Metodos de evaluacion de riesgos y ciclo de vida en plantas industriales

Métodos de evaluación de riesgos y ciclo de vida en plantas industriales

Tolabín1, Edmundo; Antequera2 Teresa; Gareca3, Edith.

(1)(2)(3) Investigadores Jujuy, Argentina

etolabin@gmail.com

RESUMEN: Las instalaciones industriales presentan muchos problemas en cuanto a los materiales de los componentes en particular, los mecanismos de envejecimiento, los altos costos de reemplazo, y la exigencia de una producción cada vez más eficiente en la que se garanticen los aspectos de seguridad y confiabilidad. Esto también debe pensarse desde el punto medio ambiental, ya que un equipo que no funciona adecuadamente trae asociados  altos consumos energéticos con el consiguiente desperdicio de este recurso, puede  producir liberación de elementos contaminantes o crear ambientes nocivos, como por ejemplo, con radiaciones de muy altas temperaturas. El estudio del impacto medioambiental de la producción industrial en la sociedad, implica aplicar técnicas que permitan reducir sus efectos nocivos. Una metodología a utilizar  es la que relaciona la Evaluación de Ciclo de Vida (ECV) y la Evaluación de Riesgo (ER). La ECV se enfoca en el área productiva que involucra aspectos tales como consumo de energía, empleo de recursos naturales, envejecimiento y falla de equipamiento, entre otros; mientras que la ER tiene relación con los productos y la degradación del medio ambiente. El objetivo de este estudio es encontrar métodos que permitan plantear relaciones entre ECV y ER, teniendo en cuenta conceptos generados en Evaluación de Riego basado en Inspección y Mantenimiento Industrial (RIMAP, European Union Directive 93/67/EEC) y en anteriores tratados tales como Mecanismos de Daño y Evaluación de Vida de Equipamiento Industrial (R. Viswanathan, EPRI 1989), definiendo sus alcances y limitaciones. La metodología empleada se basa en: análisis del impacto ambiental de la actividad industrial, planteo de fundamentos de evaluación de ciclo de vida, conceptualización de evaluación de riesgos, relación ECV-ER y  su aplicabilidad en actividades industriales. Con este trabajo se logró determinar factores que contribuyen a conocer la ECV y la ER. Además permitió estructurar, evaluar y presentar información relevante para tipos diferentes de toma de decisiones de tipo ambiental. Sin embargo, la relación entre las dos metodologías no es sencilla y por lo tanto los diferentes componentes (modelos de métodos, aspectos de ciencia y tecnología, facetas disciplinarias, etc.), deben ser acotados. Para lograr eficacia en la aplicación de la metodología ECV-ER se debe lograr coherencia y consistencia conjunta. Todavía las herramientas disponibles son complejas y constituyen una barrera para la obtención de resultados eficientes. A pesar de estas limitaciones, el estudio realizado permitió establecer fundamentos de sustentabilidad en actividades industriales.

Palabras claves: Evaluación de Riesgo, Ciclo de Vida, Actividades Industriales, Degradación.

Keywords: Risk evaluation, Life cycle, Industrial activities, Degradation.

1. INTRODUCCION

1. Fundamentos

Los principios que rigen para el manejo del funcionamiento de una planta industrial son muy extensos. En este trabajo se considera solamente la aplicación de métodos basados en análisis de riesgo en función de la integridad estructural, en un contexto de sustentabilidad. El envejecimiento de los materiales de las principales unidades productivas de una factoría, los elevados costos de reemplazo, la falta de disponibilidad inmediata de nuevos equipos, son factores que se contraponen con la requisitoria de preservación de medio ambiente. Además, prácticamente resulta imposible la implantación de nuevas plantas industriales por cuestiones relacionadas con el pensamiento ecologista - ambientalista  generalizado de la humanidad. (Sotelo, 2010).

En la actualidad existen plantas de producción industrial y de generación de energía, que han superado su ciclo de vida incluyendo el concepto de extensión. Además el creciente avance de la tecnología también hace cada vez más obsoleta la actividad de mantenimiento de equipamiento. Por lo tanto paulatinamente se instalan nuevas unidades productivas a las plantas ya existentes, con componentes compatibles con la sustentabilidad, productividad, costos. Aquí el uso  de nuevas tecnologías tales como controles electrónicos de operación y procesos, aplicación industrial de inteligencia artificial basada en redes neuronales, procesamiento de imágenes y predicción de series temporales de consumo eléctrico, robótica en soldadura de mantenimiento, renovación de unidades motrices y reductores de potencia, limpieza de equipamiento con robots, software libre, resulta decisivo para la aplicación de ECV-ER en un entorno de desarrollo sustentable.  

La evaluación de ciclo de vida y evaluación de riesgo que se plantea en este trabajo, considerando una planta industrial a modo de ejemplo, requiere de desarrollo de tareas metódicas en función del tiempo, adoptando de una filosofía de acción establecida conceptualmente por la EPRI (Electric Power Research Institute, 2002) y la EUD (European Union Directive, 93/67/ECC).        

La relación entre las metodologías ECV y ER no es simple. Para lograr resultados eficaces es necesario investigar, procesar datos relevados periódicamente (anuales), contar con el decidido apoyo de la alta dirección de la industria involucrada, disponer de personal capacitado, equipamiento e instrumental adecuado, software específico.

1. Desarrollo

1. Evaluación de ciclo de vida

Evaluación de ciclo de vida

Concepto de falla o daño

La estructura de una planta y sus equipos y componentes puede fallar por:

Excesiva deformación elástica

Excesiva deformación plástica

Degradación progresiva de propiedades

Desgaste y erosión  

Fractura

- La deformación elástica es controlada por el módulo de elasticidad. Es independiente de la evolución de la microestructura y su tenacidad. Se logra mayor rigidez con el aumento de la sección eficaz del componente.

- La deformación plástica excesiva ocurre cuando las cargas a que está sometido el componente superan el límite elástico uniaxial. En este caso se debe utilizar un criterio adecuado para resolver el estado de cargas (Von Mises o Tresca). También puede darse el fenómeno de creep.

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