RefineríaInteligente

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hacer de lo viejo
algo nuevo
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la seguridad
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el factor
humano
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Refinería Inteligente:
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editora colaboradora
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directora
Vicepresidenta de Hart Energy Consulting
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CONTENIDOS
Introducción: Restableciendo la previsión del negocio..................... 3
por Steve Sonnenberg, presidente de Emerson Process Management
¿Qué tiene de inteligente la Refinación Inteligente? ........................ 4
Mientras se prevé que la demanda del mercado se recupere lentamente, también se está planificando la puesta
a punto de más capacidad de refinación nueva en los próximos años, manteniendo la presión económica de las
refinerías existentes.
Hacer de lo viejo algo nuevo: Sistemas de gestión existentes .......... 6
Las refinerías generalmente necesitan ayuda para evaluar dónde comenzar con un proyecto de migración, y
cada problemática de planta es única. Emerson ha tenido éxito al ayudar a las refinerías a obtener el
mayor beneficio económico mediante actualizaciones de la automatización.
Diseñados para funcionar: Proyectos “Greenfield” para la Refinería
Inteligente........................................................................................ 9
Los proyectos capitales dependen de la estrategia (el momento de invertir) y del riesgo (posible rendimiento
de las inversiones a corto y a largo plazo). La alianza y la relación desde un principio con el proveedor
de soluciones adecuado pueden mitigar significativamente el riesgo.
Control avanzado y optimización.....................................................12
Lesley Hart
Emerson Process Management tiene modelos eficientes de aplicaciones de control predictivos para una
mayor eficacia y rendimiento. Las herramientas incorporadas en la actualidad son más eficaces, ultra
integradas y fáciles de usar.
Karen Chan
Descubrimiento de su planta oculta: El mérito de una mayor
fiabilidad.........................................................................................13
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Centro Internacional de Biocombustibles,
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Proyectos Especiales y de Refinación
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John Kneiss
Servicios Administrativos y Técnicos
[email protected]
Vicepresidente, Consultoría
E. Kristine Klavers
Vicepresidente sénior y director financiero
KEVIN F. HIGGINS
Las refinerías siempre se han ocupado de mejorar la fiabilidad de los equipos principales y de evitar la
ralentización o el cese de la producción no programados. A medida que las refinerías son más grandes, las
consecuencias financieras de las interrupciones de producción, incluso las relativamente cortas, son altas.
Mejora de la seguridad en la Refinería Inteligente..........................15
Aunque las tasas de incidentes de seguridad han indicado mejoras recientes, durante los últimos 15 años,
la industria del refino del petróleo de EE. UU. ha tenido más incidentes fatales y catastróficos
relacionados con la emanación de químicos peligrosos que cualquier otra industria del sector, según el
Ministerio de Trabajo de EE. UU.
El enigma de la eficiencia energética y el gas
de efecto invernadero ......................................................................... 17
A medida que continúa el debate sobre el calentamiento global, las normativas sobre las emisiones de
gases de efecto invernadero son cada vez más rigurosas y potencialmente más costosas para las refinerías,
en especial en los Estados Unidos y Europa.
¿Su sistema de planificación de recursos empresariales (ERP,
Enterprise Resource Planning) le brinda el impacto suficiente
por su dinero? .................................................................................19
El campo de gestión de la cadena de suministro, cada vez más desarrollado, se volvió más importante
estratégicamente para los resultados finales de las compañías que nunca, ya que la competición a nivel
mundial está forzando a la industria del refino a explorar diversos modos para mejorar la eficacia.
El factor humano: Mejora de las operaciones ..................................21
Una cantidad significativa de trabajadores experimentados se jubilarán en los próximos cinco años; con
operarios más jóvenes y menos experimentados, ¿su refinería seguirá operando de manera segura? ¿De un
modo fiable? ¿De un modo eficaz? La respuesta es sencillamente sí, y aun mejor, con un diseño
complementario centrado en el humano.
Hacer que la Refinería Inteligente del mañana suceda hoy .............23
La refinería inteligente de avanzada no es sólo una visión del futuro, rápidamente se está convirtiendo en la
realidad de hoy.
Vicepresidente ejecutivo
Frederick L. Potter
Presidente y director ejecutivo
Richard A. Eichler
A menos que se indique lo contrario, todas las imágenes son cortesía de Emerson Process Management.
INTRODUCCIÓN
Restableciendo la
previsión del negocio
Por Steve Sonnenberg
Presidente de Emerson Process Management
G
ran parte de la economía mundial finalmente está mostrando
signos promisorios. Aunque los dos últimos años han sido
difíciles, muchas compañías usaron este período de menor
crecimiento de la demanda para invertir en su infraestructura, para
renovar equipos en sus empresas. Como veremos, estas
organizaciones entrarán a la recuperación desde una posición de
fuerza.
En principios, la lección que hemos aprendido es cuán predecible
pude ser la vida. A pesar de nuestra mejor planificación a largo
alcance, pueden surgir situaciones que perjudiquen nuestro plan
diseñado cuidadosamente y lanzarnos a un estado reactivo. En un
extremo, esta reacción puede ser un colapso económico mundial; en
el otro, puede ser una pequeña perdida de un bien que perjudica
un producción que, de lo contrario, sería estable.
En un nivel macroeconómico, ésta es la naturaleza del negocio
mundial. Pero cuando está moviendo una operación volátil como la
refinería, es fundamental tener la previsión de minimizar las
situaciones no planificadas para que sus operaciones sean seguras,
fiables y rentables. Teniendo la sabiduría y la predicción —la visión—
para “mirar a la vuelta de la esquina” es el sello distintivo de una
operación de talla mundial. Esto significa ser más inteligente en
cada decisión que tomamos y cada acción que emprendemos.
En realidad, las tecnologías “inteligentes” han estado presentes
en la industria del refino por un par de décadas. De hecho, la
automatización del proceso, las tecnologías de control y de
monitorización cada año son más inteligentes. ¿Pero realmente
mejoran nuestro negocio? ¿Le ayudan a enfrentar la inminente
crisis de los trabajadores que todos estamos afrontando? ¿Le sirven
para suministrarle la flexibilidad para cambiar sus estrategias de
producción para tratar con los diversas crudos para refinación? ¿Le
brindan la confianza para administrar su refinería a sus capacidades
nominales al mismo tiempo que le aseguran condiciones operativas
seguras?
En las siguientes páginas, hemos combinado nuestra experiencia
con refinerías líderes con el conocimiento y la perspectiva de la
última tecnología y especialistas en aplicaciones para estimular la
sabiduría y las ideas para aportar previsión a nuestra operación.
Estas no son ideas visionarias. Son realistas y prácticas, incluso son
ideas avanzadas para explotar el poder de la tecnología para hacer
posible que su personal sea lo más eficaz y eficiente posible. Lo
llamamos “refinería inteligente”.
Esta breve guía aspira a dar una idea de cómo puede explotar
estas tecnologías para ganar valor al mejorar la operación de su
planta. Déjenos saber lo que piensa... ■
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Steve Sonnenberg
Presidente de Emerson
Process Management
Con más de 30 años en la industria y una vasta experiencia a nivel mundial,
Steve Sonnenberg llega a ser presidente de Emerson Process Management en el
2008. Sonnenberg tiene una licenciatura BSEE en Ingeniería Ambiental de Georgia Tech y un máster MBA de la Universidad de Virginia.
1
¿Qué tiene de inteligente la
Refinación Inteligente?
En los últimos años, la agitada economía ha hecho caer en picada los márgenes de beneficios.
E
n medio de la reducción más significativa en todo el mundo
de la demanda del producto de refinería en los últimos 30
años, se han puesto a punto alrededor de 2 millones de b/d de
capacidad de producción de refinerías altamente eficientes y nuevas.
El resultado ha sido el cierre o la inactividad de las refinerías de
menor eficacia o de aquellas con ubicaciones desfavorables. Mientras
se prevé que la demanda del mercado se recupere lentamente, se
está planificando la puesta a punto de más capacidad de refinación
nueva en los próximos años, manteniendo la presión económica de
las refinerías existentes. Un resultado son los márgenes de refinación
reducidos. No obstante, la complejidad de las operaciones en las
refinerías sigue aumentando ya que Las refinerías adicionan
unidades para brindar flexibilidad para el procesamiento de
materias primas de azufre más grandes y más pesadas. Las
especificaciones del producto se han convertido simultáneamente
más complicadas y restringidas geográficamente. El uso cada vez
mayor de biocombustibles, generalmente, lleva a múltiples pasos de
mezcla del producto y a restricciones de transporte. Los clientes
requieren de procesos especiales para sus necesidades específicas en
2
asfaltos y aceites lubricantes. El cumplimiento con las nuevas
normativas gubernamentales y con las existentes consume recursos
cada vez mayores. Ahora más que nunca la eficacia y la productividad
son los nombres del juego de la refinación.
Los avances en la automatización le permiten a Las refinerías
inteligentes lograr estas eficacias y mejorar el rendimiento global de
sus plantas. Estas tecnologías permiten operaciones más eficaces,
disminuyendo los costos e incrementando los niveles de ganancia. El
costo y el tamaño de los elementos de cálculo, el continuo crecimiento
en los anchos de banda de comunicación, los avances en software y
en análisis matemáticos y las mejores capacidades de modelado han
proporcionado nuevas herramientas de optimización para
operaciones de refinación cada vez más fiables.
Esto no es sólo una visión del futuro, rápidamente se está
convirtiendo en la realidad de hoy. Ya se están aplicando muchos
progresos nuevos como dispositivos de medición y sensores de
procesos mejorados. La era de la “refinería inteligente” ha
comenzado.
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Similitudes, diferencias y mejoras de las refinerías
inteligentes
¿De qué modo es diferente la refinería inteligente? De un modo
notable, ¿o no? Los objetivos de operatividad para la refinería aún
son:
• Mantener operaciones seguras.
• Mejorar la protección del medio ambiente.
• Sustentar la disponibilidad y la fiabilidad de los equipos.
• Maximizar el valor del producto y de la planta mediante
operaciones eficientes y optimizadas.
Aunque los objetivos de las refinerías en su mayor parte no han
cambiado, el rendimiento de los mismos puede mejorar drásticamente
y reducir costos. Por ejemplo, el refinador de la Costa del Golfo de
EE. UU. mostró una reducción continua del 50% en el riesgo de
fiabilidad —una mayor disponibilidad— al incorporar un proceso de
refinería inteligente para usar la información adicional de la tecnología
inteligente. Del mismo modo, un refinador de la Costa Oeste
implementó sensores de vibración inalámbricos en las principales
bombas para monitorizar el estado del activo (“asset health”) donde
una solución de conexión por cable no era rentable.
La nueva refinería inteligente complementará al operador de
tablero, al ingeniero de control y al técnico de mantenimiento
mejorando sus rendimientos. “Con toda nueva tecnología, la
facilidad de uso y la facilidad de integración con las operaciones
existentes son factores claves —dijo el Dr. Douglas White, director
de soluciones para la industria del refino con Emerson Process
Management en Houston—. Consideramos detenidamente los
posibles efectos de nuestras tecnologías de refinería inteligente, no
sólo en nuestro personal actual, sino también en la exitosa
transferencia de conocimiento crítico a operadores más jóvenes ya
que una cantidad significativa de operarios mayores entran en edad
de jubilarse”.
”La continua evolución en las capacidades de comunicación y de
cálculos digitales, y la aplicación de estas tecnologías, ha llevado a
tener diferencias fundamentales en el modo en que operan las
refinerías y éste seguirá cambiando en el futuro —dijo White—.
Pero la gente aún es el recurso más importante. Se deben incorporar
nuevos métodos operativos sin interferir en la producción, y esto es
posible”.
“La refinería inteligente es cada vez más inteligente —dijo
Herman Storey, director de Tecnología de Herman Storey Consulting
Inc.—. Ahora hay disponibles muchas funciones nuevas que
adicionan valor, pero también adicionan complejidad. Además, el
ritmo del cambio ha aumentado, por lo que tenemos sistemas aún
más complejos que cambian más y más rápido”.
El experto en la industria, Cliff Pedersen, concuerda con esto. “Se
deben evaluar la situación financiera y los pros y los contras de cada
planta para determinar donde están realmente las oportunidades
de beneficio. Sin embargo, los sistemas adecuados aplicados por las
personas adecuadas deberían poder aumentar los rendimientos de
las plantas hasta un 20%, en función de cómo determinada planta
está realmente funcionando —dijo Pedersen—. Muy bien se podrá
lograr esa ganancia e incluso más en una planta que funcione,
relativamente, de manera deficiente. Incluso en una planta que
funcione muy bien, existirá la oportunidad de aumentar los
rendimientos en al menos un leve porcentaje, y esto aún así puede
valer muchos millones de dólares al año”.
final de cuentas esto es lo que cuenta
En el entorno económico actual, la gestión demanda que las nuevas
inversiones proporcionen una tasa de rendimiento claramente superior
y que se maximicen los rendimientos y activos existentes, en particular
los activos de automatización. Las inversiones en tecnología para la
refinería inteligente, generalmente, brindan una de las compensaciones
económicas potenciales más altas de toda posible inversión, y estos
rendimientos esperados se pueden determinar con antelación y se
pueden demostrar después de la instalación.
Tanto las plantas existentes como las nuevas pueden obtener un
rápido rendimiento de las inversiones y valores sostenibles si invierten
en tecnología para la refinería inteligente. Las nuevas plantas
fácilmente pueden sacar ventaja de la tecnología de punta, pero las
plantas existentes también se pueden beneficiar. Las instalaciones
existentes pueden comenzar de a poco y adquirir experiencia al
implementar programas actualizados a un ritmo medido que puede
ser autofinanciado con los beneficios de las primeras instalaciones
que pagarán las últimas etapas. Los operarios de la refinería
inteligente ahora tienen la oportunidad de hacer uso de estas
inversiones para mejorar la seguridad, la productividad y la
prosperidad de sus plantas. ■
Para determinar qué soluciones para la refinería inteligente son las indicadas
para su planta, visite www.SmartRefinery.com.
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3
Hacer de lo viejo algo nuevo:
Sistemas de gestión existentes
Las refinerías, muchas veces, necesitan ayuda para evaluar por dónde comenzar con un proyecto de migración. Deben pretender el
mayor beneficio económico de las actualizaciones de la automatización.
E
n los últimos 20 años, la tecnología ha avanzado enormemente.
¿Recuerda el macizo teléfono portátil del tamaño de una
tostadora que usted cargaba con tanto orgullo en los años
ochenta? Compárelo con el teléfono inteligente en su bolsillo ahora
mismo, más pequeño, más rápido, más brillante, más eficaz, y lo que
es más importante, mucho más útil. Esta analogía también aplica a
la tecnología de la refinería moderna. Lo que alguna vez fue de
vanguardia ahora nos trae —en el mejor de los casos— una expresión
de nostalgia y —en el peor de los casos— dolores de cabeza por la
fiabilidad, cuestiones de seguridad, colapsos, cambios totales
forzados y pesadillas por el rendimiento.
“Las refinerías más antiguas se enfrentan con desafíos únicos
—dijo Edward Schodowski, director de soluciones para la industria
para Emerson Process Management—. Con una considerable
cantidad de activos existentes que pueden proporcionar un
rendimiento de operatividad por debajo de lo óptimo, se están
perdiendo oportunidades de funcionar a los niveles más altos de
productividad. También corre el riesgo de que las tecnologías
instaladas se vuelvan obsoletas, y con la obsolescencia, entre otras
cosas, la dificultad para obtener piezas de repuesto, el tiempo de
inactividad y los conflictos con el mantenimiento, los cuales pueden
ocasionar altos costos de funcionamiento”.
Gran parte de la tecnología de los sistemas de control instalados
en las refinerías en antiguas zonas industriales son de diseño clásico
de mediados de 1985. Los años que tiene esta tecnología impiden
una mejora en la productividad debido a la incapacidad de integrar
de manera eficaz los diagnósticos de pronósticos, las aplicaciones
del estado del activo y los sistemas de seguridad integrados. Con
aplicaciones de tecnología mejoradas, usted —y su refinería—
podrán hacer cosas que antes eran imposibles.
Hay diversas razones por las que un refinador debería considerar
modernizarse. Muchas plantas hacen frente a sistemas de control
de automatización de procesos existentes desactualizados. Los
cables y las terminales de los cables del campo son complejos, y si
están en malas condiciones pueden ocasionar una retroalimentación
incorrecta.
Cada refinería compite diariamente con una capacidad global
innovadora que usa la más avanzada seguridad integrada, soluciones
de gestión de activos y soluciones inalámbricas, para brindarles a las
plantas más nuevas una ventaja competitiva diferente. ARC Advisory
Group informó que toda la base de sistemas instalada que alcanza
el fin de su vida útil actualmente es valuada en aproximadamente
US$ 65.000 millones, y el valor de toda la base de sistemas instalada
de más de 20 años es de aproximadamente US$ 53.000 millones.
ARC dijo que el impacto promedio del tiempo de inactividad no
programado en las industrias de proceso equivale a casi el 5% de la
producción o unos abrumadores US$ 20.000 millones.
Las refinerías, muchas veces, necesitan ayuda para evaluar por
4
dónde comenzar con un proyecto de modernización. Cada situación
de cada planta es única. El momento óptimo para buscar nuevas
estrategias de “refinería inteligente” es durante el diseño conceptual
de la principal actualización de la automatización. Las refinerías
deben esforzarse para obtener el mayor beneficio económico de las
actualizaciones de la automatización mediante el uso de estudios de
consultoría sobre modernización y de auditorías para la planificación
de la vida útil del sistema para comprender los desafíos de riesgos y
para trazar los caminos para la transición. En muchos casos, los planes
de migración pueden ser adaptados e implementarse en etapas. Si no
se moderniza puede ocasionarle problemas financieros a las refinerías
como la mitigación de la operatividad, el mantenimiento, la seguridad
y otros incrementos en los costos, que pueden significar un
rendimiento de las inversiones negativo.
La cantidad física y real de trabajo requerido para actualizar un
antiguo sistema operativo es lo que despierta mayor preocupación
en Las refinerías. Si es necesario sustituir una red de cableado
completa, no sólo los costos son un factor, sino la logística y el
posible tiempo de inactividad pueden dar dolores de cabeza si se
consideran proyectos de migración.
La clasificación del campo es una práctica tradicional con sistemas
de Entrada/Salida (E/S) existentes, que requieren de un cableado
significativo para que la entrada del campo corresponda con la tarjeta
de E/S física adecuada. El resultado es un ejercicio de cableado de
spaguettis que adiciona costos y riesgos a las migraciones en caliente
de los sistemas de control existentes. La nueva tecnología de
“clasificación electrónica” elimina este peligroso y largo ejercicio
realizando tareas de E/S electrónicas simplificadas. La clasificación
electrónica reduce el riesgo y el costo en las migraciones en caliente
de los sistemas de control existentes.
“Una de las barreras para realizar una migración es el miedo a
tener que modificar todo ese cableado, la caja de conexiones, la caja
de terminales, la tarjeta de E/S, los controladores —dijo Schodowski—.
Siempre surge la pregunta: ¿pasarse a un nuevo sistema va a resultar
en una pesadilla de la ingeniería y el cableado?”
Con E/S virtuales y la clasificación electrónica, las refinerías
pueden evitar la pesadilla del cableado y pasar de la caja de
conexiones a la nueva E/S virtual directamente hacia el panel del
controlador.
Las refinerías están comenzando a ver los beneficios de esta
tecnología mejorada. “En nuestro caso, intentamos usar esta
tecnología de E/S para sustituir las tarjetas de E/S existentes y volver
a usar el cableado y los recintos existentes —dijo Steve Elwart,
director de ingeniería de sistemas en Ergon Refining con base en
Misisipi—. “Esto debería dar lugar a una gran reducción de
costos”.
La situación en las antiguas zonas industriales conlleva a una
serie de desafíos únicos y a muchos estímulos comerciales a
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considerar. Las refinerías deben evaluar si mantener un sistema de
activos existente es más efectivo —tanto a nivel operativo como a
nivel costos— que migrar hacia tecnologías más nuevas y más
eficaces. Finalmente, los factores económicos generalmente son los
principales impulsores.
Para mejorar exhaustivamente en la ejecución del servicio de los
proyectos de migración de los sistemas de refinación, Emerson adquirió
TAG, The Automation Group, in 2008. “Los servicios son un elemento
fundamental en el éxito de las migraciones de la refinería —dijo Steve
Paulson, presidente de TAG—. Las avanzadas tecnologías de Emerson
como la clasificación electrónica y las conexiones inalámbricas,
combinadas con la experiencia en migración de refinación de TAG,
hace que sea más fácil para nuestros clientes pasarse a una estrategia
de «refinería inteligente»”. Con estas mejoras en la cartera de
inversiones, Emerson continuará, de manera proactiva, mejorando la
productividad en las principales refinerías.
las maquinarias turbo grandes, se acciona un sistema de protección
para evitar daños al apagar la máquina al detectar condiciones
extremas.
”Por otro lado, un control integrado y un sistema de fiabilidad
del estado de la máquina hacen que sea más fácil configurar los dos
sistemas para que trabajen en conjunto, quizás respaldándose en las
demandas de procesos antes de que ocurra un apagado no
intencionado. Siempre es mejor que la planta siga funcionando con
sus limitaciones que llevarla al límite y arriesgarse a un apagado o
al daño del equipo”.
Los diagnósticos de pronóstico le permiten al usuario detectar
problemas subyacentes con anterioridad y así corregirlos antes de
que causen problemas graves. Los sistemas de control modernos
tienen gestión de activos, de protección y de pronóstico integrada
para los equipos rotatorios críticos que les permiten a los ingenieros
validar el rendimiento óptimo, casi de manera instantánea.
El panorama general
Al observar el valor del sistema integrado holísticamente se pueden
resolver cuestiones específicas. La fiabilidad y el estado de los
equipos son prioridades en primer orden si se consideran las
actualizaciones de refinería. Por ejemplo, fue necesario que un
operario integrara una interfaz para rotar el equipo después de que
el fabricante del equipo recomendó un sistema para el estado de la
maquinaria. Según expertos en la industria, es más fácil hacer
funcionar ese equipo sin exceder los límites operativos si los
diagnósticos de pronóstico del estado de la maquinaria y del control
de procesos están combinados y en línea.
“El controlador de procesos convencionales le indica a la
maquinaria cuán difícil es hacerlo funcionar —dijo Schodowski—. En
Resultados comprobados en las principales
refinerías
La refinería Petropiar (Sociedad Conjunta de Chevron/PDVSA) en
Mejorador José (Barcelona, Venezuela), instaló un software de
gestión de pronóstico junto con 4.500 instrumentos de campo HART.
El uso de estas tecnologías le permitió a la refinería aumentar su
producción, reducir costos y mejorar la rentabilidad.
La eliminación de problemas recurrentes y la posibilidad de
pronosticar fallas instrumentales imprevistas y el tiempo de
inactividad asociado llevaron a un beneficio financiero demostrado
en la refinería de $70 millones en un período de dos años. Además
de poner en funcionamiento una planta sin fallas, mediante el uso
del software de gestión de pronóstico, el tiempo de la puesta a
RefineríaInteligente | FUEL
5
debido a la experiencia, las
herramientas y los procedimientos estándar. Las
compañías especializadas
han efectuado miles de
migraciones de diversos
sistemas, haciendo que la
“migración sin riesgos” sea
una realidad.
“En una planta gasificadora donde yo trabajaba,
instalamos un DeltaVSIS
integrado y un sistema de
control —dijo George
Cushon, asesor de industrias
y experto en automatización
de Calgary—. El sistema
tenía un gran número de
Tarjeta clásica 160 de E/S con clasificación tradicional
E/S de clasificación electrónica 288
rutinas de protección y
ANTES
DESPUÉS
realmente optimizaba la
puesta en marcha y la
parada mientras integraba
La tecnología moderna permite una menor ocupación del suelo y una capacidad de gestión más simple
controles de seguridad,
otorgando la posibilidad
de
monitorizar
la
seguridad
y
los
procesos
conjuntamente. Y, usando
punto previa y de la puesta a punto de Petropiar se redujo un 40%,
esta tecnología, pudimos configurar en seis meses lo que
las oportunidades de lucro cesante causadas por fallas de los
anteriormente nos había llevado dos años o más con otros sistemas.
instrumentos se redujeron un 60% y el 95% de los componentes que
Esto fue muy rentable”.
causaban problemas fueron eliminados.
BP también decidió recientemente actualizar sus controles en 18
“La tecnología HART, junto con [el software], han permitido
unidades en tres refinerías de los EE. UU. “Después de una extensiva
ahorros significativos —dijo Mariela León, líder de instrumentación,
evaluación del mercado de suministro y de las tecnologías
equipo de fiabilidad, en Petropiar—, y creemos que aún hay más
disponibles, BP ha tomado la decisión estratégica de introducir los
oportunidades para aumentar la fiabilidad y mejorar el rendimiento
sistemas de control digitales de Emerson en su base de refinación”,
en nuestras instalaciones”.
dijo Patrick Gower, vicepresidente de refinación de BP para los
Por otro lado, Petrobras está invirtiendo $1500 millones para
EE. UU.
hacer que su refinería de Replanificación sea más competitiva en
Las herramientas de ingeniería avanzada y las metodologías
los mercados internacionales. La capacidad de la refinería está
permiten una fácil migración en caliente con riesgos de seguridad y
aumentando a 390.000 b/d y se está trabajando en las mejoras de
de tiempo de inactividad reducidos, y las soluciones de software
fiabilidad/disponibilidad. Parte de esta expansión fue la adaptación
moderno aceleran la migración. La clasificación electrónica otorga
de controles antiguos.
flexibilidad en la migración de los cables del campo durante la
Los resultados de estas actualizaciones aportan beneficios
transición del sistema, y la infopista y el hardware de E/S existente
significativos, como “un mayor uso de nuestra planta, permitiéndonos
se interconectan para simplificar la transición del sistema. Los
operar más cerca de nuestros límites de capacidad —según dijo
expertos en soluciones para la industria pueden trabajar con el
Rogerio Daisson, gerente de Electro Instrumentation de Petrobras.
personal de planta para justificar y planificar los proyectos para
Esto nos ha ayudado a reducir los costos energéticos al reducir el
alcanzar los objetivos operativos y comerciales de la planta, mejorar
consumo de energía por unidad de carga, y hemos mejorado la
el rendimiento e incrementar la eficacia operativa.
optimización de los productos de menor volumen y del
“Esto no es un ejercicio teórico —dijo Schodowski—. En los
reprocesamiento de los productos finales”.
próximos cinco años, muchos sistemas se volverán obsoletos. La
A Petrobras le satisface, en especial, el incremento en el
competitiva presión del mercado continuará impulsando la
rendimiento y en el ahorro de tiempo que la compañía está
necesidad de una mayor rentabilidad en refinerías con los sistemas
experimentando desde la actualización. “Desde que comenzamos a
existentes. El status quo ya no es una opción. La nueva tecnología
implementar las nuevas tecnologías de control y de automatización,
ha llegado para llevar a las refinerías al siguiente nivel de
nuestra refinería casi se ha duplicado en tamaño —dijo Ederson
rendimiento. Ningún refinador quiere desperdiciar el dinero”. ■
Marcos Divinio Faustino, de Petrobras—. Por otro lado, el equipo que
trabaja con instrumentos y automatización se ha simplificado a casi
la mitad de personas. Hemos experimentado importantes mejoras en
¿La actualización de la automatización forma parte de su futuro?
fiabilidad”.
Para obtener más información, póngase en contacto con Emerson en
Los avances tecnológicos de los sistemas de control modernos
[email protected].
también permiten nuevas innovaciones para mejorar la fiabilidad de
la refinería mediante diagnósticos avanzados. Se reducen los riesgos
6
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Diseñados para funcionar: Proyectos
“Greenfield” para la Refinería Inteligente
La estrategia y el riesgo impulsan los proyectos capitales. La reducción del riesgo y el hecho de tener la idea del proyecto correcto
ayudan a alcanzar un mejor rendimiento de las inversiones: diseño para funcionar, en lugar de diseño para construir.
C
omo en cada industria, los nuevos proyectos de construcción
de capital en el sector de la refinería los definen y los
dictaminan la economía de hoy y las previsiones para el
mañana. La inversión de capital es la faceta más visible, e
indiscutiblemente, la más crítica para emprender un nuevo proyecto
de refinería. La reducción del riesgo es la prioridad fundamental;
hacer uso de recursos y de accionistas clave experimentados desde
un principio pude reducir los riesgos.
Para identificar posibles riesgos, y reducir y alinear los objetivos
operativos y las limitaciones de capital, el mejor momento de hacer
participar a los accionistas clave —incluidos los socios estratégicos—
es desde el principio. Las primeras etapas de un proyecto son las más
cruciales ya que son el anteproyecto de todo el proyecto. La
alineación del proyecto entre todos los accionistas a comienzos del
juego puede marcar la diferencia entre alcanzar o exceder un
presupuesto y programar limitaciones, y obtener un ROI (Return On
Investment: rendimiento de la inversiones) más rápido una vez
completo el proyecto. El objetivo es mitigar el riesgo durante el
diseño y la implementación del proyecto, a la vez que se maximiza
la rentabilidad una vez que se comienza a operar.
“La gente cuida los centavos en el presupuesto inicial, y la
integración es una de esas áreas que ha desaparecido —dijo Steve
Elwart, director de ingeniería de sistemas en Ergon Refining con
base en Misisipi—. Tiene todo tipo de equipos nuevos y de
proveedores nuevos, y se está moviendo hacia una dirección
completamente nueva con marcas nuevas, cantidades desconocidas;
se olvidó que todos estos nuevos sistemas necesitan comunicarse
unos con otros. Si no es cuidadoso, realmente se puede poner
feo”.
La continua evolución en la informática digital y en las
capacidades de comunicación, así como en la aplicación de estas
tecnologías ha llevado a tener diferencias fundamentales respecto
a cómo se diseñan, cómo se hacen las puestas a punto, cómo se
operan y cómo se mantienen las refinerías. Al implementar un
proyecto Greenfield, los dueños deben comprender en detalle los
incentivos del proyecto establecidos para EPC (Engineering,
Procurement and Construction: ingeniería, aprovisionamiento y
construcción); los gerentes del proyecto capital y el aprovisionamiento
comparado con los objetivos de las operaciones posteriores al
proyecto.
“No pierda de vista el objetivo de un proyecto —dijo Tim Olsen,
asesor de rendimiento de refinación de Emerson—. El objetivo es
responder a la demanda del consumidor y obtener el rendimiento
de las inversiones esperado”.
Una nueva tendencia es usar a los proveedores de automatización
como el MAC (Main Automation Contractor: principal contratista
de automatización) para que participe desde un principio con la
FEED (Front-End Engineering and Design: etapa inicial de ingeniería
y diseño), y luego en todo el proyecto. La FEED (o “una fase FEED”)
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proporciona un alcance preciso para el proyecto, que da lugar a un
mejor alineamiento con las expectativas de los accionistas clave,
estimaciones más precisas, menor contingencia y, habitualmente,
menores costos del proyecto completo. El esfuerzo y el costo inicial
de la FEED es sólo una inversión anticipada, ya que es trabajo que,
de lo contrario, se haría entre el 10% y el 25% de la ingeniería de
detalle. El anteproyecto resultante aún se debe perfeccionar
durante la fase de diseño y de ingeniería de detalle del proyecto.
El plan del proyecto está establecido de principio a fin con la
ingeniería, los requisitos de recursos, el aprovisionamiento de
hardware, la implementación y la puesta en marcha.
Es más probable que los proyectos con una FEED detallada se
terminen a tiempo y dentro del presupuesto. Si se identifican áreas
con posibles problemas o cambios necesarios de antemano, es
posible una resolución inmediata y el impacto a medida que avanza
el proyecto es menor. Con la alineación de los accionistas clave, los
estímulos comerciales y las limitaciones definidas, el riesgo del
proyecto es identificado y reducido. La gestión comercial puede
proceder con la completa divulgación de las oportunidades para
evaluar las alternativas del proyecto y reducir el riesgo.
La planificación temprana, la definición del proyecto y la fijación
de objetivos son los principales factores para ganar la participación
del usuario y el apoyo a la gestión. Estos factores aumentan
considerablemente la oportunidad de lograr un proyecto de
automatización con un proceso exitoso. Los cambios en el alcance
se logran mejor cuando tienen el menor impacto financiero en el
proyecto. Es más difícil mejorar los costos del proyecto a medida que
avanza su ciclo de vida cuando la ejecución del mismo y el
funcionamiento de la instalación ya están en su lugar.
Un ejemplo de cómo un proveedor de soluciones para la
automatización trabaja con el EPC es el modo en que Emerson
Process Management y Fluor usan el PEpC (el Aprovisionamiento
<<Procurement>> de proveedores estratégicos, la Ingeniería
<< Engineering>>, el Aprovisionamiento <<procurement>> de
productos básicos y construcción <<Construction>>) como asociación
con la FEED en todo el proyecto. El uso de la estrategia PEpC en lugar
del modelo tradicional EPC ha mostrado un ahorro de tiempo de
entre el 10% y el 15% y un ahorro de costos entre el 4% y el 8%
comparado con el proceso EPC tradicional. “En la actualidad los
clientes reconocen la importancia de desarrollar sus plataformas de
automatización desde el principio de la fase de desarrollo del
proyecto para garantizar una solución para el uso previsto —dijo
Vincent Grindlay, director de proyecto sénior de soluciones para la
cadena de suministro de Fluor—. Por consiguiente, el proceso para
la evaluación de proveedores es de algún modo diferente del que se
usa durante un escenario de licitación pública. Por lo tanto, para
garantizar una implementación exitosa el PEpC, es importante
desarrollar un modelo comercial que respalde la integración previa
de proveedores, así como demostrar técnicamente los beneficios
7
para impulsar seguridad respecto a los costos y la programación.
Trabajar con nuestros socios estratégicos, como Emerson, le permite a
Fluor desarrollar estos modelos, metodologías y procesos de trabajo
para respaldar el proceso PEpC”.
Según un estudio realizado por el CII (Construction Industry
Institute: Instituto de la Industria de la Construcción), si los socios y los
proveedores estratégicos son identificados con anticipación y se hace
uso de sus sinergias para el concepto y el proceso de diseño, se reduce
el tiempo y el costo de los nuevos proyectos. Además, se reduce el
riesgo si los socios clave se comprometen a impartir un mayor alcance
de suministro y a asumir la responsabilidad del rendimiento.
Sin embargo, no todos los artículos se benefician del
aprovisionamiento. Algunos verdaderamente son productos básicos y
se pueden comprar a bajo costo. Sin embargo, algunos componentes
—incluida la automatización del proceso— son críticos en las primeras
etapas de planificación y de construcción. La selección anticipada de
estas tecnologías y una asociación con un MAC, por ejemplo, puede
reducir el costo y la programación al mismo tiempo que reduce el
riesgo. En conclusión, la selección anticipada asegura el alineamiento,
el riesgo es identificado y reducido y el proyecto tiene una mayor
probabilidad de ser entregado a tiempo y dentro del presupuesto.
La tecnología digital es óptima
La elección de tecnología digital garantiza el ROI. Los beneficios de la
instrumentación inteligente se alcanzan durante el proyecto al terminar
más rápido, con mayor precisión y con mayor eficacia la puesta a punto,
la calibración y la puesta en marcha. Los mismos instrumentos siguen
adquiriendo valor al monitorizar su propio estado, lo que permite la
alerta inmediata del estado anómalo del activo y la capacidad de predecir
si es necesario el mantenimiento. El uso de estas tecnologías digitales
inteligentes ha llevado a tener diferencias fundamentales respecto a
cómo se diseñan, cómo se hacen las puestas a punto, cómo se operan y
cómo se mantienen las refinerías.
Por ejemplo, se invirtieron más de US$4500 millones en las
instalaciones FREP (Fujian Refining and Petrochemical: petroquímica y
refinación en Fujian, China), una sociedad conjunta con ExxonMobil,
Saudi Aramco y Sinopec, triplicando la capacidad de la refinería
existente a 240.000 b/d para producir combustibles para el transporte
y otros productos refinados. FREP automatizó digitalmente la refinería
existente con ocho sistemas de automatización de control distribuidos,
software de pronóstico de mantenimiento, SIS (Safety Instrumented
Systems: sistemas instrumentados de seguridad), sistemas contra
incendios y emisión de gases, transmisores de presión y temperatura y
controladores con válvula digital —todos con bus de campo
Foundation™, tecnologías de comunicación HART, OPC y Modbus que
envían información a una base de datos en tiempo real, como parte
del proyecto más grande de petroquímicos y refinación integrados
realizado en China—.
Además, el proyecto adicionó un nuevo complejo petroquímico
que incluyó un craqueador a vapor de etileno de 800.000 toneladas al
año, una unidad de polietileno de 800.000 toneladas al año, una
unidad de polipropileno de 400.000 toneladas al año y una unidad de
paraxileno de 700.000 toneladas al año. El complejo también cuenta
con instalaciones de cogeneración de 250 MW de vanguardia, que
responderán a la mayor parte de las demandas energéticas del lugar
y disminuirán los costos operativos, así como también reducirán
significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. La
primer instalación de petroquímicos y refinación integrados de China
con socios extranjeros se abrió oficialmente en noviembre de 2009.
La arquitectura digital de la planta se conecta con dispositivos de
8
RefineríaInteligente | FUEL
campo inteligentes y los sensores en toda la instalación recolectan e
informan continuamente (en tiempo real) datos de pronóstico de los
procesos, los instrumentos y los equipos. Los operarios y el personal
de mantenimiento usan estos datos de pronóstico para optimizar el
rendimiento, anticipar problemas y corregirlos antes de que se
interrumpa o se apague el funcionamiento. La arquitectura digital se
basa en sistemas abiertos, que se adaptan al ritmo de las nuevas
tecnologías y le permiten a Las refinerías a preservar la inversión de
capital en sus sistemas de control. La arquitectura digital también
hace posible la reducción de los costos de puesta en marcha y de
puesta a punto al reducir los costos de cableado y al simplificar la
instalación de los dispositivos, la verificación de las comunicaciones y
la resolución de problemas.
La ola del futuro
Cuando se le da luz verde a un proyecto Greenfield, la tecnología
de hoy puede traer el futuro al presente. Una nueva planta bien
diseñada incluirá aplicaciones y circuitos de control claves equipados
con instrumentación inteligente para garantizar un funcionamiento,
un rendimiento y una fiabilidad óptimos.
Las salas de control pueden estar a cientos de millas de la planta
física, pero debido a las nuevas tecnologías, es posible acceder a más
información sobre el estado de la planta en tiempo real. Por
ejemplo, supongamos que el posicionador de la válvula de control
digital detecta baja presión de aire en un instrumento. Se envían
alertas —junto con información sobre la causa principal— al
personal adecuado en tiempo adecuado, y esto le dará la
oportunidad de reparar la baja presión de aire en el instrumento
antes e que afecte el proceso.
La asistencia técnica posiblemente sea remota desde la planta y
dependerá de la comunicación para transmitir los datos y la
información sobre los problemas operativos críticos. Los diagnósticos
de pronóstico en todos los equipos identificarán los problemas con
antelación. Los análisis de control basados en modelos mejorados
aportarán mejores asesoramientos para la toma de decisiones y
capacidad de respuestas más flexibles y más eficaces sobre las
situaciones anómalas.
Los sistemas de automatización modernos con instrumentos
inteligentes pueden acortar la cantidad de tiempo requerido para
identificar, poner a punto y calibrar el equipo para una puesta en
marcha a tiempo.
“Una frustración constante para los profesionales de la
automatización es que la mayoría de las personas de proyecto
parecieran no tener un buen concepto de las capacidades y el
valor de los sistemas de control y del software de aplicación que
son cada vez más necesarios para operar plantas de procesos
con una eficacia y una efectividad óptimas —dijo Cliff Pedersen,
presidente de Pedersen Enterprises Inc.—. En la mayoría de los
proyectos de capital, el control y la automatización de procesos
son adicionados como ideas pensadas a posteriori con los
mínimos requisitos para un funcionamiento seguro, y las plantas
deben ser mejoradas más adelante para que el dueño/los
operarios logren sus objetivos en el momento adecuado. Un
buen ejemplo de esto es la gestión de alarmas, donde los
sistemas son instalados con las mismas alarmas que se usaron en
los proyectos anteriores, sin análisis nuevos por motivos de
control de costos. Esta es una situación que entonces debe ser
rectificada después de la puesta a punto de la planta”.
La participación temprana de expertos en automatización ayuda a
revelar posibles riesgos de diseño y de implementación, lo cual puede
RefineríaInteligente | FUEL
afectar la programación y el presupuesto del proyecto. Es importante
que todos los involucrados comprendan que “el final del juego para
el proyecto es el ROI —dijo Olsen—. Estas nuevas plantas se deben
encarar desde el punto de vista de diseño para funcionar, en lugar de
desde la idea de diseño para construir. Sólo así las refinerías podrán
alcanzar o exceder el ROI estimado a largo plazo”. ■
¿Considera que el ROI es importante? Para descubrir cómo las soluciones para
la Refinería Inteligente de Emerson pueden maximizar su ROI en automatización,
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Oficina de Gestión de
Proyectos Internacionales
de Emerson
E
n 2005, Emerson crea la Oficina de Gestión de Proyectos
Internacionales (GPMO, Global Project Management Office)
para brindar previsión y consistencia en sus servicios de ejecución
de proyectos internacionales. La GPMO desarrolla procesos, normativas
y herramientas para ser usados por los centros de ingenieros de
Emerson en todo el mundo. Para los clientes de Emerson, las iniciativas
de la GPMO proporcionan una metodología para una ejecución de
proyectos consistente, con menor riesgo y una mejor eficacia y la
posibilidad de adicionar recursos de proyectos de Emerson a nivel
mundial e integrarlos en cada proyecto rápidamente.
“Los procesos de la GPMO le brindan a nuestros centros de
ingenieros instrucciones paso a paso sobre cómo ejecutar los proyectos
al «estilo Emerson» —dijo Tim Prickette, director de GPMO para
Emerson Process Management de las Américas—. Los procesos cubren
la gestión del proyecto y nuestras disciplinas técnicas. En cada proceso,
hay disponibles plantillas como punto inicial para la creación de las
prestaciones contractuales del proyecto para el cliente. Cada plantilla
contiene información sobre las mejores prácticas seleccionadas de
proyectos anteriores.
”Nuestros proyectos comienzan con una estimación para el cliente
de los costos del proyecto —dijo Prickette—. Todos nuestros proyectos
a nivel mundial están estimados con nuestra herramienta comercial de
estimación, que permite a los usuarios conocer una lista de materiales
para el equipo y el software, y para las horas de servicio para brindar
una solución para la automatización. Al usar una herramienta de
estimación en común se le brinda a los clientes la seguridad de que
obtendrán una estimación consistente de cualquiera de los centros de
ingenieros de Emerson en todo el mundo”.
Las herramientas están disponibles para los gerentes de proyecto
para programar tareas del proyecto, asignar y gestionar recursos,
gestionar la situación financiera del proyecto y proporcionar varios
informes del estado del proyecto en función de los valores ganados, el
costo del proyecto y las horas del proyecto. Las herramientas del
gerente de proyecto han sido integradas para permitir el flujo de
datos automatizados para mejorar la precisión de los datos y reducir
las cuestiones administrativas. ■
9
Control avanzado y optimización
Las aplicaciones de los controles de pronóstico del modelo han sido modificadas para una mayor eficacia y un mayor rendimiento. Las
herramientas incorporadas en la actualidad son más eficaces, ultra integradas y fáciles de usar, no se requiere de un doctorado.
D
urante muchos años, las refinerías han demostrado el valor del
APC (Advanced Process Control: control de procesos avanzados)
para optimizar los procesos y poner a prueba las limitaciones.
Las herramientas avanzadas para el APC son desarrolladas y con muchas
características, pero complicadas para usar y difíciles de mantener.
“En el sector de la refinación, las aplicaciones de control avanzadas
han sido tradicionalmente implementadas y mantenidas por un grupo
de individuos muy especializados con un gran conocimiento en las
aplicaciones de APC, respaldado por todo un grupo de especialistas
que pueden encargarse de sistemas de computación independientes
conectados al sistema de control, controladores de interfaz del
software, gráficos personalizados, programación DCS, administración
de bases de datos y sistemas de redes —dijo Pete Sharpe, director de
soluciones para la industria química y de refinería en Emerson Process
Management en Virginia—. Por consiguiente, era costoso diseñar,
instalar y mantener los proyectos de APC. Generan una ganancia, y
ciertamente han demostrado una compensación muy rápida. Pero
también conllevan un costo operativo asociado, lo que puede
convertirse en un obstáculo para terminarlos”.
Todo esto está por cambiar ahora que las compañías de automatización
han ingresado al juego. Las herramientas de APC integradas están
diseñadas para que sean más fáciles de usar, para reducir los costos y para
acortar drásticamente los calendarios de implementación. Las aplicaciones
de APC modernas no requieren de hardware o software adicional ya que
son bloques de control adicionales perfectamente configurados en el
DCS, similares a la configuración basada en DCS y controladores PID. No
hay archivos para transferir, no hay comunicaciones para conectar y no
hay historiadores que configurar.
“Aunque ciertamente haya un cantidad de unidades de procesos
complejos y grandes como FCC (Fluid Catalytic Crackers: craqueos
catalíticos en lecho fluido), reformadores y unidades de craqueo que
garantizan un método multivariable a gran escala, también hay toda
una clase de problemas donde las herramientas de APC integradas
pequeñas, de alta velocidad y redundantes son un componente ideal
—dijo Sharpe—. Están los problemas rápidos y dinámicos como
compresores y calentadores incendiados, donde se requiere de una
segunda frecuencia de ejecución para un circuito MPC para operaciones
seguras. Y usted tiene los plazos prolongados, los controladores
variables simples altamente limitados, como la configuración de la tasa
de alimentación a la planta de hidrógeno para equilibrar el sistema de
hidrógeno frente a las perturbaciones de los usuarios. Cada uno de
estos es una pequeña aplicación en cuanto al tamaño de la matriz y el
esfuerzo de aplicación, pero es una aplicación grande en cuanto al
impacto económico.
”Aunque los diseños básicos pueden diferir entre las unidades en
distintos sitios, comprobará que los objetivos de control, los cálculos
de rendimiento claves y las estrategias de control básicas, son muy
similares unas con otras —dijo Sharpe—. Al diseñar la solución en
librerías reusables integradas con el sistema de control, hemos
reducido el tiempo para implementar una de las aplicaciones
10
“preservadas” a cuestión de semanas. Y el uso de aplicaciones
«estándar» hace que sean aceptables en el futuro”.
Mantenerlo en funcionamiento
Hay muchas razones por las que los controles avanzados se apagan o
no se usan. Inmediatamente después de que el equipo de puesta a
punto se va y el proyecto es declarado un éxito, muchas aplicaciones
no están funcionando o no se están usando. Hasta el 50% de las
aplicaciones de APC implementadas durante la última década fueron
apagadas dentro de los dos años de sus implementaciones iniciales.
¿Cómo se evita que el APC se convierta en un caro juego de CD y carpetas
de software? Sharpe sugiere gastar algo del presupuesto de mantenimiento
del sistema de control anual para que siga estando vigente.
“Las modificaciones, los extras y las mejoras son inevitables para la
aplicación de control de avanzada —dijo Sharpe—. Con sólo muy poca
capacitación, los ingenieros de planta se vuelven bastante expertos en
el uso de herramientas integradas para mantener el sistema siempre
funcionando, sin mucha ayuda nuestra”.
La falta de capacitación es otra razón por la que las aplicaciones de
APC caen en desuso. Aunque el perfeccionamiento del personal es
responsabilidad de las refinerías, los proveedores de automatización
están tomando medidas para hacer que la capacitación se más fácil y
más accesible para todo tipo de usuarios.
La actualización de la automatización continuará permitiendo la
respuesta de la industria del refino a desafíos futuros. Los sistemas de
control de procesos modernos incluyen herramientas integradas que
monitorizan continuamente el rendimiento del circuito, identifican
problemas y abarcan de manera proactiva los problemas de ajuste del
circuito. Al ajuste flexible para procesos no lineales está incorporado
y se puede ajustar en línea. Las alertas automáticas, los informes y los
datos históricos resaltan y priorizan los problemas de control. ■
Para descubrir cómo las soluciones para la Refinería Inteligente de Emerson pueden hacerlo
comenzar con el camino hacia una refinería inteligente, visite www.SmartRefinery.com
o póngase en contacto con Emerson en [email protected].
RefineríaInteligente | FUEL
Descubrimiento de su planta oculta:
El mérito de una mayor fiabilidad
Las refinerías siempre se han ocupado de mejorar la fiabilidad de los equipos principales y de evitar la ralentización o el cese de
la producción no programados. Cada refinador sabe que el funcionamiento fiable y eficaz de los equipos es fundamental para
una producción rentable. A medida que las refinerías se hacen más grandes, el costo del tiempo de inactividad aumenta
drásticamente.
L
a tecnología de refinación inteligente moderna puede mejorar
significativamente la disponibilidad del equipo y el rendimiento
de las inversiones (ROI). Un importante refinador ganó incluso
la capacidad equivalente a una nueva refinería al aumentar la
fiabilidad y la disponibilidad del equipo en sus refinerías
existentes.
La inteligencia de pronóstico funciona de manera
más inteligente, no más dura
Hay varios métodos para mantenerse en las refinerías. El método
de “rotura/reparación” consiste en esperar hasta que el equipo se
rompa y luego —si se justifica— arreglarlo. El mantenimiento
preventivo usa los tiempos promedios hasta que el equipo previsto
no puede programar el mantenimiento antes del tiempo de falla
esperado. Como puede variar el rendimiento real del equipo,
puede que no sea necesario un mantenimiento programado si
algún equipo falla antes de su apagado programado.
El mantenimiento de pronóstico, por otro lado, puede determinar
con mayor precisión si el equipo tiene un bajo rendimiento o está
por fallar y puede salvar hasta un 30% de los costos de mantenimiento
no programados al mismo tiempo que mejora la fiabilidad del
equipo.
Cuanto más progresa, crece y evoluciona la tecnología, más
“inteligente” puede ser la información obtenida de las instalaciones. En
lugar de enviar personal para recoger información con las aplicaciones
de pronóstico correctas, la información se puede ver de manera remota,
diagnosticar y corregir con poco o sin tiempo de inactividad. Los equipos
de informática de alto rendimiento continúan disminuyendo en
tamaño, mientras que las capacidades de comunicación y de ancho de
banda continúan creciendo. Los sensores en el equipo son cada vez más
económicos y ahora pueden incluir características de comunicación y de
informática mejoradas. Con estas capacidades de comunicación y de
informática mejoradas, el mantenimiento de pronóstico se puede basar
en los datos de rendimiento del dispositivo real, obtenido y analizado
casi en tiempo real. El objetivo es identificar con antelación los posibles
problemas del equipo, antes de que ocurra una falla catastrófica. Esto
minimiza el tiempo de inactividad y los costos de reparación.
Se facilita el mantenimiento
La producción óptima es el objetivo de toda instalación de
procesamiento. Con los márgenes operativos tan delgados de hoy en
día y una competición a nivel mundial cada vez mayor, un mejor
rendimiento se está convirtiendo en un Santo Grial. Los cierres no
planificados debido a fallas del equipo, los costos de mantenimiento
mayores a los esperados y la falta de personal experimentado pueden
afectar seriamente los resultados finales.
RefineríaInteligente | FUEL
“Las encuestas realizadas por distintas fuentes en diferentes
momentos revelan que más del 80% del mantenimiento es reactivo
(demasiado tarde) o preventivo (innecesario) —dijo Chuck Miller,
gerente de Desarrollo Comercial de Emerson—. De hecho, las
prácticas de mantenimiento habituales no han cambiado en más de
15 años. Esto es principalmente consecuencia de un deficiente juego
de herramientas incapaz de mejorar las prácticas de mantenimiento,
una situación que un ICSS (Integrated Control and Safety System:
sistema de seguridad y control integrados) moderno puede
cambiar”.
”Una solución ICSS disminuye el costo inicial de la ingeniería, la
instalación y la puesta a punto, y ciertamente también reducirá los
costos de gestión y del mantenimiento en curso para satisfacer todo
requisito normativo y de seguridad”.
El software de mantenimiento de pronóstico AMS Suite de
Emerson, en un principio, se centró en los dispositivos de campo
inteligentes y en las aplicaciones para gestionarlo. En la última
década, a través de las adquisiciones estratégicas y del desarrollo
interno, la compañía expandió su alcance de diagnósticos de
pronóstico para cubrir los activos de producción críticos de las
refinerías. Estos activos incluyen los equipos mecánicos (turbinas,
compresores, bombas), los equipos eléctricos (conmutador,
motores eléctricos), los equipos de procesos (calderas,
intercambiador de calor, hornos), los instrumentos y las válvulas.
Si los sistemas funcionan sin problemas y de manera previsible,
la planificación se vuelve más fiable, ahorrando dinero y tiempo
en todas las etapas.
Los equipos rotatorios (turbinas, motores, bombas, compresores
y ventiladores) son críticos para el funcionamiento de la planta.
Las fallas pueden afectar de manera significativa la capacidad de
producción de la planta. Los costos de mantenimiento en este
equipo también pueden ser altos. El deterioro del estado y del
rendimiento de la maquinaria rotatoria generalmente se asocia
con la falta de alineación y la falta de equilibrio, la corrosión y el
desgaste, la contaminación, la acumulación de sedimentos o con
las piezas poco lubricadas. La detección temprana de estos
problemas subyacentes le permite a las refinerías corregirlos antes
de que afecten los procesos. Con las soluciones de software de
mantenimiento de pronóstico moderno, las refinerías inteligentes
pueden reducir los costos de mantenimiento, al mismo tiempo
que aumentan la disponibilidad. La monitorización de la
maquinaria en línea extiende las capacidades de monitorización
del rendimiento, del pronóstico y de la protección para la
maquinaria más crítica de una planta, lo cual le permite al personal
diagnosticar problemas antes de que se vuelvan críticos.
11
¿Cuáles son las tecnologías de desarrollo que le permiten a las
refinerías pasar de la reacción al pronóstico?
“Un sueño que he cumplido es que un técnico de instrumentos
entrara a la sala de control para decirle al operario que van a trabajar
en un dispositivo terminal que estaba fallando —dijo Steve Elwart, de
Ergon Refining—. El operario contestó: «No sabía que algo andaba
mal con este dispositivo». En ese momento, supimos que habíamos
pasado del mantenimiento por fallas al mantenimiento de
pronóstico”.
No más obstáculos
La posibilidad de pasar de un método de fiabilidad reactivo a uno
de pronóstico es un componente principal de la tecnología para la
refinería inteligente. Los diagnósticos de pronóstico permiten la
identificación anticipada de los problemas del equipo y crean activos
autoconscientes y dispositivos de campo inteligentes. Con la
tecnología inalámbrica de hoy, el costo de adicionar estos dispositivos
inteligentes y los sensores para monitorizar los activos de planta
12
importantes ha disminuido drásticamente. Estos dispositivos
inteligentes analizan datos en tiempo real para brindar información
sobre los diagnósticos e integrarla en los procedimientos de
mantenimiento, brindando la oportunidad de actuar sobre la
información antes de que ocurra un incidente de seguridad o una
falla. La fiabilidad y la seguridad de toda la refinería inteligente se
mejora si se evitan los cierres no planificados.
Las ubicaciones remotas, las obstrucciones físicas y el costo de
ingeniería e integración de las nuevas tecnologías ya no son
impedimentos. Con las soluciones inalámbricas de punto a punto
tradicionales o donde la fiabilidad de la red es una preocupación, se
requieren inspecciones in situ para definir la línea visual de las rutas
de comunicación. Estas inspecciones pueden ser largas, en especial,
si el equipo u otros obstáculos limitan las rutas de comunicación.
Los recientes avances en la tecnología inalámbrica inteligente
brindan acceso a las partes e la instalación que antes estaban fuera
de alcance. Con la tecnología inalámbrica inteligente, son necesarias
planificaciones sofisticadas e inspecciones in situ costosas. Siempre
que el dispositivo o la interfaz de comunicaciones esté dentro del
rango de al menos uno de los dispositivos inalámbricos, se puede
comunicar con la red. La tecnología de malla de autoorganización
supera las barreras, las obstrucciones y las limitaciones de las
instalaciones inalámbricas de la línea visual típica.
Las redes de malla de autoorganización monitorizan
continuamente las transmisiones desde diversos dispositivos de
medición que mantienen un registro de la presión, la temperatura,
el flujo y la vibración. La red encuentra automáticamente la mejor
ruta de comunicación de vuelta hacia la interfaz de comunicaciones
de la red (receptor). Si una conexión está temporalmente bloqueada,
las señales son redireccionadas a los dispositivos inalámbricos
adyacentes, que actúan como transmisores receptores o repetidores
que mantienen la conectividad. Estas rutas de datos redundantes
eliminan los puntos de falla simples y, como el sistema se reconfigura
automáticamente, no es necesaria la intervención del usuario.
Esta tecnología de malla es la base para el IEC 62591 (WirelessHART®).
El IEC 62591 le permite al usuario obtener beneficios de la tecnología
inalámbrica, de un modo rápido y fácil, al mismo tiempo que mantiene
la compatibilidad con los dispositivos, las herramientas y los sistemas
existentes. Una gran cantidad de dispositivos de campo, monitores de
posición del equipo y de la válvula, transmisores de datos de vibración
e interfaces de comunicaciones que alcanzan esta norma actualmente
están en uso en toda la industria.
La tecnología inalámbrica inteligente que hace uso del IEC 62591
abre la puerta a nuevas posibilidades en la fiabilidad del
mantenimiento de pronóstico y de la refinería inteligente. Como
estos dispositivos inalámbricos inteligentes tienen las mismas
conexiones de procesos que los dispositivos tradicionales HART, se
pueden usar los procedimientos existentes para completar la
instalación. Los sensores inalámbricos inteligentes se pueden calibrar
usando las mismas herramientas de configuración que para los
dispositivos HART tradicionales. Una comunicación HART digital
ofrece un diagnóstico del equipo e información del estado del
equipo para permitir el mantenimiento de pronóstico, una mayor
fiabilidad, y quizás, el descubrimiento de su planta oculta. ■
Para descubrir cómo las soluciones para la Refinería Inteligente de Emerson
pueden mejorar la fiabilidad de su planta, póngase en contacto con Emerson en
[email protected].
RefineríaInteligente | FUEL
Mejora de la seguridad en la
Refinería Inteligente
Según el Ministerio de Trabajo de los EE. UU., en los últimos 15 años, la industria del refino del petróleo de EE. UU. ha tenido
más incidentes fatales y catastróficos relacionados con la emanación de químicos peligrosos que cualquier otra industria del sector.
L
os incidentes relacionados con la seguridad —incluidos los
accidentes relacionados con equipos pesados, incendios o
explosiones y las caídas— han causado una alarmante cantidad de
lesiones y fatalidades en el ambiente de las refinerías. Aunque estos
hechos son graves y aleccionadores, se puede hacer mucho para mejorar
los aspectos de seguridad en las operaciones de refinería. Brindar
operaciones inofensivas para el medio ambiente y seguras, no sólo para
el personal de planta, sino para las comunidades circundantes, es una
parte esencial de los resultados finales de la refinería. En el entorno
económico actual, es indispensable lograr los objetivos relacionados con
la seguridad al menor costo con la fiabilidad de los procesos
optimizada.
“En el ambiente de las refinerías, hay tantos riesgos y amenazas para
un funcionamiento fiable seguro que Las refinerías están forzados a
asumir el credo del juramento hipocrático: «Lo primero es no hacer
daño» —dijo Gary Hawkins, asesor comercial de la refinación mundial
en Emerson Process Management—. Mejorar la fiabilidad y la seguridad,
proteger a las personas, a su inversión, a la comunidad y a su producción
son todos objetivos muy altos, pero ¿como alcanza una entidad todo
esto mientras mantiene la rentabilidad? Es un acto de malabarismos ser
hábil desde un punto de vista operativo, poder ajustarse hacia arriba o
hacia abajo en función de los cambios del mercado y de los cambios en
los crudos para refinación y tener flexibilidad en su producción —lo que
incluye su gente— para poder responder a estas situaciones cambiantes
de manera segura y con un éxito predecible”.
Emplear solucionadores de problemas de lógica de seguridad de
vanguardia puede crear un ambiente de trabajo más seguro. Integrar
información del diagnóstico y del estado del equipo dentro de los
solucionadores de problemas de lógica de seguridad permite mejorar la
disponibilidad y la fiabilidad del SIS (Safety Instrumented System:
sistema instrumentado de seguridad). La mayoría de los SIS en una
refinería son aplicados a los calentadores de procesos, y las causas más
frecuentes de la falla del SIS a la vista y las falsas desconexiones se deben
a fallas en la instrumentación o en elemento final (válvula de retención),
no una falla en el solucionador de problemas de lógica. La integración
de dispositivos inteligentes dentro del SIS —integrados, pero dentro de
arquitecturas separadas— brinda el estado del dispositivo y alertas que
se pueden usar para incrementar la fiabilidad del SIS, reduciendo las
falsas desconexiones y evitando los cierres no esperados.
“Los sistemas instrumentados de seguridad ejercen un rol decisivo al
brindar operaciones de procesos más fiables y más seguros —dijo
Joanne Salazar de Emerson, gerente del programa de marketing DeltaV
SIS de la compañía—. En función de una investigación en la industria,
más del 92% de todas las fallas en las aplicaciones SIS ocurren en
instrumentos de campo y elementos de control. Por lo tanto, es
fundamental considerar toda la SIF (Safety Instrumented Function:
función instrumentada de seguridad) como una entidad completa,
desde el sensor y el solucionador de problemas de lógica hasta el
elemento de control final. Este método aumenta la disponibilidad del
RefineríaInteligente | FUEL
proceso y reduce los costos del ciclo de vida útil para los usuarios
finales.
“La comunicación digital HART es el activador —dijo Salazar—.
Proporciona un diagnóstico e información del estado del equipo para
hacer posible la inteligencia de pronóstico y permite que se tomen las
acciones adecuadas antes de que el proceso se detenga innecesariamente.
Esto da lugar al ahorro de tiempo, de mano de obra y de pérdida de la
capacidad de producción”.
La integración de dispositivos inteligentes dentro del SIS brinda el
estado del dispositivo y alertas que se pueden usar para incrementar la
fiabilidad del SIS, reduciendo las falsas desconexiones y evitando los
cierres no esperados. Las interfaces de operador que emplean principios
de diseño centrado en el humano ahora pueden aumentar la atención
del operario y evitar la sobrecarga de la alarma (o “desbordamiento de
la alarma”) en situaciones anómalas.
“La monitorización del rendimiento del equipo integrado brinda
una indicación anticipada de la perdida de eficacia y de una posible falla
del equipo —dijo Hawkins—. Por ejemplo, la luz apagada de un
calentador activado, generalmente, se considera el momento más
peligroso de su funcionamiento. Por lo tanto, minimizar las falsas
desconexiones del calentador también incrementa la seguridad. Y la
integración permite muchas actividades de puesta en marcha que se
realizan remotamente en lugar de en el campo, reduciendo las horas/
hombre y el tiempo de puesta en marcha”.
Gran hermano está mirando
Casi todas las plantas de procesos están sujetas a algún cumplimiento
normativo. En EE. UU., las normas son OSHA, NFPA, API, ASME, CSD y
FM. Además, la mayoría de las plantas se han comprometido a cumplir
con la ISO 9000, y donde se requiera conformidad del sistema de
seguridad, la normativa de seguridad vigente es la ANSI/ISA 84.00.012004 (IEC 61511-Mod.), Seguridad Operativa: Sistemas instrumentados
de seguridad para el sector de la industria del proceso. Incluso el
Ministerio de Seguridad Interior de EE. UU. está comenzando a entrar
en esa ley.
Un SIS moderno proporciona un mecanismo de auditoría para
facilitar la gestión del cambio con documentación de prueba
automatizada para demostrar el cumplimiento normativo. La solución
SIS ideal debería proporcionar una ayuda considerable para cumplir con
las normativas obligatorias y las voluntarias integrando completamente
la gestión de cambios y generando —a pedido— la documentación
detallada de diversos aspectos, incluido el mecanismo de auditoría, el
historial de calibración, el mecanismo de auditoría de la configuración
de seguridad y control, el historial de procesos y el historial de eventos
del dispositivo.
La seguridad se hace
Las nuevas tecnologías necesitan de requisitos de capacitación
adicionales y nuevos. El personal de una refinería moderna es
13
Circuito de seguridad (sensores, solucionador de problemas de lógica y elemento de control final)
interdisciplinario, y su equipo de seguridad generalmente incluye
personal de seguridad, de operaciones y de mantenimiento, así como el
licenciante de procesos y un representate del proveedor de sistemas de
seguridad. Los expertos en procesos y en seguridad pueden ser
separados de la planta. Mientras que todo el personal debe tener
conocimiento sobre el esquema de seguridad del refinador, aquellos
con posibles roles de seguridad necesitan una tutoría y una capacitación
específicas y detalladas.
“Con la jubilación prevista y la renovación de personal experimentado
en los años venideros, la capacitación del operario, no sólo en las
operaciones de las unidades normales sino en eventos poco frecuentes
como puestas en marcha y apagados, y en los procedimientos de
emergencia será clave para mantener la seguridad en la refinería —dijo
Hawkins—. El funcionamiento de los equipos de seguridad y la seguridad
del empleado rara vez se enseña en las escuelas. Es algo que se aprende
principalmente en el entorno laboral en situaciones especiales. La
seguridad empieza en lo alto y nuestras ofertas en expansión en el
entorno de la seguridad están diseñadas para los altos directivos
operativos así como para los profesionales en seguridad”. ■
Para descubrir cómo las soluciones para la Refinería Inteligente de Emerson
pueden hacerlo comenzar con el camino hacia una refinería más segura y más
inteligente, visite www.SmartRefinery.com o póngase en contacto con Emerson
en [email protected].
Seguridad cibernética en la Refinería
L
a vulnerabilidad de las infraestructuras críticas despierta
mayor preocupación, tanto para operarios como para las
entidades gubernamentales. Las refinerías y las plantas
químicas, las centrales eléctricas, y los oleoductos y los gasoductos
son objetivos atractivos para los piratas informáticos y para los
terroristas; no sólo por el posible impacto económico, sino por la
“gran explosión” y los daños visibles que pueden ocasionarse,
llamando la codiciada atención de los medios. ¿Está haciendo todo
lo posible para proteger sus instalaciones?
En ubicaciones remotas, atacar un conducto con un camión o
tirando una bomba sobre una cerca son los modos más fáciles de
dañar los activos críticos. Pero si el adversario es más sofisticado, el
objetivo puede ser el sistema de control que monitoriza y controla
las instalaciones. Al acceder al centro de control, un atacante
puede ganar acceso a las operaciones críticas y hacer estragos
reales.
“Muchas personas no comprenden cómo la seguridad
cibernética encaja en los sistemas de control —dijo Steve Elwart,
director de ingeniería de sistemas en Ergon Refining y presidente
del Grupo de Trabajo de los Sistemas de Control del Sector
Energético para el DHS (Department of Homeland Security:
Ministerio de Seguridad Interior) de EE. UU.—. Ahora estamos en
el punto de la seguridad cibernética donde estaban la seguridad y
el medioambiente hace 20 años. En ese entonces, el medioambiente
y la seguridad eran considerados un costo operativo, una molestia;
y así es como vemos en la actualidad a la seguridad cibernética. Se
considera que no hay rendimiento de las inversiones, por lo que
queda relegado para que lo maneje el departamento de IT; y con
todo el debido respeto a los equipos de IT, ellos no saben demasiado
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sobre sistemas de controles. Necesitamos llegar al punto en que la
seguridad cibernética es responsabilidad de todos”.
Elwart dio un ejemplo: un equipo entró en una refinería (sin
nombre) para una “evaluación del equipo rojo” del DHS, y en sólo
siete minutos ya había conseguido el acceso administrativo y la
capacidad de controlar los sistemas operativos de la planta. “Así de
débiles son algunos sistemas —dijo Elwart—. Cosas simples como
estas lo pueden hacer cometer un error, como nunca cambiar la
contraseña por defecto, la cual suele publicarse en los manuales
que se pueden descargar de la Web. El personal de los sistemas de
control finalmente se está tomando las cosas en serio, pero aún
queda mucho por recorrer”.
A menos que la planta en cuestión sea un edificio nuevo, la
mayoría de las plantas no pueden comenzar con una pizarra en
blanco en materia de seguridad. Por el contrario, se deben integrar
soluciones de seguridad a los sistemas, las redes y los equipos
existentes, lo que puede plantear un desafío formidable. Relacionarse
con las ubicaciones remotas sin influir en la producción, puede
sumar complicaciones para las actualizaciones de seguridad.
Actualmente, el gobierno de los EE. UU. gasta US$ 12.000
millones en seguridad cibernética para infraestructuras críticas. Se
está trabajando en las cuentas de seguridad cibernética, lo cual
aportará una mayor influencia del gobierno y un mayor control en
el sector privado. El Ministerio de Seguridad Interior de EE. UU. ha
comenzado con el programa de certificación voluntaria para que
el personal de infraestructuras participe de la seguridad
cibernética, pero es sólo cuestión de tiempo antes de que se
pongan en vigencia las normativas obligatorias. ■
RefineríaInteligente | FUEL
El enigma de la eficiencia energética
y los gases de efecto invernadero
A medida que el debate por el calentamiento global se vuelve más intenso, las normativas cada vez más estrictas sobre las
emisiones de gases de efecto invernadero se están volviendo potencialmente más costosas para las refinerías norteamericanas y
europeas. La eficiencia energética puede ayudar a que las plantas sigan siendo competitivas a nivel mundial, mientras mantienen
el cumplimiento normativo.
E
n marzo de 2010, las Naciones Unidas lanzó el primer sistema en
común para calcular la cantidad de emisiones de GHG (GreenHouse
Gas: gases de efecto invernadero) producidos por un sector
específico. Esto desencadenó especulación acerca de la inminente
presión a nivel mundial para las reducciones de emisiones obligatorias.
A medida que la industria mantiene posibles normativas bajo vigilancia,
y las refinerías se esfuerzan por aumentar la eficacia desde las
condiciones de mercado cambiantes, ¿cómo pueden las refinerías de
hoy cumplir con las normativas ambientales del mañana?
“Justo ahora, con las nuevas normativas respecto al CO2 [dióxido de
carbono], el enfoque es todo sobre la medición de los gases de efecto
invernadero y sus equivalentes, y los nuevos requisitos del informe
obligatorio sobre los gases de efecto invernadero,” dijo Tim Olsen,
asesor de rendimiento de refinación de Emerson. “Estamos tomando
una postura proactiva, comentándoles a nuestros clientes que se
deben preparar para lo que les espera, en especial aquí en Estados
Unidos con la EPA (Environmental Protection Agency: Agencia de
Protección Ambiental) de EE. UU. La EPA probablemente quiera limitar
los gases de efecto invernadero, por lo que desde nuestro punto de
vista ya no se trata de tomar medidas, sino de poner en práctica
algunas de estas aplicaciones para mejorar las operaciones y reducir
RefineríaInteligente | FUEL
las emisiones al mismo tiempo”.
Como los operadores de EE. UU. ahora están obligados a informar
sus emisiones de GHG, los sistemas de control son cada vez más
importantes para obtener una información precisa. “Desde el punto
de la seguridad, los sistemas de control ahora actúan como vigilantes:
si el sensor de H2S [sulfuro de hidrógeno] se apaga o si una cantidad
calculada o el pronóstico es válido, empiezan a sonar las alarmas de
los buscapersonas o de los teléfonos celulares —dijo Steve Elwart, de
Ergon Refining—. Yo creo que pronto veremos lo mismo para las
emisiones de gases de efecto invernadero”.
Según Joel Lemke, gerente de marketing de las Américas de
Emerson, el caudal es una de las medidas de procesos más complicadas
en relación con los GHG. El rendimiento depende de hacer corresponder
el medidor a la aplicación, instalándolo y operándolo de manera
adecuada, asegurando que sea consistente para los cambios en las
condiciones operativas y alcanzando las limitaciones de los costos de
capital y los costos operativos.
“La nueva normativa requiere de la recopilación continua de datos
desde diversos puntos de medición ubicados en toda la planta —dijo
Lemke—. La tecnología multivariable en los caudalímetros permite un
informe preciso incluso si las condiciones de procesos cambian, y el
15
sistema inalámbrico puede crear una red de datos de GHG central y
especializada para recopilar los datos y hacer que sea más fácil
compilarlos en un reporte anual”.
Solomon dice…
El EII (Energy Intensity Index: índice de intensidad de energía), según
evaluaciones comparativas por Solomon Associates, generalmente
mide la eficiencia energética en el mercado de la refinación en
Norteamérica. El EII es un valor agregado que esencialmente indica
cuánta energía se gasta para procesar cada barril de petróleo crudo;
cuanto más baja la cantidad, más eficaz la operación. Un índice EII
Solomon con un valor de 100 es normal; un índice EII Solomon
específico de la planta con un valor por debajo de 100 indica una
planta más eficiente, mientras que un valor por encima de 100 indica
una planta menos eficiente.
“Muchos factores diferentes pueden afectar el uso de energía en
una planta, y en casi todas las plantas, hay posibilidad de mejorar la
eficiencia energética. Los controles de procesos automatizados
realmente pueden tener beneficios a largo plazo, no sólo por ayudar a
controlar y monitorizar las emisiones de CO2, sino cuando se trata del
cumplimiento de las normativas de CO2 —dijo Lemke—. La instalación
y el mantenimiento de los controles de procesos automatizados son
rápidos, los operarios los comprenden y los pueden usar fácilmente y
muchas herramientas integradas en el sistema ayudan a los operarios a
hacer un mejor trabajo cuando gestionan los niveles normativos”.
Según las directivas Solomon, las diferencias en la caracterización
del crudo, los productos petrolíferos generados, las prácticas
tecnológicas y generales pueden ser significativas para la determinación
del uso de energía de la planta. Ya que la reducción del consumo de
energía es importante tanto para la sociedad y el medioambiente,
como para la competitividad industrial, la mejora en la eficiencia
energética merece ser atendida.
Los representantes de Shell Refining dijeron que sus plantas han
mejorado constantemente la eficiencia energética desde 2002 debido
a que operan sus refinerías más cerca de la capacidad de producción
total, que ejecutan su programa de eficiencia energética y que realizan
informes de las mejoras comerciales.
“Desde 2002, nuestros programas han reducido nuestras emisiones
de GHG aproximadamente 1,7 millones de toneladas al año y nos ha
significado un ahorro total de US$ 180 millones anualmente en
nuestras refinerías y plantas químicas”, dijo la compañía.
Sin embargo, los representantes de Shell observaron que en 2008,
la eficiencia energética en las plantas de la compañía empeoró, en
parte debido a más cierres no planificados.
“También se debió a que las refinerías funcionaban por debajo de la
capacidad de producción total, en consecuencia menos eficientemente,
como lo requería la producción que disminuyó durante el año —dijo la
compañía—. Sin embargo, estamos avanzando en nuestro esfuerzo por
mejorar la eficiencia energética en nuestras refinerías y plantas químicas.
Por ejemplo, estamos presentando sistemas de gestión de energía que
permitan a los operarios de planta divisar las pérdidas de energía más
rápido y poder realizar pequeñas correcciones de inmediato para
detener las pérdidas. Estos sistemas ya han mejorado la eficiencia en
más de un 8% en nuestra planta química Geismar en los Estados Unidos.
Fueron implementados en otras cuatro plantas en 2008. Planeamos
instalarlos en cinco plantas más en 2009”.
Margen de mejora
Muchos factores impactan la eficiencia energética, y hay un gran
margen de mejora en toda la industria del refino.
16
“Mantener las mejoras es, sin dudas, un desafío —dijo Gary
Hawkins, de Emerson—. Pero se justifica el registro de las emisiones, y
se justifica la implementación de sistemas para hacer que el consumo
de energía sea más visible para las operaciones de planta. Esto hace
que sea más fácil para las plantas tomar medidas correctivas cuando
es necesario o automatizar los sistemas para sacar del proceso el factor
de intervención del operario”.
Hawkins dijo que las unidades de proceso están diseñadas en torno
a cierto valor de capacidad de producción del 100%. Esta es
generalmente la operación más eficiente, exceptuando los detalles del
“punto de mejor eficiencia” para las bombas. Una planta típica
también es diseñada para operar al 60% de su capacidad de
producción, pero no será tan eficiente.
“Esto se debe principalmente a la operación de las columnas de
fraccionamiento —dijo Hawkins—. Dado el diámetro de las columnas
de fraccionamiento para procesar el 100% del valor (más algunas
contingencias), se requiere cierta circulación de vapor-líquido como
mínimo para un contacto adecuado y, por lo tanto, la separación de la
alimentación hacia los productos deseados. Esta circulación de vaporlíquido es generada por la entrada de calor en el calderín; o en el caso
del crudo, del vacío y del fraccionamiento de hidrocraqueo el calor
viene de un calentador de alimentación y la alimentación se introduce
a través de la parte inferior de la columna”.
Invirtiendo en el futuro
La demora de la inversión en los programas de conservación de
energía puede hacer estragos en el futuro. Una solución interina de
bajo costo (como la reparación de los separadores de vapor y de otras
fugas de vapor) inevitablemente proporcionará un bajo rendimiento.
Por el contrario, las opciones de mayor costo como la instalación de
turbinas de gas integradas, de turbinas para la recuperación de
energía con craqueos catalíticos en lecho fluido (vapor) y de turbinas
para la recuperación de energía con bomba de carga de hidrocraqueo
(líquido) pueden proporcionar un mayor rendimiento, pero no son
soluciones basadas en la automatización. Las refinerías inteligentes
deben invertir en la tecnología de automatización, que implica un
costo inicial de bajo a medio, pero, a la larga, posibilita rendimientos
sustanciales; incluida una mejor monitorización analítica y del
caudal.
“Con controles de procesos modernos, debería esperar ver un
mejorado rendimiento dinámico del circuito del control: una mejora
en la medición, una mejora en la válvula de control y una ejecución
del algoritmo de control más rápido, sin mencionar los beneficios de
una mejor gestión del vapor —dijo Hawkins—. Los modernos controles
de procesos ahorran tiempo, esfuerzo y dinero y reducen las
ocurrencias de costosos cierres no planificados”.
Según Emerson, se puede alcanzar la flexibilidad del plan fácilmente
con sus aplicaciones SmartProcess, que comandan un sistema de
control de procesos básico con un rendimiento altamente dinámico.
Estos controles automatizados avanzados pueden ayudar a los
operarios de las refinerías inteligentes a reducir la variabilidad, a
minimizar el uso de energía y a aumentar el rendimiento del producto.
Un beneficio adicional de este pequeño paso es un gran salto hacia la
eficiencia energética y a las emisiones de GHG reducidas. ■
Para descubrir cómo las soluciones para la Refinería Inteligente de
Emerson pueden hacerlo comenzar con el camino hacia una refinería inteligente,
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RefineríaInteligente | FUEL
¿Su sistema de planificación de recursos empresariales (ERP, Enterprise Resource Planning)
le brinda el impacto suficiente por su dinero?
Como la competición global fuerza a las refinerías a mejorar su eficiencia, la gestión de la cadena de suministro se ha convertido
en una estrategia de ahorro de costos cada vez más importante.
P
ara las compañías petroleras integradas, la gestión de la
cadena de suministro significa integrar los procesos comerciales
y disminuir los inventarios a través de las fronteras
tradicionales; desde la producción de petróleo crudo a componentes
intermedios, mezcla del producto, transporte y entrega del producto
final al punto de venta al por menor.
Las principales compañías petroleras integradas fueron los
primeros en adoptar los sistemas de ERP (Enterprise Resource
Planning: planificación de recursos empresariales), gastando
montos significativos para mejores costos de control y para
simplificar y ajustar las operaciones globales. Aunque las
compañías han gastado miles de millones de dólares en sistemas
de ERP, aún están luchando para obtener el valor total de estas
aplicaciones. En los últimos 10 años, sólo la industria del
procesamiento ha gastado más de US$ 17.000 millones para los
servicios y las licencias de SAP (Systems, Applications and
Products: sistemas, aplicaciones y productos). Teniendo en cuenta
los diversos integradores de sistemas, el hardware, la capacitación
y otros costos, el costo industrial total para los sistemas SAP
fácilmente podría ser de tres a cinco veces ese monto durante la
vida útil de sus sistemas.
Una encuesta de 2010 de Panorama Consulting Group preguntó
a 1.600 organizaciones internacionales lo que pensaban acerca de
sus inversiones en ERP. La encuesta reveló que:
• El 35% de las implementaciones de sistemas ERP tomaron más
de lo esperado.
• El 51% de las implementaciones de sistemas ERP costaron más
de lo asumido inicialmente.
• El 67,5% no pudo realizar el 50% o más de sus beneficios
planeados.
• El 40% de los participantes sufrieron interrupciones
operativas con la implementación.
• Sólo el 39% dijo que la implementación de sistemas ERP
estandarizó sus prácticas comerciales alcanzando sus
expectativas.
• Sólo el 39% respondió que la implementación de sistemas
ERP hizo que el trabajo de los empleados fuera más fácil.
Asombrosamente, la encuesta también reveló que el 56% de los
participantes planean implementar nuevos sistemas ERP en 2010. Es
evidente que el ERP está aquí hoy, pero ¿cómo puede la refinería
inteligente de hoy aprovechar al máximo lo que estos sistemas tienen
para ofrecer?
“Para que estos sistemas ERP puedan lograr todo su potencial, es
importante conocer qué material está y dónde dentro de la cadena de
suministro —dijo Pete Sharpe, de Emerson—. Por consiguiente, vemos
refinadores que se dirigen hacia una automatización más amplia de
los depósitos de almacenamiento, las terminales y la logística alrededor
de sus refinerías. Con especificaciones ultra bajas de azufre más
RefineríaInteligente | FUEL
rigurosas ahora en juego, solemos ver la infraestructura para el
desplazamiento de petróleo convertirse poco a poco en una limitación
operativa, donde los pequeños errores, como la contaminación de una
línea de transferencia, pueden costar mucho dinero”.
Invertir en los depósitos de almacenamiento generalmente es
una baja prioridad porque la cobertura para áreas tan grandes es
muy costosa para implementar. Sin embargo, como la infraestructura
remota se extiende con las expansiones de las unidades y las nuevas
unidades que se conectan en línea, la frecuencia de error y el riesgo
financiero aumentan drásticamente.
Formular estrategias para optimizar
“Las interrupciones inesperadas del equipo en las principales
unidades de procesos ocasionan la interrupción de todo el suministro
de la refinería y de la situación de la demanda —dijo Sharpe—. Por
consiguiente, las compras o las ventas al contado a precios
angustiosos cuando la refinería lleva mucho o poco en un
componente de mezcla puede tener un gran impacto financiero en
los márgenes operativos. La flexibilidad para hacer ajustes operativos
y cambiar o comunicar planes rápidamente —que responden a
problemas o que sacan ventaja de las oportunidades del mercado—
puede ser extremadamente valioso en un entorno de refinerías”.
Las refinerías líderes están implementando sistemas de gestión
de operaciones nuevos e innovadores que automatizan la conexión
entre las funciones de planificación y de programación y las
operaciones de campo. Los pedidos diarios, el embarque y los recibos
se descargan, se ejecutan y se reportan electrónicamente. La
información del rendimiento del plan está disponible
inmediatamente para toda la organización para tomar las decisiones
estratégicas y las respuestas a los problemas.
17
“La logística para operar una refinería puede ser bastante
compleja y dinámica —dijo Sharpe—. Por ejemplo, las decisiones
sobre qué crudo procesar y cuánto comprar se deben tomar meses
antes. Si se equivoca, le costará a la compañía millones de dólares
por cada incidente”.
La mayoría de las operaciones de las refinerías generalmente se
planifican con un LP (Linear Program: programa lineal) personalizado
basado en la programación del levantamiento del producto
esperado, disponibilidad de crudo, configuración de la refinería,
condición del equipo y parámetros económicos. En el mejor de los
casos, los modelos LP deberían reflejar las capacidades reales de las
unidades de procesos bajo diversos escenarios operativos y de
materias prima. La habilidad de comparar el rendimiento real de la
unidad con el esperado y “hacer una retrospección” de los modelos
LP para predecir el período que completo puede ser complejo y
largo. Los errores del modelo pueden causar resultados planificadores
para ser subóptimos o inalcanzables.
Los planes mejor trazados...
La principal consecuencia de las incertidumbres operativas que
enfrentan las refinerías es la cantidad de inventario en la cadena de
suministro. Ya sea por el crudo en barcos, depósitos o tuberías; los
componentes intermedios por delante de los mezclares; o los
productos terminados esperando por la certificación y el embarque,
el inventario vincula el capital fijo y el capital circulante. Disminuir
la incertidumbre con una mejor planificación y ajustes en tiempo
real para los objetivos e instrucciones de campo le permite a las
compañías reducir la sostenibilidad del inventario total.
“En el área de la integración de la gestión de operaciones y de la
cadena de suministro, vemos a Las refinerías pasar de una operación
reactiva a una de pronóstico con mejores modelos, calibrada con
precisión con el estado del equipo actual, respaldada por las
mediciones en línea del real versus el plan”, dijo Sharpe.
Que sea un hecho
Para sobrevivir en una economía global altamente competitiva, las
empresas se deben transformar en “empresas en tiempo real”.
Deben monitorizar y controlar sus empresas en incrementos de
tiempo que les permitan operar de manera óptima bajo cualquier
circunstancia, al mismo tiempo que demuestran altos niveles
sostenibles de responsabilidad fiscal y para con la comunidad.
“Esos incrementos de tiempo varían según la industria, el
mercado y el lugar donde opera la empresa en ese mercado/
industria —dijo Cliff Pedersen, presidente de Pedersen Enterprises
Inc.—. Las empresas más exitosas optimizarán ese incremento de
tiempo en función de la velocidad de los procesos que generan
una producción vendible y competitiva, la magnitud de las
consecuencias de perder el control, y la velocidad máxima de
cambio con la cual pueden influenciar los estímulos comerciales.
Al hacer esto, se convertirán en «empresas oportunas», que
demandarán que ese software de aplicación y los sistemas en
todo el largo, el ancho y lo alto de la empresa sean integrados
perfectamente e interoperables. Para lograr ese elevado nivel de
operatividad/interoperabilidad, será absolutamente necesario
que la integración basada en las normas se implemente en todas
las aplicaciones y todos los sistemas, comenzando por el diseño
y la construcción del propio plan. Estas normas existen hoy en
día (por ejemplo, la Iniciativa abierta operativa y de
18
Meridium, Emerson: Un ajuste
estratégico para la optimización
de la cadena de suministro
E
n un mundo ideal, las refinerías pueden optimizar las
estrategias de mantenimiento para dirigir los recursos
hacia las áreas donde brindamos el mejor rendimiento y
eliminamos las actividades que no aportan valor. Cuando los
diagnósticos se pueden vincular directamente al rendimiento
comercial, la inteligencia de pronóstico brinda su mejor valor.
Cuando la condición de un activo se puede vincular al
indicador de rendimiento clave a nivel de planta, los usuarios
son autorizados a tomar decisiones informadas acerca de las
operaciones de las facilidades.
Recientemente, Emerson ingresó en una asociación
conjunta con Meridium, un proveedor de gestión estratégica
de activos, análisis de fiabilidad y asesoramiento, para brindar
soluciones que se ajusten a la inteligencia de pronóstico en
línea en tiempo real para la gestión de activos de producción
crítica y el asesoramiento sobre el mantenimiento.
La solución combinada Emerson-Meridium también mejora
significativamente el valor de las aplicaciones del CMMS
(Computerized Maintenance Management System: sistema de
gestión de mantenimiento computarizado) como IBM Maximo
y el PM (Plant Maintenance: mantenimiento de la planta) de
SAP, que se usan para el mantenimiento de planificación y de
programación. En lugar de conducir el trabajo según las
programaciones de tiempo, los usuarios pueden dirigir las
actividades en función del estado del equipo real y su impacto
en la operación de la refinería inteligente. ■
mantenimiento O&M), y las empresas y los proveedores que no
las pueden reconocer ni implementar estarán poniendo en riesgo
su futuro”.
Cuando la condición de un activo se puede vincular al indicador
de rendimiento clave a nivel de planta, los usuarios son autorizados
a tomar decisiones informadas acerca de cómo operar sus
facilidades.
“Si un refinador elige un sistema de gestión de operaciones
integrado para gestionar los pedidos operativos y logísticos desde
un ERP, la planta verá los beneficios de inmediato al eliminar los
pasos del manual, brindando datos de producción compatibles y
validados y al mejorar el tiempo de pedido a factura para los
embarques del producto —dijo Sharpe—. Se puede usar el mismo
sistema como base para tomar decisiones en tiempo real, mejorar la
flexibilidad y agilidad de las refinerías así como gestionar mejor el
flujo de trabajo entre las funciones de planificación y de
programación con las operaciones de campo. Sinceramente, hay un
montón de oportunidades”. ■
Para aprender cómo obtener un mayor impacto para su dinero invertido en
ERP, póngase en contacto con Emerson en [email protected].
RefineríaInteligente | FUEL
El factor humano: Mejora de las
operaciones
Una cantidad significativa de trabajadores experimentados se jubilarán en los próximos cinco años. ¿Su refinería seguirá
operando de manera segura, fiable y eficiente?
L
os fabricantes se enfrentan al desafío demográfico: una
diferencia generacional entre las personas experimentadas
que se están jubilando y los más jóvenes que se incorporarán,
quienes pueden estar sumamente informados, pero sin la experiencia
de sus colegas mayores. Hay una significativa pérdida de
conocimiento y falta de reabastecimiento, y aquellos con quienes se
reabastecen no tiene la experiencia ni la perspectiva necesarias. Por
consiguiente, es fundamental que los fabricantes de automatización
desarrollen tecnologías intuitivas. Estas nuevas tecnologías se deben
convertir en la base del conocimiento que capture la información
existente y lo deje accesible y utilizable para estos nuevos operarios,
técnicos de mantenimiento e ingenieros de fiabilidad.
“Los trabajadores están cambiando —dijo Steve Elwart, de Ergon
Refining—. La gente se está jubilando, y trabajar en el ambiente de las
refinerías no se percibe como glamoroso para la nueva generación de
trabajadores. Hay esperanza para el futuro, sin embargo, con la
automatización ya no se necesita un título superior. Un ingeniero de
planta o un técnico perspicaz pueden usar estas herramientas de
manera fácil y efectiva”.
Mientras que la generación más joven generalmente adopta la
tecnología como un hecho de la vida, los operarios experimentados
a veces se resisten al cambio, se sienten satisfechos de operar las
tecnologías menos eficientes y más viejas porque ya sabe cómo usarla.
La nueva tecnología tiene “un diseño centrado en el humano” que
incorpora sus capacidades, permitiéndole a los operarios, los
ingenieros, los técnicos de mantenimiento y las personas de la oficina
ser más eficaces en sus roles.
“Las personas que nacieron antes de 1953 están más cómodos
con el texto; les gustan los libros de registros y los manuales —dijo
Elwart—. Los nacidos después de 1953 (la generación de la televisión)
preferirán usar medios visuales, como gráficos, imágenes y videos.
Los de la generación X son mucho mejores para asimilar la
información desde diversas fuentes y en multitareas. Los sistemas de
automatización moderna se ajustan perfectamente al modo de
operar de cada uno”.
Los sistemas modernos también usan la misma tecnología para
los operarios de consola del tren en eventos poco frecuentes como
puesta en marcha, apagado, y en las situaciones de emergencia. El
software de simulación se usa para capacitar a los operarios en un
ambiente controlado sin dañar el equipo ni ocasionando un
apagado. Los simuladores de capacitación imitan los procesos reales
y se mantienen fácilmente.
“En mi opinión, el mayor impacto de la automatización moderna
es la posibilidad de traer la capacidad y las herramientas que hacen
posible una operación más eficiente, eficaz, fiable, sostenible y
segura —dijo Cliff Pedersen, presidente y asesor de automatización
de Pedersen Enterprises Inc.—. Sin embargo, las herramientas por sí
mismas no son suficientes, esa capacidad debe ser aplicada por
gente inteligente y experta, por lo que es tan buena y tan efectiva
RefineríaInteligente | FUEL
como las personas que las aplican y las usan. Hay tantas cosas que se
pueden hacer, que se han intentado y han demostrado agregar
valor, pero a menos que se empleen de manera inteligente de un
modo sostenible, pierden su valor y han introducido problemas
nuevos que antes no estaban presentes.
”Para que la automatización moderna alcance su impacto
potencial en la realidad —dijo Pedersen—, el sistema debe ser
consistente, fiable, y sostenible con los recursos humanos disponibles
para que los operarios obtengan la confianza de que su planta está
siendo bien conducida y bien gestionada. Una vez alcanzada la
confianza, están más dispuestos a intentar nuevas ideas y métodos,
que pueden ser tan simples como los circuitos de control operativo
en «auto» en lugar de «manual». Una vez que confian en el sistema
de automatización, es menos probable que culpen al sistema
durante el incidente del proceso, lo cual les hace perder tiempo y
desvía la atención fuera del diagnóstico y la correción de la causa
principal, y confian en que opere la planta mejor”.
Tecnología humana
En las refinerías inteligentes, las herramientas que hacen que las
tareas sean más eficaces y eficientes como los comunicadores de
campo portátiles avanzados, los analizadores de vibración y el
software del mantenimiento de pronóstico ahora pueden interactuar
perfectamente con los sistemas de automatización y los activos que
controlan previniendo mejor los cierres de los procesos por fallas y
los inesperados. Las interfaces recientemente diseñadas conocidas
como paneles Device Dashboard ahora están disponibles mediante
los proveedores tecnológicos para muchos dispositivos de campo.
Las información se brinda en tiempo real con la suficiente
advertencia avanzada para actuar sobre la información para
prevenir un incidente de cierre o de seguridad.
“Evaluamos las interfaces de los dispositivos en la industria y
encontramos un problema común —dijo Peter Zornio, director
estratégico en Emerson—. Los procedimientos rutinarios de los
operadores y del personal de mantenimiento eran frecuentemente
molestos, confusos e ilógicos. Es un problema generalizado en la
industria. De acuerdo a los comentarios de los usuarios, creemos que
los cambios que hemos hecho en los paneles Device Dashboard
mejorarán la velocidad y la precisión de ejecutar estas tareas con
confianza”.
Los ingenieros y los contratistas de ingenieros pueden tener una
flexibilidad sin precedentes en la ingeniería de Entrada/Salida
gracias a la clasificación electrónica. Al colocar sistemas de cables de
conexión fija para cada dispositivo como única conexión del campo
al controlador, significa que las conexiones intermedias están
limitadas. Esto reduce inmediatamente el tiempo y costo de diseño
y se requieren menos cambios en el pedido durante el proyecto.
“Observamos que los procesos de ingeniería y diseño de
proyectos de nuestros clientes ponían demasiado énfasis en
19
restringir el diseño en fases muy tempranas del proyecto, incluso
antes de que el diseño del proceso estuviera terminado. Esto no
sólo aumenta el costo y el tiempo de las etapas FEED y de diseño
detallado, sino que también abre la posibilidad de que se
requiera más personal para el proyecto y que aumenten los
costos considerablemente por cambios en el pedido durante la
construcción”.
“Ahora la cuestión principal no es la ingeniería, la tecnología, las
instalaciones ni los sistemas —dijo Pedersen—. Más bien, es tener la
gente suficiente en las compañías del dueño/operador y las plantas
operativas que comprenden tanto los procesos como las tecnologías
lo suficientemente bien como para aplicar los sistemas de un modo
inteligente y efectivo. Cuando se alcanza esto y los sistemas se aplican
de manera adecuada para abarcar los objetivos correctos, entonces
capturarán un mejor rendimiento de las inversiones y será más fácil
comprender y adoptar tanto las operaciones, como la gestión”.
Mantener para sostener
Aunque cada dispositivo de campo inteligente ofrece diagnósticos,
no todos los dispositivos brindan la misma información. Por
consiguiente, las múltiples y a veces confusas pantallas de
instrumentos confrontan al personal de mantenimiento. Los paneles
de vanguardia inherentes al software de mantenimiento de
pronóstico moderno le proporcionan a los trabajadores una visión
instantánea de los puntos críticos que tienen que evaluar,
diagnosticar, y sobre los cuales tienen que actuar. Vienen provistos
con una guía experta para simplificar las tareas más importantes y
frecuentes realizadas por el personal de operaciones de la planta,
ingeniería y mantenimiento. Los paneles están diseñados para hacer
que la información compleja sea más fácil de entender, incluidas
pantallas que brindan información para cubrir el 80% de las tareas
más comunes.
“Al evaluar cómo las personas usan las herramientas de
mantenimiento, hallamos un problema en común —dijo Zornio—.
Los procedimientos rutinarios del personal de planta para trabajar
sobre las cuestiones del sistema de automatización eran
frecuentemente molestos y confusos y las interfaces estaban muy
orientadas al producto y a la función, en lugar de estar centradas
en la tarea. Suponían que el usuario tenía un conocimiento
detallado del producto. En función de las entradas de los muchos
trabajadores de la industria del proceso, hemos iniciado una
inspección global de nuestros productos que pretende mejorar la
velocidad y la precisión del rendimiento del trabajo y aumentar
cada productividad del individuo”. ■
¿Cómo afectará la realidad del cambio de trabajadores su planta? Para
obtener información acerca de cómo un diseño centrado en el humano pude
ayudarlo con esta transición, visite www.SmartRefinery.com.
Un nuevo nivel de eficiencia
D
entro del refino del petróleo, gran parte de la tecnología de
hoy complementa a los operadores de la sala de control para
hacer que sean más eficientes, más seguros y más efectivos.
“Uno no puede apreciar cuán bueno es el diseño en un contexto
humano, o sea, cuán bueno es «bueno», hasta que ve lo malo junto
a él”, dijo Tim Olsen, de Emerson.
El diseño centrado en el humano promueve el rendimiento del
trabajo mejorado. Estudios de práctica de trabajo han demostrado
que el personal con frecuencia está abrumado con sistemas
múltiples e interfaces de usuarios, que le dificultan hallar
información importante, especialmente en el campo. Por ejemplo,
la necesidad de un acceso más fácil a los diagnósticos disponibles
en la instrumentación de campo inteligente se ha vuelto crítica,
junto con la clara presentación de esa información y de los
procedimientos de “acción” estándar para seguir en caso de que se
indique un problema.
Como Emerson desarrolló sus tecnologías inalámbricas inteligentes,
se hace evidente la necesidad de mejorar los productos de productividad
de los trabajadores. La compañía llevó sus ideas al Instituto de Interacción
entre el Hombre y la Computadora, de la universidad CMU (Carnegie
Melon University), líder reconocido en el estudio sobre cómo los humanos
interactúan con la tecnología, para estudiar en profundidad cómo es
mejor personalizar los productos y servicios de automatización para los
usuarios humanos de la compañía.
Armado con el conocimiento obtenido con la sociedad conjunta
con CMU, cinco años después, Emerson lanzó su propio HCDI (Human
20
Centered Design Institute: instituto de diseño centrado en el
humano), que incorpora el diseño centrado en el humano
especialmente en sus servicios y productos de automatización con el
objetivo de hacer que los controles de procesos sean más fáciles de
usar. El objetivo del HDCI es garantizar que los productos Emerson
estén diseñados para mejorar la productividad de los trabajadores y
sean fáciles de usar al mismo tiempo que se mantiene la rentabilidad
y la compatibilidad con otros sistemas. Hasta acá, Emerson ha
capacitado a 65 equipos de desarrollo del producto en la ciencia del
diseño centrado en el humano.
“Las tecnologías de control de procesos han avanzado mucho en
los últimos 40 años —dijo Peter Zornio, director estratégico en
Emerson—. Pero la industria ha invertido casi exclusivamente en
funciones y mejoras tecnológicas, y no en el diseño de la manera en
que el personal realmente usa esta tecnología. Creemos que es
momento de que la tecnología comience a servir a la gente, en lugar
de que sea al revés”.
“Existe una paradoja demográfica en la industria —dijo Zornio—.
En mercados maduros, los trabajadores expertos se están jubilando.
En mercados emergentes, es muy difícil encontrar trabajadores
expertos. Al poner mayor énfasis en la facilidad de uso de los
dispositivos, podemos hacer frente a este reto demográfico y
nuestros clientes pueden aprovechar más fácilmente las inversiones
que hacen en tecnología”. ■
RefineríaInteligente | FUEL
Hacer que la Refinería Inteligente
del mañana suceda hoy
La refinería inteligente de avanzada no es sólo una visión del futuro, rápidamente se está convirtiendo en la realidad de hoy.
E
n refinación, la eficiencia y la productividad ya no son objetivos idílicos: son necesidades. Esto es verdad más que nunca.
El incremento en los requisitos normativos, la complejidad de
la refinería y las demandas de mayor calidad sigue siendo una gran
demanda económica para las refinerías mientras se reducen los
márgenes operativos.
La nueva refinería inteligente puede contrarrestar estas barreras.
La tecnología es la que hace posible y mejora esta refinería inteligente. Por ejemplo, la tecnología inalámbrica extiende el alcance
del sensor, que permite que los operarios de la refinería inteligente
monitorien las áreas de la planta que antes eran inaccesibles debido
a su ubicación o a los costos de la instalación del cableado. Debido
a la automatización, la refinería inteligente tiene la habilidad de
predecir las cuestiones de mantenimientos, prevenir fallas y mejorar
en gran medida la planta y la fiabilidad del proceso. No sólo que
esto se convierte operaciones más eficientes, mayor calidad del producto y costos reducidos de mantenimiento, también significa que
la refinería inteligente ha mejorado y ha aumentado el tiempo de
actividad, lo que suma dólares tanto para los resultados iniciales
como para los finales.
La refinería inteligente ofrece más (y requiere más) que tan sólo
hacer uso de la tecnología de avanzada. Los desarrollos en evolución nos llevan a nuevos métodos y procedimientos para la operación de la planta; a un aumento en las capacidades de
monitorización que controlan de manera continua el pulso de la
refinería; análisis y modelos avanzados que comparan la producción de la refinería con las expectativas; detección temprana de
condiciones anómalas y herramientas; y herramientas que pueden
planificar las operaciones futuras con una mayor confianza. Estos
desarrollos permiten de un modo sinérgico cambios significativos
en el modo en que operan las refinerías.
El futuro es ahora
“La mayoría de las refinerías originalmente estaban construidas con
la mínima cantidad de instrumentos requeridos para operar la
planta,” dijo el Dr. Douglas White, director de soluciones para la
industria del refino con Emerson Process Management en Houston.
“Lo que vemos en el futuro es más uso de herramientas de software
combinadas y software y hardware basado en las normas para reducir los costos de asistencia continua. Los sistemas operativos del futuro procesarán, almacenarán y analizarán muchos más datos e
información, incluidos muchos más sensores en las ubicaciones principales y secundarias y un rango más amplio de videos en vivo y
datos del espectro. Estos datos se analizarán y se mostrarán como
información que se deberá llevar a cabo de manera oportuna.
”Incluso hace 10 años, cuando hablábamos de las tecnologías
como los dominantes sistemas inalámbricos en una planta, creíamos
que se trataba de un sueño, algo lejano. Ahora se está volviendo
una realidad, y los próximos 10 años traerán algunos cambios exci-
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tantes. Las tecnologías que se están poniendo en el mercado hoy
son sólo un paso hacia ese futuro”.
Otra tendencia de la refinería inteligente es el incremento en los
niveles de la operación remota. Las refinerías individuales pueden
estar geográficamente dispersas. Las salas de control pueden estar a
muchas millas de las unidades físicas. Se puede comunicar información completa sobre el estado de la planta a la sala de control remota. Sistemas de puesta en marcha y de apagado de la planta
automatizados, fiables y completos permiten operaciones remotas
seguras. Hoy, los principales sitios operan a través de cientos de millas.
En el futuro, las refinerías inteligentes continuarán con esta tendencia, colocando mayores demandas en automatización y comunicación fiables. Afortunadamente, el progreso de la automatización
que respalda estas operaciones remotas ha mantenido el ritmo.
Mientras que los sensores inteligentes, los sistemas inalámbricos,
las tecnologías de pronóstico y la automatización siguen haciendo
de la refinería inteligente que sea aún más inteligente, estos facilitadores no sustituyen el poder de los procesos de toma de decisiones
del ser humano, ni acompañan las responsabilidades. La tecnología
se debe usar no sólo para hacer que la refinería inteligente sea más
productiva y más rentable, sino para que también sea más segura.
Tenemos la tecnología para hacer que esto suceda. Los operadores de la refinería inteligente tienen la oportunidad de utilizar estas
tecnologías para garantizar la seguridad de su personal, de las comunidades y del medioambiente, al mismo tiempo que mejorar la productividad y la prosperidad de la empresa. Esto conlleva un dedicado
y deliberado nivel de compromiso y visión por parte de los dueños/
operadores de la refinería para hacer uso de esta tecnología de desarrollo inteligente que les permite transformar sus instalaciones en
refinerías inteligentes seguras y rentables.
Emerson ha tomado el papel principal en el suministro de soluciones de refinería, incluidos las cuestiones de eficiencia energética,
seguridad, salud y medioambiente, adición de valores, control de
costo, equilibrio masa y energía y conservación de la energía global.
“Nuestras soluciones de refinería inteligente abarcan cada una
de ellas de nuevos y diferenciados modos —dijo White—. También
hemos experimentado con asesores de refinación quienes pueden
ayudar al cliente a preparar estrategias para mejorar la excelencia
operacional, mejorar las operaciones de la refinería y la fiabilidad y
maximizar el rendimiento de la planta”. ■
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pueden hacerlo comenzar con el camino hacia una refinería inteligente,
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