Cronograma de la Gestión de Puesta en Marcha de un Proyecto. (Parte 2)

Estimados.

Para comenzar debemos reconocer que la Gestión de Puesta en Marcha de un Proyecto, es una actividad que nace de la necesidad de orden y coordinación de entrega a los mandantes y dueños finales del proyecto, que requieren que las infraestructuras proyectadas, produzcan y se mantengan en el tiempo. Debemos recordar, que hace unos años atrás, las construcciones y tecnologías se consideraban “perdurables” y así se proyectaban y diseñaban. Hoy los costos, la cambiante modernización de tecnologías y la “Productividad”,  dictan tendencia en los diseños.

Esta gestión se inicia, en las necesidades de organismos de salud en todo el mundo, en “asegurar” el cumplimiento del alcance de los proyectos de plantas “farmacéuticas”,  para lograr la calidad esperada de los productos a fabricar, almacenar y distribuir, para el consumo humano. Es así, como la “Food and Drug Administration” (FDA) crean y exigen los primeros procedimientos de gestión para la Puesta en Marcha de proyectos de infraestructura farmacéutica.

Hoy en día, “para darle peso a este Blog”, esta gestión es estudiada, desarrollada y discutida, desde los años 1990 en adelante,  por organizaciones como:

• ISPE – International Society for Pharmaceutical Engineering.
• ASHRAE – American Society of Refrigeration and Air Conditioning Engineers.
• BCA – Building Commissioning Association.
• NASFA – National Association of State Facilities Administrators.
• NIBS – National Institute of Building Sciences.
• PECI – Portland Energy Conservation, Inc.
• U.S. Environmental Protection Agency Energy Star Program.
• U.S. Department of Energy Federal Energy Management Program
• U.S. Green Building Council.
• Y otras Europeas de igual y tal vez, mayor importancia.

Que ha pasado en Chile y Latinoamérica en general (existen excepciones), desde esas fechas nos hemos dedicado a traducir “literalmente” estos procedimientos de gestión, traídos por grandes compañías de ingeniería y que nos han servido de base para nuestro desarrollo en este ámbito, PERO, con afanes de competencias, no nos hemos preocupado de la “idiosincrasia” de nuestros obreros, profesionales y gerentes, trabajadores todos. Por lo anterior, nos comprometemos o comprometíamos con “Planes y procedimientos” que no aplicábamos o nos hacemos los lesos en pos de avanzar en la puesta en marcha, sabiendo por experiencias pasadas que “esto no va a funcionar”. Es más, en compañías chilenas de BHP Billiton, hace ya unos años, se declara como un “mandamiento” la INTEGRIDAD, que se refiere a “hacer lo que dices o escribes que vas a hacer”, que aplica a los procedimientos de trabajo y planes de gestión, que hoy son competencias y muy aplicados en el Coaching.

Así, hemos cometido errores (me incluyo porque más de algún procedimiento traduje o copié), garrafales en la aceptación de los entregables o “deliverables” de construcción, sin establecer las condiciones y exigencias de un buen término mecánico o “mechanical completion”.

Y más que lo anterior, las compañías de ingeniería y otras veces los propios mandantes, no le dan el “peso” que corresponde a esta gestión, integrándola al final del proceso de construcción en los planes de QA/QC, o traspasándola a los contratista de construcción en que su norte es construir y montar, o sencillamente (como antes) traspasando la responsabilidad a operaciones y mantenimiento del propio mandante, quien obviamente sabe operar y mantener una infraestructura con procesos “estables”, pero no iniciar por primera vez esta infraestructura, esta idea, no es mala, pero debe ser guiada y aplicada desde el inicio del proyecto realizando los FMECA por estas personas (Guiados por un Proceso tipo Hazop) y no por profesionales del diseño de ingeniería.

Además, en los Planes de QA/QC en que se incorpora esta gestión de subdividir la planta o infraestructura en sistemas y subsistema, se realiza sin un criterio definido (Amarillando por procesos), o sólo por separación de planos P&ID o áreas comunes, nos encontramos con caminatas a destiempo, priorizaciones sin justificación, y lo más relevante, personal de operaciones y mantención observan “hallazgos” que no son del alcance del contratista pero prioritarios para la operación, que demuestra la necesidad de esta gestión, pero como “en general” somos cortoplacistas, no vemos los beneficios de algo que genera costos al principio y sus resultados serán al final del proyecto, cuando muchas veces han cambiado, la ingeniería y/o los gerentes.

Por lo anterior, es relevante comprender que esta gestión, aunque no es declarada por el PMI (Project Management Institute), en su libro PMBOK 5ª.ed., es imprescindible hoy, como lo hacen grandes compañías, incorporar profesionales de esta actividad con experiencia en construcción y montaje, en las etapas iniciales del desarrollo de un proyecto de infraestructura minera u otra.

Como todo proceso descriptivo, debemos iniciar este cronograma con explicar la filosofía de trabajo en la gestión de comisionamiento y puesta en marcha. En esta, se establece aplicar un “enfoque de sistemas” en que la Estructura de Quiebre (WBS), los planos P&ID y Unilineales, nos permitan, unificar las distintas unidades, equipos e instalaciones, en “Sistemas y Sub-Sistemas” funcionales o autónomos que se integren a la infraestructura total, de proyectos de Construcción y Montaje Electromecánico.

Para lo anterior, se establece una categorización estándar, para clasificar por categoría los sistemas, de acuerdo a sus características funcionales dentro de los proyectos. La numeración se la dará la propia empresa de ingeniería o comisionamiento de acuerdo a sus criterios organizacionales.

• Sistemas de Categoría I : Son los equipos de planta (Activos) para proyectos “Browfield” que son repotenciados, actualizados o cambiados, que en general participan y ayudan al contratista de construcción y montaje en su ejecución. En la mayoría de los casos, los equipos más relevantes a catalogarse en esta categoría como sistemas son grúas, tecles, servicios existentes y estanques; no obstante, pueden presentarse casos de otros “activos” o instalaciones del mandante que habrá que clasificar en esta categoría.
• Sistemas de Categoría II : Son los Servicios Externos de Utilidad. Se trata de sistemas que actúan de apoyo al proceso pero que no forman parte del mismo como tal. Se incluye entre los sistemas que se consideran de utilidad los de Suministro Eléctrico, Suministro de agua (Distintas), Suministro de Aire, suministro hidráulico para accionamientos,  así como también los de Control, Monitoreo, Muestras (obtención) y Comunicación.
• Sistemas de Categoría III : Son todos los Sistemas de Proceso, en que se reúnen equipos e instalaciones para formar un sistema. En estos casos es aconsejable, subdividir todo el Sistema de Proceso en Sub-Sistemas, por áreas productivas dentro de la planta. Se incluyen los equipos unitarios de aporte de reactivos u otros al proceso.
• Sistemas de Categoría IV : Corresponden a los Edificaciones e Instalaciones Auxiliares de la planta. En estos casos, se clasifican como un todo, los edificios y utilidades del mismo, como también los equipos de respaldo, sean eléctricos o combustibles.

Aclarado lo anterior (que lo tocaré en profundidad, en un próximo Blog de QA/QC), podemos continuar con las terminologías del proceso, las obvias como “procedimiento o sistema” las dejamos para cuando apliquen. Además, incluiré definiciones de empresa de ingeniería que dispongo, las que “mejor” coincidan con la realidad.

CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE. (Construction)

Preparación e instalación física de los equipos, materiales y edificaciones, de acuerdo con los documentos de diseño y procedimientos técnicos del proyecto, realizando todas las verificaciones y procedimientos de rigor en materia de control de pérdidas, calidad y confiablidad. (Empresa Europea 1999)

Simple y claro.

PRUEBAS FUNCIONALES. (Functional Testing)

Pruebas de funcionamiento, nivelación y tolerancias, de los equipos montados en forma individual, llevados a cabo a nivel de sus respectivos componentes y elementos constructivos, incluyendo verificaciones de continuidad de circuitos de control de motores y de instrumentos, sentidos de giro de motores, vibración y pruebas hidrostáticas para cañerías, entro otras. (Empresa Europea 2000)

Aquí, normalmente entramos en conflicto, principalmente por la “redacción” de los alcances en que se habla de pruebas pero no se especifican, y en las aclaraciones se indican, “Pre-Comisionamiento”, “Pre-Operacionales”, “Funcionales” y hasta de “Puesta en Marcha”. Obviamente, con tanta traducción, y esquemas dando vuelta por internet, para distintas aplicaciones (De las conocidas, petroquímicas, farmacéuticas, energéticas y edificaciones), se generan malos entendidos, incluso en empresas de ingeniería de nivel mundial.

Al final de este blog, publico MI ESQUEMA (Extracto de varias), que trata de mostrar con simpleza el flujo del proceso de construcción y montaje hasta la entrega al cliente, con las definiciones que estamos aclarando.

TÉRMINO DE CONSTRUCCIÓN. (Construction Completion)

Estado en que todas las obras han sido construidas y los equipos montados según las especificaciones técnicas definidas en el contrato de construcción y montaje electromecánico, y se encuentran listas para iniciar las pruebas de pre-comisionamiento. Efectuadas las caminatas (work througt), todos los puntos pendientes del “Listado de Observaciones o Hallazgos” (Punch List), que puedan afectar la seguridad de las personas y/o equipos, o que impidan su normal funcionamiento, deben estar resueltos. Todos los protocolos de construcción y montaje deben estar disponibles para que puedan ser revisados por el equipo responsable de la etapa de pre-comisionamiento. (Empresa Europea 2002)

Clara y concisa definición, pero ¿es real?, no. Todos los que hemos trabajado en Construcción y Montaje Electromecánico, sabemos que las prioridades las dictan,  los costos y el Estado de Pago, por tanto, es muy difícil que la construcción termine con listado de observaciones resueltas. Por otra parte, esta definición se cumple “más o menos” para contratos EPC donde el sistema es único y se subdivide en sistemas por la propia ingeniería. Pero en contratos EPCM, donde la construcción se subcontratada por varios sistemas o áreas dependientes, se complica por existir dependencias entre subcontratistas. Por ejemplo, si el contratista de OOCC deja para el último los cimientos de las subestaciones eléctricas, porque los caminos y movimientos de tierra dejan las “lucas” en el Estado de Pago, el contratista de montaje e implementación de subestaciones eléctricas, se retrasa en su término, y así retrasa al montajista electromecánico que no dispone de energía para sus pruebas de pre-comisionamiento. (No es falta de “ética”, si no interés económico que deben ser “regulados” por el EPCM). En fin, esta etapa hoy en día, es obviada, confundiéndola con el “Término Mecánico” que es posterior a las pruebas pre-operacionales, y en que ambas pruebas “Funcionales” y “Pre-Operacionales” son parte del “PRE-COMISIONAMIENTO”. Además, para la ejecución de ambas pruebas se requiere de su energización. Por todo y más de lo anterior, debe ser estudiada en la “Fase Oficina” del proceso de ingeniería de detalles y definición de alcances para los diferentes contratistas que participen en el EPCM.

PRUEBAS PRE-OPERACIONALES. (Pre-Operational Testing)

Prueba de los equipos a nivel de sistemas en categoría III principalmente (también los sistemas en categoría I y II, se consideran en estas pruebas, pero anticipadas), incluyendo todos los comandos y controles de proceso, así como también de los enclavamientos y demás funciones de seguridad. Son pruebas de operación (que reúnen a un conjunto de equipos que conforman el sistema), para cada sistema determinado, utilizando para dicho propósito líquidos y materiales sustitutos, diferentes de aquellos que hayan de emplearse en el proceso industrial. (Empresa Europea 1999)

Ambas pruebas anteriores las “Pruebas Funcionales” y estas “Pruebas Pre-Operacionales” son parte de PRE-COMISIONAMIENTO, pero para diferenciarlas de las anteriores que son unitarias, en esta las pruebas son de los conjuntos que se reúnen en Sistemas o Sub-Sistemas, y sin carga de proceso aún. Cuando no se puede probar con materiales sustitutos, sencillamente no se realiza prueba, y sólo se prueban enclavamientos y demás funciones de seguridad, como paradas de emergencia y señales de niveles u otras emergencias.

PRE-COMISIONAMIENTO. (Pre-commissioning)

En esta etapa, los equipos y componentes son probados individualmente en vacío o con materiales sustitutos que simulen la carga real. También se llenan líneas de cañerías de agua de proceso para comprobar estanqueidades y se energiza por primera vez para probar motores e instrumentos. Todas estas pruebas, denominadas estáticas para el proceso, se deben realizar de acuerdo a procedimientos específicos y se deben generar los protocolos correspondientes. En esta etapa se pueden realizar los primeros chequeos de partida y detención de equipos mediante el sistema DCS, sin llegar a probar la lógica de control. Como resultado de estas pruebas pueden aparecer puntos adicionales de “Punch List”, los que deben estar resueltos antes de iniciar la etapa de comisionamiento o pre-operacional, en caso que éstos afecten la seguridad de las personas y/o equipos o impidan el normal funcionamiento de estos. Durante esta etapa los equipos más importantes deben estar identificados por una tarjeta para evidenciar la realización de pruebas (típicamente color amarillo). A esta etapa se le suele llamar también “Puesta en Marcha en Vacío o sin Carga”. (Empresa Europea 2002)

Esta definición, reúne las pruebas de funcionalidad (Unitaria) y pre-operacional (Sistema), dejando claro la realización de pruebas eléctricas esenciales para el primer suministro eléctrico, como ser verificación del “Estudio de Protecciones”, pruebas de conexionados, en fin, como también pruebas de lazos de control para los instrumentos, lo que nos permita dar las primeras partidas en vacío para realizar otras pruebas de esta etapa como ser sentido de giro de motores, entre otras.

Lo complejo de esta etapa es, como lo explique anteriormente, es quien las realiza, porque o no está claro en el alcance del contratista ejecutante del montaje o no se dispone de personal indirecto capaz de desarrollar los procedimientos adecuados, o no se dispone de los suministros externos como energía eléctrica o agua de proceso para ejecutarla. Obviamente, igual que en anterior etapa, es un proceso de gestión de puesta en marcha que debe ser estudiado en la “Fase oficina” de la ingeniería de detalles y en la asignación de los alcances en contratos EPCM.

TÉRMINO MEÁNICO. (Mechanical Completion)

Este es un estado, en que todas las instalaciones han completado satisfactoriamente las etapas del Termino de la Construcción y Pre-Comisionamiento con sus pruebas Pre-Operacionales, quedando listas para ser comisionadas. No hay puntos pendientes de “Punch List” que afecten la seguridad de las personas y/o equipos o que impidan el normal funcionamiento de los mismos. Toda la documentación de pruebas ha sido completada según el Plan de QA/QC del proyecto. Si así se estipula contractualmente, el Término Mecánico pudiera representar un hito del proyecto que puede ser certificado mediante un documento firmado por ambas partes (Contratista y Dueño). Al finalizar esta etapa todos los Paquetes de Entrega (Turn Over Package, TOP), deben estar listos y entregados al cliente.  Mezcla de varias definiciones, 2000.

Claramente este es un estado fijo de cumplimiento y que representa un hito contractual en casi todos los tipos de proyectos (menos en Llave en mano), ahora que se cumpla a cabalidad es muy difícil por intereses contractuales o por necesidades propias de proyecto para avanzar a las pruebas con carga. Lo complejo de este hito son los “seguros contratados” para los activos involucrados. En grandes compañías como “CODELCO” los seguros de “Todo evento de Construcción”, los contrata el dueño, liberando al contratista de responsabilidades. Pero en otros contratos, el seguro “Todo evento de Construcción”, lo contrata el Contratista, quien es responsable de los daños de los equipos desde que los saca de las bodegas “internacionales” del “Agente” del EPCM, hasta el montaje y entrega formal mediante documento de Término Mecánico. Cuando este documento es firmado por el “Dueño”, este hace ingreso del “ACTIVO FIJO” a su compañía, y es responsable en la manipulación del comisionamiento y puesta en marcha, debiendo disponer de un seguro por su nuevo activo.

Esta situación no deja de ser compleja y por tanto, debe ser validada y confirmada en los alcances de los contratos de construcción, en su etapa de Ingeniaría de Detalles.

COMISIONAMIENTO o PUESTA EN MARCHA. (Commissioning)

En esta etapa, los equipos e instalaciones se prueban como un conjunto, con carga real, ya sea como conjunto de sistemas o áreas, verificando su funcionalidad y la sincronización de todos sus componentes. Todas las pruebas de comisionamiento se deben realizar de acuerdo a un procedimiento específico y se deben generar los protocolos correspondientes, previos de verificación de condiciones aptas para pruebas y de parámetros logrados y controlados en la prueba. En este proceso, se producen dos estados, que son primero, el arranque inicial con carga “Start Up), donde no existen requerimientos especiales en cuanto a cantidad de material procesado o calidad del producto final, sino obtener los movimientos y señales correspondientes, realizando las pruebas con el Sistema de Control Distribuido (DCS), incluidos los re-chequeos de lazos de control y las pruebas de la Lógica de Control, segundo corresponde al proceso de escalamiento de producción “Ramp Up”, donde se sale del arranque inicial y se efectúan aumentos de carga hasta lograr las condiciones nominales de diseño. Una tarjeta de color (típicamente verde) en los equipos e instalaciones principales mostrará que éstos se encuentran en la etapa de comisionamiento. A esta etapa se le suele denominar también Puesta en marcha con Carga. (Empresa Norteamericana 2012)

Esta etapa, es compleja porque muchas veces la responsabilidad del contratista de montaje ha terminado y solo le queda un último ítem, que es disponer de personal de apoyo tanto en supervisión como actividades de reparación. Además, en esta etapa se contratan los servicios de personal experto, quien desarrolla los procedimientos, pero la responsabilidad contractual del personal de apoyo sigue siendo del contratista, por ende esos procedimientos deben ser validados por la supervisión del contratista. También se da en contratos que en esta etapa participen los futuros operadores y mantenedores, que si no se les hizo participar en los talleres iniciales de Mantenibilidad o FMECA tipo Hazop, es obvio que encontrarán defectos.

También, es compleja para contratos EPCM donde participan diferentes contratistas y que se debe lograr que todos lleguen aproximadamente al mismo estado en un mismo tiempo, difícil pero no imposible, sólo depende de una buena programación y visión general del alcance de cada contratista para ayudarlos a terminar sus alcances correctamente. Todo lo anterior nos sigue demostrando la necesidad de un Sistema de Gestión de Puesta en Marcha.

Por último, esta etapa debe y es prioritario ser realizada para probar el o los sistemas de control y validar la filosofía de control establecida para el proyecto. No puede ser, que en esta etapa no se tenga validado los estudios de protecciones o validados los lazos de control y es imperativo no continuar hasta resolver estas condiciones, es pos de los sobrecostos.

ARRANQUE INICIAL. (Start-Up)

Es el proceso que comienza cuando se toman acciones para probar con carga y poner en operación la planta o unidad. Se considera completa cuando la planta o unidad funciona a la capacidad inicial o mínima de diseño y produce de acuerdo con las especificaciones según lo determinado por las pruebas de funcionamiento. (Empresa Norteamericana 2000).

Una vez terminadas las pruebas pre-operacionales, entregados los paquetes de entrega (TOPs) y aceptada la documentación correspondiente, incluido el “Punch List” sólo con puntos pendientes de prioridad 4, la planta o unidad está lista para iniciar el arranque inicial propiamente tal. Para esto se requiere un procedimiento específico, donde quede claramente estipulada la secuencia de partida, las responsabilidades específicas y los recursos requeridos. Es muy importante chequear, antes de iniciar el proceso, que se encuentren disponibles todos los servicios requeridos, tales como, energía, aire planta e instrumentación, agua de proceso y otros, como también que estén disponibles insumos y reactivos. (Empresa Europea 2002)

Ambas definiciones están en lo correcto, pero es mejor separa los conceptos de “Start Up” con “Ramp Up”, ya que arranque inicial “Start Up” es un estado temporal de inicio con partidas con carga a las mínimas condiciones de operación y el escalamiento a condiciones nominales de diseño “Ramp Up” es el proceso en que se logra correr la planta o unidad con condiciones controladas, o sea cumpliendo una curva de escalamiento programada de acuerdo a características de los minerales, reactivos seleccionados, calidad y disponibilidad de los insumos externos como energías y aguas, todas establecidas por los ingenierías de procesos, o el más importante en esta etapa el “Ingeniero Procesista” con todo respeto a los demás colegas.

ESCALAMIENTO A CONDICIONES NOMINALES DE DISEÑO. (Ramp-Up)

Proceso que se inicia en el término del arranque inicial de la planta sin parametrizar estados de producción, o sea cuando se decide aumentar el proceso productivo bajo ciertas condiciones establecidas por un análisis del proceso, generando una curva de escalamiento y estabilización de control hasta lograr las condiciones nominales de diseño en el tiempo establecido de acuerdo a la disponibilidad de los insumos externos y/o calidad de estos. (Mía 2015)

El ritmo de escalamiento, puede variar contractualmente, como también puede ser muy largo (período de “rodaje”) dependiendo de la ingeniería final, calidad de la construcción y por último procedimiento de puesta en marcha. Frecuentemente se define una curva de “Ramp Up”, a cumplir en período de tiempo determinado o con períodos de “estabilidad de planta”. De igual manera el cumplimiento del 100% del nivel de producción nominal de diseño, puede ser un hito contractual, asociado a premios o castigos y cierre final de los contratos y proyecto.

Obviamente esta etapa en responsabilidad de los Ingenieros de Proceso, quienes son los que deben ir revisando paso a paso el comportamiento del proceso, verificando el comportamiento de los reactivos incorporados, cuantificando y ajustando las cantidades de otros insumos externos incorporados, en fin, pega neta del Jefe de Área de Producción y el o los “Ingenieros Procesistas”.

Además, es la etapa donde los “mantenedores” sean estos propios de la organización o externos, deben iniciar los Planes de Mantenimiento, que debieron ser realizados con antelación, pudiendo confirmar los FMECA realizados con anterioridad. Estas bases sirven para generar el “Control estadístico de Mantenimiento”  a través de programas, sean estos SAP, MIMS, PAS, entre otros más. Este tema, es muy relevante a futuro, porque si se realizó una mala segregación y codificación de los equipos para el programa, este no servirá de nada. Tema para otro Blog.

PRUEBAS DE RENDIMIENTO. (Performance Test)

Etapa final de la Gestión de Puesta en Marcha, que contemplan las pruebas finales de rendimiento ofrecidos en los alcances de los contratos tecnológicos de ingeniería. (Mia 2015)

Obviamente estas pruebas son exigidas cuando fueron ofrecidas por el proveedor de algún equipo o tecnologías globales de procesos, en los cuales, se ofrecen condiciones del proceso a cumplir por los equipos o instalaciones, dejando una garantía monetaria por ello o estableciendo el último estado de pago, con un ítem que cierra el contrato tipo EPC.

De las que conozco, tecnologías VSF de Outotec, Chancados primarios de Nordberg y Thyssenkrupp, u otras que requieren ser introducidas al mercado.

ESQUEMA FINAL.

Escolios. (Tarea para la casa)

Término de Construcción, estado cuando la construcción y montaje ha terminado.

Pre-Comisionamiento, proceso de pruebas funcionales y pre-operacionales sin carga, de Sistemas y Subsistemas.

Término mecánico, estado cuando se cumplen las dos anteriores.

Comisionamiento, proceso de pruebas operacionales con carga, de Sistemas, unidades o de la Panta total.

Arranque Inicial, proceso del comisionamiento, con carga pero midiendo las condiciones mínimas de proceso, de la Planta o Unidad. (Ya no es Sistema)

Escalamiento, proceso del comisionamiento, con carga y controlando el aumento de carga hasta lograr las condiciones nominales de diseño, de la Planta o Unidad.

Donde comienza la Gestión de Puesta en Marcha (Fases)…. Próximo capítulo.

Atte.,

SFG