Aplicación de la Metodología de Análisis Causa Raíz. Caso: Fallas Recurrentes del Sistema de Distribución Eléctrica en 34,5kv de un Campo Petrolero (I Parte)

En el presente trabajo se abordará la aplicación de una de las “buenas prácticas” en el ámbito de la confiabilidad operacional, como lo es la aplicación de la metodología de análisis causa raíz como estrategia de gestión. Se explicarán las fases del sistema “per sec”, así como el alcance y sus funciones, de igual manera se mostrará un caso práctico dentro de la industria del petróleo y gas, desde la aplicación de la técnica de valoración de problemas, se definirán los criterios para la designación de los miembros del equipo natural de trabajo, se desarrollará la aplicación de la metodología de análisis causa raíz (ACR), donde se mostrarán las causas raíces físicas, humanas y organizacionales o latentes; así mismo se describirá el plan de acción tendiente a mitigar o erradicar las dichas causas y se presentarán los resultados de la aplicación de dichas iniciativas. El artículo muestra la aplicación de un esquema de valoración del Riesgo mediante el método cuantitativo el cual involucra la definición de expresiones matemáticas que utilizan hechos y/o los datos numéricos asociados con el problema para su determinación, y refiere el método semicuantitativo aplicable para casos en donde no se dispongan de registros. Se muestra la importancia de la implementación de técnicas para la toma de “decisiones bajo certidumbre” donde se conoce con certeza la consecuencia de cada una de las alternativas que implica la selección de la decisión; de igual manera se demuestra la conformación del ENT como un esfuerzo multidisciplinario para abordar análisis de problemas, apuntando al logro de un objetivo común; se aprecia que el ACR permite generar beneficios tempranos, de corto y largo plazo, y en muchos casos (sino en todos) visualizar, mitigar y/o solucionar los problemas que repercuten en la rentabilidad del negocio de un sistema productivo.

Introducción

La utilización de metodologías para el análisis sistemático de los problemas o fallas en un sistema productivo está relacionada principalmente al compromiso de la línea gerencial de dicho negocio, es claro que sin este esfuerzo se hace cuesta arriba la aplicación de cualquier sistema de gestión, debido a que de este nivel se desprenden los recursos necesarios para llevar a término satisfactorio, producir los resultados, y obtener los beneficios futuros. En la industria petrolera los eventos de fallas y/o problemas de los sistemas productivos suelen ser impactantes y costosos; los eventos aislados, esporádicos y de frecuencias muy bajas, de un impacto significativamente mayor a los eventos recurrentes o repetitivos, estos eventos (esporádicos) normalmente son investigados por su propia razón de ser, debido a que suelen estar sujetos al ámbito de la seguridad industrial y/o medioambientales; por el contrario los eventos recurrentes habitualmente no son analizados debido principalmente a que su impacto es relativamente menor en comparación. El problema radica en que los eventos recurrentes debido a su alta frecuencia producen a lo largo de la vida útil de un sistema productivo un impacto igual o mayor, ocasionando deterioro de las unidades productivas y afectando el comportamiento de las personas hacia dichos eventos.

Contenido

En adelante se abordará la metodología de análisis causa raíz enmarcada en el ámbito de la solución de problemas como estrategia de gestión. Así mismo se explicará el caso de estudio dentro de la industria petrolera desde su fase inicial hasta la verificación de los resultados.

Sistema de gestión de problemas y fallas

El sistema de gestión de problemas y fallas implementado se encuentra enmarcado dentro de los principios del proceso administrativo el cual involucra: planificación, organización, dirección y control (Stoner et al. 1996). Ver la figura 1.

Figura 1. Sistema de Gestión de Problemas y Fallas
Figura 1. Sistema de Gestión de Problemas y Fallas

Este sistema de gestión está soportado sobre la base de la optimización de los recursos, direccionándolos hacia los problemas que destruyen mayor valor. El sistema se encuentra estructurado en cuatro bloques funcionales como se indica en la figura 1.

El bloque número 1 es el de mayor peso del sistema debido a que está atado al compromiso de la línea gerencial donde se autorizarán los recursos necesarios para la puesta en funcionamiento del sistema, dentro de sus responsabilidades se encuentran:

  1. El seguimiento de metas y resultados.
  2. Suministrar los recursos necesarios.
  3. Comunicar a todo el personal las prioridades.
  4. Designar los facilitadores.
  5. Designar los equipos naturales de trabajo (ENT).
  6. Garantizar la capacitación continua en la materia.
  7. Autorizar la ejecución del plan de acción.

El bloque número 2 tiene la función de valorar y jerarquizar los problemas aplicando las estrategias previamente definidas, a fin de establecer un orden de ejecución y optimizar los recursos disponibles.

El bloque número 3 tiene la función de ejecutar propiamente el análisis de la falla y/o problema para determinar la causas raíces física, humanas y organizacionales o latentes, así mismo tiene la responsabilidad de elaborar el plan de acción tendiente a mitigar o erradicar las causas del problema; el bloque número 4 tiene la función de justificar a través de la utilización de análisis técnicos y económicos las acciones propuestas en el plan de acción, a fin de gestionar su autorización (R2M, 2007).

Valoración de los problemas

El sistema productivo objeto de análisis en este trabajo, al igual que cualquier otro sistema productivo posee una variedad de problemas e inconvenientes propios, por ende, es necesario comparar dichos problemas entre sí para ofrecer a la línea gerencial herramientas para la toma de decisiones efectivas.

En este sentido se utilizó la definición de Riesgo (R) como el producto entre la Frecuencia de ocurrencia (F) y la Consecuencia (C), a fin de valorar cada una de las fallas o problemas:

R = F x C (1)

En la ecuación (1) se tiene que: la Frecuencia (F) está definida como la cantidad de eventos por año para cada uno de los problemas o fallas, y la Consecuencia (C) se cuantifica como la sumatoria de los impactos generados por la ocurrencia de un evento utilizando como unidad el dólar (US$) y está a su vez se puede desglosar en tantos elementos como puedan ser descritos para cada problema y/o falla, como se describe en la siguiente ecuación:

R= F x (Cp + Cm + Csi + Cma + Cop + Cotros) (2)

De la ecuación (2) se detallan a continuación los diferentes factores que aportan a la consecuencia, a saber:

Producción (Cp), se refiere a la producción perdida o diferida, también se denomina costos de penalización, por ejemplo: Supongamos la falla de la alimentación eléctrica de la planta 1, con 100 barriles de producción diferida (Pdiferida) a un precio del barril de 97 US$ por barril (PrecioBarril), se calcularía como sigue:

Cp = (Pdiferida) x (CostoBarril)
Cp = (100 bls) x (97 US$/bls) = 9700 US$

Mantenimiento (Cm), se refiere a la sumatoria de los costos de mantenimiento, en este se incluyen: materiales, partes, repuestos, equipos, mano de obra y/o servicios; por ejemplo: fusibles de 2 Amperios (50 US$), alquiler de equipo de elevación de personas (1000 US$/día), cuadrilla de mantenimiento (60 US$/hora):

Seguridad Industrial (Csi), se refiere a los costos de: materiales consumibles de seguridad, sistemas de señalización, equipos de protección personal, mano de obra y/o servicios, por ejemplo: 50 metros de cinta de demarcación (10US$/m), sin costos de equipos y servicio.

Medio ambiente (Cma), se refiere a los costos de: equipos de control contra derrame, productos químicos, disposición final, entre otros, aplicando la siguiente ecuación:

Operativos (Cop), se refiere a los costos derivados de las acciones operacionales que involucra la ocurrencia de este evento, en este elemento se incluye: mano de obra y/o servicios requeridos para mitigar la ocurrencia;

Otros (Cotros), se refiere los costos de: reconocimiento e indemnización de afectaciones a propietarios, gastos de tipo legal, administrativo y/o financiero, afectación de la imagen de la empresa, entre otros.

Suponiendo una frecuencia de un evento al año (F=1) y aplicando la ecuación (2) se tiene un Riesgo de 11590 US$/Año por la falla de la alimentación eléctrica de la Planta 1 como se muestra a continuación:

R = 1 evento/Año x (9700 US$ + 1390 US$ + 500 US$ + 0 + 0) = 11590 US$⁄Año

Los métodos para la determinación de estos factores pueden ser de tipo semicuantitativos cuando se dispone de registros suficientes para calcular ambos factores (F y C) que corresponde al caso de estudio (arriba ejemplificado).

El método semicuantitativo es usado cuando no se dispone de registros que permitan calcular la frecuencia y la consecuencia, en este caso se dispone de criterios para la determinación de la frecuencia (ver tabla I) y la consecuencia (ver tabla II) mediante de matrices de evaluación riesgo las cuales varían en cada compañía, en dichas tablas se muestra los criterios de la empresa Repsol (2010).

Tabla 1. Método Cualitativo, tabla de selección de frecuencia
Tabla 1. Método Cualitativo, tabla de selección de frecuencia

La valoración de cada criterio se establece mediante el ENT utilizando un facilitador con experiencia en valoraciones de Riesgo y se restringe a los criterios de dicha matriz, en este caso se utiliza la comparación entre categorías para definir cada selección, la jerarquía entre problemas vendrá dada por la comparación del valor de Riesgo, y en caso de paridad la decisión entre uno u otro obedecerá a la dirección de la empresa.

El tipo de equipo juega un papel fundamental en la determinación de la valoración, los tipos de equipos estáticos (recipientes, tuberías, válvulas, etc.) se caracterizan por ser de baja frecuencia de ocurrencia y de altos impactos (se utiliza la valoración del riesgo indicada en la API-580/581 referida a Inspección Basada en Riesgo), los tipos de equipos dinámicos y rotativos suelen tener alta frecuencia y bajos impactos, los equipos eléctricos y de instrumentación suelen tener valores medios de frecuencia e impactos moderados. Sin embargo, una matriz de evaluación del riesgo debe incluir por igual a todos los equipos de un sistema productivo, en razón de que pertenecen a un mismo negocio en términos de Riesgo financiero.

Tabla 2. Método Cualitativo, tabla de selección de consecuencia
Tabla 2. Método Cualitativo, tabla de selección de consecuencia

La tabla III, muestra una lista problemas con Valoración del Riesgo (R) mediante el método cuantitativo, ordenada en función del valor del riesgo, es decir, el “Problema 1” es de mayor impacto que el “Problema 2” y así sucesivamente hasta el “Problema n”.

Tabla 3. Matriz de valoración del Riesgo (R)
Tabla 3. Matriz de valoración del Riesgo (R)

Aplicación del sistema de valoración

La aplicación del sistema de valoración debe ejecutarse por un equipo multidisciplinario de profesionales dentro del departamento responsable del sistema productivo. En la tabla IV se muestra el resultado de la valoración del riesgo aplicado (bloque 2 de la figura 1), donde fueron calculados los Riesgos de siete (7) problemas al sistema productivo en estudio, en esta se evidencia que el problema de mayor impacto en sistema productivo es la “Falla del sistema de distribución eléctrica de 34.5KV” con un impacto estimado anual de US$ 357.906,96. Queda en evidencia que a pesar de que el ítem 1 posee una consecuencia (C) menor a los ítems 2, 3, 5 y 6, su impacto (R) es relativamente mayor debido a que su frecuencia de ocurrencia estimada es superior a todas las evaluadas. Es decir, el ítem 1 destruye más valor en el sistema productivo.

Tabla 4. Aplicación de la matriz de valoración del Riesgo (R)
Tabla 4. Aplicación de la matriz de valoración del Riesgo (R)

Una vez obtenidos estos resultados el Comité de Gerencia autorizó la ejecución del análisis causa raíz con mayor Riesgo (Ítem 1), esto a razón de gestionar adecuadamente los recursos de la organización. En este caso particular y de acuerdo al contexto de la empresa es contraproducente la ejecución de más de un análisis por vez debido a limitaciones de recurso humano (bloque 1 de la figura 1).

Autor: Héctor Díaz
Ingeniero Electrónico, Mención Control
Correo: hdiaze@repsol.com / hectorjdiaz@gmail.com

2 Comentarios

  1. Ricardo Norero

    Excelente artículo el del ACR del caso Fallas recurrentes del sistema se distribución eléctrica.

    Responder
    • Julio Cervantes

      Muy buena información

      Responder

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