TRABAJO DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL:

Técnica de revisión y evaluación de programas

(Program Evaluation and Review Technique)

PERT

JUAN DANIEL DONADO PINTO

LIA FERNANDA PERNETT

JHOANA PAOLA OYOLA BERRIO

ALAJENDRO DAVID RUIZ ROBLES

ING. JAIRO OCHOA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

MONTERÍA

2011

Técnica de Revisión y Evaluación de Programas (Program Evaluation and Review Technique):

Comúnmente abreviada como PERT, es un modelo para la administración y gestión de proyectos inventado en 1958 por la Oficina de Proyectos Especiales de la Marina de Guerra del Departamento de Defensa de los EE. UU. Como parte del proyecto Polaris de misil balístico móvil lanzado desde submarino.

PERT es básicamente un método para analizar las tareas involucradas en completar un proyecto dado, especialmente el tiempo para completar cada tarea, e identificar el tiempo mínimo necesario para completar el proyecto total.

Este modelo de proyecto fue el primero de su tipo, un reanimo para la administración científica, fundada por el fordismo y el taylorismo. A pesar de que cada compañía tiene su propio modelo de proyectos, todos se basan en PERT de algún modo. Sólo el método de la ruta crítica (CPM) de la Corporación DuPont fue inventado en casi el mismo momento que PERT.

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL. PLANIFICACIÓN DE TAREAS

Esta actividad tiene un objetivo primordial: ordenar las tareas en forma de lograr el uso más eficiente de los recursos y determinar los plazos más cortos posible para la ejecución de las tareas.

En esta etapa, el programador verifica la priorización de las órdenes de trabajo y les asigna la oportunidad de su ejecución. Con frecuencia se utilizan programaciones por períodos, por ejemplo semanales. Pero las herramientas utilizadas para esta tarea permiten obtener listados diarios, dos o tres días siguientes, semanales, mensuales, etc.

La programación suele realizarse siguiendo metodologías tales como: diagramas de barras, Gantt, diagramas de red de tareas tipo nodos y flechas o tipo bloques vinculados. A su vez, estas metodologías suelen desarrollarse mediante herramientas informáticas, tales como Project, Primavera, etc.

La planificación es un problema siempre presente para el servicio de mantención. Aunque los diagramas de Gantt se pueden utilizar como técnica de planificación temporal, los métodos utilizados para la planificación de grandes proyectos se basan en el uso de redes de tareas. Algunos de estos métodos son:

– PERT (Program Evaluation & Review Technique): Creado para proyectos del programa de defensa del gobierno norteamericano entre 1958 y 1959. Se utiliza para controlar la ejecución de proyectos con gran número de actividades desconocidas que implican investigación, desarrollo y pruebas.

– CPM (Critical Path Method): Desarrollado para dos empresas americanas entre 1956 y 1958 por un equipo liderado inicialmente por James E. Kelley y Morgan R. Walker. Se utiliza en proyectos en los que hay poca incertidumbre en las estimaciones. Es prácticamente el mismo que el PERT sólo que supone conocidos los tiempos de duración de las actividades (tiene un carácter determinista).

- MCE“Minimum Cost Expediting”, “aceleración del proyecto a coste mínimo” o PERT Coste: Es una de las variantes del CPM, pero introduciendo la relación que existe entre coste y duración de una actividad. De esta forma se obtiene la programación de proyectos a coste mínimo.

– Método de ROY: Desarrollado en Europa entre 1958 y 1961 por un grupo de ingenieros encabezados por B. Roy y M. Simmonard. Similar a los métodos PERT y CPM, pero permite establecer las redes sin utilizar actividades ficticias e iniciar los cálculos sin la construcción de la red.

– Método GERT (Graphical Evaluation & Review Technique): Desarrollado por A. A. Pritsker tomando como base los trabajos de Eisner y Elmaghraby.

El método GERT extiende la incertidumbre en la duración de las actividades a la propia programación, permitiendo considerar un número mayor de situaciones del proyecto que otros métodos. Las actividades precedentes de cada nudo pueden ser de naturaleza determinante o probabilística1.

En este trabajo se desarrollara un caso en el cual se pueda aplicar la técnica PERT, para su solución, además hallar la ruta crítica y dar soluciones y opiniones para la reducción del tiempo de mantenimiento.

1 http://www.mailxmail.com/

CASO

Mantenimiento de Turbinas Hidráulicas

El desarrollo de nuevas plantas hidroeléctricas a pequeña escala ha impulsado en todo el mundo la generación de energía eléctrica utilizando la energía del agua en ríos.

El diseño de estas nuevas plantas hidroeléctricas permite la generación de energía renovable en miles de sitios geográficos en los cuales no es posible, por diversos motivos, instalar centrales tradicionales a gran escala, por lo cual las centrales hidroeléctricas pequeñas logran satisfacer con eficiencia una gran demanda a nivel mundial.

Desde el año 2003, la Empresa Turbo maquinas S.A. genera y comercializa en todo el país la energía que producen las 10 pequeñas Centrales Hidroeléctricas, localizada en el occidente y sur occidente del país.

Las centrales cuentan con 390 MW de potencia instalada en total y ofrece al Sistema Eléctrico Nacional una energía media de 1.921 GWh/año y una energía firme anual de 990 GWh/año.

La empresa surte de energía al 15% del total de la demanda nacional y un 6% de la demanda de Venezuela, es necesario su continuo funcionamiento, con un mínimo de paradas de mantenimiento en las plantas debido al creciente aumento en la demanda de energía de países vecinos y a los cuales se tiene planeado vender energía, además de aumentar la participación un 2% en Venezuela.

Debido a su diseño a pequeña escala y su menor resistencia a deformación, las turbinas necesitan trabajos de mantenimiento preventivo una vez al año.

En cada pequeña central hidroeléctrica existe una casa máquina de tipo superficial, la cual alberga cuatro conjuntos turbina-generador tipo Francis de 55 MW por unidad. Tienen una altura de 2 metros y 6 metros de largo, incluye una zona de montaje. La conducción de agua desde los distintos embalses hasta las turbinas se realiza por cuatro túneles de carga con blindaje de acero, cada uno de los cuales tiene 2,5 metros de diámetro y 21 metros de longitud. Además cada turbina cuentan con un panel de control, el cual controla la entrada del fluido y el intercambio de energía.

A pesar de que Turbo maquinas S.A. lleva varios años en actividad, su departamento de mantenimiento no ha estandarizado el mantenimiento de las turbinas y sus empleados no están capacitados para tal labor, debido a esto en cada central se subcontrata a diferentes empresas para el mantenimiento de las turbinas, por lo cual el tiempo de parada por mantenimiento es muy variable de una central a otra, lo cual pone en peligro la generación de energía de calidad y sus planes de crecimiento a futuro.

Por esta razón, el gerente general ha decidido contratado una firma de ingenieros consultores, con el fin de estandarizar el mantenimiento de las turbinas y capacitar al personal de mantenimiento para no subcontratar otras empresas que realicen tan vital labor.

De igual forma el gerente necesita que le entreguen un plan y la programación del mantenimiento para el año 2011 de las 40 turbinas con las cuales cuenta en sus 10 pequeñas plantas hidroeléctricas, de tal forma que las paradas sean programadas y minimice el tiempo muerto de cada turbina, pues debido a la creciente demanda de energía todas las centrales deben estar funcionando por lo menos con 3 turbinas, para esto ha brindado toda la información necesaria. A continuación se muestra imágenes de la turbina utilizada por la empresa.

PARTES PRINCIPALES DEL SISTEMA:

CAJA ESPIRAL: Tiene como función distribuir uniformemente el fluido en la entrada del rodete de una turbina

PREDISTRIBUIDOR: Tienen una función netamente estructural, para mantener la estructura de la caja espiral, tienen una forma hidrodinámica para minimizar las pérdidas hidráulicas.

DISTRIBUIDOR: Es el nombre con que se conocen los álabes directores de la turbomáquina, su función es regular el caudal que entra en la turbina, a la vez de direccionar al fluido para mejorar el rendimiento de la máquina. Este recibe el nombre de distribuidor Fink.

ROTOR: Es el corazón de la turbina, ya que aquí tiene lugar el intercambio de energía entre la máquina y el fluido, pueden tener diversas formas dependiendo del número de giros específico para el cual está diseñada la máquina.

TUBO DE ASPIRACIÓN: Es la salida de la turbina. Su función es darle continuidad al flujo y recuperar el salto perdido en las instalaciones que están por encima del nivel de agua a la salida. En general se construye en forma de difusor, para generar un efecto de aspiración, el cual recupera parte de la energía que no fuera entregada al rotor en su ausencia.

Los ingenieros, luego de realizar los estudios necesarios de métodos y tiempos, subdividieron las tareas para el mantenimiento de las turbinas y estandarizaron los tiempos de cada una de ellas de la siguiente forma:

Código de actividad Descripción de la actividad

Horas requeridas

Tareas inmediatas precedentes

A Desconcertar y mover 6 --------B Hacer prueba de rodamiento y funcionamiento 5 AC Quitar y limpiar las unidades eléctricas 5 BD Limpiar la caja espiral 3 GE Revisar unidades eléctricas 8 CF Quitar y Limpiar las piezas mecánicas 9,6 CG Inspeccionar y probar las piezas mecánicas 7,2 FH Ordenar las piezas y suministros de se necesitan 12 G,LI Recibir las piezas y suministros 24 HJ Cambiar o reforzar el predistribuidor 20 GK Maquinar las piezas mecánicas (según necesite) 28 J

LInspeccionar y ordenar una lista de las piezas

eléctricas a cambiar 24 E

MAbrir e inspeccionar partes eléctricas del tablero de

control 24 EN Proteger caja espiral con antioxidantes 24 DO Corregir las deformaciones en el rotor 36 Q,IP Alinear los álabes del distribuidor 48 Q,IQ Inspeccionar el rotor y distribuidor 6 K

RCambiar piezas eléctricas que fallan en el tablero de

control 48 I,MS Pintar la cubierta de la maquina 12,9 IT Alinear y rectificar el rotor 44,5 OU Limpiar el tablero de control 3 RV Pintar el tablero de control 7,3 UW Realizar las uniones (soldadura) 9,1 KX Pulir y alinear el tubo de aspiración 29 W,N

YEnsamblar rotor, tubo de aspiración y

Predistribuidor 19,5 Z,T,PZ Pulir la soldadura 4 X

AA Rectificar la turbina 9 ABAB Instalar turbina y piezas eléctricas 14 V,S,ACAC Ensamblar las piezas mecánicas 18 YAD Probar funcionamiento 4 AAAE Mover y reinstalar 6 AD

El equipo de ingenieros ha dado los siguientes concejos y planes de mantenimiento al gerente:

Debido a que cada hora es importante, y con el fin de realizar el menor tiempo por paradas por mantenimiento de las turbinas, se debe trabajar las 24 horas del día, dividiendo este en 3 turnos de 8 horas cada uno, con el número necesario de trabajadores para las labores programadas del día, si fuese posible ir rotando los trabajadores por los 3 turnos para brindar mayor comodidad a estos y así un mejor desempeño.

Nótese la importancia que tienen:

Ordenar las piezas y suministros de se necesitanRecibir las piezas y suministros

Estas dos actividades tienen vital importancia en el tiempo de mantenimiento, pues si no se realiza el pedido completo de todo lo que se va a necesitar, seguramente, habrá que realizar un nuevo pedido y aumentar el tiempo de parada.Además se recalca la importancia de tener varios proveedores de los suministros y materiales, dichos proveedores deben ser de confianza, sus mercancías de excelente calidad y que cumplan con el plazo establecido de 24 horas.

Tener especial cuidado en las tareas:Corregir las deformaciones en el rotorAlinear los álabes del distribuidorAlinear y rectificar el rotor

Son de vital importancia en el correcto funcionamiento de la turbina, además que son las que más tiempo toman en realizarse, por esto no deben cometerse errores que obliguen a un reproceso de estas tareas, pues aumentaría el tiempo de parada de la turbina por mantenimiento.

Mantener en bodega los materiales y suministros más necesarios en cada central hidroeléctrica para poder atender un eventual mantenimiento de emergencia.

Realizar inspecciones periódicas para predecir un posible desgaste de la máquina y evitar paradas no programadas.

Programación de mantenimiento

1. Inspeccionar y diagnosticar cada turbina (40 en total) utilizando los distintos métodos: Análisis de vibraciones, análisis de lubricantes, termografía, ultrasonido, monitoreo de efectos eléctricos y penetrantes.La información obtenida dará las turbinas que necesitan un mantenimiento urgente, las que tienen prioridad media y las que tienen prioridad baja.Teniendo esta información se procede a programar los mantenimientos de acuerdo con la prioridad de cada una de las turbinas.

2. Realizar mantenimientos escalonados de 2 turbinas a la vez, estas turbinas no pueden estar en la misma central hidroeléctrica debido a que no se cuenta con el personal suficiente para atender las 2 turbinas y a que dejaría funcionando a la planta en un 50%, imposibilitando satisfacer la demanda local, la cual es muy importante.

3. Solo se realizara el mantenimiento de 2 turbinas al tiempo en las 10 centrales hidroeléctricas, debido a que un mayor número de turbinas paradas generaría un desabastecimiento de los países vecinos, pues es la energía no consumida en el país la que se vende. Las turbinas serán reparadas de a dos, según su prioridad, en caso tal de que en una central se tenga 2 turbinas con prioridades seguidas (p1 y p2), se le realizara mantenimiento a la que tenga mayor prioridad (p1) y la otra (p2) esperara por esta, teniendo así un espacio para atender otra turbina, esta será la siguiente en prioridad (p3), cumpliendo así el número máximo de turbinas paradas por ciclo, luego de esto se atenderá a la turbina que le seguía en prioridad (p2) y la siguiente turbina en prioridad (p4).

Se continuara con este criterio hasta haber culminado el mantenimiento del total de turbinas.

4. En caso de que una inspección muestre un elevado desgaste en la turbina y una falla sea inminente, programar el mantenimiento en un plazo no mayor de 12 horas, en las cuales la turbina deberá trabajar a un máximo de 60% de su capacidad, en estas 12 horas se debe alistar la parada de la maquina con los equipos y el personal necesario para la reparación en específica, con el fin de reducir el tiempo muerto.

5. Realizar paradas periódicas de todas las turbinas, las cuales deben acumular un total de 24 horas al mes, estas paradas serán escalonadas de a una turbina por vez en todas las centrales hidroeléctricas, se deben realizar 6 paradas de 4 horas cada una en el mes (cada 5 días se realizara una parada por turbina), esto con el fin de no dejar recalentar el turbina, aumentar su vida útil (reducir el desgaste) y reducir las paradas no programadas.