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UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

Profesor Patrocinante: José Benito Reyes Ogaz

PROYECTO DE INGENIERÍA MECÁNICA “MODELOS, ESTRATEGIAS Y HERRAMIENTAS DE MANTENIMIENTO”

Alumno Francisco Javier Zamorano Guzmán

Concepción, Diciembre de 2007.

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SUMARIO

Los costos de mantenimiento y operación de las empresas han estado subiendo de una manera rápida con el paso de los últimos años. Como un objetivo básico, el mantenimiento procura contribuir por todos los medios disponibles a reducir, en lo posible, el costo final de la operación de la Planta y el tratar de conservar, en condiciones de funcionamiento seguro y eficiente, todo el equipo, maquinaria y estructuras de producción. El personal de mantenimiento tiene dos puntos de vista para cumplir estos objetivos: el aspecto humano y el técnico. El evitar los accidentes previene pérdidas humanas y de grandes responsabilidades. Por el lado técnico, la maquinaria, las instalaciones y los equipos bien mantenidos no provocarán pérdidas económicas y facilitarán la producción continua y eficiente de la planta. En el presente trabajo se proporciona una metodología, estrategias y herramientas de referencia en la gestión de mantenimiento en el área de Mecánica Industrial. Un enfoque que evoluciona desde las reparaciones y cambio de piezas y/o máquinas completas, a una unidad que contribuye a asegurar los niveles de producción y que pueda ocasionar el mínimo de daños al medio ambiente. Así el desarrollo de este trabajo está dividido en siete capítulos. El primero enfocado a tratar una definición general del mantenimiento cómo las funciones y elementos de la gestión que ésta tiene. En el segundo y tercer capítulo se orientan a identificar y analizar los modelos, tipos, estrategias y técnicas de mantenimiento bajo los conceptos que los identifican y agrupan en cada uno de estos ítems. Luego en el cuarto capítulo se identifican y analizan las herramientas de mantenimiento y cómo éstas, quinto capítulo, en conjunto con estrategias son aplicadas en los principales sistemas actuales de mantenimiento. En el sexto capítulo se proporcionan los principios para una buena y adecuada dirección del mantenimiento y el efecto ecológico que tiene. Apuntando en el capítulo siete con un análisis general de un caso particular en vista de los puntos tratados en los capítulos anteriores.

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ÍNDICE GENERAL Sección

Página

SUMARIO........................................................................................................................................... 2 ÍNDICE GENERAL ........................................................................................................................... 3 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 4 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................... 4 CAPÍTULO 1. DEFINICIONES DEL MANTENIMIENTO. FUNCIONES Y ELEMENTOS DE GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO. ...................................................................................... 5 1.1 Concepto de mantenimiento. ............................................................................................. 5 1.2 Definiciones generales. ....................................................................................................... 6 1.3 Definición de términos. ...................................................................................................... 7 1.4 Funciones de Gestión del mantenimiento......................................................................... 7 1.5 Elementos de Gestión del mantenimiento. ....................................................................... 8 CAPÍTULO 2. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS TIPOS Y MODELOS DE MANTENIMIENTO. ....................................................................................................................... 12 2.1 Tipos de mantenimiento. ........................................................................................................ 12 2.2 Modelos de mantenimiento. ................................................................................................... 15 CAPÍTULO 3. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS ESTRATEGIAS Y TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO. ....................................................................................................................... 19 3.1 Estrategias de mantenimiento. ............................................................................................... 19 3.2 Técnicas de mantenimiento. ................................................................................................... 21 CAPÍTULO 4. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS HERRAMIENTAS DE MANTENIMIENTO. ....................................................................................................................... 31 4.1 Uso de la computación. ........................................................................................................... 31 4.2 Técnicas de monitoreo de condiciones. ................................................................................. 34 CAPÍTULO 5. PRINCIPALES SISTEMAS ACTUALES DE MANTENIMIENTO. ESTRATEGIAS Y HERRAMIENTAS APLICADAS EN ESTOS SISTEMAS. ...................... 44 5.1 Mantenimiento Predictivo - Proactivo. ................................................................................. 44 5.2 Mantenimiento Proactivo, Predictivo y Reactivo. ............................................................... 49 5.3 Tipos de Mantenimiento Preventivo. .................................................................................... 50 CAPÍTULO 6. PRINCIPIOS PARA UNA BUENA Y ADECUADA DIRECCIÓN DEL MANTENIMIENTO. ....................................................................................................................... 56 6.1 El plan o programa de mantenimiento. ................................................................................ 57 6.2 Qué tipo de mantenimiento utilizar. ...................................................................................... 61 6.3 Planificación. ........................................................................................................................... 63 6.4 La protección ambiental en el mantenimiento industrial. Un enfoque para su gestión. .. 64 CAPÍTULO 7. ANÁLISIS DE UN CASO PARTICULAR. ......................................................... 69 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES ................................................................................................. 80 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 81

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INTRODUCCIÓN

Todos tenemos una idea general, más o menos precisa, de lo que es el mantenimiento. Se concibe como el trabajo necesario para mantener en buen estado de funcionamiento todo tipo de bienes, como los edificios y las máquinas. Se puede decir que el mantenimiento nació con los primeros hombres. Desde el momento en que el hombre busca cubrir su cuerpo de las inclemencias del tiempo, está haciendo mantenimiento, el de su propia persona. Cuando el hombre buscó materias grasas para engrasar los ejes de sus carretas, echó a andar las bases de los métodos que actualmente se usan. En las últimas décadas, las estrictas normas de calidad certificadas que se deben cumplir así como la intensa presión competitiva entre industrias del mismo rubro para mantenerse en el mercado nacional e internacional, ha forzado a los responsables del mantenimiento en las plantas industriales a implementar los cambios que se requieren para pasar de ser un departamento que realiza reparaciones y cambiar piezas y/o máquinas completas, a una unidad de alto nivel que contribuye de gran manera en asegurar los niveles de producción. Es por tanto la necesidad de hacer notar que la actividad de “mantener”, si es llevada a cabo de la mejor forma, puede generar un mejor producto que conlleva a una producción o servicio de mejor calidad, en mayor cantidad y bajos costos.

OBJETIVO GENERAL

Es de importancia considerar en las grandes y medianas industrias y/o empresas la implementación de un mantenimiento adecuado, para aumentar la vida de componentes de las máquinas, su disponibilidad y así mejorar la productividad de la Planta. En este trabajo se proporciona una metodología, estrategias y herramientas de referencia en la gestión de mantenimiento en el área de Mecánica Industrial, en que se describen brevemente y se muestra el análisis de un caso particular, haciendo referencia sobre el mantenimiento de una Planta de tratamiento de agua. Se pretende que este trabajo, por medio de las técnicas y conceptos aquí presentados, sea un complemento y permita a los ingenieros, en el momento solicitado y necesario para una empresa, implementar un plan de mantenimiento a modo de asegurar el servicio de ésta de manera continua, segura y compatible con el medio ambiente.

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CAPÍTULO 1. DEFINICIONES DEL MANTENIMIENTO. FUNCIONES Y ELEMENTOS DE GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO.

1.1 Concepto de mantenimiento. Todo aquello que presta un servicio requiere, como contrapartida, un mantenimiento y como objetivo básico, el mantenimiento procura contribuir por todos los medios disponibles a reducir, en lo posible, el costo final de la operación de la Planta. De esto se desprende un objetivo técnico, por el cuál se trata de conservar en condiciones de funcionamiento seguro y eficiente la mayoría de los equipos y maquinarias dentro del proceso productivo. Por ende el personal de mantenimiento tiene dos puntos de vista para cumplir estos objetivos: el aspecto humano y el técnico. El evitar los accidentes previene pérdidas humanas y de grandes responsabilidades. Por el lado técnico, la maquinaria, instalaciones y equipos bien mantenidos no provocarán pérdidas económicas y facilitarán la producción continua y eficiente de una Planta. Cada equipo a lo largo de su vida tiene una probabilidad de falla, que generalmente tiene las características representadas en el siguiente grafico:

Figura 1.1. Este gráfico es comúnmente llamado como curva bañera en mantenimiento. En la primera etapa (0 a T1) la probabilidad de falla del equipo es bastante alta, esto ocurre generalmente por lo siguiente: a) Falta de experiencia en operador en el manejo de la máquina. b) Errores en el montaje de equipo. Estas fallas se evitan haciendo tests exigentes o sustituyendo los elementos en el periodo de puesta en marca de un equipo. En la segunda etapa (T1 a T2) el equipo esta en pleno funcionamiento, y puede fallar por lo siguiente: a) Uso Inapropiado. b) Inadecuada Mantención.

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c) Mala Lubricación. Pasado una cierta cantidad de tiempo (T2) (vida útil de la máquina), la probabilidades de falla aumentan, a raíz del deterioro general de los elementos que componen el equipo, aquí el costo de la mantención aumenta disminuyendo su eficacia. El costo de mantenimiento está asociado a sus gastos directos, como ser mano de obra, repuestos, servicios contratados y a sus costos indirectos, cómo son las pérdidas de producción o disminución en la calidad, rendimiento, seguridad y medio ambiente. El servicio de mantenimiento, debe conseguir de maximizar el número de horas disponibles de funcionamiento de una unidad (máquina, instalación, edificio, etc.), en condiciones de calidad de fabricación, con el mínimo costo y el máximo de seguridad, optimizando el consumo de energía y disminuyendo las fallas. Se puede definir fallas como: “Toda anomalía que al afectar un equipo interrumpe en forma parcial o totalmente el proceso de producción.” Luego la función de la mantención es un conjunto de actividades, que dentro de condiciones de costo mínimo, tiene como objetivo: a) b) c) d)

Aumentar la vida útil de los equipos. Asegurar la máxima disponibilidad de la instalación para la producción. Que los productos obtenidos cumplan las exigencias de calidad. Asegurar la rápida puesta en marcha de los equipos en caso de emergencia.

1.2 Definiciones generales. Es de necesidad el aclarar algunos conceptos respecto al verdadero mantenimiento. Generalmente no se hace distinción entre las diferentes clases de conociéndose solamente dos tipos: el correctivo y preventivo. Puede decirse que la ambos términos es la misma que existe entre “tener” que hacer una actividad de realizarla “cuando ésta se desea”. Sobre la base de esta diferencia, se definen:

significado de mantenimiento, diferencia entre reparación y el

1.2.1 Mantenimiento preventivo. Es el conjunto de actividades que se llevan a cabo en una máquina, instrumento o estructura, con el propósito de que opere a su máxima eficiencia, evitando paradas forzadas o imprevistas. Este sistema requiere un alto grado de conocimiento y una organización muy eficiente. Implica la elaboración de un plan de inspecciones para los distintos equipos de la planta, a través de una buena planificación, programación, control y ejecución de actividades, a fin de descubrir y corregir deficiencias que posteriormente puedan ser causa de daños más graves. 1.2.2 Mantenimiento correctivo. Es el conjunto de actividades que se deben llevar a cabo cuando una máquina, instrumento o estructura ha tenido una parada forzada o imprevista. Este es el sistema más general, por ser el que menos conocimiento y organización requiere. Cuando se hace mantenimiento preventivo dentro de un sistema correctivo, se le llama mantenimiento rutinario. Cuando se hace mantenimiento correctivo en un sistema preventivo, se le llama corrección de falla. En la práctica, no es posible diferenciar totalmente ambos sistemas.

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1.3 Definición de términos. Es útil plantear una serie de definiciones que se seguirán utilizando en el desarrollo de este trabajo.        

Planta. Conjunto de maquinarias, equipos y procesos. Unidad. Componente de la Planta que realiza una función determinada en el proceso productivo. Parte. Componente simple de cada unidad. Es la parte de la unidad que puede cambiarse directamente en el sitio. Componente. Repuestos simples de una parte. Solo pueden ser cambiados en el taller de mantenimiento. Plan o programa. Conjunto de estrategias seguidas para llevar a cabo el mantenimiento. Modo de falla. Falla o avería típica de una unidad. Se tabula como la parte que falla y la frecuencia con que lo hace una unidad. Tour o recorrido. Recorrido de inspección o de trabajo por la Planta, siguiendo la línea del proceso productivo. Monitoreo de condiciones. Conjunto de técnicas de inspección que se utilizan para conocer las condiciones de operación de equipos y tomar las acciones preventivas o correctivas necesarias.

1.4 Funciones de Gestión del mantenimiento. Previamente, en las diferentes organizaciones de mantenimiento aparecen los tres componentes siguientes, necesarias e interrelacionadas: 1) Recursos: comprende personal, repuestos y herramientas, con un tamaño, composición, localización y movimiento determinados. 2) Administración: una estructura jerárquica con autoridad y responsabilidad que decide qué trabajo se hará, cuándo y cómo debe llevarse a cabo. 3) Planificación del trabajo y sistema de control: un mecanismo para planificar y programar el trabajo; garantizar la recuperación de información necesaria para que el esfuerzo de mantenimiento se dirija correctamente hacia el objetivo definido. La totalidad del sistema de mantenimiento es un organismo en continua evolución, cuya organización necesitará una modificación permanente como respuesta a los requisitos cambiantes. Cómo el objetivo principal de la organización es hacer corresponder los recursos con la carga de trabajo, es preciso considerar estas características antes de detallar las funciones de una buena gestión de mantenimiento. La administración o gestión puede ser considerada como un sistema de toma de decisiones, cuyo objetivo es dirigir los recursos disponibles hacia la realización del objetivo de la organización. Los diversos trabajos realizados por cada individuo en la estructura jerárquica se componen de dos elementos: decisión y ejecución. Así, hay una división horizontal de la estructura jerárquica en las diversas funciones de trabajo (ejecución), esto es, mecánica, eléctrica, etc., y una división vertical en niveles de autoridad (decisión) para la realización de dichas funciones. Los niveles superiores se centran más en la decisión que en la ejecución, mientras que los niveles inferiores, de taller, pueden

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tener poderes mínimos de decisión. Lo más alto de la estructura jerárquica se dedicará a determinar el objetivo y la política de la Compañía; es donde se diseña y establece la estructura administrativa, un trabajo que necesita: a) que se determinen las áreas de trabajo y la responsabilidad (límites de toma de decisiones) de cada miembro de la estructura jerárquica. b) que se establezcan las relaciones, tanto verticales como horizontales, entre estas áreas. c) que se asegure que el objetivo de la compañía se interpreta y se comprende por cada miembro de la estructura jerárquica. d) que se establezcan sistemas eficaces de comunicación e información. Según esto, los trabajos de mantenimiento programado ascienden por el sistema hasta el punto designado para la toma de decisiones y después retroceden al nivel de taller para su ejecución. Por otro lado, los trabajos no programados y de proyecto arrancan en algún lugar de la parte de arriba del sistema y se desplazan hacia abajo. En cada caso, y debido a la naturaleza interdisciplinaria del trabajo, se necesita una comunicación a través de las líneas de autoridad para transmitir las múltiples informaciones (técnicas, especializada, de planificación) necesarias para la eficaz planificación, asignación y ejecución de trabajos. Además, las líneas de autoridad se verán fuertemente influenciadas por la naturaleza del trabajo. Por ejemplo, cuando la información técnica es importante (por ejemplo, un sistema de una Central de Energía), la autoridad para la toma de decisiones de mantenimiento debe residir en Ingenieros profesionales, permaneciendo ininterrumpidas las líneas de autoridad a través de Ingenieros y personal de mantenimiento hasta el nivel de taller. Cuando los costos de mantenimiento son una parte importante del costo de producción, la función de mantenimiento debe estar directamente representada en los altos niveles de la administración. Esto asegura que el mantenimiento sea adecuadamente contemplado junto con la producción al tomar decisiones operativas y, aún de más importancia, al considerar la adquisición de un sistema nuevo o que reemplace al existente. 1.5 Elementos de Gestión del mantenimiento. En Ingeniería y Administración es de base que reglamentos, programas, códigos de mantenimiento, etc., son guías que se deben cumplir, pero que a medida que se gana experiencia deben modificarse o incluso eliminarse. La flexibilidad que se debe tener para mejorar un sistema, programa, formato, etc., es lo que se entiende por dinámica de trabajo. Los programas de mantenimiento deben ser dinámicos. Se elaboran en referencia a experiencias previas en el lugar, conocimiento del jefe o del grupo laboral, catálogo de equipo, recomendaciones del fabricante, etc. Dos puntos básicos que se pueden considerar en la elaboración de programas son el principio de pareto y el análisis del modo, criticidad y efecto de falla. 1.5.1 Principio de pareto Este principio guía para jerarquizar los problemas en áreas como fiabilidad y control de calidad. El principio de pareto también es conocido como la ley del 20−80 o de los pocos vitales o muchos triviales. Lo último significa que el 80% de la magnitud de las consecuencias es originada

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por el 20% de las causas. En la Ingeniería de mantenimiento hay que resolver problemas que tienen una causa y con frecuencia su grado de dificultad. Lo que es conveniente es aplicar el esfuerzo a aquellos problemas más importantes ordenándolos por la gravedad de las consecuencias que acarrearían. El Ingeniero de mantenimiento debe obtener del principio anterior, cómo referencia, las bases para la toma de decisiones acerca de la manera de atacar los problemas de mantenimiento; muchas decisiones se pueden estructurar según el siguiente criterio propuesto: -

¿Qué tanto material de cada tipo se debe tener? ¿Qué arreglos deben existir? ¿Cuántas personas deben asignarse a cada área? ¿En qué máquinas debe extremarse al personal? ¿En qué áreas se debe capacitar al personal? ¿Qué instalaciones o sistemas deben tener respaldo?

1.5.2 Detección grupal de fallas. Un famoso dicho que dice: “Dos ojos ven más que uno”. El enorme potencial de razonamiento grupal radica, en el hecho de que hay una retroalimentación (retroinfo o feed-back) entre los elementos del grupo. Se considera fundamental la participación activa de todas las personas relacionadas (y aún de las no directamente relacionadas con el asunto). 1.5.3 Ceguera de taller. Cuando por primera vez se pasa por alto una condición anómala o deficiente, la probabilidad de pasarla por alto una segunda vez aumenta y así sucesivamente. Cuando en cualquier sitio hay una condición que puede mejorarse y no sucede así, es casi seguro que se vuelva costumbre verla. Para solución se pide que personas desconocidas dedicadas a trabajos similares a los que se realizan visiten otros talleres y den sus sugerencias. Se recomienda que el departamento de mantenimiento tenga un sistema de detección de condiciones problemáticas (de seguridad, operación, imagen, etc.). Resultan buenas ideas de tener fuentes de información que no estén en contacto diario con el centro específico de trabajo. Tal es la función de las encuestas a visitantes o huéspedes, que se convierte en una “opinión retroinfo” con ojos de cliente, pero debe complementarse con opiniones de personas relacionadas con el ramo y con opiniones de técnicos o profesionales. El mejor provecho se obtiene si se dispone de una metodología para la recopilación, análisis y procesamiento de esta información. 1.5.4 Clasificación de defectos. Defecto. Cualquier discordancia de un elemento con algún requisito específico. Por ende es de suma importancia un Defecto crítico, en que se teme que pueda constituir una preocupación para las personas que tengan que utilizar dicho elemento y un Defecto mayor, en que no es crítico pero que puede ocasionar una falla en la capacidad del sistema operante.

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Se considera como defecto principalmente: Geometría, constitución, acabado, apariencia, estética, función, rendimiento, comportamiento, etc. Todos los defectos críticos deben documentarse y observar de cerca su solución hasta su erradicación, incluyendo medidas preventivas que deberán seguirse. Entre los defectos críticos de seguridad más comunes están: -

Elementos mal construidos o diseñados. Escape de gases o humos tóxicos o explosivos. Salidas o equipos de emergencia inoperantes. Filtraciones contaminantes al equipo o máquina. Instalaciones eléctricas-electrónicas en condiciones críticas.

1.5.5 Herramientas técnicas y decálogo del Ingeniero. Herramientas del Ingeniero: Psicológicas, Controles y registros, Conocimientos administrativos concretos, Conocimientos técnicos generales, Auxiliares gráficos, Auxiliares eléctricos-electrónicos. En el mantenimiento es muy valioso usar todos los sentidos para detectar anomalías o potenciales puntos de problema, si se sabe observar, escuchar, oler, degustar y palpar las instalaciones y equipos. Por ejemplo: -

La coloración que adquieren algunos componentes eléctricos indica su estado. El olor y el sabor del agua dicen mucho de sus características. El ruido de los motores indica su comportamiento. Con el tacto se capta la vibración de un equipo.

1.5.6 Biblioteca del Ingeniero de mantenimiento. Un ejecutivo o profesional vale tanto como la información que tenga y sepa manejar. A continuación se da una guía para la estructuración de la Biblioteca del Departamento de Ingeniería o mantenimiento de una empresa, en que se debe tener: -

Libros comerciales de editorial. Manuales. Reglamentos y normas. Apuntes. Manuales de operación de los equipos que se tienen. Catálogos comerciales. Revistas nacionales y extranjeras. Diccionarios. Láminas. Bitácoras. Historial de documentación de fallas.

En el Dpto. de mantenimiento debe haber no sólo información impresa, sino también: muestrarios de recubrimientos, muestrarios con piezas, etc.

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Una buena manera de trascender en el trabajo de mantenimiento es dejar registros o documentos del trabajo que sea el resultado de la experiencia diaria de la labor. Se debe documentar gráfica y literalmente en una bitácora. Cada falla o suceso documentado puede tener los siguientes capítulos: -

Antecedentes. Secuencia de hechos. Consecuencia del suceso. Acciones inmediatas. Análisis. Acciones mediatas. Retroinformación. Planeación futura. Anexos: fotografías, reportes, etc.

Es importante mencionar que este registro de fallas significativas debe hacerse llegar a los ejecutivos de la empresa y, de preferencia, recabar su firma de enterado.

Condición Normal

Condición Imprevista Condición fuera de control Toma de decisiones Acciones inmediatas

Solución temporal

Acciones mediatas

Solución permanente Solución al problema Nuevo flujo

Figura 1.2. Proceso de acción debida a la experiencia de trabajo.

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CAPÍTULO 2. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS TIPOS Y MODELOS DE MANTENIMIENTO.

2.1 Tipos de mantenimiento. Para que los trabajos de mantenimiento sean eficientes es necesario el control, la planeación del trabajo y la distribución correcta de la fuerza humana, logrando así que se reduzcan costos, tiempo de paro de los equipos de trabajo, etc. Para ejecutar lo anterior, tradicionalmente se han distinguido 6 tipos de mantenimiento, sujetos bajo la teoría de confiabilidad (Reliability) y que se diferencian entre sí por el carácter de las tareas que incluyen. Confiabilidad Según la Asociación Europea de Mantenimiento, confiabilidad es la capacidad de un ítem o unidad para realizar su función específica en condiciones y rendimiento especificados durante un período de tiempo determinado. En otras palabras, puede expresarse como la probabilidad de funcionar correctamente en las condiciones operativas de diseño durante un período de tiempo, que tiene un riesgo asociado a ello. Por ejemplo, el intervalo de “vida” elegido para el equipo (y por consiguiente la actividad de mantenimiento) puede no tener una fuerte base estadística y/o la estadística puede tener una gran desviación estándar desde el promedio, haciendo que la probabilidad de sobremantenimiento o submantenimiento sea alta.

Figura 2.1. Distribución estadística de la vida de los Rodamientos. Uno de los riesgos asociados con una estrategia estrictamente preventiva es aumentar la probabilidad de sobremantenimiento o submantenimiento. Analíticamente se define confiabilidad, R(t) cómo:

Rt  

ni t  nt 

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Siendo: -

R(t): Confiabilidad como función del tiempo. ni(t): Número de unidades que han cumplido su función satisfactoriamente. n(t): Número total de unidades.

Tipos de Mantenimiento 

MANTENIMIENTO CORRECTIVO O REACTIVO: Es el conjunto de tareas destinadas a corregir los defectos que se van presentando en los distintos equipos y que son comunicados al Dpto. de mantenimiento por los usuarios de los mismos.

La mayoría de las empresas están muy acostumbradas a este tipo de mantenimiento, por el desconocimiento que existe acerca de los tipos de mantenimiento existentes hoy en día. Se debe mencionar que un mantenimiento correctivo es recomendable, por sobre los otros tipos de mantenimiento, en las siguientes circunstancias: - En equipos de bajo costo y que no afecten a equipos mayores. - En maquinaria antigua. - Cuando el mantenimiento preventivo resulte costoso por la necesidad de un largo periodo de detención de la producción en cada intervención. - En equipos auxiliares que no comprometen la producción. En general el sistema de mantenimiento correctivo es de un elevado costo y se ve afectado principalmente por los siguientes factores: -

Disponibilidad de personal. Equipos y herramientas de mantenimiento. Suministro de repuestos. Discontinuidad del proceso productivo. Descentro en la organización del trabajo. Aumento de horas de sobre-tiempo de mantenimiento.



MANTENIMIENTO PREVENTIVO: Es el mantenimiento consistente en realizar ciertas reparaciones o cambios de componentes o piezas de la unidad, según intervalos de tiempo o bajo determinados criterios prefijados con el objeto de reducir la probabilidad de avería o pérdida de rendimiento de una unidad. Este mantenimiento siempre es programado o planificado.



MANTENIMIENTO PREDICTIVO: Es el que persigue conocer e informar permanentemente del estado y operatividad de las instalaciones mediante el conocimiento de los valores de determinadas variables, representativas de tal estado y operatividad. Para aplicar este mantenimiento, es necesario identificar variables físicas (temperatura, vibración, consumo de energía, etc.) cuya variación sea indicativa de problemas que puedan estar apareciendo en el equipo. Es el tipo de mantenimiento más tecnológico, pues requiere de medios técnicos avanzados, y de fuertes conocimientos matemáticos, físicos y específicos.

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METAS DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO Detectar cuando existe un problema y Vigilancia de Máquinas determinar cuan mala es la condición de la máquina. Determinar cuál es el problema específico que Diagnóstico de Fallas afecta a la máquina. Determinar cuánto tiempo más puede funcionar Pronóstico de vida la máquina sin riesgo una vez diagnosticada un problema en ella. 

MANTENIMIENTO PROACTIVO: Está basado en controlar (detectar y minimizar) las causas que son la base de las fallas de las máquinas. Su objetivo es maximizar la vida operativa de la unidad.



MANTENIMIENTO CERO HORAS (OVERHAUL): Es el conjunto de tareas cuyo objetivo es revisar los equipos a intervalos programados bien antes de que aparezca alguna falla; es cuando la confiabilidad del equipo ha disminuido apreciablemente de manera que resulta arriesgado hacer suposiciones sobre su capacidad productiva. Dicha revisión consiste en dejar el equipo a cero horas de funcionamiento, es decir, como si el equipo fuera nuevo. En estas revisiones se sustituyen o se reparan todos los elementos sometidos a desgaste. Se pretende asegurar, con gran probabilidad un tiempo de buen funcionamiento fijado de antemano.



MANTENIMIENTO EN USO: es el mantenimiento básico de un equipo realizado por los usuarios del mismo. Consiste en una serie de tareas elementales (tomas de datos, inspecciones visuales, limpieza, lubricación, reapriete de tornillos, etc.) para las que no es necesario una gran formación técnica, sino tal sólo un entrenamiento breve. Este tipo de mantenimiento es la base del TPM (Total Productive Maintenance, Mantenimiento Productivo Total).

En sí, esta división de tipos de mantenimiento presenta el inconveniente de que cada equipo necesita una mezcla de cada uno de estos, de manera que no se puede pensar en aplicar uno sólo de ellos a una máquina en particular. Así, a modo de ejemplo en un motor determinado, al referirse a su lubricación, se hace uso de un mantenimiento preventivo periódico; si lo requiere, al medir sus vibraciones o sus temperaturas, se ejecuta un mantenimiento predictivo; quizás al hacer una puesta a punto anual, se realiza una puesta a cero y al reparar las averías que vayan surgiendo se procede en un mantenimiento correctivo. La mezcla más idónea de estos tipos de mantenimiento se tendrán en base a las estrictas razones ligadas al costo de las pérdidas de producción en una parada de ese equipo, al costo de reparación, al impacto ambiental, a la seguridad y a la calidad del producto o servicio, entre otras.

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Figura 2.2. Componentes de un Chancador y sus tiempos de mantención. El inconveniente de la división anterior es el “no dar” una respuesta clara a la pregunta ¿Cuál es el mantenimiento que se debe aplicar a cada uno de los equipos que componen una Planta específica?. Para dar respuesta a esta pregunta, es conveniente definir el concepto de Modelo de Mantenimiento; es una mezcla de los anteriores tipos de mantenimiento en unas proporciones determinadas y que responde adecuadamente a las necesidades de un equipo concreto. Se puede pensar que cada equipo necesitará una mezcla distinta de los diferentes tipos de mantenimiento y tareas, de manera que los modelos de mantenimiento posibles serán tantos como equipos puedan existir. Se identifican cuatro modelos de estas mezclas, complementadas con otros dos tipos de tareas adicionales. 2.2 Modelos de mantenimiento. Cada uno de los modelos que se detallan a continuación incluyen varios de los tipos anteriores de mantenimiento, en la proporción que se indica. Además, todos ellos incluyen dos actividades: inspecciones visuales y lubricación. Esto es así porque está demostrado que la realización de estas dos tareas en cualquier equipo es rentable. Incluso en el modelo más sencillo (Modelo Correctivo), en el que prácticamente se abandona el equipo a su suerte y no se ocupa de él hasta que se produce una avería, por lo que es conveniente observarlo al menos una vez al mes y lubricarlo con productos adecuados a sus características.

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Las inspecciones visuales prácticamente no cuestan dinero, las cuales contribuyen a detectar fallas de manera precoz y su resolución generalmente será más barata cuanto antes se detecté el problema. La lubricación aunque si representa un costo (lubricante y la mano de obra de aplicación), en general es tan bajo que está plenamente justificado, ya que una avería por una falta de lubricación implicará siempre un gasto mayor que la aplicación del lubricante mismo. Al realizar este alcance se definen los modelos de mantenimiento: 2.1.1 Modelo Correctivo. Este modelo es el más básico e incluye, además de las inspecciones visuales y la lubricación mencionadas anteriormente, la reparación de averías que aparezcan. Es aplicable a equipos con el más bajo nivel de criticidad, cuyas fallas no suponen ningún problema, ni económico ni técnico. En este tipo de equipos no es rentable dedicar mayores recursos ni esfuerzos. 2.1.2 Modelo Condicional. Incluye las actividades del modelo anterior y además, la realización de una serie de pruebas o ensayos, que condicionarán una actuación posterior. Si tras las pruebas se descubre una anomalía, se programa una intervención; si por el contrario, todo es correcto, no se actúa sobre el equipo. Este modelo de mantenimiento es válido en aquellos equipos de poco uso o equipos que a pesar de ser importantes en el sistema productivo su probabilidad de fallo es baja. 2.1.3 Modelo Sistemático. Este modelo incluye un conjunto de tareas que se realizan sin importar cual es la condición del equipo; se incluyen además algunas mediciones y pruebas para decidir si realizar otras tareas de mayor envergadura y por último resolver las averías que surjan. Es un modelo de gran aplicación en equipos de disponibilidad media, de cierta importancia en el sistema productivo y cuyas averías causan algunos trastornos. Es importante señalar que un equipo sujeto a un modelo de mantenimiento sistemático no tiene por qué tener todas sus tareas con una periodicidad fija. Simplemente, un equipo con este modelo de mantenimiento puede tener tareas sistemáticas, que se realicen sin importar el tiempo que lleva funcionando o el estado de los elementos sobre los que se trabaja. Es la principal diferencia con los dos modelos anteriores, en los que para realizar una tarea debe presentarse algún síntoma de falla. Un ejemplo de equipo sujeto a este modelo de mantenimiento es un Reactor discontinuo, en el que las materias que deben reaccionar se introducen de una sola vez, tiene lugar la reacción y posteriormente se extrae el producto de la reacción, antes de realizar una nueva carga. Independientemente de que este reactor esté duplicado o no, cuando está en operación debe ser fiable, por lo que se justifica realizar una serie de tareas con independencia de que hayan presentado algún síntoma de falla. 2.1.4 Modelo de Mantenimiento de Alta Disponibilidad. Es el modelo más exigente y exhaustivo de todos. Se aplica en aquellos equipos que bajo ningún concepto pueden sufrir una avería o un mal funcionamiento. Son equipos a los que se exige,

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además, unos niveles de disponibilidad altísimos, por encima del 90%. La razón de un nivel tan alto de funcionamiento es en general el alto costo en producción que tiene una falla. Con una exigencia tan alta, no hay tiempo para el mantenimiento que requiera parada del equipo (correctivo, preventivo sistemático). Para mantener estos equipos es necesario emplear técnicas de mantenimiento predictivo, que permitan conocer el estado del equipo en marcha y a paradas programadas, que supondrán una revisión general completa, con una frecuencia generalmente anual o superior. En esta revisión se sustituyen, en general, todas aquellas piezas sometidas a desgaste o con probabilidad de falla a lo largo del año (piezas con una vida inferior a dos años). Estas revisiones se preparan con gran antelación, y no tiene porqué ser exactamente iguales año tras año. En este modelo no se incluye el mantenimiento correctivo, es decir, el objetivo que se busca en este equipo es CERO FALLAS. En general no hay tiempo para corregir convenientemente los problemas que ocurren, siendo conveniente en muchos casos realizar reparaciones rápidas provisionales que permitan mantener el equipo en marcha hasta la próxima revisión general. Por tanto, la Puesta a Cero anual debe incluir la resolución de todas aquellas reparaciones provisionales que hayan tenido que efectuarse a lo largo del año. Algunos ejemplos de este modelo de mantenimiento pueden ser los siguientes: -

-

Turbinas de producción de energía eléctrica. Hornos de elevada temperatura, en los que una intervención supone enfriar y volver a calentar el horno, con el consiguiente gasto energético y con las pérdidas de producción que trae asociado. Equipos rotativos que trabajan de forma continua. Depósitos reactores o tanques de reacción no duplicados, que sean la base de la producción y que deban mantenerse en funcionamiento el máximo número de horas posible.

2.1.5 Otras consideraciones. En el diseño del Plan de Mantenimiento, deben tenerse en cuenta dos consideraciones muy importantes que afectan a algunos equipos en particular. En primer lugar, algunas máquinas están sometidas a normativas legales que regulan su mantenimiento, obligando a que se realicen en ellas determinadas actividades con una periodicidad establecida. En segundo lugar, algunas de las actividades de mantenimiento no se pueden realizar con el equipo habitual de mantenimiento (sea propio o contratado) pues se requiere de conocimientos y/o medios específicos que sólo están en manos del fabricante, distribuidor o de un especialista en el equipo. Estos dos aspectos deben ser valorados cuando se trata de determinar el modelo de mantenimiento que se debe aplicar a un equipo. a. Mantenimiento Legal Algunos equipos están sometidos a normativas o a regulaciones por parte de la Administración. Sobre todo son aquellos que conllevan riesgos para las personas o para el entorno. Así se exige la realización de una serie de tareas, pruebas e inspecciones, e incluso algunas de ellas

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deben ser realizadas por empresas debidamente autorizadas para llevarlas a cabo. Estas tareas deben necesariamente incorporarse al Plan de Mantenimiento del equipo, sea cual sea el modelo que se decida aplicarle. Algunos de los conjuntos sometidos a este tipo de mantenimiento son los siguientes: -

Equipos y aparatos a presión. Instalaciones de Alta y Media Tensión. Torres de Refrigeración. Determinados medios de elevación, de cargas o de personas. Vehículos. Instalaciones contraincendios. Tanques de almacenamiento de determinados productos químicos.

b. Mantenimiento subcontratado a un especialista Cuando se habla de un especialista, se hace referencia a un individuo o empresa especializada en un equipo concreto. El especialista puede ser el fabricante del equipo, el servicio técnico del importador o una empresa que se ha especializado en un tipo concreto de intervenciones. Se debe recurrir al especialista cuando: -

No se tiene conocimientos suficientes. No se tiene los medios necesarios.

Si se dan estas circunstancias, algunas o todas las tareas de mantenimiento se deberán subcontratarlas a empresas especializadas. El mantenimiento subcontratado a un especialista es en general la alternativa más cara, pues la empresa que lo ofrece es consciente de que no compite. Los precios no son precios de mercado, sino precios de monopolio por lo general. Debe tratar de evitarse en la medida de lo posible, por el encarecimiento y por la dependencia externa que supone. La forma más razonable de evitarlo consiste en desarrollar un Plan de Formación que incluya entrenamiento específico en aquellos equipos de los que no se poseen conocimientos suficientes, adquiriendo además los medios técnicos necesarios.

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CAPÍTULO 3. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS ESTRATEGIAS Y TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO.

3.1 Estrategias de mantenimiento. Los departamentos de mantenimiento de las empresas deben planear estrategias tendientes a lograr el funcionamiento de los equipos en forma segura, económica y confiable. Esta es la premisa de cualquier actividad de ingeniería. El concepto de estrategia abarca el propósito general de la organización, por lo que requiere de muchas dimensiones para lograr una definición adecuada. Todas las dimensiones son significativas y pertinentes y, contribuyen a una mejor comprensión de las tareas estratégicas. Así combinándolas se puede proponer una definición más global de estrategia. Estrategia 1. Es un patrón de decisiones coherente, unificador e integrativo. 2. Determina y revela el propósito organizacional en términos de objetivos a largo plazo, programas de acción y prioridades en la asignación de recursos. 3. Intenta lograr una ventaja sostenible a largo plazo en cada uno de los negocios de la empresa, respondiendo adecuadamente ante las amenazas y oportunidades en el medio ambiente de la firma y las fortalezas y debilidades de la organización. 4. Abarca todos los niveles jerárquicos de la firma (corporativo, de negocios y funcional). Desde el punto de vista unificador antes presentado, la estrategia pasa a ser un marco conceptual fundamentalmente a través del cual una organización puede afirmar su continuidad vital, a la vez que facilita su adaptación a un medio cambiante. La esencia de la estrategia pasa a ser entonces la gestión deliberada de cambio hacia el logro de ventajas competitivas en todos los negocios en que interviene la firma y a garantizar la disponibilidad y eficacia requerida de las unidades, equipos e instalaciones, asegurando la duración de su vida útil y minimizando los costos de mantenimiento, dentro del marco de la seguridad y el medio ambiente. Para llevar a cabo cualquiera de los tipos de mantenimiento mencionados, modernamente se consideran cinco estrategias diferentes. Una combinación de estas puede ser la estrategia óptima para llevar a cabo un recomendable mantenimiento de una organización. 3.1.1 Mantenimiento programado. Las acciones llevadas a cabo mediante esta estrategia se realizan a intervalos regulares de tiempo o cuando los equipos se sacan de operación. Este tipo de actividad requiere sacar de funcionamiento el equipo y sólo puede ser bien planificada cuando la falla es dependiente del tiempo de operación. Eso no es lo común en plantas de procesos productivos. Las actividades que son siempre factibles de programar son la lubricación y la limpieza, que para llevarlas a cabo, los fabricantes de los equipos indican la frecuencia con que se requieren. Con esta información se puede establecer la programación correspondiente.

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3.1.2 Mantenimiento predictivo. El mantenimiento predictivo no es dependiente de la característica de la falla y es el más efectivo cuando el modo de falla es detectable por monitoreo de las condiciones de operación (en cualquier instante). Se lleva a cabo en forma calendaria y no implica poner fuera de operación los equipos.

Figura 3.1. Medición de vibraciones con equipo portátil. Entre las técnicas usadas en esta estrategia están las inspecciones, el chequeo de condiciones y el análisis de tendencias, cuyas metas se enfocan:    

Vigilancia de máquinas: detectar la presencia de un problema y establecer que tan mala es la condición de la máquina. Protección de máquinas: pretende evitar una falla catastrófica. Está asociada a la parada automática de la máquina. Diagnóstico de fallas: identificar cual es el problema específico que afecta a la máquina. Pronóstico de vida: estimar cuánto tiempo más puede trabajar la máquina sin riesgo, una vez diagnosticado un problema en ella.

3.1.3 Operar hasta la falla. Esta estrategia no requiere planes por adelantado o ninguna otra actividad más que la de asegurar que al momento de la falla se contará con los hombres, las herramientas y los repuestos necesarios para atender la emergencia en el menor tiempo posible. Desde todo punto de vista, esta es la estrategia menos deseable si se empleara como la única por seguir.

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3.1.4 Mantenimiento de oportunidad Esta es una manera efectiva de dar mantenimiento. Se hace uso de los tiempos de parada de los equipos por otras estrategias empleadas o por paradas en la operación de la planta (uso de los tiempos muertos). El esfuerzo desplegado en aplicar esta estrategia puede ser muy efectivo desde el punto de vista económico. 3.1.5 Rediseño por obsolescencia Esta es la mejor alternativa cuando las fallas son demasiado frecuentes y la reparación o los repuestos son muy costosos. Si se ejecuta bien, es una actividad de un solo tiempo; todas las demás son actividades repetitivas. 3.2 Técnicas de mantenimiento.

Figura 3.2. Evolución de las Técnicas de Mantenimiento. La alta confiabilidad, disponibilidad que requiere la empresa moderna ha integrado y balanceado las estrategias del mantenimiento con técnicas (Pericias o habilidades en un área o disciplina de la ciencia para hacer uso de un conjunto de procedimientos y recursos disponibles) modernas de administración, gestión y control, como son: 

Mantenimiento Autónomo / Mantenimiento Productivo Total (TPM).



Mantenimiento Centrado o Basado en la Confiabilidad (RCM o actualmente RCM2 - RBM).



Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional (MCO).



Productividad Total de Planta (TPP).



Mantenimiento Basado en el Riesgo (MBR).

22 

Asset Integrity.



Mantenimiento Centrado en Confiabilidad en Reversa (RCM-R o RCM 2).



Análisis Causa raíz (ACR).



Análisis de Criticidad (AC).



Optimización Costo Riesgo (OCR).



Inspección Basada en Riesgo (RBI - IBR).

En efecto los métodos para mejorar la confiabilidad (que ha tenido su evolución según se indica en la Figura 3.2) se podrían dividir en dos: 1. Métodos Proactivos: Buscan la mejora de la confiabilidad mediante la utilización de técnicas que permitan la paulatina eliminación de las fallas tanto crónicas como potenciales. Claros ejemplos son el Mantenimiento Productivo Total (TPM) y el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM). 2. Métodos Reactivos: Buscan de una manera rápida y eficaz la solución de problemas cotidianos y evitar repetición de eventos mayores. Actualmente su mejor exponente es el Análisis Causa Raíz. Se hará referencia de manera general de algunas de estas técnicas: 3.2.1 TPM. Mantenimiento Productivo Total. Es una filosofía de gestión de mantenimiento, que plantea que del tiempo total disponible (tiempo de calendario) sólo se aprovecha una pequeña parte, dado: -

Averías. Preparación y ajustes. Inactividades y paradas menores. Reducción de velocidad. Defectos en el proceso (mala calidad). Arranque de la máquina.

El TPM actúa para reducir estas 6 grandes pérdidas. Se originó y se desarrolló en Japón, por la necesidad de mejorar la gestión de mantenimiento para alcanzar la velocidad con la que se automatizaron y sofisticaron los procesos productivos. Inicialmente el alcance del TPM se limitó a los departamentos relacionados con los equipos, más tarde fueron involucrados los departamentos de administración y de apoyo (desarrollo y ventas).

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MISIÓN DEL TPM La misión del TPM es lograr que la empresa obtenga un rendimiento económico creciente, en un ambiente agradable como producto de la interacción del personal con los sistemas, equipos y herramientas como se ilustra en la Figura 3.3.

Figura 3.3. Misión del TPM. El objetivo del TPM es maximizar la efectividad total de los sistemas productivos por medio de la eliminación de sus perdidas por la participación de todos los empleados en pequeños grupos de actividades voluntarias. El TPM define pérdidas como: “Todo aquello que puede ser mejorado, por ejemplo si se tiene una eficacia de un 92%, existe todavía un 8% de pérdida que puede ser mejorado, en otras palabras una pérdida es una oportunidad de optimizar el proceso”. En este proceso la organización se establece en pequeños grupos de 5 a 6 personas máximo, donde existe un líder que es cabeza de un grupo y miembro del siguiente, por ejemplo, en empresas divididas regionalmente, existen jefes zonales que están a cargo de un gerente regional y éste a su vez, forma parte del grupo de gerentes regionales y estos conforman el grupo a cargo del presidente de la empresa (ver Figura 3.4).

Estructura de un grupo

Estructura de la Organización

Figura 3.4. Estructuras de un grupo y la Organización involucradas en la aplicación del TPM. BENEFICIOS Según la experiencia, en un año se recupera la inversión realizada al implementar este sistema y en cuatro el ahorro producido permite invertir los recursos en otros proyectos. Aunque

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estos resultados no se ven de la noche a la mañana y son el producto de un trabajo hecho día a día, llegar a la meta de “cero perdidas” es posible y una vez alcanzada hay que iniciar la búsqueda de otras pérdidas para eliminarlas, en otras palabras estos beneficios sólo se logran con el mejoramiento continuo. Cabe señalar que el implementar el TPM, contribuye a la reducción de los costos, a realizar las entregas a tiempo, a que el empleado trabaje con mayor seguridad y a elevar la moral del trabajador, ya que éste participa activamente en un trabajo en equipo y aporta con su creatividad. A modo de síntesis se presenta la siguiente tabla resumen:

Mantenimiento Productivo Total (TPM) Planteamiento:

Tiempo disponible sólo se aprovecha una pequeña parte

Objetivo:

Maximizar la efectividad de los sistemas

Procedimiento:

Disminuyendo perdidas Organización en grupos pequeños Reducción de los costos

Beneficios:

Mayor seguridad para el trabajador Eleva la moral del trabajador

3.2.2 RCM2. Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad. El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad o RCM2 (Reliability-centred Maintenance, RCM al cuál con el tiempo, se le incorporaron temas ambientales en el proceso de toma de decisiones, se clasificaron las formas en las cuales las funciones del equipo deberían ser definidas, se desarrollaron reglas más precisas para seleccionar labores de mantenimiento e intervalos de éstas y se incorporaron directamente criterios de riesgo cuantitativo en faenas de busca de fallas) se define como un proceso utilizado para determinar los requerimientos de mantención de los elementos físicos en su contexto operacional. Esto quiere decir: "Un proceso cuyo objetivo es determinar que debe hacerse para asegurar que un equipo continúe desempeñando las funciones deseadas, en su contexto operacional presente". La idea central es que los esfuerzos de mantención deben ser dirigidos a mantener la función que realizan los equipos, más que a los equipos mismos. Esto implica que no se debe buscar tener los equipos como si fueran nuevos, sino en condiciones para realizar bien su función, lo que significa que se debe conocer con precisión cada una de las funciones de los equipos y sobre todo las condiciones que las interrumpen o dificultan.

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El RCM2 se centra en la relación entre la organización y los elementos físicos que la componen, por lo cual el primer paso a seguir para su aplicación corresponde a saber que tipo de elementos físicos existen en la empresa y decidir cuales son los que deben estar sujetos al proceso de revisión. En la mayoría de los casos significa que se debe realizar un catastro de planta completo. En sí, el RCM2 realiza dos separaciones metodológicas. 

La primera de ellas corresponde a evaluar los requisitos de mantenimiento de cada elemento dentro de su contexto operacional. Esta actividad debe ser realizada por un grupo de revisión formado tanto por operarios como por mantenedores, cuya labor consiste en describir funciones y criterios de funcionamiento de los equipos de la planta sujetos a revisión.



La segunda parte consiste en determinar de que forma los equipos pueden dejar de realizar sus funciones, es decir, identificar como puede fallar cada elemento, definiendo una falla funcional como “la incapacidad de un elemento o componente de un equipo para satisfacer un estándar de funcionamiento deseado”. Esto asegurará que no se malgaste tiempo y esfuerzo tratando los síntomas en lugar de las causas.

Una vez identificado cada modo de falla, se analizan los efectos de dichas fallas, lo que permite decidir la importancia de cada una de éstas y el nivel de mantenimiento preventivo o la acción apropiada que sería necesaria. El proceso del RCM2 hasta este punto puede producir oportunidades sorprendentes de mejorar el funcionamiento, la seguridad y también de eliminar errores. Además mejora enormemente los niveles generales de comprensión acerca del funcionamiento de los equipos. Entre los beneficios que se pueden conseguir con la aplicación del RCM II, se pueden señalar: -

Mayor seguridad y protección del entorno. Mejores rendimientos operativos. Mayor contención de los costos de mantenimiento. Vida útil de los equipos más larga, debido al aumento del uso de técnicas de mantenimiento " de Inspección". - Mayor motivación de las personas en particular, especialmente el personal que está interviniendo en el proceso de revisión. Esto lleva a un mejor conocimiento general de la planta en su contexto operacional, junto con un reparto más amplio de los problemas de mantenimiento y de sus soluciones. También significa que las soluciones tienen mayores probabilidades de éxito. - Mejor trabajo de grupo, motivado por un planteamiento altamente estructurado a los análisis de los problemas del mantenimiento y a la toma de decisiones. Esto mejora la comunicación y la cooperación entre:  Los departamentos de producción u operación así como los de la función mantenimiento.  Los gerentes. jefes de departamento, técnicos y operarios.  Especialistas internos y externos.

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A modo de síntesis se presenta la siguiente tabla resumen:

Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM2) Planteamiento: Objetivo:

Procedimiento:

Se debe buscar tener los equipos en condiciones para realizar bien su función Determinar que debe hacerse para asegurar que un equipo continúe desempeñando las funciones deseadas. Evalúa los requisitos de mantenimiento de cada elemento. Determina de que forma los equipos pueden dejar de realizar sus funciones. Mayor vida útil de los equipos, debido al aumento del uso de técnicas de

Beneficios:

mantenimiento " De Inspección". Mayor motivación de las personas en particular Mejor trabajo de grupo, estructurado en la comunicación y la cooperación

3.2.3 MCO. Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional. Desarrollada en U.K. (Inglaterra) con la intención de agrupar las mejores practicas de mantenimiento y operaciones con una orientación al negocio. Reconoce las limitaciones que el mantenimiento como función tiene para lograr una confiabilidad adecuada de las instalaciones.

Figura 3.5. Ilustración de la Confiabilidad Operacional. Para mejorar los 4 sectores nombrados en la figura anterior, el MCO divide las técnicas de mejoramiento:

27 

Diagnóstico. Aquí mediante uso de técnicas asociadas al manejo de riesgo se cuantifican las oportunidades a corto plazo (reactivas) y mediano largo plazo (proactivas). Como resultado se obtiene una jerarquía de implementación. Acá se hace uso de herramientas de análisis de criticidad y de oportunidades perdidas (a modo de ejemplo), estas permiten establecer las oportunidades de mejoramiento y que herramientas de control podrían usarse para capitalizar las oportunidades halladas.



Control. Aquí se usa el RCM+ (que combina algunas ventajas del TPM con el RCM2) como técnica proactiva y el ACR como técnica reactiva, también se puede hacer uso del IBR para equipos estáticos. Como resultado se obtienen una serie de tareas de mantenimiento, operaciones, rediseño a ejecutar para mejorar el desempeño. Estas técnicas de control por lo general son técnicas del tipo cualitativo y basadas en reglas fijas para la toma de decisión (por ejemplo: diagramas lógicos).



Optimización. Aquí mediante el uso de herramientas avanzadas de cálculo costo-riesgo se hallan los intervalos óptimos de mantenimiento, paradas de planta, inspecciones, etc.

Se trata de técnicas del tipo numérico e involucran el modelado de los equipos y/o sistemas. Los resultados de implementar estas herramientas de esta manera son impresionantes en diversas industrias, logrando en algunos casos incluso la transformación de las empresas llevándolas a la implementación de Gerencia de Activos (Asset Management) Grandes resultados se han encontrado en Centrales Eléctricas con la implantación del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad y con el Análisis Causa Raíz. Un requisito que no debe dejarse de cumplir es el establecimiento previo de prioridades antes de la ejecución de ambas técnicas (simultaneas). Se han desarrollado herramientas como el análisis de criticidad y el análisis de oportunidades perdidas que pueden resolver dicha inquietud eficazmente. Por otra parte normalmente ambas técnicas generarán soluciones que podrían ser agrupadas en: 

Cambios de diseño.



Tareas preventivas.



Tareas de Inspección (Detección y Predicción).



Tareas correctivas.

La respuesta a cuando ejecutar dichas tareas no es simple y en muchos casos no puede ser fijadas periódicamente. Grandes beneficios económicos han sido reportados con el uso de software, que pueden calcular el punto de ejecución con menor costo-riesgo posible para las tareas anteriores. Aplicación del MCO. El MCO se usa ampliamente en los casos relacionados con:

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-

Elaboración de los planes y programas de mantenimiento e inspección de equipos en instalaciones industriales. Solución de problemas recurrentes en los activos fijos que afectan los costos y la efectividad de las operaciones. Determinación de las tareas que permitan minimizar riesgos en los procesos, equipos e instalaciones y medio ambiente. Establecer procedimientos operacionales y prácticas de trabajo seguro. Determinar el alcance y frecuencia óptima de paradas de plantas.

3.2.4 ACR. Análisis Causa Raíz. Técnica poderosa que permite la solución de problemas, con enfoque a corto y mediano plazo. Usa técnicas de investigación bastante exhaustivas, con la intención de eliminar las causas de los problemas/fallas. Su valor no sólo reside en la eliminación de grandes eventos, sino en la eliminación de los eventos crónicos, que tienden a gastar los recursos de mantenimiento. Al eliminar paulatinamente los problemas crónicos y pequeños, este genera tiempo para análisis más profundos (RCM, por ejemplo). La Figura 3.6 muestra las relaciones que unen los diferentes factores que son generados de falla.

Figura 3.6. Las relaciones a considerar en un análisis causa raíz. Del análisis causa raíz se pueden resaltar los siguientes puntos: -

Reconoce las fallas como oportunidades de negocio. Posee un nuevo enfoque en el error humano. Es una metodología sistemática basada en grupos multidisciplinarios. Reconoce tres tipos de causa de falla: física, humana y latente.

La tabla siguiente muestra una lista de valoraciones (1 a 10) hechas en una planta de generación venezolana durante una sesión de capacitación en ACR, mostrando una jerarquía con la cual se analizarán los problemas.

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Nº 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Falla Fallas en el sistema de aceite de control (T-6, T-3) Fugas de agua por radiador (Todas) Vibración en cardán del Ventilador principal (T-3, T-4 y T-8) Fallas en líneas de transmisión de 115 [kV] Bote de carga (T-2 y T-4) Termocuplas dañadas (T-7) Filtros tapados en el sistema hidráulico (Todas) Operación en el interruptor circuito unión Disparo por falsa alarma de fuego (T-2, T-3 y T-8)

Valor 1 7 3 8 4 9 5 10 6

Usando este proceso disciplinado se genera una técnica de mantenimiento de mucha calidad, que requiere tomar el tiempo necesario, esfuerzo de análisis y riesgo de equivocación con la meta de poder implementar recomendaciones para que no se repita un evento indeseable. La función del ingeniero será simplemente la de determinar científicamente CÓMO ocurrió el evento. Esto significa en una serie de causas-efectos que sucedieron hasta llegar a un evento no deseable. Su papel es el de probar que cada hipótesis, sucedió o no sucedió. El papel de determinar el ¿Por qué? recae en los analistas, en especificar por qué la persona o personas tomaron decisiones o efectuaron acciones que resultaron en un problema o falla, en base a tecnologías, por ejemplo: monitoreo de vibración, imágenes térmicas infrarrojas, análisis de esfuerzos, análisis de aceite, etc. para probar o eliminar las hipótesis.

Figura 3.7. Árbol Lógico disciplinado ACR.

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Aplicación del ACR. El ACR se aplica generalmente en problemas puntuales para equipos críticos dentro de un proceso o cuando existe la presencia de fallas repetitivas, por lo tanto se recomienda cuando: -

-

-

Se requiera el análisis de las fallas crónicas (repetitivas) que se presentan continuamente, tales como fallas de equipos comunes. Se presentan fallas esporádicas (una vez), en procesos críticos, tales como paradas de emergencia, incendios, explosiones, muertes, lesiones importantes o fallas graves poco frecuentes en los equipos. Es necesario un análisis del proceso de diseño de nuevos equipos, de aplicación de procedimientos operativos y de supervisión de actividades de mantenimiento. Son comunes aspectos operativos tales como el congestionamiento, interrupción de las operaciones, aumento del consumo de energía, corridas más largas, defectos de calidad e incidentes ambientales. Es necesario identificar las deficiencias en los programas de entrenamiento y procedimientos operativos. Se tiene la necesidad de analizar diferencias organizacionales y programáticas.

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CAPÍTULO 4. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS HERRAMIENTAS DE MANTENIMIENTO.

Las personas responsables del mantenimiento deben tener a su alcance varios elementos antes de iniciar y desarrollar un óptimo programa de trabajo, que dependiendo del tipo, estrategia y técnica de mantenimiento, se debe contar con sistemas computarizado y técnicas de monitoreo de condiciones de las maquinarias. 4.1 Uso de la computación. Si bien no es un requisito indispensable para lograr una buena gestión de mantenimiento, su implementación facilita y simplifica en grado tal que se considera muy recomendable en el área de mantenimiento de cualquier organización. Para su adopción, las características básicas tienen que ser las siguientes:    

Facilitar la actualización periódica y sencilla de sus datos e informaciones. Estar operando tantas horas diarias como funciona la planta industrial. Preserve la integración con otros sistemas informáticos que operen en otros departamentos de la empresa. Disponer de una estructura modular y flexible para facilitar su implementación y responder a las necesidades particulares de la empresa.

Se ilustrarán algunas soluciones aportadas por herramientas de computación, bastante avanzadas que están permitiendo resolver algunas de las grandes inquietudes del mantenimiento actual. 4.1.1 Cuando hacer tareas de mantenimiento. Las razones para hacer cualquier tarea de mantenimiento debe ser establecido por la planificación/programación de mantención, pero existen tres preguntas a responder: 1. ¿Cuánto obtengo por las actividades a realizar? 2. ¿Cuánto pierdo (o se puede perder) por no hacerlas? 3. ¿Cuándo hacer las mismas para obtener el menor costo/riesgo (máximo beneficio)? Por medio de herramientas de computación, se puede evaluar, por ejemplo, desde cuando hacer una parada de Planta, hasta cuando cambiar filtros de aire de entrada a los generadores de gas. Esto se logra evaluando: patrones de falla (probabilidades de ocurrencia), disminución de producción, aumento de costos de operación, costos de reparación, costos de las tareas a evaluar y ciclo de vida de los equipos relacionados a los intervalos de ejecución de mantenimiento, pudiendo relacionar todos estos patrones y así, usar el ciclo de menor costo/riesgo posible, también se pueden evaluar factores como el brillo y el cumplimiento de regulaciones ambientales y de seguridad.

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Figura 4.1. Pantalla en terminal de computadora, con la información de la condición de la máquina y señalamiento visual a través de códigos de colores. 4.1.2 Inspección Basada en Riesgo. Un capitulo especial se abre con esta técnica, que establece patrones de inspección de equipos estáticos (calderas, líneas de transmisión, etc.) en función de su riesgo asociado. Nuevas aproximaciones permiten usar softwares para tomar en cuenta también el estado actual del equipo, lo que desencadena una continua optimización por costo/riesgo y no una frecuencia de inspección fija. Los reportes económicos han sido cuantiosos, además de los beneficios por disponibilidad y producción. También es posible optimizar con este tipo de técnicas y herramientas la frecuencia de búsqueda de fallas ocultas (pesquisa de fallas, mantenimiento detectivo), dejándose de usar entonces “formulas mágicas” que no generan una frecuencia óptima por costo/riesgo, pudiéndose simular factores como probabilidad de éxito de la prueba y probabilidad de destrucción del equipo probado.

Figura 4.2. Inspección termográfica en sistemas eléctricos (detecta componentes defectuosos basándose en la elevación de la temperatura como consecuencia de un aumento anormal de su resistencia ohmica).

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4.1.3 Materiales y respuestos. Los elevados costos de tener partes de repuestos y a su vez el elevado costo de enfrentar fallas sin su tenencia, ha hecho de la pregunta ¿Cuántos debo tener? Un gran problema, que con la tecnología más reciente, este se ha convertido en una gran oportunidad. Pues ya se tiene el conocimiento para usar el computador para simular los patrones de fallas y las consecuencias de no poseer repuestos y materiales para su reparación, optimizando el número de partes a tener en función de: costos de la partes (tomando en cuenta la inflación, impuestos, patrones de falla, tiempos de entrega, costos de almacén, etc.) y consecuencias de las fallas. Esto permite optimizar el número de repuestos y evaluar empresas suplidoras.

Figura 4.3. Aplicación de la Fractomecánica y el análisis por medio de elementos finitos. 4.1.4 Paradas de Planta. Las razones para hacer una parada de Planta obedecen a cualquier combinación de las razones para hacer mantenimiento nombradas anteriormente. Una pequeña desviación de un mes en la frecuencia óptima para hacer una parada de Planta puede tener efectos de millones de dólares, los mismos efectos los tiene la planificación y programación de las actividades a ejecutar durante las paradas. Se trata de un campo donde los beneficios a obtener son cuantiosos. Se pueden simular los efectos económicos del agrupado de tareas, ejecución de tareas, selección de intervalos, etc. para seleccionar programas y frecuencias óptimas. Computación de avanzada se requiere para hacer un seguimiento y optimización continua de la parada día por día.

Figura 4.4. Pantalla en HTML con información de la condición de una maquina crítica.

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4.2 Técnicas de monitoreo de condiciones. La facilidad de hacer mediciones es el principal criterio que influencia la técnica para el monitoreo de condiciones. Las técnicas de medición que requieren detener la máquina para efectuar las mediciones se llaman métodos invasivos (off load) y aquellos métodos que no requieren la parada de la máquina se llaman no invasivos (on load). De aquí, que el éxito de un sistema de vigilancia de máquinas vaya asociado con la correcta elección de las variables a controlar y de los valores de alerta y peligro. Naturalmente y recomendablemente, se escogerán como técnicas aquellas que no requieran detener la operación de los equipos medidos.

Variable Ai: - Vibración Global. - Amplitud y fase de componentes. - Tamaños de partículas. - Temperatura. - Etc.

Figura 4.5. Vigilancia de máquinas. La vigilancia de máquinas usa de diferentes técnicas, las cuales cuando se usan combinadas pueden predecir la mayoría de los problemas mecánicos, eléctricos, aero o hidrodinámicos encontrados en las plantas industriales. En la tabla siguiente se indican las técnicas más utilizadas para la vigilancia de las máquinas. Técnicas más utilizadas en la vigilancia de las máquinas Técnica Aplicación Análisis periódico de vibraciones Todos los equipos rotatorios Análisis de vibraciones en línea Equipos rotatorios críticos Análisis de aceite y de partículas de Equipos críticos y de baja velocidad desgaste Componentes eléctricos, aislamientos Termografía térmicos Análisis del estator de motores y ensayo de Degradación del estator del motor, pulsaciones eléctricas degradación del aislamiento Análisis espectral de la corriente de un Estado de las barras del rotor, excentricidad motor Fugas de fluidos a presión, fugas de vacío, Análisis del sonido ultrasónico ambiental trampas de vapor, válvulas, condensadores

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Pulsos de eco ultrasónico Parámetros del proceso

Espesores de estanque y cañerías Degradación mecánica o del proceso, corrosión de paredes, hornos, calderas

Para estructurar un programa de vigilancia de máquinas se debe seleccionar las fallas que se desean controlar en cada máquina específica y determinar entonces que síntomas monitorear para detectarlas en la forma más incipiente y segura posible. En muchas industrias aún se usa, erróneamente, el procedimiento inverso, es decir, se compra un sistema de vigilancia y después se interioriza de los síntomas que es capaz de monitorear. A continuación se detallan las técnicas más comunes de monitoreo de condiciones. 4.2.1 Los sentidos humanos. Tocar, ver, oler y oír son actividades generalmente olvidadas cuando se escribe la lista de los métodos para monitorear condiciones de operación. Posiblemente esto ocurre porque estos sentidos siempre están presentes en nuestras acciones. Es muy frecuente, en mantenimiento, que una apreciación subjetiva, usando nuestros sentidos, inicie un análisis objetivo y exhaustivo de un problema. El decir “No se ve muy bien” es, entonces, muy importante. Esta ventaja del cuerpo humano se refleja en la gran variedad de parámetros que puede detectar: ruido, vibración, temperatura, luz y olores. 4.2.2 Técnicas ópticas. Ya se ha mencionado el uso de la visión. Existe una amplia gama de técnicas que amplían la potencia del ojo humano. Se puede obtener amplificación extra con el uso de lupas o de otros instrumentos ópticos. A veces el objeto que se quiere inspeccionar no se encuentra accesible, por lo que se requiere equipo especializado para alcanzarlo. Otras veces, el objeto no está quieto o se encuentra viajando a baja velocidad, por lo que es necesario utilizar técnicas para simular que está detenido. a. Amplificación La amplificación puede lograrse mediante el uso de lupas o de microscopios de baja potencia. Existe una gran variedad de pequeños microscopios de mano que pueden ser muy valiosos para inspecciones in situ de deterioro de superficies o de análisis de virutas en los aceites. Se pueden usar también cámaras de video o de fotografía en los equipos de laboratorio para almacenar los resultados. b. Accesibilidad limitada A menudo el objeto que va a ser inspeccionado se encuentra dentro de la máquina. Para evitar este inconveniente se tienen varias técnicas: • Sondas, que son fuentes de luz flexibles y que pueden usarse en conjunto con espejos y varillas. • Baroscopios, que son objetos especialmente diseñados para el trabajo de inspección. Consisten en un líquido o una fibra óptica con los que se ilumina y visualiza el objeto por inspeccionar. Pueden

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ser rígidos o flexibles y tener diferentes opciones de cabezas de inspección. Además, pueden tener amplificación incorporada.

Figura 4.6. Uso de un baroscopio de fibra óptica. 4.2.3 Técnicas térmicas. La técnica de monitoreo por calor se puede emplear para medir fluidos en un sistema o para superficies de componentes mecánicos como las cajas de rodamientos o muñoneras. Para la medición de condiciones térmicas, se utilizan dos tipos de sensores: a. Sensores de contacto. Los sensores de contacto son aquellos que toman la temperatura del cuerpo con el cual están en contacto y luego la transmiten como si fuera la suya propia. La precisión y el tiempo de respuesta se ven afectados por los mecanismos de sujeción. Un buen contacto térmico es esencial para su funcionamiento. El tiempo de respuesta se ve afectado por la inercia térmica, por lo que las temperaturas que varían muy rápidamente se deben medir con sensores pequeños (bajo volumen). Algunos tipos de sensores son los siguientes: • De expansión líquida como alcohol o mercurio en vidrio. • De expansión bimetálica, que son muy robustos pero inconvenientes para medir temperaturas en superficies. • Pinturas, crayones y perdigones conforman un método simple de medición en superficies al cambiar de color o forma con la temperatura. • Termocuplas. Son los dispositivos más pequeños y adaptables usados en detección térmica. Pueden ser usados con pequeños medidores portátiles, pero tienen el inconveniente de que no puede repetirse la medición por su pobre superficie de contacto.

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b. Sensores sin contacto. La energía radiante desde un cuerpo varía con la temperatura absoluta del cuerpo y la emisión de la superficie de radiación de acuerdo con la ley de Steffan - Boltzmann. Esto permite deducir la temperatura de la superficie a partir de la energía radiante sin estar en contacto con ella. Para esto, se usan dos tipos de instrumentos: • Pirómetros de radiación, los cuales se pueden seleccionar en una amplia gama de temperaturas; por ejemplo, 0 [°C] y 2.500 [°C]. • Cámaras infrarrojas de rastreo, que despliegan la temperatura del cuerpo en forma directa.

Figura 4.7. Termografía infrarroja que indica falta de aislamiento. 4.2.4 Técnicas de vibraciones. La medición de vibraciones ha demostrado ser una técnica muy versátil y se han desarrollado muchas formas de utilizarla para determinar las condiciones de la maquinaria. Su éxito depende de que sea un método muy preciso, simple de aplicar y no invasivo. Medición global. La técnica más simple utiliza la medición global de vibraciones con aceleración, velocidad y desplazamiento. Este método cuantifica la cantidad de vibración y la compara con normas preestablecidas, aceptadas y sus niveles correspondientes de alarma, según se requiera.

Figura 4.8. Analizador de vibraciones que colecta y analiza datos.

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Las medidas de aceleración son particularmente sensitivas a las altas frecuencias, por lo que son muy útiles para detectar fallas en rodamientos o en engranajes de cajas de reducción de velocidad y evitar fundamentalmente daños por fuerzas de inercia. Las medidas de velocidad son muy útiles para la detección de fallas, tales como desbalance, desalineamientos y apoyos flojos y evitar efectos de fatiga en los materiales. El desplazamiento se utiliza para vibraciones de baja frecuencia y se utiliza en equipos de baja velocidad y para evitar problemas de esfuerzos (acotados al esfuerzo de fluencia y ruptura del material). Las mediciones globales dan un grado de diagnóstico bueno, pero no son lo suficientemente específicas en la mayor parte de los problemas. Detección de fallas en rodamientos. La vida de los rodamientos es aleatoria dentro de ciertos límites. Esto le provoca al ingeniero de mantenimiento un problema que puede resolver con determinada frecuencia de reemplazo. La aplicación de los métodos de medición de vibraciones para indicar daños en los rodamientos ha tenido un gran desarrollo. Estos métodos se concentran en la vibración de alta frecuencia que los elementos rodantes producen dentro del rodamiento. La falla en los rodamientos generalmente comienza con la formación de defectos en la superficie. Este golpeteo con los defectos produce residuos abrasivos que provocan desgaste interno en el rodamiento. Los impactos causados por los elementos rotatorios que colisionan con estos defectos producen vibración de muy alta frecuencia entre el rodamiento y su caja. Se ha probado que el daño en los rodamientos puede detectarse en una etapa temprana, con lo que se evitan paradas inesperadas. Los métodos desarrollados incluyen: • Análisis de envolvente. La compleja señal de salida por rodamiento de bolas dañado se acondiciona y luego se filtra para eliminar cualquier dato de vibración no deseado. El espectro resultante da una indicación bien clara de los problemas del rodamiento. • “SOC pulse”. Los impactos causados por daño en los roles producen impulso de choque. Estos impulsos se detectan usando un transductor que se sintoniza a 32 kHz. La baja frecuencia proveniente de otras fuentes es, desde luego, filtrada. • “Spike energy”. La señal de daño es medida en unidades “g” y es filtrada entre 5 y 50 kHz. La salida da una indicación de la condición de los rodamientos. • “Kurtosis”. Es un método estadístico para obtener la condición de los roles, basado en la comparación entre la vibración elevada a la cuarta potencia y la vibración a la segunda potencia, ambas como su promedio. Análisis de espectro. Las ventajas de los circuitos de estado sólido han permitido el desarrollo de analizadores de vibraciones pequeños y portátiles. El análisis que estos aparatos llevan a cabo muestra la frecuencia y la magnitud para dar una señal completa.

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Los analizadores de vibraciones pueden usarse para diagnosticar muchos tipos de defectos en la maquinaria. Su aplicación permite diferenciar entre los diferentes modos de falla junto con los indicadores más adecuados para detectarlos. Un sistema de vigilancia que permita detectar estos problemas tendrá que tener la capacidad de monitorear los síntomas indicados en algunas de las fallas que se pueden vigilar en una bomba centrífuga, que a modo de ejemplo se indica en la siguiente tabla: Algunos modos de falla en bombas centrífugas e indicadores vibratorios usados para detectarlos. Problemas Síntomas Amplitud y fase de la componente Desbalanceamiento vibratoria a la velocidad del eje 1x RPM Amplitud y fase de la componentes Desalineamiento vibratorias a 1x, 2x y 3x RPM Energía vibratoria no sincrónica, impulsos Picaduras de Rodamientos de choque, “Spikes” de energía. Amplitud y modulación de la componente Impulsor excéntrico vibratoria de frecuencias igual al paso de los álabes Amplitud y fase de la componentes Eje agrietado vibratorias a 1x y 2x RPM Energía vibratoria no sincrónica, impulso de Cavitación choque Amplitudes de las componentes vibratorias Pulsaciones de presión a 1x RPM y a la frecuencia de paso de los álabes Amplitud y fase de los armónicos de la Solturas mecánicas velocidad de rotación Amplitud y fase de la componente Hambruna de la bomba (Starvation) vibratoria a 1x RPM Cómo puede verse en la tabla anterior, el análisis de vibraciones es una herramienta muy poderosa en la detección de fallas. Diagnóstico de Fallas Cuando se produce un problema en una máquina, alguno de los indicadores utilizados en su vigilancia cambia de valor. El paso siguiente es poder diagnosticar cuál es la falla específica que se ha generado. A diferencia de las técnicas de vigilancia de máquinas, las cuales una vez definidas funcionan automáticamente, el uso de las técnicas de diagnóstico requiere experiencia del usuario. Para ilustrar la situación, si el sistema de vigilancia de la máquina detecta un cambio en la amplitud de la componente a 1x RPM, este síntoma puede tener su origen en numerosos problemas: Desbalanceamiento, desalineamiento, solturas mecánicas, eje agrietado, pulsaciones de presión, resonancia, etc. Para poder discernir cuál es el problema específico, es necesario utilizar en conjunto con otras técnicas de diagnóstico como las indicadas en la siguiente tabla:

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Técnicas de diagnóstico más usadas en máquinas rotatorias Técnicas de diagnóstico Principales aplicaciones EN EL ESTADO ESTACIONARIO Análisis espectral Punto de partida del diagnóstico. Análisis de la forma de onda Diagnóstico de transientes e impactos. Discriminar entre desbalanceamiento, Análisis de fase desalineamiento, distorsión carcasa, etc. Análisis de la posición del eje en el Confirmar desalineamiento, eje agrietado. descanso Diagnosticar desgaste del descanso. Análisis de la órbita del centro del eje en el Diagnosticar precargas sobre el eje, giro del descanso eje hacia delante o hacia atrás. Análisis de modulaciones de amplitud y Determinar causa que genera algunas fase vibraciones. Análisis espectral de la presión de descarga Discriminar si el problema es de origen en Turbomáquinas mecánico, o hidro o aerodinámico. Confirmar problemas de barras rotas o Análisis espectral de la corriente en motores excentricidad. Discriminar si el origen de las vibraciones es por problema mecánico o por trabajar Análisis de las variables de operación lejos de las condiciones de operación normal. EN EL ESTADO TRANSIENTE Análisis a diferentes velocidades de Determinar resonancias, cambios de rigidez rotación (partidas/paradas) de la máquina, ejes agrietados. Determinar desbalanceo magnético en Análisis a diferentes cargas generadores, rotores excéntricos. La importancia de un diagnóstico de falla acertado es vital en el caso de máquinas críticas, donde los costos por pérdida de producción hacen que la detención de una de estas máquinas para su inspección resulte prohibitiva económicamente. Pronóstico de esperanza de vida. Para estimar cuánto tiempo puede funcionar una máquina sin riesgo para ella, una vez detectado un problema, se utilizan dos métodos:  

Método en base al análisis estadístico de datos. Una vez detectado un problema a través del aumento de una magnitud Ai, Figura 4.5, se proyecta en base a esa tendencia de cambio, el tiempo en que alcanzará el valor de peligro. Método en base a la física de cada problema en particular. Este método se ilustra en el caso de los Rodamientos (cuando existen fallas por picadura o fatiga superficial, pasando por etapas de falla).

El primer método es el más utilizado, debido a que es el que viene implementado en los programas comerciales de manejos de datos. Sin embargo, de acuerdo a la extensa experiencia de los especialistas, estos programas no son confiables. Normalmente las tendencias no siguen patrones

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preestablecidos. De aquí, que debe privilegiarse en máquinas importantes el segundo método, aunque éste requiere conocimientos de cómo se generan y evolucionan las fallas. 4.2.5 Monitoreo y análisis de aceite (lubricantes). Las funciones de los lubricantes son:      

Controlar la fricción. Controlar el desgaste. Controlar la corrosión. Controlar la temperatura. Controlar la contaminación. Transmitir potencia, en el caso de circuitos hidráulicos.

El aceite transporta y contiene toda la información acerca de los contaminantes y partículas de desgaste. El análisis de aceite es una técnica simple, que realizando medidas de algunas propiedades físicas y químicas proporciona información con respecto a:   

La salud del lubricante. Contaminación del lubricante. Desgaste de la maquinaria.

El análisis de aceite no sólo va a permitir monitorear el estado de desgaste de los equipos, detectar fallas incipientes, sino también establecer un Programa de Lubricación basado en la condición. Los fabricantes de equipos recomiendan Planes de Mantenimiento que incluyen cambios de lubricantes a intervalos fijos, llevando a un costoso sobremantenimiento, pues sustituye lubricantes todavía aptos para el uso. Los análisis físico-químicos proporcionan la información relativa a la calidad del aceite, indicando sus condiciones (mecánicas y eléctricas, por ejemplo), así como una proyección de los efectos que la condición del aceite pueda aportar al proceso de lubricación. Los análisis físico-químicos se componen de un grupo de pruebas o estaciones de prueba procesadas bajo estándares y métodos reconocidos internacionalmente (ANSI, DOBLE, ASTM, ICE, CIGRE, etc.) que proporcionan la información óptima (técnica y económica) necesaria para determinar la calidad del aceite. Las pruebas que forman los Análisis son las siguientes:        

Color. Rigidez Dieléctrica. Tensión Interfacial. De Acidez. Gravedad Específica. Aspecto Visual. Sedimentos. Contenido de Humedad y determinación de % Humedad/Base Seca.

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Cada prueba tiene su importancia individual, así como la combinación de los resultados de las mismas y la calidad en el desarrollo de cada una es determinante para el diagnostico de:    

Cromatografía de gases disueltos en el aceite. Análisis de contenido de PCB´s. Prueba de rigidez dieléctrica al aceite. Proceso de filtrado y desgasificado.

Así el control de contaminación de los aceites es enfocado a la vigilancia de la principal causa de desgaste y falla de los equipos, debiéndose evitar que los contaminantes ingresen al sistema. El objetivo de limpieza afecta desde la recepción, almacenaje y manipulación de los lubricantes nuevos, la limpieza de los respiraderos, la correcta selección y frecuencia de cambio de filtros. A continuación se detallan las principales consecuencias sobre la superficie metálica, según el tipo de contaminante.

Los aceites sufren un mecanismo de envejecimiento natural que va alterando sus propiedades físicas: la densidad, la viscosidad, y las propiedades químicas, que disminuyen su vida útil, a través de los siguientes mecanismos:    

Oxidación. Polimerización. Ruptura. Evaporación.

Al disminuir la contaminación con agua, con aire, con partículas, con calor, no sólo se estará disminuyendo el desgaste de la maquinaria, sino también extendiendo la vida útil del aceite.

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4.2.6 Monitoreo de la corrosión. Los procedimientos convencionales de monitoreo de la corrosión se basan en la detección de la pérdida de peso, la medición de resistencia eléctrica y la polinización lineal. Para detectar la corrosión, se siguen numerosos métodos, entre ellos, inspección visual, ultrasonido, radiografía, inducción magnética y medición de corrientes parásitas.

Figura 4.9. Aplicación del ultrasonido en el monitoreo de la corrosión. 4.2.7 Monitoreo de corriente. La corriente de los motores eléctricos puede medirse utilizando muchos métodos muy conocidos. Entre estos métodos están los siguientes: • Graficación de la variación continua de la corriente con el tiempo. • Graficación de picos de corriente.

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CAPÍTULO 5. PRINCIPALES SISTEMAS ACTUALES DE MANTENIMIENTO. ESTRATEGIAS Y HERRAMIENTAS APLICADAS EN ESTOS SISTEMAS.

¿Dónde estamos el día de hoy en mantenimiento? En 1991 se hizo una medición internacional del mantenimiento en la mayoría de plantas industriales. Encontraron que los tipos de mantenimiento reactivo, preventivo, predictivo y proactivo estaban en uso en unos porcentajes que señalan a continuación: -

Más de la mitad de horas de mantenimiento se usan en el modo reactivo, realizando reparaciones de emergencia, no programadas. Menos del 10% de las horas se usan en mantenimiento preventivo. Menos del 40% del mantenimiento es predictivo. Muy poco tiempo se usa en técnicas proactivas.

Esos números demuestra que, cómo decía Thomás Edison cuando inventó el fonógrafo, "apenas hemos rascado la superficie", llevando prácticas de mantenimiento en el siglo XX. Las estrictas normas de calidad certificada que se deben cumplir, así como la intensa presión competitiva entre industrias del mismo rubro para mantenerse en el mercado nacional e internacional, ha estado forzando a los responsables del mantenimiento en las plantas industriales a implementar los cambios que se requieren para pasar de ser un departamento que realiza reparaciones y cambia piezas y/o máquinas completas, a una unidad de alto nivel que contribuye de gran manera en asegurar los niveles de producción. Es por tanto necesario hacer notar que la actividad de “mantener”, si es llevada a cabo de la mejor manera, puede generar un mejor producto, lo que significa producción de mejor calidad, en mayor cantidad y con costos más bajos. Así tiene sentido que un programa moderno de mantenimiento de máquinas incluya elementos de cualquiera de los modelos y tipos de mantenimiento con las respectivas estrategias y herramientas de mantención, cómo son: 5.1 Mantenimiento Predictivo - Proactivo. Es indudable que el aumento de la vida operativa de la máquina a través de una estrategia de mantenimiento predictivo (búsqueda de detección temprana de fallas en máquinas críticas) – proactiva (búsqueda de las posibles causas que las pueden originar), disminuye los costos de mantenimiento e incrementa la productividad de la Planta. Sin embargo, se ha podido notar a través de experiencias de varias empresas, que no se han logrado los resultados esperados principalmente por falta de personas bien capacitadas en el tema. La ingeniería ha avanzado en todas sus ramas incluyendo los instrumentos y técnicas que se han desarrollado y que de alguna manera sustentan la credibilidad de los programas de mantenimiento predictivo implementados en la industria. Para que estos programas sean efectivos, es necesario poder determinar en cualquier instante la condición mecánica real de las máquinas bajo estudio, lo cuál se logra analizando las diferentes

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señales que ellas emiten al exterior. Modernos sistemas computacionales se han desarrollado para monitorear continuamente, registrar y procesar información proveniente tanto de los síntomas de vibración, temperatura, presión, ruido entre otros. Herramientas de Análisis a. Análisis de Vibraciones Mecánicas. La vibración mecánica es el parámetro más utilizado universalmente para monitorear la condición de la máquina, debido a que a través de ellas se pueden detectar la mayoría de los problemas que se presentan en ésta. La base del diagnóstico de la condición mecánica mediante el análisis de las vibraciones se basa en que las fallas que se originan, generan fuerzas dinámicas que alteran su comportamiento vibratorio. La vibración medida en diferentes puntos de la máquina se analiza utilizando diferentes indicadores vibratorios buscando el conjunto de ellos que mejor caractericen la falla. Entre los indicadores vibratorios que incluyen los programas de monitoreo continuo se encuentran entre otros: el espectro, la medición de fase de componentes vibratorias, los promedios sincrónicos y modulaciones, como se muestra en la Figura 5.1. En la práctica, se requiere del uso de diferentes indicadores y técnicas de análisis, debido a que problemas diferentes pueden presentar síntomas similares. Para ilustrar la situación, al suponer que el sistema de vigilancia de la máquina detecta un cambio en la amplitud de la componente vibratoria a 1x RPM. Este síntoma puede tener su origen en numerosos problemas: Desbalanceamiento, desalineamiento, solturas mecánicas, eje agrietado, pulsaciones de presión, resonancia, etc. Para poder discernir cuál es el problema específico, es necesario utilizar en forma integrada un conjunto de técnicas de diagnóstico.

Figura 5.1. Técnicas vibratorias utilizadas.

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b. Medición y análisis de ondas de alta frecuencia. Las técnicas de medición de señales de alta frecuencia, son complementarias al análisis de vibraciones y pretenden detectar algunos tipos de fallas que se producen en los equipos y que no son posibles de diagnosticar con los métodos tradicionales de análisis de vibraciones de las frecuencias bajas. De las técnicas ampliamente utilizadas, se pueden nombrar las siguientes: Destellos de energía, conocido como “Spikes” de energía, Análisis de las ondas de choque (SPM), Análisis de las emisiones acústicas, ultrasonido, Energía espectral emitida (SEE) y Análisis de vibraciones de alta frecuencia (HDF). Los rangos de frecuencia para cada técnica se indican en la Figura 5.2. Los problemas que se pueden detectar son variados, y van desde la detección incipiente de fallas en las pistas de los rodamientos, hasta la detección de fugas en trampas de vapor o de aire comprimido en estanques a presión. Es importante tener en cuenta que las técnicas de análisis de las señales de alta frecuencia tienen un mismo objetivo, esto es, detectar el origen de la emisión de alta frecuencia a partir del procesamiento de la señal global. La metodología existente para analizar las ondas de alta frecuencia, consiste básicamente en filtrar aquellas señales de baja frecuencia y analizar las de frecuencia alta. Este proceso depende de la técnica utilizada y de los medios tecnológicos que se disponga.

Figura 5.2. Rango de frecuencias empleadas para las técnicas existentes. c. Análisis de la Corriente Eléctrica. Se considera el análisis de corriente como una herramienta de apoyo al análisis vibratorio, en la evaluación de la condición de motores de inducción. Esta consiste en medir la corriente, mediante un amperímetro de tenazas alrededor de cada una de las fases del motor. La corriente medida se introduce entonces al analizador de vibraciones para el estudiar su espectro. Se debe tener presente, que existen problemas mecánicos como el desbalanceamiento, desalineamiento o flexión del eje, que hacen que el entrehierro varíe entre el rotor y estator, produciendo fuerzas y vibraciones electromagnéticas, siendo en verdad, un problema de origen mecánico. Por este motivo, al examinar un motor eléctrico con un análisis de corriente, primero se debe conocer los orígenes de los problemas mecánicos. d. Análisis de Aceites. Consiste en una serie de pruebas de laboratorio que se usan para evaluar la condición de los lubricantes usados o los residuos presentes. Al estudiar los resultados del análisis, se elabora un diagnóstico sobre la condición de desgaste del equipo y sus componentes. Lo anterior, permite a los

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encargados del mantenimiento planificar las detenciones y reparaciones con tiempo de anticipación, reduciendo los costos y tiempos de detención involucrados. Los objetivos por lo que se realiza un análisis de lubricantes son los siguientes: -

Control de la degradación del lubricante. Monitorear daño mecánico de componentes (desgaste). Control de contaminantes por sólidos, fluidos o gases. Verificar que se está usando el lubricante adecuado. Entre los análisis que se realizan al aceite se encuentran:

-

Análisis espectrométrico del aceite (SOAP Analysis: Spectrometric Oil Analysis Procedure). Análisis de los residuos en el aceite: ferrografía directa, ferrografía analítica, análisis de astillas (chips). Análisis de la contaminación en los aceites hidráulicos, evaluando mediante diversos procedimientos, la viscosidad, el grado de oxidación y el contenido de cenizas.

-

e. Termografia. La termografía infrarroja es una técnica no destructiva y sin contacto, por medio de la cual, se hace visible la radiación termal o energía infrarroja que un cuerpo emite o refleja. Esto permite visualizar las distribuciones superficiales de temperatura. Las aplicaciones son muy amplias para el control de temperatura y detección de fallas, se utiliza en equipos eléctricos fundamentalmente, pero también en equipos mecánicos, control de procesos, refrigeración, aislaciones de sistemas de fluidos, edificios y estructuras, etc. Las fallas típicas que hacen aumentar la temperatura son la fricción, exceso o falta de lubricante, chispas eléctricas, etc. f. Otras técnicas. Debido a que existen máquinas con características de diseño y funcionamiento muy diferentes, se ha hecho necesario investigar en nuevas técnicas de análisis que permitan su diagnóstico confiable. Entre las máquinas rotatorias que no son susceptibles de diagnosticar confiablemente con las técnicas de análisis “tradicionales”, están las máquinas de velocidad y carga variable, las máquinas de baja velocidad (menos de 600 RPM) y las máquinas de muy alta velocidad. Por ejemplo para las máquinas de velocidad variable se ha incluido en algunos equipos comerciales una función llamada “Análisis de Orders” o “Order Tracking”, para el análisis espectral, sin embargo, se ha visto que tienen limitación cuando la velocidad varia rápidamente. Otro ejemplo son las máquinas de baja velocidad las cuales comúnmente generan vibraciones de niveles muy bajos que no son posibles de analizar debido al nivel de ruido inherente en la cadena de medición y por tanto es necesario desarrollar tanto, instrumentos y sensores con menor ruido inherente como también técnicas de procesamiento para el tratamiento de ruido de las señales periódicas. g. Utilidad de la instrumentacion virtual en el desarrollo e implementacion de nuevas herramientas predictivas. Los sistemas de adquisición de datos (SAD), han permitido desarrollar instrumentos más versátiles adaptados a las necesidades de los usuarios. Se pueden desarrollar desde sistemas

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sencillos para adquisición de datos para una sola máquina, hasta todo un completo sistema de monitoreo de una planta industrial. Las componentes fundamentales de un SAD son: 1. 2. 3. 4. 5.

Computador Personal. Transductores. Acondicionador de señales. Hardware de Adquisición. Software.

Un diagrama general de un SAD, se presenta en la Figura 5.3. En la práctica, la mejor manera como se logra representar un SAD es mediante un conjunto de hardware y software. Comercialmente existen diferentes proveedores de tarjetas que ofrecen un software por medio del cual es posible administrar todo el proceso de adquisición y con algunos de ellos se puede incluso, por medio de una programación adicional, realizar procesamiento y análisis digital de las señales obtenidas.

Figura 5.3. Esquema de un sistema de adquisición de datos. Existen hoy en día muy pocos equipos comerciales que permiten realizar análisis de vibraciones de máquinas de velocidad variable y los existentes tienen sus limitaciones. Estos equipos no son por ejemplo, los más adecuados para analizar vibraciones cuando la velocidad varia amplia y rápidamente cómo sucede en el caso de las palas electromecánicas de la minería. El otro inconveniente que presentan es el alto costo asociado a ellos. Un sistema de adquisición como el señalado resulta ser bastante conveniente para el análisis de vibraciones de máquinas de velocidad variable, tanto del punto de vista de su funcionalidad y versatilidad, como del punto de vista económico. Cabe señalar que no sólo es posible con un SAD desarrollar nuevas técnicas de análisis, sino también adaptar métodos ya existentes y que vienen implementados sólo en equipos comerciales y generalmente a un elevado costo. Además estos instrumentos desarrollados pueden ser acondicionados acorde con los requerimientos particulares de cada usuario y/o empresa. Como ejemplo de ello se muestra en la Figura 5.4, uno de los paneles frontales de un instrumento que permite balancear dinámicamente rotores por medio de la medición de las vibraciones. Finalmente la importancia que tiene los instrumentos basados en SAD, permiten que no sólo empresas grandes, sino también empresas medianas y laboratorios de Universidades desarrollen sus propios instrumentos a un costo más bajo que los equipos comerciales.

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Figura 5.4. Instrumento para balanceamiento dinámico de rotores. 5.2 Mantenimiento Proactivo, Predictivo y Reactivo. Esencialmente el mantenimiento proactivo tiene como finalidad la detección y corrección de condiciones de operación anormales, las cuales son causantes de la degradación del funcionamiento o de los materiales del sistema y, por lo tanto, potenciales de inicio de fallas. La hipótesis base del mantenimiento proactivo es que la longevidad de las componentes de un sistema pueden ser extendidas manteniendo los parámetros que son la raíz de los problemas dentro de límites aceptables.

ACEITE

Altos niveles de contaminación del Aceite

Generación de Residuos, vibraciones

Abrasión, adhesión, corrosión, etc.

MECÁNICA

Altos valores de desalineamiento, desbalanceamiento, etc.

Generación de vibraciones, sobrecarga descansos, temperatura, ruido, etc.

Fatiga, Roturas, Juegos excesivos, etc.

OPERACIÓN

Las causas que generan problemas en las máquinas son de índole muy variada. La Figura 5.5 esquematiza tres grupos de causas principales: degradación y contaminación del aceite lubricante, mecánicas y operacionales (trabajar fuera de las condiciones de diseño de la máquina).

Bajo flujo en Bombas, zona de bombeo en Compresores, etc.

Generación de vibraciones, pulsaciones de presión, temperatura, etc.

Cavitación, disminución de la eficiencia, etc.

Mantenimiento proactivo Monitoreo de la contaminación, desalineamiento, flujo, etc.

Mantenimiento predictivo Monitoreo de residuos, vibraciones, ruido, etc.

Mantenimiento reactivo Reparación por fatiga, abrasión, disminución eficiencia, etc.

Figura 5.5. Mantenimiento proactivo, predictivo y reactivo.

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Por ejemplo, si se quiere aumentar la vida útil de los rodamientos del punto de vista proactivo, es necesario:   

Disminuir la carga que actúa sobre ellos. Utilizar un lubricante con la viscosidad adecuada. Utilizar un lubricante con contaminación sólida controlada.

Y se debe controlar las causas más comunes que diminuyen el tiempo en horas de servicio de los Rodamientos:  

Contaminación o degradación del lubricante. Fuerzas adicionales a las de diseño sobre ellos (generados por desalineamientos de acoplamientos, desbalanceamiento de rotores, distorsión de la carcasa por fuerzas y momentos que ejercen las cañerías, pulsaciones de presión por bajo flujo, Transmisión por correas desalineadas, Correas sobretensadas, fuerzas dinámicas de engranajes, Apriete inadecuado del rodamiento en el eje, etc.) La necesidad de mayor vida para los rodamientos ha traído como consecuencia que el personal de mantenimiento de las empresas alineen y balanceen los rotores más allá de lo que los diferentes estándares al respecto establecen (balanceamiento y alineamiento de precisión). Herramientas de Análisis a. Análisis de Vibraciones Mecánicas. b. Monitoreo de diferentes tipos de onda (Análisis del sonido, Análisis del ultrasonido, Análisis de ondas mecánicas o vibraciones de alta frecuencia, HDF, Análisis de ondas de choque SPM, Análisis de emisiones acústicas, Análisis de la energía espectral emitida SEE). c. Análisis de aceites (Análisis espectrométrico del aceite SOAP ANALYSIS, Análisis de los residuos en el aceite (ferrografía directa, ferrografía analítica, análisis de astillas), Análisis de la contaminación en los aceites hidráulicos). d. Termografía. 5.3 Tipos de Mantenimiento Preventivo. El Mantenimiento Preventivo no es un método o procedimiento que se deba seguir al pié de la letra. Es más bien una ideología que formula unos principios básicos que cada persona interpreta y adecua a sus propias necesidades, según el tipo de empresa y de equipos, pero siguiendo los siguientes principios básicos: 1. Inspecciones programadas para buscar evidencia de falla de equipos o instalaciones, para corregirlas en un lapso de tiempo que permita programar la reparación, sin que haya paro inoportuno. 2. Actividades repetitivas de Inspección, lubricación, calibraciones, ajustes y limpieza. 3. Programación de esas actividades repetitivas con base a frecuencias diarias, semanales, quincenales, mensuales, anuales, etc.

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4. Programación de actividades repetitivas en fechas calendario perfectamente definidas, siguiendo la programación de frecuencias de actividades, que deberán respetarse o reprogramarse en casos excepcionales. 5. Control de esas actividades repetitivas con base a formatos de ficha técnica, ordenes o solicitud de trabajo, hoja de vida, programa de Inspección, programa de lubricación, programa de calibraciones, etc. Ventajas de un programa de mantenimiento preventivo. Un programa de Mantenimiento Preventivo tiene entre otras las siguientes ventajas: -

Con el tiempo se disminuyen los paros imprevistos de equipos, que son reemplazados por paros programados. Se mejora notoriamente la eficiencia de los equipos y por lo tanto de la producción. Mejora notablemente la imagen del Departamento de Mantenimiento, al entregar reparaciones más confiables. Después del tiempo de estabilización del programa, se obtienen una reducción real de costos:  Al disminuir las fallas repetitivas.  Por disminución de duplicación de reparaciones: una para desvarar el equipo y otra para repararlo adecuadamente.  Por disminución de grandes reparaciones, al programar oportunamente las falIas incipientes.  Por mejor control del trabajo debido a la utilización de programas y procedimientos adecuados.  Menores costos de producción por menos cantidad de productos defectuosos, debido a la correcta graduación de los equipos.  Por disminución de los pagos por tiempo extra al disminuir los paros intempestivos.  Por disminución de accidentes durante la ejecución de mantenimientos, debido al trabajo programado según procedimientos escritos y no trabajos de emergencia bajo alta presión, para entregar el equipo lo más pronto posible.

Limitaciones del mantenimiento preventivo No obstante el mantenimiento preventivo tiene ciertas limitaciones: -

-

-

Inicialmente pueden aumentarse aparentemente los costos de mantenimiento, debido a que se deben seguir programas de frecuencias y fechas calendario que antes no se llevaban a cabo, en caso de trabajar hasta que el equipo se dañara. Igualmente los costos de lubricantes y otros insumos posiblemente aumenten, ya que anteriormente no se gastaba con la frecuencia requerida para lograr el correcto funcionamiento del equipo. Se generan costos administrativos por diseño de formatos, registro de equipos, búsqueda de información consignación de datos, programación, etc. Posiblemente se requiera mínimo una persona adicional para encargarse de esas labores. Cuando se requieran operarios para desarrollar trabajos de mantenimiento correctivo, al comienzo del programa preventivo, éstos pueden estar ocupados en trabajos programados de mantenimiento preventivo.

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-

-

-

-

Posiblemente se debe parar más veces la producción que antes, al menos inicialmente, para cumplir los programas de inspecciones, lubricación etc. Sin embargo estos paros serán programados, permitiendo a producción adecuar sus propios programas con la debida anticipación. Como no todos los equipos se pueden incluir inicialmente en un programa preventivo, cuando fallen algunos y se deba realizar mantenimiento correctivo, se pueden generar críticas destructivas del programa. Si no se respetan las fechas y frecuencias programadas, el programa no funcionará. El líder de un programa preventivo debe tener una excelente comunicación y relaciones con todos los departamentos de la empresa, si no se cumple ésta condición será muy difícil sacar adelante el programa. No se pueden esperar resultados importantes hasta después de 1 año de implementación de un programa de Mantenimiento Preventivo.

Cómo establecer un programa de mantenimiento preventivo. Para establecer con éxito un programa de mantenimiento preventivo, se deberán tener en cuenta las siguientes recomendaciones: 1. Recoger toda la información histórica posible de tiempo de paro de las máquinas. Para poder establecer bases contra las que se puedan comparar los beneficios del programa preventivo a desarrollar. 2. Realizar un examen detallado de todos los equipos para determinar: 2.1 Que equipos requieren tanto mantenimiento correctivo programado, que justifiquen más bien su reemplazo u obsolescencia. 2.2 Que equipos formarán parte del programa inicial de mantenimiento preventivo. 2.3 Que trabajos se deben efectuar. 2.4 Cuál sería el costo del mantenimiento correctivo programado para los equipos seleccionados, 2.5 Cuál sería el tiempo y las necesidades de personal para realizar el correctivo, programado y el preventivo programado. 3. Realizar mantenimiento correctivo programado inicial, a los equipos seleccionados, para que una vez iniciado el programa preventivo, no empiecen a fallar intempestivamente y alteren totalmente las frecuencias y fechas programadas de trabajos. 4. Establecer costos separados del programa de actualización de equipos o mantenimiento correctivo programado inicial. 5. Realizar la cedulación o sea, dar un número de identificación a todos los equipos de la planta, de acuerdo a normas previamente establecidas. 6. Seleccionar los equipos que entrarán en el programa de mantenimiento preventivo, dejando el resto de equipos con la forma tradicional de mantenimiento que se esté llevando hasta ese momento. 7. Diseñar los formatos de ficha técnica, órdenes de trabajo, hoja de vida, formato de como realizar una inspección, de programación de inspecciones, de programación de lubricación, de programación de calibraciones, etc. 8. Realizar un programa inicial de frecuencias y fechas “calendario” para las actividades repetitivas de mantenimiento preventivo, para los equipos seleccionados, de unos 6 meses de

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duración, al final de los cuales se evaluarán los resultados del programa contra el histórico de paros de los equipos, para introducir los correctivos necesarios, o para incluir nuevos equipos.

Figura 5.6. Actividades a ejecutar para prevenir y detectar condiciones que lleven a interrupciones de la producción. Cómo determinar que equipos incluir en programa de mantenimiento preventivo inicial. Para determinar que equipos incluir inicialmente se podrán seguir los siguientes criterios e incluir: 1. Los equipos que se consideren más críticos del proceso y que estén presentando más fallas, los cuales al parar pueden detener toda la línea de producción o puedan dañar gran cantidad de materia prima o producto en proceso. 2. Los equipos básicos de servicios y que estén presentando más fallas, como: calderas, compresores, bombas de agua que alimentan la materia prima del proceso, etc. 3. Los equipos que al fallar podrían poner en riesgo la vida humana, como: equipos a alta presión, equipos que controlen procesos riesgosos, ascensores, sistemas de conducción de líquidos peligrosos, etc. Cómo determinar qué y cómo inspeccionar. Para tener una guía de qué y cómo inspeccionar, se recomienda: 1. Leer detenidamente el manual de operación del equipo y si no existe, tratar de conseguir otro manual, con el proveedor o con otras empresas que tengan equipos similares. 2. Consultar con los proveedores del equipo o de equipos similares. 3. Revisar detenidamente las hojas de vida del equipo y las órdenes de trabajo que se le hayan hecho, para determinar los puntos más frecuentes de fallas.

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4. Consultar con el personal técnico de la empresa, de más conocimientos y experiencia técnica confiable. 5. Emplear el sentido común, para incluir los puntos de más desgaste mecánico o con mayor tiempo de funcionamiento. Cedulación de equipos. La identificación o cedulación de equipos se hace necesaria para la sistematización y organización de la información, pudiendo cargar a un código especifico los gastos ocasionados por un equipo y en general sistematizar todo el proceso de contable y de mantenimiento preventivo. Cada planta puede escoger el sistema que mejor se adapte a sus necesidades. Así en la actualidad, por lo señalado anteriormente, se han implementado los siguientes tipos de Mantenimiento Preventivo: 5.3.1. MANTENCIÓN PREVENTIVA SISTEMÁTICA. Ésta consiste en cambiar las piezas de los equipos cuando cumplen su vida útil sin importar su estado en ese momento. Su uso se hace necesario en equipos que deben tener alta seguridad en su funcionamiento. Un ejemplo simple de este tipo de mantenimiento es cuando se cambia el aceite al automóvil cada cierto número de kilómetros estando en buen o mal estado dicho aceite.

Sustituir

0

T

Sustituir

2T

Sustituir

3T

Sustituir

4T

Figura 5.7. Programa de Mantención Prev. Sistemática. 5.3.2. MANTENCIÓN PREVENTIVA SINTOMÁTICA. Aquí se trata de obtener la máxima vida útil de los componentes de las maquinas, para lo cual se realizan revisiones periódicas para verificar sus estados y sólo se aceptan cambios cuando las detenciones de los equipos son posibles. La norma ISO 14000 (medioambiental) obliga a evitar el Mantenimiento Preventivo Sistemático y tender hacia el Condicional o Sintomático. Sustituir

0

Sustituir

Sustituir

Sustituir

T1 T2 T3 T4 Figura 5.7. Programa de Mantención Prev. Sintomática.

Donde en T1, T2, T3 y T4 se cumple la condición de estado de la componente que detona el mantenimiento.

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5.3.3. MANTENCIÓN PREVENTIVA DE INSPECCIÓN. Consiste en realizar periódicamente inspecciones de control de calidad (con instrumentos) a los componentes de los equipos, para garantizar su normal funcionamiento. Similar al Mantenimiento Preventivo Condicional o Sintomático. Las variables se monitorean constantemente:    

Temperatura (termómetros). Presión (manómetros). Grietas (Rayos X o Ultrasonido). Ruidos (fonómetros).

La Norma QS9000 exige Mantenimiento Preventivo de Inspección, si no se puede invertir en él debe justificarse.

Sustituir

0

T1

Sustituir

Sustituir

Sustituir

T2

T3

T4

Figura 5.8. Programa de Mantención Prev. de Inspección.

Donde en T1, T2, T3 y T4 se cumplen las condiciones de valor de las variables, que detonan el mantenimiento. A modo de síntesis se presenta la siguiente tabla resumen: Mantenimiento Preventivo Sistemática: Sintomática: De Inspección:

Cambiar las piezas de los equipos cuando cumplen su vida útil, no importando su estado en ese momento. Obtener la máxima vida útil de los componentes, sólo se aceptan cambios cuando las detenciones son posibles. Inspecciones periódicas con instrumentos para garantizar su funcionamiento.

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CAPÍTULO 6. PRINCIPIOS PARA UNA BUENA Y ADECUADA DIRECCIÓN DEL MANTENIMIENTO. La gestión o dirección del mantenimiento debe entenderse como un proceso de mejoramiento continuo, el cual define el estado actual del equipo o sistema a analizar, a través de variables que lo caracterizan con un valor determinado. Con el paso siguiente de seleccionar algunas de dichas variables y proponer enfoques y metodologías que permiten incrementar sus valores previamente establecidos, entrando con esto a una etapa de mejoramiento para finalmente empezar un nuevo ciclo. Es por esto que la gestión de la mantención debe entenderse como un proceso evolutivo en donde los diferentes enfoques se construyen, a partir de los planteamientos anteriores, eliminando las debilidades y/o respondiendo a las nuevas interrogantes y cambios que plantea el sistema actual.

Figura 6.1. Ciclo de mejoramiento de la gestión de mantenimiento. La administración puede ser considerada como un sistema de toma de decisiones, cuyo objetivo es dirigir los recursos disponibles hacia la realización del objetivo de la organización. Los diversos trabajos realizados por cada individuo en la estructura jerárquica se componen de dos elementos: decisión y ejecución. Así, hay una división horizontal de la estructura jerárquica en las diversas funciones de trabajo (ejecución), esto es, mecánica, eléctrica, etc., y una división vertical en niveles de autoridad (decisión) para la realización de dichas funciones. Los niveles superiores se centran más en la decisión que en la ejecución, mientras que los niveles inferiores, de taller, pueden tener poderes mínimos de decisión. Lo más alto de la estructura jerárquica se dedicará a determinar el objetivo y la política de la compañía y es donde se diseña y establece la estructura administrativa, un trabajo que necesita: a. Que se determinen las áreas de trabajo y la responsabilidad (límites de toma de decisiones) de cada miembro de la estructura jerárquica, b. Que se establezcan las relaciones, tanto verticales como horizontales, entre estas áreas,

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c. Que se asegure que el objetivo de la compañía se interpreta y se comprende por cada miembro de la estructura jerárquica, d. Que se establezcan sistemas eficaces de comunicación e información. Según esto, los trabajos de mantenimiento programado ascienden por el sistema hasta el punto designado para la toma de decisiones y después retroceden al nivel de taller para su ejecución. Por otro lado, los trabajos no programados y de proyecto arrancan en algún lugar de la parte de arriba del sistema y se desplazan hacia abajo. En cada caso y debido a la naturaleza interdisciplinaria del trabajo, se necesita una comunicación a través de las líneas de autoridad para transmitir las múltiples informaciones (técnicas, especializada, de planificación) necesarias para la eficaz planificación, asignación y ejecución de trabajos. Además, las líneas de autoridad se verán fuertemente influenciadas por la naturaleza del trabajo. Por ejemplo, cuando la información técnica es importante (por ejemplo, un sistema de una central de energía), la autoridad para la toma de decisiones de mantenimiento debe residir en ingenieros profesionales, permaneciendo ininterrumpidas las líneas de autoridad a través de ingenieros y personal de mantenimiento hasta el nivel de taller. Cuando los costos de mantenimiento son una parte importante del costo de producción, la función de mantenimiento debe estar directamente representada en los altos niveles de la administración. Esto asegura que el mantenimiento sea adecuadamente contemplado junto con la producción al tomar decisiones operativas y aún de más importancia, al considerar la adquisición de un sistema nuevo o que reemplace al existente. 6.1 El plan o programa de mantenimiento. Un plan de mantenimiento tradicional se basa principalmente en la estrategia “Operar hasta la falla”, que se concentra en la habilidad para reparar rápidamente, en la disponibilidad de personal entrenado y el contar con los repuestos necesarios y las herramientas adecuadas en el momento de la falla. Un plan de mantenimiento moderno consiste en la combinación de varios tipos, estrategias y herramientas de mantención, que deben ser escogidas para mantener la planta. La autoridad responsable de las funciones de mantenimiento es la encargada de establecer o modificar, según se requiera, el plan de mantenimiento. Las unidades que tienen una determinada función - por ejemplo, un agitador para flujobilidad de un material – pueden ser definidas como “el menor grupo de partes que requieren mantenimiento en donde están instalados o mantenimiento de línea”. Un pequeño motor puede ser considerado una parte, porque puede ser reemplazado, pero un rodamiento es un componente, porque sólo puede ser reemplazado en el taller. En el proceso de desarrollar el plan de mantenimiento, se debe determinar el mejor procedimiento para cada parte. Los procedimientos de las partes se juntan para producir el plan de mantenimiento de la unidad. El desempeño de la planta y la efectividad de los procedimientos de mantenimiento normalmente se obtienen al nivel de las “unidades”, ya que la disponibilidad de la unidad afecta directamente la ejecución de una determinada función. Se debe notar que la mayor subdivisión de una planta es en “unidades”, para propósitos de operación y de mantenimiento, pero los procedimientos de mantenimiento deben desarrollarse inclusive hasta el nivel de partes. Al

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ensamblar los diferentes planes de mantenimiento para las unidades, se obtiene el plan de mantenimiento para la planta en general. De lo anterior se desprende que para desarrollar racionalmente un plan de mantenimiento, aplicando las estrategias enunciadas según el caso, se deben examinar las diferentes unidades de la planta, su importancia crítica en el proceso y la probabilidad de que se produzca determinado tipo de falla en cada una de las partes constituyentes. El desarrollo o la modificación del plan de mantenimiento puede dividirse en etapas como se indica en la Figura 6.2, donde los cuadros de la izquierda representan los recursos. Este desarrollo nunca se logra de una sola vez o en un único proyecto. El desarrollo aquí descrito debe ser considerado como un proceso o actividad permanente y continua, a fin de mejorar el desempeño de la planta para alcanzar los propósitos de la administración. Las actividades para llevar a cabo el plan de mantenimiento que se indican en la Figura 6.2 se pueden resumir en la siguiente lista: a. Determinación de las unidades críticas en el proceso. Sobre la base del diagrama de flujo de la planta, se lleva a cabo un análisis de la función que la unidad desempeña en el proceso. Se debe ponderar su importancia. b. Determinación de disponibilidad de las unidades. Haciendo uso del historial de mantenimiento del que se disponga, se lleva a cabo un análisis de la confiabilidad de la unidad. c. Determinación de las partes críticas y su modo de falla. Se deben utilizar el historial de mantenimiento y la base de datos de confiabilidad disponibles para ubicar cuáles son los modos de falla de cada una de las partes de la unidad en estudio. d. Selección del procedimiento de acuerdo con el modo de falla. Una vez conocido el modo de falla o mediante el uso de técnicas de monitoreo de las condiciones de operación, se procede a seleccionar la estrategia apropiada. e. Ensamblar el plan para cada unidad. En las ventanas de producción se procede a confeccionar el plan para cada una de las unidades, que puede perfectamente, constar de una combinación de todas las estrategias. Debe procurarse que se tienda al mantenimiento preventivo. f. Ensamblar el plan para toda la planta. Aquí se debe hacer uso de las ventanas de producción y de todas las fuentes y recursos de mantenimiento para ensamblar un plan general para toda la planta.

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Cada una de las actividades presentadas en la Figura 6.2 serán descritas en detalle cuando se analice un caso particular en la confección del plan de mantenimiento de éste (Capítulo 7). La aplicación de estas estrategias en la confección del plan requiere la adquisición de gran cantidad de información acerca de la planta y de su mantenimiento, de manera adecuada y precisa, que requiere la cooperación del personal y, en muchos casos, un cambio de actitud en el reporte del trabajo realizado.

Figura 6.2. Diagrama de desarrollo del plan de mantenimiento. El análisis de la base de datos que se genera cuando se trabaja en la confección de la historia de la planta es otro punto que se debe considerar. Todo el proceso podría acarrear la necesidad de computarización, ya que se tiende a eliminar el sistema de información basado en la confección de informes escritos y en su lugar se utilizan los sistemas de almacenamiento magnético de las computadoras. Este paso depende del tamaño de la planta y de la disponibilidad de recursos. La aplicación y la evaluación del programa de mantenimiento son actividades importantes en el proceso de producción. Las condiciones físicas de los componentes de la planta pueden variar hasta el punto de requerir un total rediseño del programa o inclusive del sistema de mantenimiento, ya que se correría el riesgo de afectar la calidad de la producción o servicio. Esto significa que el plan o programa de mantenimiento no es una actividad que termina con su puesta en marcha. La evaluación y control constante darán la requerida retroalimentación para que el plan se actualice y mejore su eficiencia con la experiencia generada. Por otra parte para realizar una buena administración del mantenimiento son necesarios tres pasos, en que cada uno contiene una gran cantidad de información y actividades necesarias para una buena planeación y administración del mantenimiento, éstas son:

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i.

La Organización.

La organización del mantenimiento de una empresa, se desenvuelve de una forma gradual y a lo largo de un cierto período. Esta organización se establece como resultado de dicho desenvolvimiento, ya sea siguiendo un plan o por el accionar en un momento dado. Se trata de una estructura de relaciones prácticas para ayudar a la consecución de los objetivos de la planta. Es necesario llevar un programa de actividades para la iniciación del sistema de mantenimiento, puesto que si una actividad se implementa de forma caótica, el funcionamiento será de dicha manera. Será primordial llevar a cabo las tareas necesarias en un orden obtenido de forma analítica en función de su importancia y dificultad de ejecución, además de que se deberán planear las tareas consecutivas en base a la complementación e interdependencia que pueden llegar a tener entre ellas. Lo más importante debe de ser detectar y localizar la zona a la cual se le aplicará un programa de un tipo de mantenimiento adecuado. Una vez delimitada el área, se debe de analizar para poder llegar a determinar los elementos principales que la forman para distinguir cada uno de los problemas presentados durante la producción y así poder realizar un diagnóstico correcto y determinar una oportuna solución. ii. Motivación. En la actualidad, las empresas cuentan con maquinaria automatizada con sistemas complejos, cuya operación demanda cierto nivel de capacitación por parte de los operarios o supervisores por lo que es necesario realizar capacitación en el personal encargado de la producción. Debido a los rápidos avances en la tecnología, muchas veces no se tiene en cuenta la capacitación por parte de la gerencia, lo que muchas veces los conocimientos del operario es muy básico, lo que pueden llegar a existir una gran cantidad de problemas en la producción, desde paros no deseados hasta paros generales por fallas del sistema. Todo esto repercute en un incremento de actividades y órdenes de trabajo en el mantenimiento y una forma de reducir estos problemas son “cortando desde la raíz”, dando la capacitación necesaria a los operarios. Las capacitaciones otorgan una mayor seguridad a los operarios y una gran motivación para realizar de mejor manera su trabajo, lo cuál dará a la larga, grandes beneficios económicos a la empresa. Debe ser necesario para que este plan vaya en marcha, hacerle ver al operario que al implementar un sistema de mantenimiento no siempre se va a generar recortes de personal, reducciones de salario, sino que por el contrario será benéfico para ellos, pues al crecer la empresa están asegurando un mejor salario y unas condiciones de trabajo más seguras y de mejor calidad. iii. El Control. El Control se refiere principalmente a la evaluación del nivel de mantenimiento, un problema presentado generalmente en esta área es el costo de mantenimiento, se debe saber distinguir bien entre el costo real del mantenimiento y el óptimo. Uno de los propósitos de la administración del mantenimiento consiste en reducir al mínimo la cantidad de horas-hombre por unidad de producción.

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En la actualidad existe una tendencia hacia el empleo cada vez mayor de equipos complicados, lo que acentúa el problema de mantenimiento, en estos casos es necesario realizar un análisis para saber realmente cuanto mantenimiento es necesario, pero por otra parte si se destinan pocos trabajadores al mantenimiento o si se determina un número adecuado, pero el equipo labora con eficacia, disminuirá el nivel de mantenimiento de la fábrica. Por todo esto, deberá ser necesario realizar un control y un estudio para poder determinar el nivel de mantenimiento más alto posible, que es factible obtener sin incrementar el costo de mantenimiento. El nivel se obtiene por medio de un análisis de los informes de producción y tiempo. Habrá que determinar la pérdida monetaria causada por los diferentes aspectos de la industria como son, los costos por desperdicios, costos y personal de mantenimiento y el costo actual de mantenimiento correctivo.

6.2 Qué tipo de mantenimiento utilizar. Los dos factores que influyen más significativamente en la elección del tipo de mantenimiento a utilizar son los siguientes: 1. Relación costos/beneficios. La Figura 6.3 sintetiza un balance de costos a realizar cuando se requiere establecer un mantenimiento predictivo o según condición. Los beneficios obtenidos dependerán del tipo de máquina. Para este efecto se pueden clasificar las máquinas en tres tipos: 

Máquinas críticas: Definidas como aquellas máquinas vitales para la operación de la planta (su detención significa severa pérdida de producción); o aquellas máquinas caras.



Máquinas semi-críticas: Definidas como aquellas máquinas esenciales para parte del proceso productivo (su detención significa disminución de producción).



Máquinas no-críticas: Definidas como aquellas máquinas no esenciales para la operación continua de la planta.

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COSTOS - Investigación inicial, preparación puntos de monitoreo, establecimiento de límites. - Selección y compra de instrumentos. - Instrucción de los ingenieros en evaluar las medidas. - Instrucción del personal en tomar la rutina de medidas.

SI

NO

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

BENEFICIOS - Virtual eliminación de las paradas no planeadas (aumento de la confiabilidad y productividad). - Eliminación de daños secundarios (falla de Rod. culmina en destrozo del Reductor). - No reemplazo de componentes servibles. - Disminución del stock de repuestos. - Reducción del tiempo de reparación. - Disminuye primas de seguro.

Figura 6.3. Evaluación costos/beneficios del mantenimiento predictivo. 2. Según los potenciales tipos de fallas que pueden ocurrir. Para este efecto las fallas o problemas que pueden ocurrir en las máquinas, se pueden clasificar en regularmente uniformes, aleatoriamente uniformes y repentinas. Hay problemas o fallas que se van desarrollando uniformemente, como ser el taponamiento de un filtro, el desgaste de los ánodos de sacrificio o la corrosión de ciertos elementos estructurales. En estos casos un mantenimiento basado en tiempo (Mantenimiento Preventivo) se presenta como la mejor alternativa. En máquinas críticas y semi-críticas cuya detención compromete la producción de la planta y las cuales contienen componentes que fallan en intervalos de tiempo aleatorios en un modo gradual y progresivo se justifica un Mantenimiento Predictivo. Cabe señalar que un Mantenimiento Preventivo o Predictivo asume un comportamiento de las fallas razonablemente uniforme, para justificar los intervalos regulares de tiempo en que se realiza el Mantenimiento Preventivo y el concepto de tendencias del Mantenimiento Predictivo. Desafortunadamente en varios casos no se presenta este modelo de falla y se producen sobrecargas u otros eventos aleatorios que producen fallas repentinas. Es el caso, por ejemplo, de la ingestión de grandes pájaros por las Turbinas de los aviones, lo que puede ocurrir más frecuentemente que las fallas de los descansos de la Turbina. Otro ejemplo es el caso de Centrales de Energía que trabajan con carbón pulverizado como combustible. Los molinos que muelen carbón pueden ocasionalmente ingerir en forma aleatoria pedazos de metal o rocas muy duras, lo que puede causar roturas internas en forma más frecuente que las fallas

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progresivas que se producen en la transmisión. Cuando en la práctica se producen fallas repentinas como las indicadas precedentemente, la única solución es tener una máquina de reemplazo. 6.3 Planificación. Se debe conocer que existen tres áreas básicas en la planeación del mantenimiento.   

El largo plazo; El corto plazo; Planes inmediatos.

La primera cubre la planeación a largo plazo de los requerimientos de mantenimiento y está muy ligada a los proyectos de largo plazo del departamento de producción de la empresa. Esta planeación debe llevarse a cabo en los niveles gerenciales y sus metas se deben fijar a cinco o diez años. Aunque el nivel inicial de esta planificación es muy elevado, los efectos de estos planes recaen sobre toda la organización. El propósito fundamental del planeamiento a largo plazo es mantener los objetivos, las políticas y los procedimientos de mantenimiento acordes con los objetivos fundamentales de la empresa. La planeación a corto plazo, la segunda área, contiene planes que se desarrollan con el horizonte aproximado de un año. Esta recae bajo la responsabilidad directa de los jefes de departamento. Para estos planes se toman en cuenta tres actividades básicas: la instalación de equipo nuevo, el trabajo cíclico y el trabajo de mantenimiento preventivo. Las tres deben estar incluidas en el programa de mantenimiento. La tercera área contiene los planes inmediatos en la actividad del mantenimiento. Esta actividad puede ser desarrollada por los técnicos en control del mantenimiento o por los supervisores. Se incluye entre sus actividades una planificación diaria con el propósito de reducir el tiempo utilizado en traslados y otras actividades que no constituyen el trabajo directo sobre los equipos o instalaciones. Sin una planificación día a día, se estaría dedicando realmente al trabajo tan solo 25% de la fuerza laboral disponible. Como ejemplo, la manera de evitar viajes en exceso al almacén para pedir herramientas y materiales es proveer al operario de una descripción detallada del trabajo que se va a realizar antes de que lo inicie. Esta lista de materiales y herramientas sólo podrá lograrse en la medida en que se haya analizado previamente dicha tarea. El jefe del taller será la persona idónea para hacer la planificación día a día. Debe contarse también con los recursos necesarios. Es muy importante notar que las tres áreas de planeación difieren enormemente en su tipo de desarrollo y en su nivel administrativo. Sin embargo, todas deben llevarse a cabo de una manera muy coordinada. Los objetivos y responsabilidades de la planeación del trabajo varían muy poco, aunque sea llevado a cabo por un ingeniero de planta, un jefe de taller o un planificador. Aunque los detalles de procedimientos varíen un poco, las actividades necesarias para conseguir los objetivos comunes pueden describirse como investigación, análisis económico, desarrollo del plan, ejecución y evaluación.

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6.4 La protección ambiental en el mantenimiento industrial. Un enfoque para su gestión. En la actualidad, en la mayoría de los foros, ya sean económicos, políticos o sociales, se debate, como aspecto esencial, la supervivencia humana. El desarrollo sostenible es la única opción que queda al hombre para salvarse a sí mismo y es la vía para garantizar la convivencia óptima del crecimiento económico sostenido, la diversidad de oportunidades para los hombres y el equilibrio ecológico. “En el contexto de la microeconomía, el desarrollo sostenible significa orientarla hacia la ecoeficiencia”, que significa, “producir de manera creciente bienes y servicios útiles mientras reducen sus niveles de consumo y contaminación por el empleo de tecnologías adecuadas” [4]. El problema ecológico es el resultado de la acción del hombre sobre su medio ambiente. “La ética del problema ecológico significa preguntar desde el lugar que se ocupa en la sociedad, en qué estamos contribuyendo a este problema guiados por el principio esencial del obrar humano que es hacer bien y evitar el mal.” [4]. Este aspecto ético, de compromiso, es sólo alcanzable a través de la educación ambiental como vía para el desarrollo en el hombre de una conducta que le posibilite establecer sus propias relaciones y con el medioambiente sobre valores de una cultura nueva. Para normalizar las acciones para la protección medioambiental e incrementar su eficacia, la ISO desarrolló la serie de normas ISO-14000, adoptada como modelo de gestión ambiental a escala mundial. El documento más importante de éstos, es la norma ISO-14001:1996 “Sistema de gestión medioambiental. Especificaciones con guías para su uso”, dado que describe los elementos y especifica los requisitos de un Sistema de Gestión Medio Ambiental”. Es dentro de este contexto donde el mantenimiento industrial puede aportar su grano de arena en esta colosal tarea que interesa a todos los seres vivos y al hombre en especial, por ser el causante principal de su deterioro y el único que puede detenerlo. Sistema de Gestión Ambiental (SGA). La aplicación de un Sistema de Gestión Ambiental (SGA), asegura establecer las acciones necesarias en la protección ambiental y los mecanismos para su control y mejoramiento continuo. El SGA se integra a la actividad general de la gestión empresarial y contempla en lo fundamental:    

El compromiso de la alta dirección, expresado en la política y los objetivos ambientales de la organización. Los aspectos organizativos relacionados con el medioambiente. Procedimientos de control operativo sobre los principales aspectos ambientales. Programa de mejora continua con objetivos concretos.

El mantenimiento como acción, desde el punto de vista ambiental, constituye un medio para prevenir impactos negativos, dado que asegura la fiabilidad de los equipos, lo que reduce el riesgo de ocurrencia de accidentes catastróficos, como incendios, explosiones, emisiones de sustancias tóxicas etc. y a su vez, una fuente de contaminación, porque en su ejecución se producen desechos peligrosos (sólidos, líquidos y gaseosos). Un producto es ecológico si el riesgo de su daño ambiental es mínimo o nulo. Relacionado a ello, se define el Mantenimiento Ecológico como el mantenimiento, que su gestión está integrada a un Sistema de Gestión Ambiental, mediante el establecimiento de un conjunto de acciones técnico

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organizativas, que aseguran la reducción del riesgo de impacto ambiental de los equipos y de las acciones de mantenimiento. Las acciones encaminadas a la preservación del medio ambiente en el Mantenimiento deben tener carácter proactivo y estar integradas a los trabajos que generan los impactos. Para asegurar que la prevención tenga efecto, todas las acciones (técnicas, organizativas y económicas) deben haber sido tomadas y documentadas; los procesos estar bajo control operacional y las personas poseer los conocimientos y el entrenamiento necesario para ejecutar las acciones establecidas.

Figura 6.4. Problemática del mantenimiento, producción y Medio Ambiente. Los factores causales más importantes identificados que pueden propiciar la ocurrencia de impacto ambiental desde el mantenimiento son:    

Errores humanos. La ausencia de mantenimiento. La aplicación de políticas de mantenimiento incorrectas. Los procesos de mantenimiento no controlados.

El impacto ambiental provocados por errores humanos es debido fundamentalmente a violaciones de los procedimientos establecidos. La ausencia de mantenimiento está fundamentada en el pobre papel que le asignan a esta función en la organización y la deficiente cultura en este sentido. La aplicación de políticas de mantenimiento incorrectas y la falta de control de los procesos son consecuencia de una deficiente gestión. Mejor prevenir. Para prevenir los riesgos de impacto ambiental debe llevarse a cabo un proceso que permita identificar todos los aspectos ambientales y establecer las acciones para su control operacional. Para ello se propone el siguiente proceso cuyo contenido se describe: 1) Determinar los equipos y procesos de mantenimiento críticos para el medio ambiente.

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Equipo crítico: Equipo que contiene, manipula o controla sustancias o productos dañinos al medio ambiente y la ocurrencia de un fallo en éste, puede producir impacto ambiental. Fallo crítico: Fallo que ocurre en un equipo crítico y cuya consecuencia produce impacto ambiental. Proceso de mantenimiento critico: Acciones de mantenimiento necesarias para mantener o reparar un equipo, en el cual se emplean sustancias o productos, y/o se generan desechos que pueden producir daños al medio ambiente. 2) Identificar, registrar y evaluar los riesgos potenciales de los procesos de mantenimiento y equipos críticos, así como los aspectos ambientales significativos asociados a ellos. Identificar los modos de fallo críticos y determinar sus causas raíces. 3) Establecer acciones proactivas mediante procedimientos documentados que aseguren tener bajo control las causas que originan los impactos. Estas acciones deben estar contenidas en los procedimientos de ejecución de los trabajos según corresponda. 4) Evaluar el desempeño ambiental: Seguimiento y evaluación de resultados. El desempeño ambiental en el mantenimiento es una medida de su eficiencia y eficacia. 5) Establecer procesos de mejora continua: La mejora continua de la gestión del Mantenimiento tiene una contribución significativa sobre la eficacia de la gestión ambiental. Es importante identificar las mejores prácticas y resultados, para su divulgación, generalización y perfeccionamiento de la actividad. Las acciones dirigidas a prevenir los riesgos de impacto ambiental desde el punto de vista del mantenimiento, deben estar dirigidas al personal, a los equipos, al proceso y sus interrelaciones. Las acciones dirigidas al personal están encaminadas a:   -

Educación ambiental para: Promover nuevas conductas y aptitudes hacia el medio ambiente. Buscar el compromiso personal y permanente con la política y procedimientos ambientales de la organización. Desarrollar capacidades de actuación ante impactos ambientales. Mejora del desempeño profesional mediante: La capacitación continua para elevar el nivel de conocimiento y adiestramiento en la función que realiza. La definición clara de sus funciones, responsabilidades y alcance de sus acciones. La evaluación constantemente de su desempeño para mejorar su eficacia.

Estas actividades de formación y adiestramiento deben llevarse a cabo mediante planes. Las acciones dirigidas a los equipos son entre otras:  La aplicación de técnicas de análisis de fiabilidad (Análisis del modo de fallo y efecto (FMEA), Análisis del modo de fallo y efecto y análisis de criticidad (FMECA), Análisis de árboles de fallo (FTA) etc. para identificar problemas repetitivos, determinar su impacto, así como evaluar el estado del equipo y cuantificar su fiabilidad.

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



La optimización de acciones de mantenimiento a llevar a cabo para asegurar su fiabilidad y mejorar los procedimientos de ejecución de los trabajos. Esto permite disminuir desechos y con ello fuentes potenciales de contaminación. (La metodología RCM y el mantenimiento predictivo son dos elementos básicos para este fin). El establecimiento de la frecuencia de las acciones de mantenimiento para su planificación y programación ulterior.

Acciones dirigidas al proceso de mantenimiento.  

 

Identificar las acciones de mantenimiento a ejecutar con riesgos de impacto ambiental, identificar y evaluar los aspectos ambientales asociados a ellas. Determinar las acciones a llevar a cabo para reducir riesgos potenciales. - Identificar los productos con riesgos de impacto que pueden ser reciclados para reducir desechos. - Identificar los residuos peligrosos que se producirán, las tecnologías a emplear para su procesamiento y control, lugar y tipo de almacenamiento y procedimientos de control. Establecer programas para la gestión de residuales y su mejora. - Identificar los procesos que pueden ser mejorados o cambiados por tecnologías más limpias y eficientes. Establecer programa para evaluación técnico económico de alternativas y su introducción. - Identificar productos o sustancias con riesgo de impacto ambiental que pueden ser sustituidos por productos ecológicos u otros cuyo riesgo y nivel de contaminación sean menores. Establecer planes para su sustitución. - Establecer procedimientos escritos para regular la conducta ambiental del personal de mantenimiento durante la ejecución de los trabajos y ante situaciones anormales. Establecer planes de contingencias. - Determinar la capacidad del personal de mantenimiento para ejecutar los trabajos. Identificar necesidades de formación y adiestramiento. Establecer planes. - Establecer procedimientos para la recepción de los trabajos. Realizar análisis comparativo del estado de los equipos antes y después del mantenimiento. - Evaluar continuamente, mantener y mejorar el estado de orden y limpieza de las áreas. Identificar y establecer los puntos de control y medición en el proceso para evaluar el desempeño ambiental antes, durante y después de la realización de los trabajos. Recolección de datos, tomas de muestras y observaciones. Análisis y comunicación de los resultados. Análisis y mejora de procesos.

Importante. Debe tenerse en cuenta además, que muchas organizaciones por sí solas, no pueden garantizarse de manera exclusiva los servicios de mantenimiento, teniendo que contratarlos a empresas especializadas. En estos casos, se requiere reforzar los requerimientos contractuales referidos a la protección ambiental y establecer mecanismos de control más rigurosos sobre la forma en que dichas empresas realizan su trabajo. Las auditorias medioambientales pueden ser empleadas como una herramienta de seguimiento de los aspectos ambientales significativos identificables del servicio prestado por dichas organizaciones.

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Repercusión en la calidad. Para conseguir mejoras significativas en la protección ambiental por la gestión del mantenimiento integrada a un Sistema de Gestión Ambiental, deben ser coordinados los esfuerzos con otras funciones importantes de la organización, como son la Calidad y la Seguridad Industrial, para producir el trabajo necesario que asegure una mayor fiabilidad y efectividad de las acciones tomadas. En cuanto a la Calidad, la adopción de los modelos de la ISO 9000 la favorecen porque aseguran el establecimiento de procedimientos documentados para cada actividad dentro del proceso, permiten detectar y registrar no conformidades y establecer acciones para corregirlas y su mejora continua. Las relaciones con la Seguridad Industrial garantizan procedimientos documentados de seguridad relativos a las operaciones dentro del mantenimiento, determinar y proveer los recursos necesarios para garantizarla; programar las acciones de control sobre las acciones establecidas, tener planes de emergencia ante incidentes y accidentes ambientales y realizar estudios relativos a la seguridad para introducir métodos de trabajos más seguros y eficaces. Este proceso por sí sólo no produce resultados, requiere de una visión nueva, integradora, que le dé al mantenimiento una trascendencia más relevante en la gestión empresarial, dirigida a la ecoeficiencia. Para el logro de este fin, se requieren cambios que conduzcan a la mejora del proceso. Los cambios deben estar precedidos por el compromiso decidido de la gerencia con este enfoque, expresado mediante políticas y acciones concretas, encaminadas a modificar procesos y las conductas de los miembros de la organización, para hacer que el mantenimiento adquiera una dimensión nueva y sus efectos sobre la preservación del medio ambiente sean tangibles.

Figura 6.5. Tipos de contaminación a disminuir y asegurar una protección ambiental por la gestión del mantenimiento en una empresa.

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CAPÍTULO 7. ANÁLISIS DE UN CASO PARTICULAR.

DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO DE UNA EMPRESA DE AGUA. El mantenimiento debe formar parte integral de una empresa de aguas como un subsistema. Los conceptos dados en el Capítulo 1 y en el Capítulo 2, se aplican también a una empresa de aguas, aunque esta sea una empresa de servicio público y no sólo una empresa productora de bienes. La empresa fija los objetivos, las políticas y las normas del subsistema, que serán implementados mediante las técnicas o programas y planes específicos por la dirección técnica del subsistema, lo que implica que los programas de mantenimiento se lleven a cabo en sus diferentes etapas. Para ello se crea un departamento especializado, el cuál podría llamarse “Departamento de mantenimiento”, que será tan complejo como lo requiera el tamaño de la empresa. El grado de ejecución de los planes y programas se refleja en los servicios prestados por el departamento, cuyo control está garantizado por la información o las quejas provenientes de los usuarios de los diferentes servicios. Los usuarios del subsistema de mantenimiento son de dos tipos: los internos (otros departamentos de la empresa) y los externos (los usuarios o abonados de la empresa). De esta información surge la autoevaluación como una actividad permanente y necesaria del subsistema. Por lo general, el subsistema de mantenimiento no está bien establecido en las empresas de agua o no funciona adecuadamente. Se da como excusa la falta de recursos humanos y materiales, sin tener en cuenta los beneficios que dejan los programas de mantenimiento aplicados eficientemente. La prestación adecuada del servicio de abastecimiento de agua, la prolongación de la vida útil de la planta y la disminución de los costos en reparaciones se encuentran entre estas ventajas. El subsistema de mantenimiento debe encontrarse muy relacionado con los subsistemas comercial, financiero, de planificación y el subsistema administrativo en general. Esta relación se traduce en un flujo de información que se muestra en forma gráfica en la Figura 7.1. Las funciones administrativas y técnicas del subsistema se llevan a cabo en varios niveles de la organización, dependiendo de la complejidad y el tamaño de la empresa. Fundamentalmente existen tres niveles de ejecución: a. Central. b. Regional. c. Local. Al nivel central le corresponde determinar objetivos y políticas, dictar normas generales, asignar recursos y llevar a cabo un control global del funcionamiento del subsistema. Para esta función se debe tomar en cuenta a todos los niveles, desde la junta directiva hasta la retroalimentación que podría dar el operador de la planta de tratamiento. Si no se toman en cuenta todos estos niveles de planificación, se fracasará.

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Al nivel regional le corresponden las funciones de programación, supervisión, asesoría, planificación y control de las actividades. En este nivel también se tiene que recurrir a la retroalimentación desde niveles inferiores y superiores de la empresa. Al nivel local le corresponde la implementación de los planes y programas, así como la recolección de la información necesaria para retroalimentar la planificación. Toda empresa debe tener organizado su mantenimiento de forma particular. La ubicación definitiva depende del tamaño de la empresa misma y de la importancia que esta le brinde al subsistema de mantenimiento. La cabeza del departamento debe ser un ingeniero. La especialidad de este es irrelevante, siempre y cuando cuente con alguna formación y/o experiencia en manejo de personal y en la administración en general. El jefe de mantenimiento será responsable del planeamiento, la programación y el control. El inventario de equipos y estructuras, así como la codificación y el diseño de normas es también su responsabilidad. Para desarrollar sus funciones, debe contar con el apoyo de los operadores de planta, técnicos en mecánica y en electricidad, personal de secretaría y administradores de bodega e inventarios. Deberá establecer una organización interna del departamento en la que se sugiere la creación de unidades que estén encabezadas por un supervisor técnico. Una función importante del jefe de mantenimiento es la organización y análisis de los archivos de información del historial de los equipos. Sobre la base de esta información debe establecer los cambios o mejoras en los planes. El solo recolectar la información no tiene ningún sentido práctico. La selección de personal y su entrenamiento son funciones inherentes al departamento de mantenimiento. Por la carencia de personal especializado o cuando la complejidad del trabajo así lo requiera, el departamento de mantenimiento podrá contratar servicios con entidades externas a él. Estos contratos tienen por objeto realizar algunos trabajos que, dada su naturaleza, no justifican el disponer permanentemente de técnicos especializados para su ejecución. Algunas razones tales como trabajos muy especializados y poco frecuentes o con un costo muy alto de herramientas y equipos para su ejecución justifican estas contrataciones. Los trabajos que se recomienda efectuar por esta vía son:      

Rebobinado de motores eléctricos. Reparaciones complejas de motores diesel y gasolina. Reparación y calibración de equipos de control. Reparación de cloradores. Reparación de tanques y otras estructuras de la planta. Algunos trabajos de mantenimiento preventivo que las políticas de la empresa permitan.

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Figura 7.1. Esquema de funcionamiento del subsistema de mantenimiento. Para la contratación exterior de servicios, se deben tener en cuenta, entre otros, las siguientes recomendaciones:      

Certificar la capacidad del contratista. Especificar detalladamente el motivo del contrato. Acordar el tiempo de entrega. Fijar el costo y la forma de pago. Concertar pruebas de funcionamiento. Solicitar garantía de funcionamiento por un tiempo prudencial.

En los últimos años se ha evidenciado una tendencia hacia la contratación de servicios a empresas externas por parte de las empresas públicas. Los departamentos de mantenimiento han sido de los que han caído dentro de esta política. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO. Los programas de mantenimiento de una planta de agua tienen como objetivo primordial el lograr que sus unidades componentes trabajen económicamente en forma normal durante todo su periodo de vida útil. Forman parte del programa el registro de datos, la programación de las actividades, las normas técnicas, los recursos humanos y materiales y los controles necesarios para su desarrollo y la evaluación correspondiente. Se pueden distinguir como etapas de un programa de mantenimiento las siguientes:    

Confección de historiales. Diseño. Puesta en marcha. Supervisión.

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

Evaluación.

Todas estas no son etapas terminadas sino que se debe lograr un proceso continuo de reacondicionamiento de ellas, de tal manera que constituyan un ciclo de desarrollo propio del programa. Los cambios que se lleven a cabo no deben obedecer a un proceso antojadizo, sino que deben responder al control y evaluación que se haga del proceso. 1. Confección de historiales. El historial de los equipos representa una de las herramientas más importantes con que cuenta el ingeniero de mantenimiento. Tres actividades típicas conforman esta labor. a. Inventario técnico. La confección de historiales se inicia con un registro de toda la maquinaria e instalaciones existentes en la planta. El jefe de mantenimiento, en colaboración con los supervisores y técnicos, se ocupará de confeccionar un inventario técnico como un primer paso. Este inventario se irá cumpliendo por unidades de tratamiento, para el cuál se usará una ficha técnica que se muestra en la Figura 7.2. El inventario técnico de los equipos e instalaciones de la planta se elabora en las tarjetas especificadas en la Figura 7.2. Para la ejecución del inventario, se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: I. Para el ordenamiento de las tarjetas, se debe establecer un tour o ruta que coincida con el recorrido del agua por las diferentes instalaciones y equipos del proceso de tratamiento, desde el ingreso del agua a la planta como agua cruda hasta su salida hacia la distribución como agua tratada. Se deben codificar las unidades de la planta asignándoles la letra y/o número correspondiente, de acuerdo con el sistema de codificación particular que se emplee como formato de identificación y clasificación de equipos, con el correspondiente número de ubicación en el proceso. Ejemplo Si existen en la planta dos unidades de dosificación y estos son los primeros equipos por donde circula el agua y la letra correspondiente para los mecanismos de dosificación es R y para los motores H, las dos unidades quedarán codificadas como R1, R2 y H1, H2 respectivamente. Estas letras deben marcarse en los equipos, de tal forma que coincidan con lo escrito en las tarjetas correspondientes. II. En el caso de existir unidades acopladas como las motobombas, se debe emplear la parte anterior de la tarjeta para el equipo operado (bomba) y la parte posterior para el equipo motriz (motor).

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III. Los datos técnicos adicionales se refieren a aquellos que no se encuentran indicados en las respectivas placas de datos, pero que son importantes. Entre estos estarían el caudal y la altura dinámica total, en el caso de bombas o la velocidad de rotación de un agitador. A continuación s e presenta un listado de equipos con indicación de los principales datos técnicos requeridos:

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Figura 7.2. Ficha técnica para equipos.

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b. Normas de mantenimiento. Como parte fundamental del programa, se debe contar con un manual de normas en el que se indiquen todos los procedimientos que se deben seguir por parte de los técnicos al realizar servicios de mantenimiento. Para el diseño del manual de normas de mantenimiento, se consideran los siguientes factores: I. II. III. IV.

Las clases de equipos, estructuras y unidades de la planta. Recomendaciones sobre mantenimiento de las casas fabricantes. Experiencia adquirida en la operación de la planta. Ensayos que permitan establecer frecuencias, personal requerido, etc., para las operaciones de mantenimiento.

La aplicación de las normas depende fundamentalmente de la estrategia que se haya determinado para el equipo o instalación. El uso de dos registros independientes para las fallas y los datos técnicos permite mantener los datos físicos (de instalación y características) sin tener que repetirlos cuando el número de reparaciones sea elevado y se complete dicho formulario. Una vez terminado el inventario de todo el equipo, se procede a la confección de la ficha de historial que se muestra en la Figura 7.3.

Figura 7.3. Ficha técnica de historial. Cuando en el plan no ha existido nunca un registro de fallas en máquinas, se procede a revisar las órdenes de trabajo de al menos, los dos últimos años. En este proceso es necesario recurrir a la experiencia del personal de mantenimiento en el caso de no tenerse del todo registros. Analizando las dos fichas del equipo, se podrá encontrar cuáles han tenido un excesivo número de reparaciones y se podrá determinar si requieren un acondicionamiento previo antes que se las incluya en el plan de mantenimiento. Es muy importante que todas las reparaciones y ajustes efectuados queden debidamente registrados. Del conocimiento que se tenga de ellos dependerá la posibilidad de prevenir futuras fallas. Una técnica que podría obviar la necesidad de usar los dos métodos mencionados anteriormente es la de inspección previa para determinar la condición normal de los equipos. Para esto se requiere contar con personal experimentado y con equipos de medición, tales como el medidor de vibraciones. El análisis de vibraciones cuenta también con la aplicación directa de los sentidos humanos, técnicas ópticas y térmicas.

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c. Análisis de tendencias. Los cambios que ocurren en la planta pueden ser analizados por su tendencia, lo cual anticipa problemas futuros. Los gráficos de tendencias permiten identificar situaciones que tienden a empeorar y comportamientos erráticos. El análisis de tendencias es más efectivo en el caso de que se esté produciendo un empeoramiento de condiciones. Una planta que ha comenzado a deteriorarse se puede identificar muy fácilmente cuando se hace el estudio de la tendencia de fallas. 2. Diseño. Una vez completa la etapa de recolección de información y de análisis, se procede a diseñar el plan de mantenimiento, siguiendo lo especificado en el Capítulo 6. El uso de una o más estrategias depende del análisis hecho y es muy probable que se tenga que considerar algunas unidades con estrategias propias o diferentes de la mayoría. Se debe enfatizar que el diseño resultante, para ser efectivo, debe contener una mezcla de las cinco estrategias descritas anteriormente. Esta etapa debe arrojar la programación correspondiente de actividades que permita adquirir los recursos necesarios. En este punto se debe ser enfático. Los programas y planes deben determinar el presupuesto y no a la inversa. 3. Puesta en marcha. Una vez realizada la programación, adquiridos los recursos, seleccionado y entrenado el personal, se procede a la implantación del plan. Para tal fin, el ingeniero jefe del programa o el subalterno designado imparte órdenes de trabajo a los técnicos y operadores encargados de la ejecución. Esta orden de trabajo debe ser lo más explícita posible, a fin de evitar errores y traslados innecesarios. Las órdenes de trabajo deben revisarse para que su ejecución siga el diagrama de flujo de la planta. En la orden de trabajo debe incluirse, además, el espacio necesario para que el ejecutante detalle comentarios u observaciones. Las órdenes de trabajo pueden confeccionarse manualmente cuando se reciban quejas o pueden programarse para que su producción sea rutinaria mediante el uso de un programa de cómputo. 4. Supervisión. El control del programa de mantenimiento debe llevarse a cabo directamente por el ingeniero. Para esto, debe tener lo siguiente: Informes de labores. Deben ser presentados por técnicos y operadores semanalmente y deben corresponder con las órdenes de trabajo recibidas. Las causas de no correspondencia entre órdenes de trabajo y el informe deben quedar claramente especificadas. El formato de estos informes debe ser claro y estar de acuerdo con el estilo gerencial del ingeniero. El procedimiento de los informes brindará la retroalimentación que la supervisión debe entregar al sistema.

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Reportes de operación de la planta. Esta información es importante para evaluar los resultados de la aplicación del plan de mantenimiento. Los operadores son un agente externo al departamento y proporcionan un punto de vista independiente sobre la calidad del servicio que reciben. La forma de recolectar esta información debe ser coordinada con el departamento de producción de la empresa. Evaluación en el sitio. Se requiere una evaluación periódica por parte del ingeniero acerca de las condiciones de funcionamiento de las unidades de la planta. Esa evaluación puede basarse en un programa aleatorio de mediciones e inspección que permitan un control cruzado de la labor de sus técnicos. Todo el control del programa se basará en el proceso estadístico de la información recibida. La toma de decisiones deberá estar basada en el análisis de toda esta información. 5. Evaluación. Esta es una etapa permanente del sistema y es la más importante. Permite la retroalimentación requerida para corregir cualquier deficiencia que se presente en la aplicación del programa. Los resultados obtenidos del programa deberán evaluarse, a fin de determinar que no exista ni exceso ni defecto de mantenimiento. Un buen sistema deberá ser evaluado constantemente para reflejar, en todo momento, las condiciones actuales de eficiencia. Un análisis de costos contra satisfacción de usuarios representa un buen método de evaluación del mantenimiento. EJEMPLO DE SELECCIÓN DE LA ESTRATEGIA. Se plantea aquí un ejemplo de selección de la estrategia adecuada para una unidad en una planta de tratamiento de agua, de la que se tiene historial de mantenimiento. Se supone además, la existencia de equipos electromecánicos de tratamiento para que el ejemplo sea más representativo. Como primer paso, se procede a hacer un diagrama de flujo de la planta:

Figura 7.4. Diagrama de flujo de la planta. De acuerdo con el diagrama de flujo, se procede a establecer un tour o recorrido de la planta que permitirá identificar los equipos y posteriormente será seguido en las rutinas de inspección al aplicar la estrategia apropiada. La codificación empieza por asignar letras de código a cada una de las estructuras:

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      

E para la sección de entrada. D para la sección de dosificación. MR para la sección de mezcla rápida. FL para la sección de floculación. BL para las bombas de lavado de estructuras. S para la sección de sedimentación y remoción de lodos. FR para la sección de filtración rápida.

Estos códigos pueden ser adecuados según el gusto del codificador. Lo importante es que se conviertan en un léxico común a todos los trabajadores de mantenimiento para tener una ubicación e identificación que no lleve a confusiones. Para la codificación de los componentes de las secciones, se debe crear un código alfanumérico representativo de cada uno. Por ejemplo: Si en la sección de lavado de estructuras se encuentran dos bombas, estas se codificarán como BLb1 y BLb2 o como fuese más cómodo al ingeniero de mantenimiento. Como segundo paso, se procede a la confección de las fichas técnicas para todos los equipos y estructuras existentes. Se muestra aquí sólo la ficha técnica para las bombas de lavado. En este caso se modifica apropiadamente el formulario presentado en la Figura 7.2, como se indica en la Figura 7.5. Esta modificación estará acorde con las necesidades particulares de cada programador. Si estas se tienen preparadas en un software correspondiente, este trabajo es bastante simple. La producción en serie de estas fórmulas es un proceso sencillo, como consecuencia.

Figura 7.5. Ficha técnica de ejemplo. En el diagrama de flujo de la Figura 7.4, se observa que si se cuenta con floculación mecánica, el floculador se convierte en una de las partes más importantes del sistema; por lo que se le da el calificativo de unidad crítica. Como se supone que se cuenta con la información correspondiente de fallas para este equipo, se procede a llenar el modelo de ficha mostrado en la Figura 7.3, según se indica en la Figura 7.6.

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Figura 7.6. Ficha de historial de ejemplo. Del análisis de las fallas de este equipo se nota una tendencia al cambio de rodamientos, que hace sospechar de una falla en el balanceo de las aspas del agitador. De acuerdo con esta información, se procede a balancear el agitador y se inicia como si este se encontrara en condiciones iguales a las que tenía cuando fue instalado. Se establece entonces un programa de inspecciones para determinar el grado de vibración aceptable y se determinan los niveles de alarma para el agitador. Esto protegerá al equipo de la necesaria rutina de cambio de rodamientos. En este caso, la estrategia que se debe adoptar no es la del rediseño de los rodamientos sino más bien el estudio de las aspas del agitador de tal manera que sean rediseñadas para soportar el trabajo que se les está demandando sin producir la mencionada falla en el balanceo. Esta corresponde a la estrategia número cinco mencionada en el Capítulo 3. Este tipo de análisis se llevará a cabo para todas y cada una de las partes de la planta de tratamiento y se escogerán las estrategias correspondientes. Finalmente, se establece un plan que cubra todas las instalaciones y que comprenda una combinación de las estrategias estudiadas. En la implantación de este plan se giran las órdenes de trabajo correspondientes. Estas órdenes pueden ser formuladas directamente desde el programa computarizado o, en su defecto, el ingeniero puede establecer un sistema manual de órdenes. El sistema computarizado de mantenimiento no es tema de este trabajo.

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DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Se demuestra que hay muchas oportunidades de mejora en el mantenimiento industrial, cuando éste está dirigido a salvaguardar las condiciones físicas de los equipos, la maquinaria y las instalaciones, basado sobre todo en recomendaciones del fabricante. El nuevo enfoque es proteger las funciones de los sistemas, basados en las condiciones operacionales de la planta, cómo también se demuestra el elevado valor agregado que introduce el uso de las herramientas adecuadas de mantenimiento en la consecución de los ciclos óptimos de éste, frente a lo dinámico del cambio tecnológico que se está presentando actualmente en el análisis, monitoreo de equipos y el uso de herramientas de software más poderosas que proveen información en línea y de buena calidad para el control y la toma de decisiones en la unidad de mantención de una Planta. Resulta fundamental para que, un Programa o Plan de mantenimiento sea exitoso, la selección adecuada de los tipos, estrategias, técnicas y herramientas seleccionadas en ésta generen los siguientes beneficios:     

   



Aumento de la confiabilidad. Aumento de la seguridad en la operación al evitar las fallas catastróficas. Aumento de la disponibilidad, al aumentar la confiabilidad y el mejorar la planificación de las intervenciones. Disminuir pérdidas de producción, por interrupciones debidas a fallas. Reducir los riesgos de impacto ambiental, dado que es una garante de la fiabilidad de los equipos y donde se realizan gran número de operaciones que pueden producir daños. El desempeño ambiental en el mantenimiento industrial es una medida de su eficiencia y su eficacia. Disminución de costos de reparación, por detección temprana de los problemas. Disminución de costos de materiales y repuestos, al extender la vida útil de las máquinas hasta 6 veces, según el sistema y los objetivos planteados. Disminución del capital inmovilizado en repuestos, al pronosticar la vida útil remanente. Capacitación teórico-práctico del personal. Los que son sólo teóricos no se ajustan a la realidad de los problemas que ocurren en terreno y los netamente prácticos son muy recetarios, en que es más beneficiosa una experiencia con teoría de fondo que se pueda transmitir. La implantación de cadenas de mando que facilite a los encargados de realizar las actividades de servicio de mantenimiento la comprensión de su papel dentro de cada actividad, el saber hacer cómo, dónde y cuando.

Por otra parte el análisis de costos de mantenimiento no se realiza ya que esta información se obtiene en función del costo de mantenimiento asociado a los equipos de una Planta, en que no hay patrones de comparación claros o bajo normas que justifiquen desde el punto de vista económico un tipo, estrategias y técnicas de mantenimiento a usar; en que bajos los conceptos tratados en este trabajo se pueden superponer los modelos, tipos y estrategias de mantenimiento unas en otras, y que respondan principalmente a la preservación de los equipos, maquinarias e instalaciones según lo indicado por fabricantes cómo condiciones en terreno y que bajo estudios económicos de los costos de mantenimiento por cada uno de estos en una empresa se pueda determinar el nivel óptimo de mantenimiento.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Alarcón, Carlos, PLANIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO DE DOS CALDERAS DE ASERRADEROS ARAUCO S. A. MEDIANTE SISTEMA SAP, Informe de proyecto de Ingeniería Mecánica, Universidad de Concepción, 2002. [2] Antezana Delgado, Juan, MODELO DE GESTIÓN DE MANTENIMIENTO: UNA VISIÓN ESTRATÉGICA, II Congreso de Ingeniería Mecánica ASME – Perú, 2006. [3] Babcock, Russell, INSTRUMENTACIÓN TRATAMIENTO, Ed.Limusa, 1982.

Y

CONTROL

DE

PLANTAS

DE

[4] Brugger, Ernesto A, DEL DESARROLLO SOSTENIBLE A LA ECOEFICIENCIA, Revista MAPFRE, Nº 52, 4º trimestre, pp. 23-29, 1993. [5] Canales, Arturo, MODELO GERENCIAL DE MANTENIMIENTO, Latinoamericano de Ingeniería Mecánica, Monterrey, México, 2006.

Congreso

[6] Cortés, Hernán, PROPOSICIÓN DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICO EN LA EMPRESA GEOMAR, Informe de proyecto de Ingeniería Mecánica, Universidad de Concepción, 2003. [7] De la Vara Garrido, F, EL MANTENIMIENTO Y SU IMPACTO EN EL MEDIOAMBIENTE, UNA ESTRATEGIA PARA PRODUCIR Y SOBREVIVIR, Revista Tecnología (Industria del Níquel, Cuba), Vol. 1, Nº 1, pp. 74-77, 1991. [8]

http://www.confiabilidad.net, Página de ayuda en gestión de mantenimiento.

[9]

http://www.mantenimientomundial.com, Página dedicada al mantenimiento industrial.

[10]

http://www.solomantenimiento.com, Página con foros de mantenimiento industrial.

[11]

Knezevic, Jezdimir, MANTENIMIENTO, Ed. Isdefe, 1996.

[12] Ortega, Carlos H., OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE APARATOS DE MEDIDA Y REGULACIÓN DE FLUJO”, s. d. [13] Palacios, Enrique, MANUAL DE INSTRUCCIÓN. VERSIÓN PRELIMINAR DE MANTENIMIENTO DE PLANTAS, 1981. [14] Saavedra, Pedro, ANÁLISIS DE VIBRACIONES DE MÁQUINAS ROTATORIAS, NIVEL I, “Bases del mantenimiento predictivo y del diagnóstico de fallas en máquinas rotatorias”, Dpto. de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Concepción. [15] Toloza, Eduardo, PLAN DE MANTENIMIENTO A UNA PLANTA DE ASTILLADO, Informe de proyecto de Ingeniería Mecánica, Universidad de Concepción, 2007.