la vía de su menor consumo. Sin embargo, en la actualidad no existe una metodología y mucho menos un manual que permita al personal técnico de las empresas aprovechar esta nueva práctica. La dificultad principal para ello es que se requieren conocimientos de interface de las áreas de mantenimiento, eficiencia energética y gestión, que adecuadamente combinados y desarrollados producen la nueva filosofía de gestión del mantenimiento dirigido a la eficiencia energética. El artículo presenta una metodología de aplicación de esta nueva estrategia de mantenimiento a nivel empresarial y los resultados de un caso aplicado a un sistema de frío.

DESARROLLO

Los parámetros de control de mantenimiento que impactan el desempeño energético de los equipos o procesos que son usos significativos de energía ( USE) , no han sido tratados con profundidad en las organizaciones, ya que el mantenimiento hasta hoy está dirigido principalmente a mantener la disponibilidad y confiabilidad de los equipos y no la eficiencia.
Esto provoca que un equipo puede pasar de un consumo estándar de energía a un alto consumo de energía, por problemas de deterioro del estado técnico como, desajustes mecánicos, desbalanceo, desajuste del sistema de control operacional, ensuciamiento de filtros o superficies de transferencia de calor etc. y mientras que esto no afecte la producción o disponibilidad del equipo, el mismo no se interviene.

Lo anterior es provocado por dos limitaciones de la gestión de mantenimiento.
La primera, que no se mide  la eficiencia energética del equipo o proceso en operación y por tanto no se conocen sus cambios y las causas de estos en tiempo real.
La segunda, que no existen criterios y/o actividades de mantenimiento para mantener el desempeño energético del equipo o proceso en los niveles adecuados o estándares.

IDENTIFICACIÓN

El procedimiento para identificar los parámetros de control de mantenimiento puede ser  el mismo que se utiliza para establecer un programa de mantenimiento centrado en la confiabilidad, solo que se aplica el procedimiento considerando una falla funcional la pérdida o disminución de la eficiencia energética.
La metodología más simple propuesta por el RCM parte de un análisis tipo FMEA (Failure Modes and Effects Analysis), desarrollado en un formato denominado “Hoja de Información RCM”, donde se describe para cada equipo la siguiente información:

  • Función.
  • Fallo Función.
  • Modo de falla.
  • Efecto de la falla.

A partir de la Hoja de Información y utilizando el “Diagrama de Decisión RCM” (Moubray, 1997), a través de una secuencia lógica de análisis, se obtiene el listado de las tareas de mantenimiento a desarrollar.
Para el Fallo de la Función eficiencia energética establecido en la Hoja de Información, se recorre el Diagrama de Decisión, desde la parte superior izquierda hacia la parte derecha y hacia abajo respondiendo a las preguntas planteadas en dicho diagrama.

RESULTADOS

El sistema se aplicó a un sistema de frío de una empresa productora de aceite y jabón durante el año 2008.
Las principales medidas aplicadas al sistema fueron:

  1. Ajuste de las condiciones de operación.
  2. Aislamiento adecuado de tuberías y tanques de acumulación.
  3. Inspección termográfica a tableros de control. Recuperación y organización de tableros.
  4. Revisión de los sistemas de puesta a tierra de los tableros de distribución.
  5. Inspección a tanques de agua con flotadores (varios dañados) y fugas de agua.
  6. Regulación de las válvulas de purgas de agua de los condensadores evaporativos al valor de flujo recomendado.
  7. Registro de temperaturas de entrada y salida de refrigerante de condensadores, presiones de succión y descarga de compresores. Evaluación frecuente de la relación de compresión de compresores y chillers y el valor de acercamiento de los condensadores evaporativos y torres de enfriamiento.
  8. Conservación de la  limpieza de  condensadores y evaporadores.
  9. Purga frecuente de los gases no condensables.
  10. Inspección periódica a los sistemas para detectar y corregir fugas de refrigerante.
  11. Eliminación de  las vibraciones en las tuberías y separadores de aceite.
  12. Ajuste del apriete de las bases de los compresores y ventiladores.

Revisión y ajuste de la tensión de las correas de transmisión.

Los resultados principales alcanzados se muestran en los gráficos siguientes:
Tendencia del consumo de energía del sistema con programa aplicado y sin la aplicación del programa de mantenimiento centrado en la eficiencia energética:

Como resultado de este análisis se elabora la “Hoja de Decisión”, en la cual para cada modo de falla se define la actividad de mantenimiento correspondiente.

Las actividades o tareas de mantenimiento según RCM pueden ser:

Tareas Proactivas (preventivas), que corresponden a una estrategia de prevención de fallas:
Sustitución y Reacondicionamiento Cíclico (Time Based Maintenance).
Condicionales o Predictivas (Conditional Based Maintenance).
Acciones a falta de una tarea proactiva efectiva, que corresponden a una estrategia de acción contra la falla:
Búsqueda de fallas ocultas.
Rediseño.
Mantenimiento a rotura o avería.
Como resultado de este análisis se elabora la “Hoja de Decisión” en la cual para cada modo de falla se define la actividad de mantenimiento correspondiente.

PLAN DE MANTENIMIENTO

Finalmente se establece el “Plan de Mantenimiento”, resultante de la aplicación del método, en un formato lo más simple posible, donde se especifica el listado de tareas de mantenimiento, su frecuencia de implementación y la fecha estimada de ejecución.

Este plan se añade al Programa de mantenimiento del equipo o proceso seleccionado como uso significativo de energía donde se aplicó el método.

Ejemplo de Plan a un área de calderas:

Costos de la gestión del mantenimiento del sistema, en millones de pesos, con programa aplicado y sin la aplicación del programa de mantenimiento centrado en la eficiencia energética:

CONCLUSIONES
  1. El mantenimiento centrado en la eficiencia energética es un complemento de la gestión del mantenimiento de las empresas que además de incrementar la vida útil de los usos significativos de energía y elevar su nivel de disponibilidad produce ahorros significativos de la factura energética.
  2. El mantenimiento centrado en la eficiencia se aplica  a los USE de forma paulatina y en la medida que se completan los requisitos del mismo para poderlo llevar a cabo.
  3.  La experiencia indica que el mantenimiento centrado en la eficiencia por ser una metodología que aplica a procesos y equipos del área productiva también actúa sobre:
  • El incremento de la productividad del USE
  • La mejora del estado técnico del USE e incremento de su vida útil.
  • El incremento del conocimiento del operador y el mantenedor del USE
  • La detección temprana de fallasBIBLIOGRAFIA
  • Sullivan G.P., Pugh R., Melendez A.P., Hunt W.D.    Operations & Maintenance, Best Practices, A Guide to Achieving Operational Efficiency, Pacific Northwest National Laboratory for the Federal Energy Management Program U.S. Department of Energy.
  • Campos Avella Juan C., Lora Figueroa Edgar, Alvarez Garcés Karen. Manual de Mantenimiento Centrado en la Eficiencia Energética para Empresas Industriales. ISBN 978-958-8123-66-0. Universidad del Atlántico, Barranquilla, 2009
SEGUIMIENTO Y MEDICIÓN

El Plan de mantenimiento centrado en la Eficiencia no se aplica a todos los activos de la organización, sino sólo a aquellos que son Usos Significativos de la Energía. Los USE son aquellos equipos o sistemas que impactan significativamente el consumo de energía de la organización.

Una forma de identificar los USE puede ser realizando un diagrama de pareto estimado de consumo de energia por áreas y por equipos. Un USE es aquella área, proceso o equipo que ocasiona un consumo sustancial de energía y/o ofrece un potencial considerable para la mejora del desempeño energético.
Una vez identificados los USE y las actividades  de mantenimiento, se cierra con el Seguimiento , medición y análisis del desempeño del Plan de mantenimiento.
El objeto de esta actividad  es:

  • Registrar la tendencia del desempeño energético del USE.
  • Analizar desviaciones significativas de las tendencias del buen desempeño energético, cuando ocurren, cuáles son sus posibles causas, verificar las mismas, actuar sobre las causas controlables y verificar la corrección de la tendencia hacia el buen desempeño energético.
  • Cuantificar los ahorros que produce la aplicación del Plan  de mantenimiento.
  • Cuantificar los ahorros que produce la implementación de mejoras a través de inversiones.

El Procedimiento del seguimiento y medición es el siguiente:

  • Se establece para cada USE una línea de base del consumo energético.
  • Se establece el gráfico de tendencia del indicador de desempeño energético que es la descripción gráfica de la suma acumulativa de
  • las desviaciones del consumo energético real con respecto a la línea de base.
  • Se actualiza el gráfico de tendencia con periodicidad, horaria, por turno o diaria.
  • Se correlacionan las fechas de los cambios en la tendencia del grafico con las fechas de las actividades de la gestión del mantenimiento realizada o dejada de realizar.
  • Se actúa sobre las actividades que no se han realizado de acuerdo al plan y que han provocado incrementos del consumo, o se realizan análisis para la identificación de nuevas causas de incremento de consumo asociadas al mantenimiento.
  • Se aplican acciones correctivas o preventivas, según el caso, para evitar nuevas desviaciones.

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