Charla Copimera ACIEM [Modo de...

Asociación Colombiana de IngenierosCapítulo Cundinamarca

Confederación Panamericana de Ingeniería Mecánica, Eléctrica y Ramas Afines

[email protected]@mantonline.com

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.com



Falla

Estado de un elemento caracterizado por laEstado de un elemento caracterizado por laincapacidad para llevar a cabo unafunción determinada con exclusión de lafunción determinada, con exclusión de laincapacidad durante el mantenimiento

ti t i l dpreventivo u otras acciones planeadas, odebido a la falta de recursos externos.(UNE-EN-13306)




¿El mayor consumo de energía es considerado en la actualidad como una

Falla para el personal deFalla para el personal de mantenimiento de su empresa?




Mantenimiento

“Combinación de todas las accionestécnicas, administrativas y de gestión,durante el ciclo de vida de un elementodurante el ciclo de vida de un elemento,destinadas a conservarlo o devolverlo a unestado en el que pueda desarrollar laestado en el que pueda desarrollar lafunción requerida”(UNE EN 13306)


(UNE-EN-13306)



Función

Lo que el propietario o usuario del activoLo que el propietario o usuario del activo espera que este realice.

(SAE JA 1012)




Energía

Para efecto del tema que compete a esta charla, la energía es la capacidadque tiene un elemento natural o artificial de producir alteraciones en suentornoentorno.

Energía útilEnergía útilEs la cantidad de energía realmente utilizada para cumplir la tareaproductiva del equipo o aparato consumidor.

ÚEnergía ÚtilCalor absorbido por los alimentos

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.comFuente: OLADE. (2011), Manual de Estadísticas Energéticas

Energía FinalCantidad de gas quemado

Pérdidas



Usos Finales de la Energía

Son las aplicaciones útiles de la energía que satisfacen necesidades específicas de una actividad productiva o social como:

• Cocción • CalefacciónCalefacción• Iluminación • Fuerza motriz • Refrigeración • Calor de procesos Solamente el 37% de la

energía primaria se convierte• Ondas electromagnéticas • Acondicionamiento de Aire ...

energía primaria se convierte en energía útil

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.comFuente: OLADE. (2011), Manual de Estadísticas Energéticas



Nuevas Realidades…. Nuevas Actit des N e as AccionesActitudes… Nuevas Acciones

• Presión sobre utilización de recursos naturales• Presión sobre utilización de recursos naturales• Demanda Creciente por Energía• Polución del Agua, aire y suelog , y• Cambio Climático• Escases de Agua

Desarrollo sostenible: “Desarrollo que satisface las necesidades de laqgeneración presente, sin comprometer la capacidad de lasgeneraciones futuras para satisfacer sus propies necesidades” –Brundtland Commission




La energía y el contexto de sostenibilidad

mundial




í ó íTecnología y el desarrollo económico de la energía

Contribución de la energía Total al CrecimientoUtilización Comercial Mundial de Energía

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.comFuente: BP Energy Outlook 2030 - London, January 2011



Consumo de energía Algunos países miembros de COPIMERA

País Fuente datosArgentina + 5 % (2010 – 2011) I.A.E. "General Mosconi"

USA 0,51% (2010-2011) http://www.eia.govMéxico +2 35 (2010 2011) http://www eia govMéxico +2,35 (2010-2011) http://www.eia.govChile +2,35 (2010-2011) http://www.eia.govBrasil +3,76 (2010-2011) http://www.eia.govEl consumo de energía eléctrica en Colombia alcanzó los 57,157.5( ) p g

Colombia +1,8 (2010-2011) http://www.dinero.com/gigavatios hora el año pasado, con un crecimiento de 1.009,9 GWh,inferior al evidenciado en 2009.

Esta desaceleración del crecimiento de la demanda de energíadespués de la crisis de 2008, se debió en gran medida aldespués de la crisis de 2008, se debió en gran medida almantenimiento de la mina de ferroníquel de Cerromatoso entrefebrero y julio de 2011.

El mantenimiento programado de las instalaciones ubicadas enMontelíbano (Córdoba) afectó el comportamiento de la demanda de


Montelíbano (Córdoba) afectó el comportamiento de la demanda deenergía y la del mercado no regulado (consumo industrial).



Crisis energéticaenergética del pasado

Crisis energética d l f t

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.com Credit: Photo by Ken Kaplan and AP

del futuro




Fuente: BP Energy Outlook 2030 - London, January 2011 (OCDE) Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos

(toe) Toneladas equivalentes de petróleo(GDP) Intensidad Energética – Energía Consumida por unidad - (ppp) paridad de poder adquisitivo




Fuente: The Pew Charitable Trusts. History of Fuel Economy: One Decade of Innovation, Two decades of Inaction. www.pewtrusts.org



Programas de Eficiencia Energética en América Latina y el Caribe

Los países de América Latina y el Caribe (ALC) con una experiencia consolidada, con institucionalidad especializada, normativas y p , yetiquetado de equipos son Brasil y México




Auditoría energética

Término comúnmente utilizado para describir un amplio espectro deTérmino comúnmente utilizado para describir un amplio espectro de

evaluaciones de la energía, que van desde un recorrido rápido de las

instalaciones para identificar las áreas "derrochadoras" de energía hasta un p g

análisis integral y detallado. Este último utiliza modernos equipos de predicción,

la recopilación de datos , análisis y tendencias a la salida de equipos se apoyan

de software de simulación.




Tipos de Auditoría

Tipo III - Auditoría Integral.Tipo III Auditoría Integral. Dispositivos de monitoreo

Tipo II - Auditoría General. Estadísticas históricas del

comportamientocomportamiento

Tipo I - Auditoría preliminar oTipo I Auditoría preliminar o caminar a través. El análisis básico


Fuente; U.S. Department of Energy. (2011). Energy Savings Assessment Training Manual



A dit íAuditorías

Los auditores energéticos no cuantifican las perdidas debidas al mal

mantenimiento por ser de difícil medición.

Fuente: Kreith Frank, Goswami D. (2007) Energy Management and Conservation Handbook, Taylor & Francis, USA.




Diagrama Sankey para una industriaIluminación

l

97,7

Diagrama Sankey para una industria

Calor

Ventilación41,2

195,7

Energía kWhMaquinaria

,

Maquinaria

228,9

636,6 Equipos de computo 10,3

Carbón 116 6Aire comprimido

42,2

Carbón 116,6Electricidad 520Perdida que requiere una acción


Bombeo Fluidos20,5

Perdida que requiere una acción



Diagrama Sankey para un País

Si d

Diagrama Sankey para un País

Energía Primaria Energía FinalSistema de

Transmisión

Perdidas


Perdidas



T b j f tTrabajos frecuentes

Sistemas de Iluminación (selección de luminarias)

Consumo de energía de sellos mecánicos

Máquinas Rotativas (análisis de aplicaciones)

Sistemas de Bombeo (análisis de aplicaciones)




Producción y Mantenimiento áreas

f d l lfundamentales para el buen uso de la energíabuen uso de la energía




Agentes de FabricaAgentes de Fabrica

Energía desperdiciada

Productores

Mantenedores

Maquinaria y equipo




Mantenimiento Eficiencia y costo energéticoMantenimiento, Eficiencia y costo energético

Costo EnergéticoCosto Energético

95% Eficiencia energética de diseño

75% EficienciaMotor 100 HP5 años de vida

85% Eficiencia$ 189.560


10c/kWh

oto 00


Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.comFuente de Datos: Cavoret. Jose. Integración de activos con el consumo energético para disminuir costos. Congreso ACIEM 2011.



El Uso Eficiente yEl Uso Eficiente y Racional de laRacional de la Energía (URE)Energía (URE)




C i i t C ñ UREConocimiento Campaña URE en Colombia

111

8282

NOSI NONO

Fuente: Ministerio de Minas y Energía de Colombia datos descargados 7-04-2010


Fuente: Ministerio de Minas y Energía de Colombia, datos descargados 7 04 2010



Uso Racional y EficienteUso Racional y Eficiente de la Energía - URE




La gestión energética

La gestión energética es una estrategia que permiteLa gestión energética es una estrategia que permiteoptimizar el uso de la energía, al evitar el desperdicioy recuperar la energía no utilizada en procesos oy p g pactividades.

Hacer uso de los portadores energéticos (Electricidad, Diesel, Gas Natural, Agua) de una manera más eficiente sin reducir los niveles de producción, garantizando la calidad de los productos, niveles de seguridad y estándares ambientales.




NO es

Gestión Energética NO es

Sustitución de tecnología desconociendo elgcontexto operacional del activo

"gestión energética no es solamenteapagar los equipos que no se estánapagar los equipos que no se estánutilizando o apagar las luces cuando el

l l d i t "Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.com

personal sale de un recinto"



C t t i lContexto operacional




La Solución

La solución no es, al menos como medida única ni inicial, cambiar los activos de la planta que se

suponen ineficientes energéticamente; deben ser aprovechados al máximo mejorando la forma en que se enfrentan las labores de mantenimiento.

Adaptado de: Pistarelli, Alejandro J. (2010). Manual de


Mantenimiento: Ingenieria, gestión y organización. 1ª ed. Buenos Aires: el autor.



Ti d M t i i tTipos de Mantenimiento

Mantenimiento Correctivo Mantenimiento Predictivo

M t i i t P ti


Mantenimiento Preventivo Mantenimiento Mejorativo



B h k d Ti d M t i i tBenchmark de Tipos de Mantenimiento

Best Practices Maintenance BenchmarksBenchmark

Category Min MaxMonthly Maintenance Strategies: Preventive Maintenance: Total Hours PM/Total Maintenance Hours Available THPM 20% 20%Predictive Maintenance: Total Hours PdM/Total Maintenance Hours Available PM 50% 50%Hours Available PM 50% 50%Reactive Emergency: Total REM/Total Maintenance Hours Available RE 2% 2%Reactive Non-Emergency: Total RNEM/Total Maintenance Hours Available RNE 8% 8%


Hours Available RNE 8% 8%

Fuente: http://www.maintenancebenchmarking.com/best_practice_maintenance.htm



E id i d b M t i i tEvidencias de un buen Mantenimiento




E id i d l M t i i tEvidencias de un mal Mantenimiento




M t d l í d M t i i tMetodologías de Mantenimiento

Imagen: http://billylids.co.uk

Imagen: http://mrstrustno1.blogspot.com

TPM: del ingles Total Preventive Maintenance, traduce

Mantenimiento Productivo Total


Imagen: http://www.reportajes.org



Aplicación de MetodologíasAplicación de Metodologías En Mantenimiento

40

24

SISIJuan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.com

Fuente: www.mantenimientoenlatinoamérica.com , datos descargados 13-04-2011



Función

Datos de Placa

Velocida

Datos de Placa

Motor Marca

Potencia

Polos

d

Frecuencia

Volts Corriente

(HP) (RPM) (V) (A)

RBC 18 IEM 100 4 1740 60 Hz 440 174RBC 18 IEM 100 4 1740 60 Hz 440 174

Entregar 100 HP a 1740 RPM consumiendo 74,6 kWhEntregar 100 HP a 1740 RPM consumiendo 74,6 kWh




Falla

Potencia Velocidad Volts Corriente

Motor Marca

Potencia

Polos

Velocidad

Frecuencia

Volts Corriente

(HP) (RPM) (V) (A)

RBC 18 IEM 100 4 1740 60 Hz 440 174

•El motor Consume 78,6 kWh cuando entrega 100 HP

•El motor entrega 98 HP consumiendo 74,6 kWh




f é íManifestaciones de pérdidas de energía




Consecuencias de un mal mantenimiento

Imagen encontrada en http://news.calcocutaways.com




M d l I t i l d Si t dModelos Internacionales de Sistemas de Gestión Energética

ANSI/MSE 2000:A Management System for EnergyA Management System for Energy

ISO 50001: Sistemas de gestión energética




MSE 2000MSE 2000


Imagen Modificada de: MSE 2000: A Management System for Energy. Georgia Tech Research Corporation



ISO 50001




Estrategia URE desde el mantenimientomantenimiento




MetodologíaRevisar el comportamiento histórico del consumo energético y unidades

producidas

Realizar auditoría de mantenimiento (Flash audit)

1

4

5Ordenar la información por

costo de la energía pagada y el tipo de mantenimiento.

5

Estudiar las variables generales de los procesos

que influyen en loscostos energéticos

Revisar el comportamiento del mantenimiento en igual

período2

3

Evaluar la información, evidenciando la mejor

táctica de mantenimiento en su empresa

6

Calcular ahorros potenciales, trazar metas, definir estrategia, plantear

tácticas

7




12

3

2

1 1

Imagen: http://turnkey.taiwantrade.com.tw




Criterios de Inspección (regla de dedo)


Pregunta: Qué es alto consumo de energía?



La gestión energética

Se consiguen mayores ahorros desde una miradasistémica que desde una mirada por componentessistémica que desde una mirada por componentes

• 2 5% de ahorro en eficiencia en enfoque por• 2-5% de ahorro en eficiencia en enfoque porcomponentes

• 15-30% en ahorros en enfoque por sistema• 15-30% en ahorros en enfoque por sistemaFuente: Liam McLaughlin. Director, Energy Services Ltd. Experto Internacional de Eficiciencia Energética de ONUDI. Cartagena 16 Julio, 2010




Ti d t i i tTipos de mantenimiento en Colombia - 2008

OtrosPreventivo Correctivo

Predictivo


Fuente Datos: Arenas, Ismael. (2009) Estado del Mantenimiento en Colombia, En XI Congreso Internacional de mantenimiento.



Ahorros energía empresasAhorros energía empresasclase mundial

US$/hp/año (costo de operación)US$/hp/año (costo de operación)

OtrosPreventivo Correctivo

Predictivo


Fuente Datos: Sullivan G. P et al. (2004). Operations & Maintenance. Best Practices. A Guide to Achieving Operational Efficiency. (Modificado por el autor)



Di ti d l M t i i t

ORGANIZACIO

Diagnostico del Mantenimiento Industria Metalmecánica

N

RELACIONES CON PRODUCCIONINFORMACIO

N

ADMINISTRACION DE TRABAJOS DE MANTENIMIENTOINVERSIO

N

PLANEACION DE MANTENIMIENTO

INSTALACIONES - GESTION TECNOLOGICA

DOCUMENTACIÓNALMACEN Y GESTION DE DOCUMENTACIÓN TÉCNICA

INFRAESTRUCTURA Y EQUIPOSFORMACION DE

REPUESTOS


INFRAESTRUCTURA Y EQUIPOS DE MANTENIMIENTO

SERVICIOS DE TERCEROS

FORMACION DE PERSONAL



Ti d M t i i tTipos de Mantenimiento Ejemplo Industria Metalmecánica

100%90%80%80%70%60%50%40%30%30%20%10% Preventivo

Correctivo10%0% Mejorativo

Preventivo




Indicador de RendimientoIndicador de RendimientoEnergético

Indica la energía especifica empleada por/ E l ó t lun proceso/empresa. Es la razón entre la

producción y el consumo energético.


Fuente: EPI, Energy Performance Index



KPIs




IndicadoresIndicadores por Proceso

Proceso Indicador min Max

Molienda kWh/Ton 30.1 31.0

Liofilización kWh/Ton 21.3 21.4

Secado de Resina kWh/Ton 18 18.01




AnálisisAnálisis

Esta táctica es consecuente?Va alineada con las metas de mantenimiento?Va alineada con las metas de mantenimiento?Es costo Efectiva para Mantenimiento?Es repetible?Que otros factores influyeron en indicador energético?

Verifique cual de sus estrategias de mantenimiento le dio mejores resultados

energéticos




Sistema deSistema de Información




Acumulado para períodos igualesAcumulado para períodos iguales para Industria Metalmecánica

-35%35%-37%-37%

Juan Carlos Orrego Barrera Juan Carlos Orrego Barrera -- [email protected]@mantonline.comPromedio -18%



Cálculo de ahorros




Ahorros conseguidos enAhorros conseguidos en energía por PYME metalmecánica

R t l j RENDIMIENTORespecto al mejor RENDIMIENTO Energético y proyectando que para el próximo

año la producción alcanzará la capacidad instalada, Nuevamente, proyectando metas , , p yalcanzables de mejoramiento. Cual será el

ahorro alcanzado en gestión energética desde el mantenimiento?




CONTROL Y MONITOREO DE LA ESTRATEGIACONTROL Y MONITOREO DE LA ESTRATEGIA



Confederación Panamericana de Ingeniería Mecánica, Eléctrica y Ramas AfinesAsociación Colombiana de Ingenieros

Capítulo Cundinamarca

CONTROL Y MONITOREO DE LA ESTRATEGIACONTROL Y MONITOREO DE LA ESTRATEGIA




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