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• JORGE CAICEDO

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METODOLOGÍA MANTENIMIENTO PROACTIVO LUIS ALBERTO MORA GUTIERREZ EFRAÍN BERNAL ALZATE JORGE HERNÁN RUIZ LONDOÑO

Medellín Colombia 1999

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Tabla de Contenido. Tabla de Contenido. .................................................................................................................................. i Tabla de Ilustraciones. .............................................................................................................................vi Índice de Tablas. .................................................................................................................................... vii 0

PRÓLOGO. ............................................................................................................................................. 1 0.1 INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................................... 1 0.2 JUSTIFICACIÓN. ................................................................................................................................ 3 0.3 OBJETIVOS. ...................................................................................................................................... 5 0.3.1 General. ...................................................................................................................................... 5 0.3.2 Específicos. ................................................................................................................................. 5

1

ESTADO DEL ARTE. ............................................................................................................................ 6 1.1 EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO. .................................................................................................. 6 1.1.1 Primera generación. ................................................................................................................... 9 1.1.1.1

1.1.2

1.1.2.1 1.1.2.2

1.1.3

Mantenimiento Correctivo. .............................................................................................................. 9

Segunda generación (Mantenimiento Planificado). ................................................................. 10 Mantenimiento Preventivo. ............................................................................................................ 10 Mantenimiento Predictivo. ............................................................................................................. 11

Tercera generación (Integración Producción-Mantenimiento)................................................ 12

1.1.3.1 1.1.3.2 1.1.3.3 1.1.3.4 1.1.3.5 1.1.3.6

Mantenimiento Productivo Total (TPM). ....................................................................................... 12 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM). ................................................................... 14 Mantenimiento Combinado TPM y RCM. ..................................................................................... 16 Paso del Mantenimiento Reactivo al Orientado hacia Resultados. ................................................. 16 Mantenimiento Orientado al Cliente. ............................................................................................. 18 Mantenimiento Integral Logístico. ................................................................................................. 18

1.2 GESTIÓN DE MANTENIMIENTO. ...................................................................................................... 20 1.2.1 Definición. ................................................................................................................................ 20 1.2.2 Mantenimiento dentro de la empresa. ...................................................................................... 21 1.2.3 Gestión integral al interior de mantenimiento.......................................................................... 21 1.2.4 Mantenimiento y rentabilidad................................................................................................... 22 1.2.5 Evaluación de los procesos de mantenimiento. ........................................................................ 23 1.2.5.1 1.2.5.2 1.2.5.3

1.2.6 1.2.7 1.2.8

Fijar los programas de mantenimiento. .......................................................................................... 23 Revelación de recursos escondidos. ............................................................................................... 24 Evaluación de los resultados de auditoría....................................................................................... 24

La función del trabajo de mantenimiento. ................................................................................ 25 Objetivos de mantenimiento, planificación y control. .............................................................. 26 Tendencias y perspectivas en la gerencia de mantenimiento industrial. .................................. 27

1.2.8.1 1.2.8.2 1.2.8.3

Introducción. .................................................................................................................................. 27 Tendencias en el conocimiento de mantenimiento. ........................................................................ 27 Surgimiento de nuevos métodos de mantenimiento. ...................................................................... 27

1.3 MÉTODOS E INSTRUMENTOS DE MANTENIMIENTO. ......................................................................... 28 1.4 MANTENIMIENTO Y CALIDAD. ........................................................................................................ 29 1.4.1 La calidad. ................................................................................................................................ 29 1.4.2 Los siete instrumentos de la calidad. ........................................................................................ 30 1.4.2.1 1.4.2.2 1.4.2.3 1.4.2.4 1.4.2.5 1.4.2.6 1.4.2.7

Lista de verificación. ...................................................................................................................... 30 La clasificación. ............................................................................................................................. 30 Esquema gráfico. ............................................................................................................................ 30 El método de pareto. ...................................................................................................................... 30 Diagrama de causas y efectos. ........................................................................................................ 31 Histograma. .................................................................................................................................... 31 Esquema de distribución. ............................................................................................................... 31

i

1.5 ESTABLECIENDO UNA ORGANIZACIÓN DE CLASE MUNDIAL. ........................................................... 31 1.5.1 Cambios Filosóficos y Tecnológicos. ....................................................................................... 32 1.5.2 Entendiendo el cambio. ............................................................................................................ 32 1.5.3 El equipo de Trabajo. ............................................................................................................... 33 1.5.4 Entrenamiento. ......................................................................................................................... 33 1.5.5 El centro de costos. ................................................................................................................... 34 1.5.6 Control de inventarios en el almacén. ...................................................................................... 34 1.5.7 El Mantenimiento Correctivo. .................................................................................................. 35 1.5.8 El Mantenimiento Preventivo (PM). ......................................................................................... 36 1.5.9 El Mantenimiento Predictivo (PdM)......................................................................................... 36 1.5.10 Departamento de compras. .................................................................................................. 37 1.5.11 Mantenimiento Proactivo (PaM). ........................................................................................ 37 1.5.12 La responsabilidad. ............................................................................................................. 37 1.5.13 El mantenimiento centrado en la confiabilidad. .................................................................. 38 2

METODOLOGÍA MANTENIMIENTO PROACTIVO. .................................................................. 39 2.1 INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................................. 39 2.2 DEFINICIÓN. ................................................................................................................................... 40 2.2.1 Intenciones, objetivos y beneficios............................................................................................ 45 2.2.2 Estrategia del Mantenimiento Proactivo. ................................................................................. 46 2.2.3 Análisis de la causa raíz de la falla. ......................................................................................... 47 2.3 ELEMENTOS E IMPLANTACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PROACTIVO. ...................... 48 2.3.1 Planeación y desarrollo del plan de acción. ............................................................................ 50 2.3.1.1 2.3.1.2 2.3.1.3 2.3.1.4

Alcances. ........................................................................................................................................ 50 Factores a ubicar y Objetivos. ........................................................................................................ 50 Estándares y Medidas. .................................................................................................................... 51 Herramientas de Medida. ............................................................................................................... 51

2.3.2 Dando Prioridades. .................................................................................................................. 52 2.3.3 Análisis de Datos. ..................................................................................................................... 52 2.3.4 Acciones Correctivas. ............................................................................................................... 53 2.4 HERRAMIENTAS PARA LA DETECCIÓN DE FALLAS. ......................................................................... 53 2.4.1 Análisis de Vibraciones. ........................................................................................................... 53 2.4.1.1 2.4.1.1.1 2.4.1.1.2 2.4.1.1.3 2.4.1.1.4 2.4.1.1.5 2.4.1.1.6 2.4.1.2 2.4.1.3 2.4.1.3.1 2.4.1.3.2 2.4.1.3.3 2.4.1.4 2.4.1.4.1 2.4.1.4.2 2.4.1.4.3 2.4.1.5 2.4.1.5.1 2.4.1.5.2 2.4.1.5.3 2.4.1.5.4 2.4.1.5.5

Definiciones. .................................................................................................................................. 54 Vibración. ................................................................................................................................. 54 Movimiento Armónico.............................................................................................................. 54 Período de vibración. ................................................................................................................ 54 Frecuencia de vibración. ........................................................................................................... 54 Frecuencia natural. .................................................................................................................... 54 Resonancia. ............................................................................................................................... 54 Medición de Vibración. .................................................................................................................. 55 Parámetros de medición en vibraciones mecánicas. ....................................................................... 56 Desplazamiento. ........................................................................................................................ 56 Velocidad. ................................................................................................................................. 56 Aceleración. .............................................................................................................................. 56 Problemas básicos en maquinaria rotativa...................................................................................... 57 Desbalanceo. ............................................................................................................................. 57 Desalineación. ........................................................................................................................... 57 Resonancias. ............................................................................................................................. 57 Otros problemas que generan vibraciones. ..................................................................................... 58 Ejes torcidos.............................................................................................................................. 58 Excentricidad. ........................................................................................................................... 59 Rodamientos. ............................................................................................................................ 59 Engranajes................................................................................................................................. 60 Sistemas eléctricos. ................................................................................................................... 60

ii

2.4.1.5.6

2.4.2

Problemas por montaje.............................................................................................................. 60

Análisis de Lubricantes. ........................................................................................................... 60

2.4.2.1 Monitoreo tribológico. ................................................................................................................... 60 2.4.2.1.1 Aplicaciones a contaminación y desgaste. ................................................................................ 61 2.4.2.2 Análisis de aceites. ......................................................................................................................... 62 2.4.2.2.1 Sistema para el mantenimiento preventivo-predictivo-proactivo mediante el análisis de aceite. 64 2.4.2.2.2 Elementos típicos encontrados en un análisis de aceite............................................................. 65 2.4.2.3 Ferrografía. ..................................................................................................................................... 65 2.4.2.3.1 Ferrografía en línea. .................................................................................................................. 65 2.4.2.3.2 Ferrografía de lectura directa. ................................................................................................... 65 2.4.2.3.3 Ferrografía analítica. ................................................................................................................. 66 2.4.2.3.4 Frecuencia de muestreo. ............................................................................................................ 67

2.4.3

Ensayos No Destructivos. ......................................................................................................... 68

2.4.3.1 2.4.3.2 2.4.3.3 2.4.3.3.1 2.4.3.3.2 2.4.3.3.3 2.4.3.3.4 2.4.3.3.5 2.4.3.3.6 2.4.3.3.7 2.4.3.3.8 2.4.3.4 2.4.3.4.1 2.4.3.5 2.4.3.5.1 2.4.3.5.2 2.4.3.6 2.4.3.6.1 2.4.3.6.2 2.4.3.6.3 2.4.3.6.4 2.4.3.7

2.4.4

Definición. ..................................................................................................................................... 68 Inspección visual. ........................................................................................................................... 69 Ensayo de líquidos penetrantes. ..................................................................................................... 69 Preparación de la superficie a ser examinada. ........................................................................... 70 Aplicación del penetrante.......................................................................................................... 71 Modos de aplicación. ................................................................................................................ 72 Remoción del exceso de penetrante. ......................................................................................... 72 Secado de la superficie. ............................................................................................................. 73 Aplicación del revelador. .......................................................................................................... 73 Procedimientos de revelado. ..................................................................................................... 73 Observación y evaluación de las indicaciones. ......................................................................... 73 Ensayo mediante partículas magnéticas. ........................................................................................ 74 Desarrollo del ensayo. ............................................................................................................... 75 Radiografía. .................................................................................................................................... 76 Requerimientos de una radiografía. .......................................................................................... 77 Interpretación de una radiografía. ............................................................................................. 77 Ensayo de ultrasonido. ................................................................................................................... 78 Tipos de ondas. ......................................................................................................................... 79 Técnicas de examen. ................................................................................................................. 80 Examen de materiales. .............................................................................................................. 80 Examen de soldaduras............................................................................................................... 81 Emisión acústica............................................................................................................................. 82

Termografía. ............................................................................................................................. 83

2.4.4.1 Localización de las medidas de temperatura. ................................................................................. 84 2.4.4.2 Instrumentos para el control de la temperatura. .............................................................................. 84 2.4.4.2.1 Sensores basados en la dilatación o expansión de líquidos. ...................................................... 84 2.4.4.2.2 Sensores bimetálicos de expansión. .......................................................................................... 84 2.4.4.2.3 Termopares. .............................................................................................................................. 84 2.4.4.2.4 Termoresistencias. .................................................................................................................... 84 2.4.4.2.5 Termografía infrarroja............................................................................................................... 85 2.4.4.3 Averías que pueden ser detectadas por la temperatura. .................................................................. 86 2.4.4.3.1 Daños en rodamientos. .............................................................................................................. 86 2.4.4.3.2 Falla de refrigeración. ............................................................................................................... 86 2.4.4.3.3 Incorrecta generación de calor. ................................................................................................. 86 2.4.4.3.4 Depósitos de materiales. ........................................................................................................... 86 2.4.4.3.5 Daños en el aislamiento. ........................................................................................................... 87 2.4.4.3.6 Fallas en componentes eléctricos. ............................................................................................. 87

2.4.5

Herramientas de Protección. .................................................................................................... 87

2.4.5.1 Sand blasting (chorreado). ............................................................................................................. 87 2.4.5.1.1 Introducción. ............................................................................................................................. 87 2.4.5.1.2 Aplicaciones.............................................................................................................................. 88 2.4.5.1.3 Especificaciones generales para la preparación de superficies. ................................................. 88

iii

2.4.5.1.4 Componentes de un Sistema de Chorreado. .............................................................................. 89 2.4.5.2 Protección Catódica. ...................................................................................................................... 89 2.4.5.2.1 Introducción. ............................................................................................................................. 89 2.4.5.2.2 Tipos de protección catódica..................................................................................................... 90 2.4.5.2.2.1 Protección catódica por corriente impresa. ...................................................... 90 2.4.5.2.2.2 Protección catódica por ánodos de sacrificio. .................................................. 91 2.4.5.2.2.3 Comparación entre ánodos de sacrificio y corriente impresa. .................... 91 2.4.5.3 Inhibidores de Corrosión. ............................................................................................................... 92 2.4.5.3.1 Introducción. ............................................................................................................................. 92 2.4.5.3.2 Aplicaciones.............................................................................................................................. 92

2.5 SISTEMAS COMO SOPORTE PARA EL MANTENIMIENTO. ................................................................... 93 2.5.1 Funcionalidad comprensible de la gerencia de mantenimiento. .............................................. 94 2.5.2 Alta capacidad de reportes gerenciales. ................................................................................... 94 2.5.3 Librería de procedimientos PM. ............................................................................................... 95 2.5.4 Soporte conforme a la regulación. ........................................................................................... 95 2.5.5 Sistema de interfases múltiples. ................................................................................................ 95 2.5.6 Integración con RCM. .............................................................................................................. 95 2.5.7 Conectarse al poder de Microsoft WindowsTM. ........................................................................ 96 2.5.8 Experiencia acreditada y soporte. ............................................................................................ 96 2.6 REPLANTEANDO EL PROCESO DE MANTENIMIENTO. ....................................................................... 96 2.6.1 Introducción. ............................................................................................................................ 96 2.6.2 Paso de mantenimiento reactivo a proactivo............................................................................ 97 2.6.3 Por qué implementar TPM. ...................................................................................................... 99 2.6.4 Más allá del TPM está el TPR. ................................................................................................. 99 2.6.5 RCM y confiabilidad Inherente. ............................................................................................. 101 2.6.6 Hacia la Cuarta Generación del Mantenimiento. .................................................................. 101 2.6.7 Mantenimiento Proactivo de larga vida. ................................................................................ 102 3 ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA Y CAPACITACIÓN DEL PERSONAL DE MANTENIMIENTO PARA IMPLEMENTAR PAM. ............................................................................. 104 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6

INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................... 104 FUNDAMENTOS DE ORGANIZACIÓN. ............................................................................................. 105 ORGANIZACIÓN PARA EL MANTENIMIENTO. ................................................................................. 105 Responsabilidad organizacional. ........................................................................................... 106 Como establecer una organización estratégicamente. ........................................................... 106 Ventajas de una organización funcional. ............................................................................... 107 Desventajas de una organización funcional. .......................................................................... 107 Enfoque organizacional: un renacimiento de rentabilidad. ................................................... 108 ESTRATEGIA DE FUNCIONAMIENTO Y DESARROLLO DE LOS RECURSOS HUMANOS. ...................... 109 La organización del trabajo. .................................................................................................. 110 El empleo del personal. .......................................................................................................... 110 La formación. ......................................................................................................................... 111 La comunicación..................................................................................................................... 111 Las condiciones de trabajo. .................................................................................................... 111 La animación de grupos. ........................................................................................................ 111

3.4.6.1 3.4.6.2

Grupos de resolución de problemas. ............................................................................................ 112 Grupos de reflexión. ..................................................................................................................... 112

3.4.7 El sistema de sugerencias. ...................................................................................................... 112 3.5 INFLUENCIAS DEL ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL..................................................................... 113 3.5.1 ¿Porqué falla el entrenamiento? ............................................................................................ 113 3.5.2 Habilidades integradas........................................................................................................... 114 3.5.3 Objetivos y expectativas. ........................................................................................................ 114

iv

3.5.4 Procesos vs. Programas. ........................................................................................................ 115 3.5.5 Un Ambiente Proactivo. ......................................................................................................... 115 3.5.6 Necesidad de líderes. .............................................................................................................. 116 3.5.7 Premios y reconocimientos . ................................................................................................... 117 3.5.8 El pago real. ........................................................................................................................... 117 3.6 PASOS PARA DESARROLLAR UN ENTRENAMIENTO. ....................................................................... 118 4

CONCLUSIONES. ............................................................................................................................. 119 4.1 CONCLUSIONES BIBLIOGRÁFICAS. ................................................................................................ 119 4.1.1 Capítulo 1. .............................................................................................................................. 119 4.1.2 Capítulo 2. .............................................................................................................................. 120 4.1.3 Capítulo 3. .............................................................................................................................. 122 4.2 APORTES PERSONALES. ................................................................................................................ 123 4.3 NUEVAS RUTAS DE INVESTIGACIÓN.............................................................................................. 124

5

BIBLIOGRAFÍA. ............................................................................................................................... 125 5.1 5.2 5.3 5.4

LIBROS. ........................................................................................................................................ 125 INTERNET. .................................................................................................................................... 126 ARTÍCULOS. ................................................................................................................................. 131 DIRECCIONES ELECTRÓNICAS AFINES CON MANTENIMIENTO. ...................................................... 132

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Tabla de Ilustraciones. ILUSTRACIÓN 1. EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO HACIA EL INTEGRADO EN LA PRODUCCIÓN. ............................... 8 ILUSTRACIÓN 2. TIPOS DE MANTENIMIENTO. .......................................................................................................... 9 ILUSTRACIÓN 3. ETAPAS DE LA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL. ................................................................................... 20 ILUSTRACIÓN 4. CURVAS DE COSTOS DE MANTENIMIENTO Y DE PARADAS. ............................................................. 25 ILUSTRACIÓN 5. PROGRESIÓN DE LA FALLA. ........................................................................................................ 43 ILUSTRACIÓN 6. CICLOS DE VIDA DEL MANTENIMIENTO PROACTIVO. .................................................................... 44 ILUSTRACIÓN 7. DISTORSIÓN DEL EJE GENERADA POR LA DESALINEACIÓN DE LOS ACOPLES. ................................. 58 ILUSTRACIÓN 8. COMPORTAMIENTO DE ELEMENTOS RODANTES LUBRICADOS. ...................................................... 63 ILUSTRACIÓN 9. SÍNTESIS DEL ENSAYO DE ULTRASONIDO...................................................................................... 79 ILUSTRACIÓN 10. SÍNTESIS DEL MONITOREO DE EMISIONES ACÚSTICAS. ................................................................ 83 ILUSTRACIÓN 11. CICLO DE PRODUCCIÓN Y CORROSIÓN DE MATERIALES METÁLICOS............................................ 90 ILUSTRACIÓN 12. CIRCUITO Y REACCIONES TÍPICAS PARA LA PROTECCIÓN POR CORRIENTE IMPRESA EN UNA TUBERÍA. .............................................................................................................................................. 91 ILUSTRACIÓN 13. ESTRUCTURA TÍPICA DE MANTENIMIENTO, DIVIDIDA SEGÚN EL TIPO DE TRABAJO. .................... 109

vi

Índice de Tablas. TABLA 1. TÉCNICAS CONVENCIONALES DE MANTENIMIENTO ................................................................................. 47 TABLA 2. CAUSAS DE FALLAS EN RODAMIENTOS. .................................................................................................. 59 TABLA 3. FRECUENCIA PARA EL ANÁLISIS DE ACEITE. ........................................................................................... 68 TABLA 4. CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES................................................................... 70 TABLA 5. CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. ............................................................... 75 TABLA 6. CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO DE RADIOGRAFÍA. ................................................................................. 76 TABLA 7. CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO DE ULTRASONIDO. ................................................................................. 82 TABLA 8. VENTAJAS ENTRE ÁNODOS DE SACRIFICIO Y CORRIENTE IMPRESA ........................................................... 92 TABLA 9. DESVENTAJAS ENTRE ÁNODOS DE SACRIFICIO Y CORRIENTE IMPRESA ..................................................... 92

vii

Metodología Mantenimiento Proactivo

0

PRÓLOGO.

0.1 Introducción. Con las nuevas técnicas que asocian las áreas de producción con mantenimiento, tales como TPM1 y RCM2 (y varios derivados de estos procesos, como el mantenimiento proactivo), la tendencia es enfocar la estrategia primaria de mantenimiento en una planta ya existente o recién instalada sin haber tenido intervención alguna en las etapas de diseño y construcción. Esta estrategia después de, si se analiza bien, con frecuencia estará asociada a constantes problemas de mantenimiento y casos donde se afecta el tiempo de operación de los equipos, lo que implica frustraciones en todos los niveles. Lo más importante es que los problemas pueden no estar relacionados directamente con la estrategia actual de mantenimiento o sus procedimientos, pero ciertamente se pueden derivar de la dificultad para efectuar el mantenimiento correctamente. La complejidad intrínseca de ciertos tipos de máquinas, el no haber pensado en el mantenimiento en el momento de diseñarlas y/o construirlas o instalarlas, son en muchos casos, factores causales de problemas crónicos de operación. Esto se ve con demasiada frecuencia en plantas nuevas que una vez que se entregan al departamento de mantenimiento, éste tiene constantes problemas tanto en lograr que la máquina permita cumplir con la productividad asignada, como en lo que se refiere a tiempos de inoperatividad por fallas o para efectuar las reparaciones necesarias. El enfoque ha sido siempre sobre los grupos de trabajo de mantenimiento de cada planta, para darles la responsabilidad fundamental de mantener el equipo trabajando un máximo de tiempo, a fin de cumplir con los programas de producción de la planta y los estándares de calidad requeridos previniendo cualquier paro no programado. Estos estándares de calidad están generalmente subordinados a factores tales como: costo corporativo, competitividad del producto (incluyendo la creciente globalización del mercado) y éxito de ventas y mercadeo.

Total Productive Maintenance (Mantenimiento Productivo Total) que se profundiza en el capítulo 1. Siempre que se hable de este tema, se denominará con dichas siglas. 2 Reliability Centred Maintenance (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, también llamado MCC) que se profundiza en el capítulo 1. Siempre que se hable de este tema, se denominará con dichas siglas 1

1

Metodología Mantenimiento Proactivo

Más allá de este objetivo, frecuentemente está también el deseo que los grupos de mantenimiento provean un proceso de mejoramiento continuo tangible sobre un rango de aspectos que van desde la producción misma y actividades de las áreas de trabajo, incluyendo áreas de gran responsabilidad como seguridad e higiene laboral, flexibilidad de las estaciones de trabajo (habilidades cruzadas y flexibilidad de horarios de trabajo). Agréguese a esto el cuidado de reducir el costo de mantenimiento y la mejoría de operatividad del equipo. Estas son otras áreas de complejidad que afectan al desempeño de cualquier grupo de mantenimiento: la edad del equipo: los equipos viejos con frecuencia son más difíciles de mantener cuando se acercan a los límites de su vida útil, los repuestos escasean y por si fuera poco, la gente que tenía el conocimiento y la experiencia, cambian de trabajo o se jubilan; la obsolescencia del equipo: equipos que aunque nuevos, cuentan con tecnologías antiguas que no les permiten tener un óptimo desempeño para los requerimientos de producción; por otra parte existen equipos nuevos, en muchos casos muy complicados en su diseño y puede que sean menos fuertes en su construcción, requiriendo de nuevas y diferentes habilidades. Aquí es donde se puede comenzar a desarrollar una nueva oportunidad basada en mantenibilidad3. La mejor forma de entender el concepto mantenibilidad es que, cuando se practica, contribuye e influye en el diseño del equipo de manera que se puedan hacer las labores relativas al mantenimiento en la planta, con mayor efectividad, facilidad y eficiencia. Ya sea en una planta acorde al nuevo equipo o en una planta antigua. El objetivo es reducir el costo de tenencia y maximizar la disponibilidad del equipo. El método consiste en participar en el diseño físico, tomando en cuenta la confiabilidad4 y mantenibilidad antes de que el equipo sea construido o antes de hacer en la planta alguna modificación, todo esto en busca de mayor disponibilidad del equipo, introduciendo componentes de mayor confiabilidad. Además, si es necesario, rediseñar para mejorar la facilidad de acceso a partes críticas tanto para poder inspeccionarlas como para su reposición por desgaste o daño, llegado el caso.

La mantenibilidad ha sido definida como la probabilidad de que un equipo sea restablecido a una condición especificada dentro de un período de tiempo dado, usando recursos determinados. 4 La confiabilidad se define como la probabilidad de que un equipo desarrolle una función específica, bajo unas condiciones específicas durante un tiempo determinado. 3

2

Metodología Mantenimiento Proactivo

Con equipos nuevos hace que los requerimientos de mantenimiento estén acordes con las demandas de la producción. En términos simples, el equipo nuevo permite a mantenimiento hacer que la función del equipo permita los resultados deseables. Cuando se hace rediseño en equipos ya existentes, se puede prolongar substancialmente la vida del equipo en especial cuando no resulta aceptable el costo de adquirir equipo nuevo. Esta área de oportunidad rendirá mejoría si se lleva a cabo en forma constructiva. Conlleva la adquisición de un conjunto valioso de experiencias, innovación y sentido común, que producirá el nivel de mejoría en el mantenimiento que soporte la producción y otros departamentos que requieran el uso de equipos (Moore C., Internet, 1999)5. Con el fin de eliminar de una forma total las fallas ocasionadas por cualquier tipo de defecto sea cual fuere su origen, el personal dedicado a la labor de mantenimiento siempre estará en función de una continua mejora, relacionándose así los conceptos de mantenibilidad con proactividad. 0.2 Justificación. Debido a la apertura económica a la que está sometida Colombia desde el año 1990, las empresas se han visto en la necesidad de aumentar su productividad de una forma tal que entren a competir con el mercado internacional en cuanto a calidad y precio de sus productos. Es por esto, que las empresas líderes han adquirido en los últimos tiempos tecnología de punta, para poder así asumir el reto que los enfrenta ante este nuevo modelo económico. Esta tecnología, en algunas ocasiones, no se encuentra lo suficientemente respaldada por una gestión de mantenimiento adecuada que les garantice un óptimo funcionamiento de los equipos, su disponibilidad y cumplimiento de la función para la que fueron diseñados. Lo que se pretende con el mantenimiento proactivo (PaM)6, es suplir las necesidades creadas por la industria en una gestión de mantenimiento óptima a los equipos. Todas las referencias bibliográficas obtenidas a través de Internet, se describen con el apellido del autor, la palabra Internet seguido esto del año en que fue publicado. 6 Siempre que mencionemos el mantenimiento proactivo lo haremos con las siglas PaM y este se encuentra explicado a fondo en el capítulo 2. 5

3

Metodología Mantenimiento Proactivo

El siguiente trabajo se desarrolla en tres etapas: en la primera etapa, que está conformada por los dos primeros capítulos, se encuentra la parte teórica que muestra tanto la evolución del mantenimiento en la historia, como las nuevas tendencias de éste (el TPM, el RCM y el PaM) y la importancia de una correcta administración del mantenimiento al interior de las organizaciones para hacer de ésta una labor competitiva tanto para disminuir los costos como para poder mantener altos niveles de producción y de calidad. Se destaca allí también, la importancia de la implementación de nuevas herramientas tecnológicas para la detección de fallas y como éstas fortalecen el funcionamiento del departamento de mantenimiento, evitando las pérdidas ocasionadas por los paros imprevistos de los equipos y entregando al personal encargado del manejo de los mismos el criterio suficiente para tomar decisiones de reparación o modificación de éstos mediante el análisis del efecto de causa raíz de la falla. Más adelante se amplía el concepto de como influye la implementación de una metodología de PaM en los programas de mantenimiento basados en TPM y RCM, al interior de una organización y cual sería el camino a seguir para su implementación. La segunda etapa del trabajo consta de otros dos capítulos que permiten establecer la estructura, organización y recursos necesarios para la industria que desee implementar esta metodología. Por último se desarrollan dos capítulos en los que se menciona toda la bibliografía utilizada para la elaboración de este trabajo y las conclusiones extraídas después de realizar la investigación, con los respectivos aportes por parte de los autores y las posibles nuevas vías de investigación para las personas interesadas en profundizar sobre el tema.

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Metodología Mantenimiento Proactivo

0.3 Objetivos. 0.3.1 General. Desarrollar la metodología mantenimiento proactivo para evaluar sus ventajas, aplicación, limitaciones y aplicabilidad a la industria. 0.3.2 Específicos. Objetivo 1. Mostrar el estado del arte existente acerca del mantenimiento. Objetivo 2. Determinar la metodología mantenimiento proactivo (PaM): parámetros, equipos, modos de utilización, ventajas y desventajas, limitaciones y diferentes herramientas para la detección de fallas y su completa eliminación. Objetivo 3. Relacionar las influencias de la metodología mantenimiento proactivo (PaM) en el mantenimiento predictivo (PdM), en el RCM y en el TPM, para su aplicación industrial. Objetivo 4. Especificar la debida organización que una empresa debe tener para la implantación de este tipo de mantenimiento. Objetivo 5. Determinar la necesidad de capacitación y la importancia que tiene el recurso humano dentro de una empresa que desee implementar la metodología mantenimiento proactivo (PaM). Objetivo 6. Citar las debidas investigación.

conclusiones

extraídas

del

desarrollo

de

esta

Objetivo 7. Enunciar las referencias bibliográficas utilizadas para realizar esta investigación.

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ESTADO DEL ARTE.

1.1 Evolución del mantenimiento. Los autores Navarro, Pastor y Mugaburu, en el libro “Gestión Integral de Mantenimiento”, enfocan como éste ha venido evolucionando en el transcurso del tiempo en el cual se ha ido desarrollando la actividad industrial en el mundo. La experiencia ha demostrado que toda máquina o equipo sufre un deterioro a lo largo de su carrera productiva. Si este deterioro no es evitado o corregido a tiempo, estos equipos disminuyen más rápidamente el cumplimiento de su función principal reduciendo así su rendimiento, productividad y vida útil. A través de comprobar técnica no después de

la historia, con la aparición de las primeras máquinas, se pudo que las averías eran reparadas por los propios operarios. La estaba tan evolucionada y las reparaciones se realizaban ocurrida la avería o cuando ésta estaba a punto de producirse.

A medida que aumentó la complejidad de los equipos y el tamaño de las industrias, se necesitó más personal de mantenimiento con un nivel técnico alto y con mayores recursos por parte de la empresa. Toda instalación debe tener personal capacitado tanto para la operación de la maquinaria como para repararla en momentos en los que el equipo lo requiera. Mientras más disponibilidad se tenga de estos equipos, se obtendrá una mayor productividad y para esto se necesitará un buen programa de mantenimiento. En el momento en que el equipo humano esté de acuerdo con la efectividad de un mantenimiento, se minimiza la necesidad de invertir en capital, se aumenta la capacidad de la planta, se extiende la vida útil de los equipos, se reducen los costos de reparación y tiempos muertos generados por paradas improvistas y existe un aumento en la calidad de los productos (Morris, Internet, 1999). Continuando con la visión de Navarro y compañía, a principios del siglo XX y con el aumento masivo de la producción con motivo de las guerras mundiales, mantenimiento se ve obligado a asegurar el correcto funcionamiento de los equipos bajo cualquier circunstancia. Esto lleva a estudiar sus fallas y sus soluciones dando lugar a un gran avance técnico, se empieza a descubrir la relación entre las horas de funcionamiento de equipos y su vida útil, que encuentran áreas de interés como la mecánica y electricidad.

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Durante los años sesenta se da el desarrollo de una nueva técnica, la electrónica, que cambia la estructura de las industrias. Ésta contribuye también a la aparición de nuevas técnicas de reparación apoyadas por equipos más sofisticados para detectar oportunamente posibles fallas y aún para su reparación. En los años setenta y con el surgimiento de las crisis económicas, mantenimiento se ve en la obligación de reducir los costos al máximo influyendo así además de la parte técnica y la parte económica en la toma de decisiones. Así, hoy día, mantenimiento es una combinación de acciones enfocadas a prolongar el funcionamiento continuo de las instalaciones, alargar la vida útil de los equipos, reducir costos haciendo más rentable la inversión aumentando la productividad y produciendo con una mayor calidad con el fin evitar cualquier pérdida. Esto es difícil de entender cuando el mantenimiento, es con frecuencia, el departamento que más personal emplea y representa hasta un cuarenta por ciento del costo total de una compañía. No cabe duda que mantenimiento todavía sigue siendo una de las pocas áreas de negocio en la que pueden obtenerse significativos incrementos en los beneficios de la empresa (Thomas, Internet, 1999). Se puede definir entonces el objetivo de mantenimiento como: conseguir un determinado nivel de disponibilidad de producción en condiciones de calidad exigible, al mínimo costo, con el máximo nivel de seguridad que lo utiliza y lo mantiene y con una mínima degradación del medio ambiente, esto sería una gestión integral de mantenimiento (Navarro y otros, 1997, 5-7). Por otro lado se puede observar a continuación la forma como ha evolucionado el mantenimiento en varias generaciones:

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Mantenimiento por rotura ( averías)

Mantenimiento correctivo (hasta los años 60)

Mantenimiento Preventivo ( desde 1960 )

Mantenimiento Predictivo (logística industrial y del mantenimiento de mejora) ( desde 1970 a 1985)

Mantenimiento productivo (desarrollado en EEUU) TPM en Japón ( desde 1971)

MANTENIMIENTO INTEGRADO EN LA PRODUCCIÓN (Prevención, Predicción, Mejora Acción en nuevos proyectos) ( A partir de la decada 70) Monitoreo continuo, Estudio de riesgos, Análisis de modos y efectos de fallas, Equipos de trabajo multioficio. ( desde los Años 80)

Ilustración 1. Evolución del mantenimiento hacia el integrado en la producción. Fuente: Rey, 1996, 15.

En la ilustración anterior se observa como la evolución del mantenimiento se ha dividido en tres grandes etapas según Rey Sacristán en su libro “Hacia la Excelencia en Mantenimiento”, en cada una de las cuales se ha desarrollado diferentes conceptos de mantenimiento según los adelantos tecnológicos que han surgido a través del tiempo. Los tres grandes tipos de mantenimiento son los que se aplican una vez aparece la avería (correctivo), los que tratan de predecirla o prevenirla antes de su aparición y los que tratan de eliminarla de una forma permanente (Modificativo).

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MANTENIMIENTO ORIENTADO

CORRECTIVO Se efectúa antes de la falla

PREVENTIVO Se efectúa antes de la falla

SISTEMÁTICO De acuerdo con un tiempo de trabajo De acuerdo con un número de unidades de trabajo

MEJORATIVO Implica Fabricación y actualización tecnológica

PREDICTIVO O CONDICIONAL De acuerdo con un diagnóstico automático

Ilustración 2. Tipos de mantenimiento. Fuente: Ramos, Internet, 1998.

1.1.1 Primera generación. Mantenimiento por rotura entre 1940 y mediados de los cincuenta, donde existían equipos simples y lo importante era reparar las averías. Seguido éste del mantenimiento correctivo, hasta los años sesenta, donde lo primordial no sólo era reparar sino corregir la avería o la falla. 1.1.1.1 Mantenimiento Correctivo. El mantenimiento correctivo consiste en ir reparando las averías a medida que se van produciendo. Las personas encargadas de avisar la ocurrencia de las fallas son los propios operarios de las máquinas o equipos y corresponde al personal de mantenimiento las reparaciones de éste. Exige, para su eficacia, una buena y rápida planificación de la intervención (recursos humanos asignados, herramienta, repuestos, elementos de transporte, etc.), la reparación propiamente dicha es rápida y sencilla, así como su control y puesta en marcha (Rey, 1996, 52). El principal inconveniente que presenta este tipo de mantenimiento, es que el usuario detecta la falla cuando está utilizando el equipo ya sea al ponerlo en marcha o durante su utilización. En la mayoría de los casos el operario no dará aviso de la avería, hasta que ésta le impida seguir utilizando el equipo. Además, si se tiene en cuenta que las personas encargadas de manejar los equipos no son expertas en fallas, pasarán por

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alto, ruidos y anomalías que pueden significar una falla. Llevar el equipo a estos límites de funcionamiento, puede agravar el fallo inicial o generar otros de mayor importancia (Navarro, 1997, 31). Existen dos tipos de acción originadas en el mantenimiento correctivo de acuerdo con la complejidad, el objetivo y alcance de la intervención que se haga sobre el equipo: el desvare consiste en aplicar una reparación inmediata al equipo para devolverlo a la condición de trabajo u operación, pero no necesariamente en condiciones óptimas. Se aplica en un momento que la necesidad del servicio impide detener la producción; la reparación definitiva es la acción que permite volver el equipo a las condiciones normales de trabajo (Ramos, Internet, 1998). Los inconvenientes del mantenimiento correctivo son mayores que sus ventajas pero no se puede prescindir de él en ningún momento, pues siempre habrá fallos que se escapen de cualquier predicción y será necesario repararlos inmediatamente. 1.1.2 Segunda generación (Mantenimiento Planificado). El mantenimiento planificado engloba el mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo. Se introduce el concepto de mantenimiento preventivo (PM)7 a finales de los años cincuenta, debido a la creciente automatización de los procesos productivos y de allí se extiende hacia el mantenimiento productivo, cuyo concepto hacía referencia a que el objetivo del mantenimiento no era únicamente reparar los equipos sino también planificar y mejorar la productividad, ejecutando acciones de mejora en los mismos; pero debido al alto costo del PM fue reemplazado por el mantenimiento predictivo (PdM)8 (Rey, 1996, 15). 1.1.2.1 Mantenimiento Preventivo. La función principal del PM es conocer el estado actual de los equipos mediante los registros de control llevados a cada uno de ellos y en coordinación con el departamento de programación realizar el mantenimiento correctivo en el momento más oportuno. Consiste entonces en una serie de actuaciones sistemáticas en las que desmontan las máquinas y se observan para reparar o sustituir los elementos sometidos a desgaste (Rey, 1996, 14). 7 8

Siempre que mencionemos el mantenimiento preventivo lo haremos con la sigla PM. Siempre que mencionemos el mantenimiento predictivo lo haremos con la sigla PdM.

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Sus principales ventajas frente a otros tipos de mantenimiento son: evitar averías mayores como consecuencia de pequeños fallos; preparar las herramientas y repuestos; aprovechar, para realizar las reparaciones, el momento más oportuno, tanto para producción como para mantenimiento; distribuir el trabajo de mantenimiento optimizando la cuadrilla de reparación y disminuir la frecuencia de los paros y aprovechar éstos para realizar varias reparaciones diferentes al mismo tiempo (Navarro y otros, 1997,32-34). Para la implementación de este tipo de mantenimiento es necesario crear un plan de seguimiento para cada equipo y su realización implica un costo adicional, sin embargo las anomalías que se detectan antes de que se conviertan en averías, justifican plenamente su implementación. Para esto, es necesario un programa de entrenamiento que involucre al personal encargado del manejo de los equipos y la puesta en marcha de este entrenamiento lo más rápido posible con el fin de darle continuidad al programa (Idhammar, Internet, 1999). Los métodos más usuales que utiliza el PM para el conocimiento del estado de los equipos son: inspecciones visuales, medición de temperaturas, medición de vibraciones, control de fisuras y control de la corrosión. 1.1.2.2 Mantenimiento Predictivo. El PdM basa sus principios en el conocimiento permanente del estado y la operatividad de los equipos, mediante la medición de diferentes variables. El control que se tenga de estas variables determina la utilización del PdM. La importancia principal radica en la velocidad de detección de la avería, mientras que en otros casos sólo es posible establecer una frecuencia. A su vez, el predictivo incorpora algunas variables que aumentan la información del estado de los equipos. La cantidad de información que proporciona este tipo de mantenimiento, sumado a la rapidez con que se mida la información, supera ampliamente cualquier PM (Navarro y otros, 1997, 35). Su principal inconveniente es de tipo económico. Para cada máquina es necesaria la instalación de equipos de medición de parámetros que puedan ser: presión, pérdidas de carga, caudales, consumos energéticos, caídas de temperatura, ruidos, vibraciones, agrietamientos, etc. Las principales herramientas que utiliza este mantenimiento son: análisis de vibraciones, ferrografía, termografía y ensayos no destructivos, entre otros. Ésta es una estrategia económica mucho más efectiva (Latino R., Internet, 1999-a).

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1.1.3 Tercera generación (Integración Producción-Mantenimiento). Empieza en 1971 en el Japón, con el surgimiento del TPM, desarrollándose desde esa fecha hasta nuestros días el RCM, mantenimiento combinado TPM y RCM, paso del mantenimiento reactivo al orientado hacia resultados, mantenimiento orientado al cliente, mantenimiento integral logístico y PaM (Rey, 1996, 15)9. 1.1.3.1 Mantenimiento Productivo Total (TPM). El origen del término TPM se ha discutido en diversos escenarios. Mientras algunos afirman que fue iniciado por los manufactureros americanos hace más de cuarenta años, otros lo asocian al plan que se usaba en la planta Nippodenso, una manufacturera de partes eléctricas automotrices de Japón a fines de los 60's. Seiichi Nakajima un alto funcionario del Instituto Japonés de Mantenimiento de la Planta, (JIPM), recibe el crédito de haber definido los conceptos de TPM y de ver por su implementación en cientos de plantas en Japón (Roberts, Internet, 1999). TPM le da un nuevo enfoque al mantenimiento como una parte necesaria y vital dentro de la empresa. Se hace a un lado el antiguo concepto de que ésta es una actividad improductiva y se otorgan los tiempos requeridos para mantener el equipo que ahora se consideran como una parte del proceso de manufactura. No se considera ya una rutina a ser efectuada sólo cuando el tiempo o el flujo de material lo permitan. La meta es reducir los paros de emergencia, los servicios de mantenimiento inesperados se reducirán al mínimo. Una vez que un buen programa de TPM toma lugar, los beneficios comienzan a fluir hacia toda la organización. Es el momento en que toda la gente comienza a apoyar el sistema. Los participantes se sienten animados y se acostumbran a compartir sus ideas, confiados en la nueva actitud de disposición a escuchar de todo el equipo de trabajo (Mora, Internet, 1999-a). Para iniciar la aplicación de los conceptos de TPM en actividades de mantenimiento de una planta, es necesario que los trabajadores se enteren de que la gerencia del más alto nivel tiene un serio compromiso con el programa. El primer paso en este esfuerzo es designar o contratar un Toda empresa productiva a lo largo de su desarrollo industrial se ha visto en la obligación de evolucionar si pretende mantenerse a la vanguardia, pasando así por estas etapas en la producción industrial. 9

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coordinador de TPM. Será la labor de ese coordinador vender10 los conceptos y bondades del TPM a la fuerza laboral con base en un programa educativo. TPM le da al operario el conocimiento y la confianza para manejar sus propias máquinas. Los operarios se encargan directamente de pequeños problemas antes que éstos se conviertan en grandes inconvenientes, en lugar de esperar la falla y llamar a mantenimiento (JTG, Internet, 1997). Una vez que el coordinador está seguro de que toda la fuerza laboral ha asimilado el programa de TPM y que entiende su filosofía e implicaciones, se forman los primeros equipos de acción. Los equipos de acción tienen la responsabilidad de determinar las discrepancias u oportunidades de mejoramiento, la forma más adecuada de corregirlas o implementarlas e iniciar el proceso de corrección o de mejoramiento. A los equipos de trabajo se les anima a iniciar atacando discrepancias y mejoras menores y a llevar un registro de sus avances. A medida que alcanzan logros, se les da reconocimiento de parte de la Gerencia. A fin de que crezca la confianza y el prestigio del proceso, se la da la mayor publicidad que sea posible a sus alcances. A medida que la gente se va familiarizando con TPM, los retos se van haciendo mayores ya que se emprenden proyectos de más importancia (Roberts, Internet, 1999). Una de las mejores prácticas industriales definida por el gobierno americano, TPM construye una relación íntima entre el mantenimiento y productividad, mostrando como el buen cuidado y mantenimiento del equipo producirá una productividad más alta. TPM no sólo es una estrategia, es una nueva filosofía de mejoramiento continuo y trabajo en equipo que crea un sentido de propiedad en el operador(es) de cada máquina así como en su supervisor y las personas de mantenimiento involucrados. Todos los participantes asumen un compromiso real. TPM es a mantenimiento como calidad total es a producción (Mora, Internet, 1999b). TPM es una metodología en continuo mejoramiento. Después de casi una década de tener implementado el concepto de TPM en Norteamérica, no es de sorprenderse que necesite una redefinición. Varias plantas, en los Estados Unidos, han adoptado el término TPR11 como una nueva generación del ambiente TPM al interior de ellas. Este nuevo adelanto se La palabra vender que se utiliza en el texto, no se refiere al término en su significado textual, sino al hecho de crear la aceptación de este tipo de mantenimiento. 11 Total Plant Reliability (TPR), Confiabilidad Total de la Planta. 10

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ajusta perfectamente a cualquier tipo de industria como la automotriz, la petrolera y diferentes industrias manufactureras que piensan optimizar la producción enfocadas en el mercado y manteniendo la maquinaria en un estado óptimo de producción (Roup, Internet, 1999). 1.1.3.2 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM). La principal tarea en una gestión de mantenimiento es incrementar la disponibilidad de los equipos a bajos costos, empezando con la ejecución de actividades que aseguren que dichos activos funcionen de forma confiable y eficiente en su contexto operacional. El RCM, ayuda a cumplir esa tarea de forma óptima, pues ésta permite en términos generales, distribuir más efectivamente los recursos destinados a la gestión de mantenimiento (Parra, 1999, 1). “El RCM es una filosofía de gestión de mantenimiento que sirve de guía para identificar las actividades de mantenimiento con sus respectivas frecuencias a los activos más importantes en un contexto operacional. Ésta no es una fórmula matemática y su éxito se apoya principalmente en el análisis funcional de los activos de un determinado contexto operacional, realizado por un equipo de trabajo multidiciplinario, el cual desarrolla un sistema de gestión de mantenimiento flexible, que se adapte a las necesidades reales de mantenimiento de la organización, tomando en cuenta la seguridad personal, el ambiente, las operaciones y la razón costo-beneficio” (Jones, 1995, 1). El RCM fue desarrollado en un principio por la industria de la aviación en conjunto con la NASA y la Boeing a principios de los años sesenta. El éxito del RCM en el campo de la aviación, ha hecho que sectores como la generación de energía y la industria petrolera, entre otras, se interesen en implementar esta filosofía adecuándola a sus necesidades de operación (Mora, 1999, 1-14). En un estado tradicional, como lo describe John Mobrey, el objetivo de RCM es determinar el estado crítico de los equipos en cualquier proceso y, basados en esta información, diseñar una acostumbrada estrategia de mantenimiento preventivo/predictivo para las organizaciones. Éste es un esfuerzo para optimizar el uso de los recursos de mantenimiento (Latino R., Internet, 1999-a). Retomando lo presentado por el Ingeniero Carlos Parra en el curso Optimización de la producción a partir de la implementación de MCC, un

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aspecto favorable de la filosofía RCM, es que promueve el uso de las nuevas tecnologías desarrolladas dentro del área de mantenimiento. La aplicación adecuada de estas nuevas técnicas de mantenimiento, bajo el enfoque del RCM, permite de forma eficiente, optimizar los procesos de producción y disminuir al máximo los posibles riesgos sobre la seguridad personal y el ambiente que traen consigo las fallas de los activos en un contexto operacional específico. Un aspecto clave en la filosofía del RCM es reconocer que el mantenimiento asegura que un activo, continúe cumpliendo con su misión de forma eficiente en el contexto operacional (cuando el valor del estándar de funcionamiento deseado sea igual o se encuentre dentro de los límites, del estándar de ejecución asociado a su capacidad inherente, de diseño o a su confiabilidad inherente, de diseño). Antony R. Smith define el RCM como: “Una filosofía de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo multidiciplinario de trabajo, se encarga de optimizar la confiabilidad operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función de que tan críticos son los activos pertenecientes a dicho sistema, tomando en cuenta los posibles efectos que originarán los modos de falla de estos activos, a la seguridad, al ambiente y a las operaciones”. Según Tesdahl, los pasos requeridos para implementar el RCM son: adecuación de la organización para el estudio, selección y definición del sistema, análisis de las fallas funcionales, selección del elemento identificado como crítico, selección de las tareas de mantenimiento, tratamiento de los elementos no relevantes, revisión y actualización de la metodología RCM, análisis, conclusiones y recomendaciones (Mora, 1999, 1-15). Desde 1930, la evolución del mantenimiento ha sido trazada a través de tres generaciones. RCM es rápidamente llamada la piedra angular de esta tercera generación. En la Primera Generación, que surge en la Segunda Guerra Mundial, la prioridad principal no era precisamente prevenir las fallas de los equipos, sino más bien repararlas en el menor tiempo posible careciendo por completo de algún tipo de programa de mantenimiento. En la Segunda Generación, desarrollada a mediados de los años cincuenta, la complejidad de las máquinas obligó a realizar rutinas de mantenimiento surgiendo allí la prevención en las fallas de los equipos. Entre mediados y finales de los setenta nace la Tercera Generación, el proceso de cambio en

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la industria y la nueva aparición de crecientes tecnologías, forzaron al desarrollo de nuevas técnicas de mantenimiento, convirtiendo al RCM en una importante estrategia para reducir costos, aumentar productividad y disminuir los tiempos muertos (Moubray, Internet, 1999). 1.1.3.3 Mantenimiento Combinado TPM y RCM. Para mejorar las opciones de conservar la maquinaria y sus funciones, las fábricas modernas han utilizado la combinación de ambas modalidades de mantenimiento. El TPM garantiza ganancias en la productividad mientras que el RCM se centra en el aseguramiento de la máxima confiabilidad de los equipos y no en reparaciones rápidas y no sistémicas. Mezclar estas dos tendencias de mantenimiento es una excelente idea, pues esto evita crisis y fallas casi en su totalidad; se incrementa la capacidad de producción, se desarrolla el trabajo del equipo, minimiza los costos y se mejoran constantemente los procesos en la planta. La relación clave entre TPM y RCM se fundamenta en que sus principios de organización y confiabilidad se combinan garantizando una excelente gestión de mantenimiento (Moore R., Internet, 1997). Estas dos tendencias de mantenimiento se convierten en dos excelentes herramientas para la solución de problemas, pero usualmente se cree que usadas al mismo tiempo, crean conflictos al interior de la organización, situación ésta que no es correcta (Geraghty, 1996, 231)12. 1.1.3.4 Paso del Mantenimiento Reactivo al Orientado hacia Resultados. Christer Idhammar en su artículo “Moviendo de reactivo a orientado hacia resultados”, de la revista Pima’s Papermaker, en la sección de mantenimiento de julio de 1997, escribe: En una organización de producción y mantenimiento mal constituidas, la diferencia entre el mundo real y el ideal tiende a crecer, dado que la organización reacciona frente a los problemas antes de prevenirlos. Como resultado, no hay tiempo para tomar medidas que rompan este esquema. Es más, cuando los equipos trabajan con problemas graves, mantenimiento se vuelve lento y espera el próximo problema, esto, genera que entre los trabajos reactivos, es poco lo que mantenimiento hace. Desde A este autor lo referencia el Dr. Luis Alberto Mora G. en su tesis doctoral “Selección y jerarquización de las variables importantes para la gestión de mantenimiento en empresas usuarias o generadoras de tecnologías Avanzadas”, 1999. 12

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el punto de vista de operación, es una situación cómoda ya que mantenimiento puede atender problemas en los equipos de manera rápida. En un mundo real, es más fácil llamar a mantenimiento para que solucione un problema cuando éste ocurre, que escribir una solicitud de trabajo para corregir de manera anticipada un problema. Las fábricas deben adoptar una filosofía de mantenimiento orientado hacia resultados (ROM), lo que quiere decir que los resultados que una fábrica alcance dependen de hacer las cosas correctas y que la organización fabril reconoce y acepta las funciones de mantenimiento por hacer las cosas correctas (resultados = cosas correctas + aceptación). Si mantenimiento hace las cosas correctas y se dirige hacia lograr el cambio de la cultura organizacional, entonces la fábrica logrará que estas cosas se hagan bien. En otras palabras, lo principal es hacer lo que se debe hacer; después de esto, la fábrica debe aprender a hacer bien, dichas cosas. La gestión de mantenimiento exige un cambio que oriente el sostenimiento hacia la categoría de clase mundial, no reaccionando frente al problema, sino anticipándose al mismo, el mantenimiento de clase mundial se basa en pensar y no sólo en hacer. La orientación de gestión de mantenimiento hacia clase mundial exige cambiar de actitud y de cultura, requiere que se tenga alto nivel de prevención y planeación, soportado en un adecuado sistema gerencial informatizado de mantenimiento, orientándose hacia las metas y objetivos fijados previamente y realizando las cosas que haya que hacer, en la forma más correcta posible, con el mayor grado de profundidad científica. Los pasos fundamentales para instalar gestiones de mantenimiento de clase mundial son: planeación, prevención, programación, anticipación, fiabilidad, análisis de pérdida de producción y de repuestos, información técnica y cubrimientos de los turnos de operación; todo esto soportado en una organización adecuada y apoyada por sistemas de información computarizada, con un cambio de actitud y cultura hacia el cliente. Con la implantación de un mantenimiento orientado hacia resultados los equipos pueden llegar a ser más confiables, bajan los costos de operación y el comportamiento de la planta cambia en el transcurso de su desarrollo. La clave está en enfocarse en los resultados que se deseen obtener

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comenzando con los equipos que puedan ofrecer una mayor confiabilidad y que tengan un mejor rendimiento dentro de la planta, pues éstos presentan resultados medibles, además comprometer a todo el personal involucrado con el funcionamiento de las máquinas, medir paso a paso las metas logradas, e ir reduciendo paso a paso las causas raíz de la falla que presente el equipo (Williamson, Internet, 1999). 1.1.3.5 Mantenimiento Orientado al Cliente. En los últimos años, todas las organizaciones se han visto en la necesidad de cambiar y estructurarse de una forma diferente. Situación ésta que no es ajena al área de mantenimiento, donde las estructuras clásicas orientadas a la planeación únicamente, sin tener en cuenta al cliente, se están quedando cortas para atender las nuevas necesidades de los usuarios de servicios de mantenimiento. Esto hace que los encargados de mantenimiento busquen diferentes tipos de personal entrenados en diferentes ramas de la ciencia para atender estos requerimientos ya que la tecnología avanza de manera exponencial (AKA, Internet, 1998). Existe así una nueva definición de gestión de mantenimiento: proporcionar un apoyo excelente al cliente, reduciendo y eventualmente eliminando la necesidad de mantenimiento y aumentando la disponibilidad de los equipos. El departamento de mantenimiento debe integrarse a las demás áreas como diseño, producción, ingeniería, etc. La óptima estructura es cada vez más en forma matricial. El nuevo enfoque no acepta las averías, sólo acepta la mejora continua y la mayor disponibilidad del parque industrial (Mora, 1999,1-19). 1.1.3.6 Mantenimiento Integral Logístico. Como apunta Francisco Rey Sacristán en su libro “Hacia la Excelencia en Mantenimiento”, la logística industrial permite el desarrollo formal de una estrategia de relaciones y responsabilidades de todos los actores implicados en la adquisición, construcción, utilización y explotación de un sistema de producción. Se define entonces logística industrial, como una estrategia técnica de gestión de las actividades de la ingeniería de planta que conduce a satisfacer las necesidades de fabricación - mantenimiento, poniendo a su disposición los equipos de producción para un mantenimiento y explotación eficaz. El objetivo más claro de la logística industrial debe ser: obtener la máxima disponibilidad en los sistemas de producción mediante el desarrollo de las

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dos ramas de la logística: la logística de la fabricación del sistema y la logística del mantenimiento del sistema. Con la primera se pretende lograr dar a los materiales de componentes, equipos y sistemas de producción, las cualidades idóneas en fiabilidad y adecuadas a su mantenibilidad; con la segunda se garantiza el conseguir, con la utilización de los nuevos equipos, los objetivos previstos de disponibilidad de los mismos. La estrategia de la logística industrial tiene una rama práctica que se denomina tecnología. Esta, por extensión, comprende las diferentes acciones prácticas de la gestión de la fiabilidad y calidad de los sistemas para su aporte en nuevos proyectos, así como estudios de mejoras y modificaciones tras el estudio de las fallas, mantenimiento programado, estudios de recambio, etc. (Rey, 1996, 137). Se busca entonces así, descentralizar las actividades menores de mantenimiento al personal operativo de los equipos, centralizando las de mayor nivel tecnológico a personal de mantenimiento con muy alta calificación técnica, científica y de servicio. A continuación se presenta un cuadro sinóptico sobre las etapas de la Producción Industrial.

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ETAPAS EN LA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL

1era ETAPA CANTIDAD de Producción

2da ETAPA CALIDAD de la Producción

Costo de mantenimiento y utilización

Técnicas control calidad Prioridad de la calidad La calidad es tarea de todos (responsabilizar de trabajo bien hecho) Se detreminan indicadores de seguimiento Los equipos de producción deben producir con calidad

Costo

Producción

Producir a bajo costo Producir cantidad La calidad no es prioritaria Los equipos de producción carecen de importancia ( La mano de obra debe producir)

Producción

3era ETAPA DISPONIBILIDAD (Calidad de los equipos de producción) Producir a mínimo costo máxima calidad Obtener máxima disponibilidad en equipos de producción Integrar en inversión de equipos todas la funciones relacionadas con la producción. Influencia del mantenimiento PRODUCTIVIDAD elevada COMPETITIVIDAD empieza

Calidad

Disponibilidad para producir con calidad

Ilustración 3. Etapas de la producción industrial. Fuente: Rey, 1996, 12.

En la primera etapa de la Producción Industrial se orienta a la cantidad, siendo lo más relevante, cumplir con los volúmenes de producción, sin importar la calidad; una etapa intermedia donde se desarrollan técnicas para promover y controlar la calidad; y una tercera y última etapa, donde lo que interesa es la productividad, producir al mínimo costo con la máxima calidad (Rey, 1996, 11). 1.2 Gestión de Mantenimiento. 1.2.1 Definición. La palabra se relaciona con la dirección de empresas, aplicada a un sistema técnico y social cuya función básica es crear bienes y/o servicios que contribuyan a elevar el nivel de vida de la humanidad. La expresión empresa se entiende como un conjunto formado por hombres, máquinas, tecnología, información, planeación y recursos financieros o de cualquier

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índole que procura alcanzar unos objetivos establecidos con antelación (eficacia y eficiencia), utilizando adecuadamente los recursos disponibles (eficiencia) y protegiendo la naturaleza. La gestión es el integrador para lograr estas premisas (Mora, 1999, 1-46)13. La gestión integral de mantenimiento consiste en actuar en todos aquellos aspectos de importancia para el buen desarrollo de la empresa y que, de una u otra manera, se relacionan con el mantenimiento de las instalaciones. Se trata, por tanto, de gestionar de una manera activa basándose en los objetivos de la empresa y no sólo en los objetivos tradicionales de mantenimiento, disponibilidad y costos, admitiendo una postura pasiva (Navarro y otros, 1997, 47). 1.2.2 Mantenimiento dentro de la empresa. El objetivo de mantenimiento es defender a la empresa de la falla de sus equipos y de sus consecuencias sobre la producción. Tiene, así mismo, una función productiva que consiste en contribuir a la eficacia económica de la empresa. Desde el término de costos, podemos agrupar los gastos correspondientes a los costos directos y a los de no-mantenimiento debidos a la no mantenibilidad de los equipos, al costo del ciclo de vida, etc. (Souris, 1992, 71). La situación actual y futura del entorno de cualquier empresa presenta cambios cada vez más inminentes como son: incremento creciente de la competitividad, disminución del ciclo de vida del producto, excelencia en el servicio, fabricación sincronizada, necesidad de polivalencia y flexibilidad del proceso (Navarro y otros, 1997, 48)14. 1.2.3 Gestión integral al interior de mantenimiento. La gestión de mantenimiento se puede definir como la dirección y organización de recursos para controlar la disponibilidad y funcionamiento de la planta industrial a un nivel especificado. El responsable de mantenimiento tiene dos problemas principales: determinar el tamaño y naturaleza de la carga de trabajo de mantenimiento y la organización y control del personal, repuestos y equipos necesarios para responder a ésta carga. Se deben tener en cuenta estas consideraciones: el usuario del Extraído por el doctor Luis Alberto Mora G. del autor De Miguel. Las organizaciones deben evolucionar hacia la creación de grupos de trabajo en varias disciplinas que permitan una mejora en el proceso para así lograr el objetivo final deseado. 13 14

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equipo debe cooperar con el diseñador, fabricante e instalador en el análisis completo de la fiabilidad y mantenibilidad, también el departamento de mantenimiento debe cooperar estrechamente con el de producción para conseguir el equilibrio óptimo entre los costos de recursos de mantenimiento y la disponibilidad (Kelly y Harris, 1998, 2). La gestión de mantenimiento debe enfocarse a todos los aspectos que, de una u otra manera, pasan por sus manos y que influyen sobre el desarrollo de la empresa. Así mismo, la gestión integral de mantenimiento debe ser tal que logre el máximo beneficio para la empresa y para ello es necesario tener en cuenta todos los aspectos que rodean a mantenimiento. Si tenemos los equipos duplicados, aumentaremos los costos financieros pero reduciremos los mismos por paros generados por fallas. Si aumentamos los costos del PM, las averías reducirán su frecuencia e importancia, por lo que también lo hará el costo de mantenimiento correctivo por avería (Navarro y otros, 1997, 47-50). La eficiencia con que la gestión de mantenimiento contribuye para alcanzar la producción total mediante la dotación de capacidades y fiabilidad del parque industrial, se plasma maximizando la disponibilidad de los equipos (Rey, 1996, 139). 1.2.4 Mantenimiento y rentabilidad. Las organizaciones industriales existen para generar un beneficio; usan equipos y mano de obra para transformar materias primas en productos acabados de mayor valor. El mantenimiento está relacionado con la rentabilidad a través de la productividad de los equipos y el gasto de explotación. Los trabajos de mantenimiento elevan el nivel de los equipos y su disponibilidad, pero al mismo tiempo incrementan los gastos de explotación. El objetivo, de un departamento de mantenimiento industrial debe ser la consecución del equilibrio óptimo entre estos factores. Debido a que las plantas han ido en aumento durante la última década, se ha incrementado la dependencia entre la rentabilidad y el esfuerzo de mantenimiento. Los costos de improductividad son mayores y el trabajo de mantenimiento más sofisticado y costoso (Kelly y Harris, 1998, 1). Se debe prestar una calidad de servicio máxima para obtener una disponibilidad máxima, pero el costo de mantenimiento no debe ser superior al costo de paradas de la producción. El punto óptimo

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corresponde al valor mínimo de la curva del costo total, al que corresponde la máxima disponibilidad o valor óptimo del rendimiento operacional de un sistema de producción con un costo por intervenciones de mantenimiento igual a los costos de las paradas de producción (Rey, 96, 369). El costo de mantenimiento es un serio problema en los negocios. De acuerdo con DuPont: “Mantenimiento es el mayor costo controlable en una planta; en muchas compañías, frecuentemente excede las utilidades anuales netas”. Mientras que el PM, cuando es bien implementado, produce ahorros del orden del veinticinco por ciento, después de ese beneficio su retorno de inversión se ve disminuido. Según un estudio de Forbes Magazine, uno de cada tres dólares gastados en PM, se desperdicia. Estas ineficiencias son resultado del mantenimiento efectuado por un programa basado en tiempo y suposiciones, en vez de hacerlo por la condición de la maquinaria (Trujillo, Internet, 1999). 1.2.5 Evaluación de los procesos de mantenimiento. El consultor internacional en mejoramiento continuo de la productividad, Thomas Westerkamp, plantea que el mantenimiento pronto llegará a ser uno de los centros de costos más importantes al interior de las empresas, superado solamente por los mismos costos operacionales. Se requiere una mayor atención a mantenimiento ya que la carga laboral aumenta sustancialmente, tendiendo: reconversión de equipos y procesos, reconversión de controles de planta, requerimientos más complejos de regulación, cambiar frecuentemente los trabajos aumentando los niveles de entrenamiento, obsolescencia rápida de tecnología, menores inventarios para reducir costos y competir en el mercado mundial. Un departamento de mantenimiento sobrecargado tendrá menos tiempo para hacer las reparaciones necesarias en el preciso instante que éstas ocurran y así no se podrá cumplir con el cronograma de actividades y por lo tanto las reparaciones de emergencia se incrementan. La mayor productividad resulta cuando cada empleado tiene definido su trabajo, la manera de hacerlo y el tiempo en que lo va a realizar. 1.2.5.1 Fijar los programas de mantenimiento. El programa debe iniciarse investigando la estructura de la organización y luego analizando el buen desarrollo de los procesos. Una organización bien diseñada, una línea de flujo, un proceso actualizado y controles de gerencia son esenciales. Un sistema integrado de computación mejorará la

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planeación, la supervisión y la tecnología para hacer cada trabajo mucho mejor y más rápidamente. Para crear una organización de clase mundial15 la forma más lógica es tener una organización central para aumentar el control; ésta forma central resulta mejor mientras más horizontal sea la organización de la empresa. Una revisión de las órdenes de trabajo de los procesos será innecesaria, pero un análisis cercano y una evaluación típica conlleva a un conjunto de oportunidades de mejoramiento. La vida de las órdenes de trabajo empieza con las necesidades del servicio. El personal de planeación escoge los objetivos, el supervisor organiza y asigna el trabajo y el personal técnico lo realiza. Si por algún motivo ocurre un tropiezo en el proceso se necesitará más personal para realizar el mismo trabajo. 1.2.5.2 Revelación de recursos escondidos. Un recurso escondido es el tiempo que se pierde por la continua reparación de fallas repetitivas. Para el encuentro de los recursos escondidos se debe encontrar la constante causa raíz de fallas16 como resultado de las auditorías de mantenimiento y mediante un análisis de ingeniería se mejorará el diseño del equipo o de un componente de éste, liberando los tiempos perdidos. 1.2.5.3 Evaluación de los resultados de auditoría. Para que una evaluación de auditoría sea satisfactoria debe arrojar como resultado que los trabajos de mantenimiento programados deben superar entre el ochenta y cinco y el noventa por ciento de los trabajos totales de mantenimiento, incrementando el cubrimiento de sistema de órdenes de trabajo. Esto hace que la historia del equipo sea más completa y exacta. La acción de tener un porcentaje tan alto de programas de mantenimiento realizado mediante órdenes de trabajo tendrá un mayor impacto en el éxito del programa porque esto dará inmediatamente mayor control sobre los trabajos y recursos de repuestos (Westerkamp, 1998, 22-25).

15 16

La Organización de Clase Mundial esta definida más adelante en este capítulo. Las causas raíz de fallas se explican más ampliamente en el siguiente capítulo.

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COSTOS

Costo de intervención: *Mano de obra *Materiales empleados *Costo de inventarios

Costo de paradas de fabricación *Gastos fijos no cubiertos *Gastos variables *Margen de rentabilidad perdido

100% Disponibilidad

Mantener:

OBJETIVO: *Estándares *Prevención *Gestión de Mantenimiento

Organización Herramientas Hombres

Ilustración 4. Curvas de costos de mantenimiento y de paradas. Fuente: Rey, 1996, 370.

1.2.6 La función del trabajo de mantenimiento. Los autores Kelly y Harris plantean que el mantenimiento se puede considerar como una combinación de acciones llevadas a cabo para sustituir, reparar, mantener o modificar los componentes de una instalación, para que ésta continúe trabajando con la disponibilidad especificada durante un período de tiempo. La forma más básica de definir la disponibilidad es: Disponibilidad = To/(To+Tp) To = tiempo total de operación en condiciones de diseño. Tp = tiempo total de parada. El responsable de mantenimiento sólo puede influir sobre la disponibilidad a través de aquellas paradas en las que se realizan acciones de mantenimiento. En este caso el tiempo total de parada debe modificarse cuando el índice de disponibilidad vaya a ser utilizado en la gestión de

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mantenimiento. Los factores más importantes que afectan tales paradas son la confiabilidad17 y la mantenibilidad18. Éstas son características que se incorporan en la fase de diseño y que después afectan en la carga de trabajo de mantenimiento. Las causas de una baja confiabilidad o mantenibilidad sólo se pueden eliminar mediante un rediseño de ingeniería y esto no siempre es responsabilidad del departamento de mantenimiento. El departamento de mantenimiento influye más directamente en la disponibilidad y mantenibilidad a través del mantenimiento correctivo y preventivo. El objetivo es reducir el costo de tenencia y maximizar la disponibilidad del equipo. El método consiste en participar en el diseño físico tomando en cuenta la confiabilidad y mantenibilidad antes de que el equipo sea construido o antes de hacer en la planta alguna modificación, todo esto en busca de mayor disponibilidad del equipo, introduciendo componentes de mayor confiabilidad. Además, si es necesario, rediseñar para mejorar la facilidad de acceso a partes críticas tanto para poder inspeccionarlas como para su reposición por desgaste o daño llegado el caso (Moore C., Internet, 1999). 1.2.7 Objetivos de mantenimiento, planificación y control. El objetivo principal en la mayoría de las situaciones industriales es minimizar la suma de los costos de indisponibilidad y de recursos. La organización de mantenimiento establece el nivel, combinación y distribución de los recursos, la estructura administrativa y los sistemas de planificación de trabajos requeridos para permitir que la carga de trabajo, correctivo y preventivo, sea gestionada de la manera más eficiente. Teniendo en cuenta que el problema de mantenimiento es de naturaleza compleja y cambiante, no sólo es necesario establecer un plan y una organización, sino que también hay que implementar un sistema de control para asegurar que dicha planificación y organización estén continuamente al día. Este sistema tiene tres funciones principales interrelacionadas: control de la carga de trabajo, control del estado de la planta y control de costos (Kelly y Harris, 1998, 1-8).

La confiabilidad se define como la probabilidad de que un equipo desarrolle una función específica, bajo unas condiciones específicas durante un tiempo determinado. 18 La mantenibilidad ha sido definida como la probabilidad de que un equipo sea restablecido a una condición especificada dentro de un período de tiempo dado, usando recursos determinados. 17

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1.2.8 Tendencias y industrial.

perspectivas en la gerencia de mantenimiento

1.2.8.1 Introducción. Wireman19, en su libro, se refiere a la planeación de mantenimiento como la última frontera de las facilidades manufactureras. En el camino de una organización de clase mundial, muchas empresas se están dando cuenta de la necesidad crítica de un mantenimiento eficiente para tener facilidades de producción. Con la tendencia del justo a tiempo en producción, es vital que la gerencia de mantenimiento se integre con una estrategia de cooperación para asegurar la disponibilidad de los equipos, calidad de los productos, entregas a tiempo y precios competitivos. Numerosas tendencias tecnológicas y gerenciales de los pasados dos siglos han cambiado los requerimientos en mantenimiento. Por ejemplo, el desarrollo del automóvil, llevó a un sistema de distribución mundial de piezas de repuestos y servicios de mantenimiento. 1.2.8.2 Tendencias en el conocimiento de mantenimiento. A medida que la complejidad de los equipos aumenta y la necesidad de disponibilidad de éstos es cada vez mayor, se incrementa el modelo de sofisticación del mantenimiento. Así pues la idea es que el mantenimiento evolucione hacia una cultura de mantenimiento autónomo e inteligente utilizando los diferentes tipos de PM que se trataron anteriormente. 1.2.8.3 Surgimiento de nuevos métodos de mantenimiento. Desarrollos en el área de la inteligencia artificial han llevado al surgimiento de sistemas expertos y redes de información. Estas soluciones técnicas han encontrado numerosas aplicaciones en la planeación de mantenimiento. Frecuentemente las razones para el uso de estos sistemas expertos en mantenimiento son el incremento de la complejidad de los equipos, el origen de nuevos problemas de mantenimiento, la falta de habilidad en el desarrollo del mantenimiento en una organización, el tiempo reducido para entrenar técnicos novatos, etc. Existen una gran variedad de estos sistemas expertos cada uno de ellos aplicables a una

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WIREMAN, T. World Class Maintenance Management (Industrial Press, 1990).

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labor muy específica según la necesidad del usuario (Luxhoj y otros, 1997, 437-453). 1.3 Métodos e instrumentos de mantenimiento. Los ingenieros, técnicos y profesionales del mantenimiento deben estar siempre preparados para afrontar el desafío que representa la disponibilidad de las instalaciones de producción. No obstante, en algunas oportunidades, faltan métodos y por lo tanto, resultados y credibilidad en el seno de su empresa y en particular ante su dirección. El mantenimiento se está convirtiendo en algo urgente, en la condición indispensable de la competitividad. Por tanto, la función de mantenimiento es ineludible. El hombre aporta a la tecnología progresos constantes, tanto en el campo de la fiabilidad de los componentes como en el de las relaciones secuenciales automáticas en las máquinas. En este nuevo paisaje industrial, el hombre fabricante se convierte en un hombre vigilante ya no del producto, sino de la máquina que lo fabrica; pues este producto está cada vez más fuera de las manos del operador como consecuencia de la automatización de los procesos. Así se convierte el mantenimiento en una función productiva, lo que no ocurre en el caso de los equipos débilmente automatizados. Las empresas tratan cada vez más de valorar las pérdidas de producción como consecuencia de los incidentes técnicos que se presenten. Esta evaluación permite los costos directos de mantenimiento en los derivados de su ineficacia. El mantenimiento del instrumento implica también mantener las calificaciones constantes de los hombres dentro de la empresa. Las responsabilidades se desplazan, convirtiendo al operador de la máquina en el hombre más importante en el mantenimiento (TPM). El trabajo en un entorno automatizado se va convirtiendo cada vez más en un trabajo de equipo, lo que implica una capacitación mayor a los responsables del funcionamiento de las máquinas y se necesita movilidad y formaciones cruzadas entre los miembros del grupo (RCM). Los siete instrumentos del mantenimiento son: el análisis de las indisponibilidades de los equipos de producción, que consiste en determinar con gran exactitud las causas de indisponibilidad de los equipos de producción, cuantificarlas y proponer los ejes de mejora que permitan eliminarlas o disminuir sus consecuencias; La mejora de la disponibilidad de los equipos; los métodos de mantenimiento; el asesoramiento en la organización del mantenimiento; el mantenimiento

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condicional (mantenimiento predictivo); la informática; las tarjetas de diagnóstico y los sistemas expertos. (Souris, 1992, 89-95). 1.4 Mantenimiento y calidad. Durante los últimos cincuenta años la calidad no siempre a ocupado un sitio importante dentro de las empresas del medio industrial. Anteriormente no se consideraba como una preocupación fundamental ya que no se trataba de algo impuesto por la competencia. Durante los años de fuerte crecimiento, los fabricantes se contentaban con producir para vender sin darle importancia a la calidad del producto. En la actualidad los mercados se han limitado, la globalización de los negocios y la competencia internacional se ha vuelto más dinámica e inquietante en varios aspectos (Souris, 1992, 143). La competencia ha llevado a la continua automatización de las fábricas, lo que implica teóricamente un aumento en la producción, en la eficacia, etc. La fabricación justo a tiempo (J.A.T.)20 y la calidad total21 son la respuesta al desafío que presentan las empresas al enfrentarse a ésta nueva dinámica empresarial introduciendo al interior del departamento de mantenimiento el concepto calidad en cuanto a disponibilidad de los equipos se refiere (Rey, 1996, 141). Entre el control total de calidad (TQC)22 y el TPM, las relaciones son cada vez más fuertes pues el primero está reservado para los dirigentes, pero con el TPM, el que se encuentra en contacto directo con el instrumento industrial y a través de éste con el producto y su calidad es el operario (Mora, 1999, 1-13). 1.4.1 La calidad. La calidad es hacer las cosas bien la primera vez, permitiendo a la producción el fluir regularmente sin controles, rechazos o recuperaciones, ni paradas por averías, obteniendo: un producto apto para el uso, adecuado a las necesidades del cliente, de diseño actual adecuado al mercado, de acuerdo con los requerimientos del cliente y ofrecido al precio que pueda pagar (Rey, 1996, 142).

Fabricar lo que el mercado exige en el momento que lo exige. La retroalimentación generada por el cliente al interior de la empresa. 22 Total Quality Control. 20 21

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Souris, en su libro “El mantenimiento: Fuente de Beneficios” describe el mantenimiento como un instrumento esencial para asegurar la calidad, tanto en el nivel de los equipos como en el de los productos que éstos fabrican. Los instrumentos de ayuda para llegar a la calidad total son muy parecidos a los que se pueden utilizar en la búsqueda de la disponibilidad en mantenimiento. En consecuencia, la utilización de los siete instrumentos en la calidad en mantenimiento presta un inestimable servicio. 1.4.2 Los siete instrumentos de la calidad. El proceso de búsqueda de la calidad total tiene ciertas similitudes con las búsquedas de la disponibilidad total. No es una utopía comparar los instrumentos de la calidad con los del mantenimiento ya que en realidad se pueden aplicar en ambos procesos. 1.4.2.1 Lista de verificación. La lista de verificación recoge los datos y permite, en forma de matriz de distribución de los defectos, obtener una situación real y actual de forma cualitativa y cuantitativa. 1.4.2.2 La clasificación. La clasificación, como la lista de verificación, aporta la representación gráfica por líneas y por columnas. 1.4.2.3 Esquema gráfico. El esquema gráfico de gestión muestra el seguimiento y la evolución de un resultado a partir de una unidad de medida elegida. 1.4.2.4 El método de pareto. El método de pareto permite separar lo esencial de lo intrascendente. Parte del principio de que del veinte al treinta por ciento de las fallas básicas, corresponden del setenta al ochenta por ciento de las averías comprobadas.

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1.4.2.5 Diagrama de causas y efectos. El diagrama de causas y efectos, más conocido con el nombre de espinas de pescado, permite catalogar las diferentes causas que tienen una influencia probable sobre un efecto. 1.4.2.6 Histograma. El histograma es un instrumento de análisis y de diagnóstico que tiene límites de referencias. 1.4.2.7 Esquema de distribución. El esquema de distribución muestra la relación que existe entre dos datos que varían uno en función del otro, manteniendo por ejemplo la relación existente entre la velocidad de corte y el desgaste de un instrumento (Souris, 1992, 143-150). 1.5 Estableciendo una organización de clase mundial. Mantenimiento de clase mundial (WCM)23 es definido como un proceso que usa una gerencia de mantenimiento asistida por computador, PdM, entrenamiento, PM y planeación del rendimiento para la confiabilidad. Un proceso es simplemente un método para hacer algo y confiabilidad es la base para la función de mantenimiento (TTC, Internet, 1998). Para considerar una organización como de clase mundial, se debe medir por su alto nivel de competitividad. Un equipo de trabajo autodirigido con habilidades complementarias enfocadas a un objetivo común y desempeños específicos, puede ayudar a la planta a obtener una reputación de clase mundial (LePree, Internet, 1996-a). Es más de sentido común, que si se quiere que las funciones de mantenimiento dirijan sus objetivos y desarrollos a estándares de clase mundial, no se debe cortar el presupuesto a los sistemas de apoyo. Estos sistemas de apoyo de las funciones de mantenimiento en una típica organización manufacturera son: administración de mantenimiento, fuerza de trabajo, herramientas, repuestos, planeación, programación, control, cultura, mercadeo y presupuesto. Un análisis a través de estos sistemas y 23

Pro sus siglas en inglés, World Class Maintenance.

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su relación entre ellos forman la base de un plan de acción dinámico para establecer firmemente las funciones de mantenimiento en la vía para lograr la organización de clase mundial (Ellis, Internet, 1999). Bruce Hiatt, con una experiencia de alrededor de cuarenta años en el área de mantenimiento y estando siempre a la vanguardia de los cambios que tienen que experimentar las organizaciones para afrontar los continuos cambios en esta área, en su artículo “A 13 Step Program in Establishing a World Class Maintenance Organization” expone que durante años, las organizaciones industriales y otras han concentrado la mayoría de su atención en la producción del artículo, ignorando generalmente la función de mantenimiento, viéndolo como un mal necesario. Durante los últimos seis años o más, ha habido un cambio de actitud gradual en como los gerentes generales ven la función de mantenimiento. Uno de los factores más importantes que forzó este cambio fue, que los departamentos de mantenimiento se volvieron los mayores centros del costo dentro de estas organizaciones. Hoy con operaciones generales de costos que suben a razón de diez por ciento cada año, existe el potencial para la realización de ahorros significativos en el departamento de mantenimiento que merece un estudio serio. Llevando a cabo ciertas prácticas de dirección avanzadas los ahorros pueden ser muy significativos. Existen trece facetas básicas para las mejores prácticas en el mantenimiento que tendrán un impacto en la organización cuando son integradas, éstas son: 1.5.1 Cambios Filosóficos y Tecnológicos. Para lograr las mejores prácticas dentro de organizaciones de mantenimiento y producción, debe haber un cambio tecnológico y un cambio filosófico organizacional en la manera que las secciones dirigen su negocio a diario. A menos que ambos cambios ocurran al mismo tiempo, el ciclo de cambio no puede sostenerse. La organización volverá a sus viejas costumbres y no logrará implementar estas buenas prácticas de mantenimiento. 1.5.2 Entendiendo el cambio. La mayoría de las personas tiene miedo del cambio, por lo tanto son resistentes a él. Es importante que todos se den cuenta de la importancia de hacer los cambios necesarios. Sólo los que están dispuestos a hacer los cambios necesarios pueden esperar alcanzar el éxito real. Si el

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departamento de mantenimiento y producción toman la decisión para volverse una organización de la clase mundial, ellos deben estar dispuestos a desarrollar un plan de acción disciplinado y comprometido. Una vez el plan de acción se desarrolla debe repasarse y la alta gerencia debe estar de acuerdo con él. Cuando la aprobación se ha recibido, los gerentes de mantenimiento y de producción deben realizar los cambios en forma rápida y audaz para implementar lo más pronto posible el plan de acción. 1.5.3 El equipo de Trabajo. Todo el funcionamiento de la planta y el personal de apoyo necesita ser informado del plan y su efecto en cada individuo de manera oportuna. Ellos necesitan participar en los procesos de la reingeniería para que puedan apropiarse del plan. Personal que entiende y está de acuerdo con un proceso, está más dispuesto a cooperar con él y no creará dificultades posteriormente. El Trabajo en equipo a lo largo del proceso de reordenación de organizaciones es crucial para lograr el éxito. 1.5.4 Entrenamiento. Un programa de entrenamiento específico debe desarrollarse cubriendo todos los aspectos para realizar los cambios propuestos. Sesiones de entrenamiento y reuniones de progreso serán necesarias para presentar las nuevas ideas, deben presentarse los métodos básicos para que el personal los entienda. Estas sesiones deben limitarse a una hora cada día y deben cubrirse todos los aspectos del nuevo plan, pueden usarse los talleres para enfocarse en los problemas actuales y diarios cuando ellos se presentan. Deben usarse los métodos de entrenamiento prácticos para ayudar en el desarrollo de soluciones cuando los problemas se presenten. Los entrenamientos deben ser continuados hasta las que los nuevos estándares estén completamente establecidos y así puedan sostenerse. El personal de la planta necesita ser entrenado en habilidades para resolver problemas usando una metodología formal. Las personas necesitan este tipo de entrenamiento para poder aprender como analizar constructivamente la información.

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Usando una metodología de acercamiento común, todos los involucrados traerán una iniciativa de como afrontar los problemas, de como actuar y aportar recomendaciones. En el momento que los problemas se presenten y cuando la tendencia de los indicadores sea negativa, la compañía puede resolver dichos problemas de manera conjunta con un equipo funcional entrenado para analizar la solución. Una vez entrenados en la metodología para resolver los problemas, los grupos pueden necesitar el apoyo de un facilitador calificado. Un individuo dentro de la organización (generalmente un entrenador de personal) necesita ser asignado para recibir entrenamiento especializado para satisfacer esas necesidades. Un facilitador es beneficioso mientras los grupos son pequeños y nuevos al proceso. Con el paso del tiempo, ellos podrán naturalmente trabajar cada vez más sin la ayuda del facilitador. El facilitador debe proporcionar el apoyo en el desarrollo de una dinámica positiva del grupo, afilando las habilidades que ellos aprenden. Estos grupos se deben componer de personal de varios departamentos dentro de la compañía. 1.5.5 El centro de costos. Un centro de costos puede ser un equipo creado para producir sólo un artículo o el componente de un producto. Cada uno de los grupos recientemente establecidos constituirá centros de costo individuales. Una vez creado, cada centro de costo debe ser rastreado y monitoreado para controlar los factores importantes de tendencia, para proporcionar una información exacta y viable al personal de dirección acerca de dónde se está gastado el dinero. Se debe establecer una clasificación de identidad específica para cada centro de costos. De ésta forma todos los trabajos de mantenimiento pueden ser cobrados a cada centro de costos específico. 1.5.6 Control de inventarios en el almacén. La re-organización de la función del almacén es uno de los cambios más críticos. La mayoría de los almacenes existentes se abastecen inadecuadamente, porque la naturaleza del personal de mantenimiento es acumular partes individuales críticas y suministros hasta que sea necesario reparar el sistema entero. Es esencial que las partes disponibles sean adecuadas para satisfacer las necesidades de todo trabajo en

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marcha y emergencias, para que cada función de mantenimiento sea cumplida en su totalidad. El almacén se debe auditorear e inventarear en su totalidad, incluso las partes acumuladas y suministros. Las partes y suministros deben etiquetarse y deben localizarse fácilmente dentro del almacén. Una vez etiquetados y ubicados en el almacén, deben ser incluidos en un sistema automatizado por el número de identificación, ubicación y centro de costo. Las partes y equipos deben tener una referencia cruzada por la posible aplicación a diferentes centros de costo. Esto permitirá al personal de mantenimiento localizar cualquier artículo o parte específica cada que necesiten un repuesto. El personal de almacén y de mantenimiento deben ser entrenados para el ingreso de los datos de los componentes al sistema para poder familiarizarse así con su uso. 1.5.7 El Mantenimiento Correctivo. Con los recursos y partes identificadas, el mantenimiento correctivo y el preventivo pueden llevarse a cabo en una forma más significativa. El personal puede asignarse para satisfacer las necesidades del recurso recientemente creado. Sus costos están directamente asociados al centro de costos individual. Deben escribirse las órdenes de trabajo directamente al centro de costos en cuestión para que los costos asociados con el costo de las partes, los materiales y mano de obra, puedan ser fácilmente analizadas. Todas las personas relacionadas con producción y mantenimiento deben saber lo que se está haciendo, por quién, dónde, cuándo y por qué. Se deben desarrollar procedimientos escritos para el sistema de órdenes de trabajo, detallando las contabilidades y asignando el personal específico para la realización y el reporte del trabajo. El uso de operarios para hacer el mantenimiento rutinario en tareas como la lubricación y el ajuste menor, es esencial. La planeación es la fase crítica en el sistema de órdenes de trabajo. El analista de proyectos programa la reparación esperada, material y tiempo requerido. Éste debe encargarse de analizar el tiempo que se demore la reparación y si ésta presenta atrasos en la producción, tomar las decisiones precisas para que los paros sean lo más corto posible. El

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analista de proyectos es el encargado de responderle al jefe de mantenimiento y de producción y de la eficiencia de su planeación. 1.5.8 El Mantenimiento Preventivo (PM). El programa de PM debe sufrir también una re-evaluación total para determinar su eficacia. Demasiado tiempo fuera de servicio no programado y las averías de equipo frecuentes indican que el PM no está funcionando como debería. El objetivo real del programa de PM es reducir tiempo fuera de servicio y averías a un nivel que es aceptable y manejable por los departamentos específicos. Un programa de PM efectivo radica en el trabajo en equipo entre el programa de mantenimiento correctivo y predictivo si el objetivo es tener éxito en la reducción de tiempos muertos innecesario de los equipos. Es esencial que exista una buena coordinación y cooperación entre los operarios y gerentes de mantenimiento como una práctica normal. Se deben usar directrices concretas para establecer quién está conduciendo y quién está en la posición de retraso en los diferentes escenarios de operación. 1.5.9 El Mantenimiento Predictivo (PdM). El uso eficaz de buenas herramientas de previsión es esencial para los gerentes si quieren prolongar la vida útil del equipo. A través de la aplicación apropiada de la gran variedad de herramientas de PdM disponibles para el personal de mantenimiento, se pueden identificar fácilmente los modelos de falla y predecir eficazmente con algún grado de exactitud en el tiempo las eventuales fallas. Las herramientas de mantenimiento predictivo más comunes son: el análisis de vibraciones. Análisis de la lubricación, termografía y ultrasonido.24 Todas las máquinas dan señales de advertencia que predicen su falla inminente. La correcta aplicación y uso temprano de las herramientas del PdM ayudarán grandemente en la identificación de problemas inminentes antes de que ellos se vuelvan catastróficos. Con el uso de descubrimiento temprano y los mecanismos de alerta por parte del departamento de mantenimiento, la falla puede ser identificada, proporcionándole a los gerentes la información necesaria para la planeación.

24

Estos temas se tratan con mayor profundidad en el siguiente capítulo.

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1.5.10

Departamento de compras.

El departamento de compras juega también un papel importante en la organización de mantenimiento integrada moderna. Es esencial el uso de un sistema automatizado para activar las órdenes de compra que se diseñan para facilitar el control de los niveles de inventario. La clave aquí es tener a la mano sólo los artículos requeridos para las emergencias genuinas. Permitiendo a los proveedores ser el punto de almacenamiento principal, los niveles de inventario internos sólo serán los suficientes para satisfacer las necesidades de una auténtica emergencia. Un método es encontrar a un proveedor que esté dispuesto a garantizar un suministro adecuado y a tiempo para satisfacer todas las necesidades de funcionamiento. Esto puede lograrse por la selección de un solo proveedor que mantenga los estándares de calidad y precio adecuados. Las primeras diez actividades fueron diseñadas para ayudar a los gerentes a recobrar el mando de su función de mantenimiento. 1.5.11

Mantenimiento Proactivo (PaM).

El PaM es un término para identificar el perfeccionamiento de las tecnologías del mantenimiento preventivo y predictivo. Es absolutamente necesario que los gerentes identifiquen y documenten datos obtenidos del programa PM y del PdM para que ellos puedan así desarrollar el PaM. La MMP se vuelve la historia que es viable a cada centro de costo. Para que esto pase se debe establecer de forma eficaz una historia documentada para cada centro de costo. EL tiempo que traza el comienzo de funcionamiento de cada centro, contra el tiempo fuera de servicio, determina los factores de causa y efecto cuando éstos son claros. Se deben realizar cambios en las funciones de operación y mantenimiento para afectar el tiempo de funcionamiento total. Las historias de los equipos deben ser exactas para hacer efectivo y útil el programa de PaM. Una MMP eficiente llevará finalmente a la aplicación de un plan de acción oportuno y exacto. El PaM proporcionará a los gerentes de mantenimiento un vehículo para crear una reducción eficaz en el tiempo total de paros aumentando al máximo la fiabilidad de producción de los equipos y su vida útil. 1.5.12

La responsabilidad.

La responsabilidad se requiere y debe construirse en el sistema. Los individuos y grupos asignados deben ser específicamente desafiados para

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que marchen en la dirección apropiada. Las actividades necesitan ser trazadas a lo largo del desarrollo de planes detallados y el impacto que éstos tienen en las decisiones importantes. Los indicadores se usan para resaltar el éxito del plan y reforzar esas decisiones tomadas. Muy a menudo el personal percibe la responsabilidad de forma negativa. Ellos son llamados a menudo para responsabilizarse por su pobre desempeño. Es crítico que el mecanismo de un premio se constituya en un sistema de medición. Con resultados positivos el reconocimiento visible tendrá un impacto positivo en las medidas importantes. El uso de indicadores para resaltar el éxito del plan servirá como un factor para el refuerzo. 1.5.13

El mantenimiento centrado en la confiabilidad.

RCM es la fase final de programa de reordenación de mantenimiento. RCM integra totalmente PM, PdM y MMP con una mayor responsabilidad en cada configuración industrial. La función total de esa configuración y que tan bien se centra en el mantenimiento de confiabilidad, es la medida real del éxito. Cada uno de los componentes del equipo asignados dentro de un centro de costos, puede desempeñarse con un grado más alto de confianza, teniendo mejores resultados en producción, mayor satisfacción del empleado y márgenes de ganancia más altos. Una vez RCM ha sido cumplido, el resultado será un mantenimiento totalmente integrado (TIM), acercándose a la solución de problemas y manteniendo una mejor confiabilidad en el equipo. PM, PdM y MMP deben trabajar juntos con facetas establecidas y totalmente funcionales si se quiere que RCM sea exitoso. Cuando se logra el TIM, el departamento de mantenimiento se volverá un departamento de RCM. La tecnología de mantenimiento industrial (IMT), rápidamente se está volviendo una ciencia avanzada, dónde el plan de dirección RCM trabajará siempre que sea integrada e implementada. El plan requiere trabajo duro y dedicación. Será perturbador al principio, pero finalmente ayudará a establecer o a perfeccionar una organización de la clase mundial en su planta (Hiatt, Internet, 1999).

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2

METODOLOGÍA MANTENIMIENTO PROACTIVO.

2.1 Introducción. En la actualidad el costo de operar un equipo hasta que éste falla (mantenimiento reactivo), es muy alto en términos de tiempo improductivo, partes de repuesto, mano de obra y costo de la reparación. Las técnicas de PM se basan en el cambio o reemplazo de partes en función de un intervalo de tiempo y en la mayoría de las veces las piezas son retiradas cuando aún tienen capacidad de seguir funcionando – Según Forbes Magazine: “Un treinta y tres por ciento de las actividades de PM son desperdiciadas”. Las técnicas de PdM, nos indican el momento en el que la pieza o componente está próximo a la falla, pero no nos dice como evitarla. Afortunadamente, existe una nueva alternativa conocida como PaM (Trujillo, Internet, 1999-a). Los costos de mantenimiento representan una parte importante en los costos de producción. Dependiendo del tipo de industria, los costos de mantenimiento pueden representar del quince al cuarenta por ciento del costo de los productos fabricados. La función de mantenimiento se ha pensado históricamente como un costo necesario para hacer el negocio. Sin embargo, las nuevas tecnologías y las prácticas innovadoras han posicionado la función de mantenimiento para ser una parte integral de la rentabilidad global de muchos negocios. Las técnicas de mantenimiento sólidas, modernas y los acercamientos prácticos tienen el potencial para incrementar significativamente ventajas competitivas en el mercado mundial (Mora, Internet, 1999-c). Un apropiado programa de mantenimiento puede producir un impacto en la productividad puesto que, un tercio de los costos de mantenimiento son realizados inútilmente debido a un innecesario o mal llevado mantenimiento. Tampoco se debe olvidar la incidencia que puede tener un mantenimiento no adecuado en la calidad de los productos fabricados. Estas fallas de calidad, producidas por un ineficaz mantenimiento, hacen que las mercancías producidas no puedan competir con otros países industrializados, que tienen implantados sistemas de mantenimiento eficaces. Los gerentes deben entonces considerar la calidad no como un gasto sino como una estrategia competitiva y al observar los resultados que se producen y crear una cultura de buen trato a los trabajadores para que sea igualmente retributiva (Audibert, Internet, 1999).

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Tradicionalmente los problemas de mantenimiento se han establecido en función de datos estadísticos o basados en las fallas que se produzcan en la planta. Hasta hace muy poco se había ignorado el impacto de las operaciones de mantenimiento en la calidad de los productos, costos de producción y, sobretodo, en los beneficios. La opción general ha sido: el mantenimiento es un mal necesario o no se puede hacer nada para mejorar los costos de mantenimiento. Quizás esto fuese cierto hace diez o veinte años, pero no en la actualidad. La misión del departamento de mantenimiento es proveer excelente soporte reduciendo y eventualmente eliminando la necesidad de los servicios de mantenimiento (Levitt, Internet, 1998-a). El fin principal del mantenimiento es la competitividad. Para la consecución de este fin es necesario: asegurar un funcionamiento óptimo a lo largo de toda la vida útil de la máquina y asegurar una adecuada disponibilidad de producción, evitando así pérdidas en ésta y disminuyendo el número de paradas y el tiempo de reparación. La gerencia de PaM es dinámica y diseñada para aguantar un proceso de continua evaluación y mejoramiento. La implementación de programas de PaM puede revolucionar el camino del mantenimiento, su manejo y resultados en costos, eficiencia y más eficacia, cumplimiento de regulaciones y mejoramiento de la calidad (Oiltech Analysis, 1995, 361-362). 2.2 Definición. El PaM, es una filosofía de mantenimiento, dirigida fundamentalmente a la detección y corrección de las causas que generan el desgaste y que conducen a la falla de la maquinaria. Una vez que las causas que generan el desgaste han sido localizadas, no se debe permitir que éstas continúen presentes en la maquinaria ya que de hacerlo, su vida y desempeño se verán reducidos. La longevidad de los componentes del sistema depende de que los parámetros de causas de falla sean mantenidos dentro de límites aceptables, utilizando una práctica de detección y corrección de las desviaciones según el programa de PaM. Límites aceptables significa, que los parámetros de causas de falla, están dentro del rango de severidad operacional que conducirá a una vida aceptable del componente en servicio (Trujillo, Internet, 1999-b). El PaM se define como la metodología en la cual el diagnóstico predictivo25 y las tecnologías predictivas son empleadas hacia aumentos significativos 25

Más adelante se verán las herramientas necesarias para este tipo de diagnóstico.

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de la vida de los equipos, minimizando las actividades de mantenimiento y paradas y eliminando así las fallas de las máquinas. Es la forma más simple de conseguir importantísimos ahorros, utilizando técnicas de mantenimiento convencionales. Mediante este mantenimiento lo que se busca es la causa raíz de la falla, no sólo el síntoma. El PdM representa el próximo paso en la evolución hacia un PaM y debajo de este procedimiento el personal de mantenimiento debe llevar estadísticas específicas sobre los equipos a monitorear para cumplir con los requerimientos necesarios (Pirret, 1999, 37). El PaM se refiere a las acciones antes de una acción crítica, por lo tanto ésta es una actividad de prealerta obtenida antes de que ocurra algún problema. Este mantenimiento es una acción tomada para corregir situaciones que puedan llevar a la degradación del material debido a la propagación de la falla o problema. Actualmente el PaM está salvando a las empresas de invertir costos elevados en mantenimiento y cambio de maquinaria cada año. Haciendo una analogía con el cuerpo humano, imagine poder localizar y eliminar una enfermedad mucho antes de que los síntomas aparezcan en su cuerpo, esto lo ahorrara dinero en cuentas de hospitales y doctores y lo mantendrá en buen estado de salud por un largo periodo de tiempo. Ésta es la ventaja del PaM sobre el PdM (Diagnetics, Internet, 1998). En la revista “Fluidos, oleohidráulica, neumática y automación” la organización Oiltech Analysis, en su articulo “Mantenimiento Proactivo de Sistemas Mecánicos Lubricados”, publica: La causa raíz de la falla resulta a partir de que una o más condiciones del sistema no estén normales, causando una situación inestable en éste. Las condiciones inestables que dan lugar a fallas en sistemas mecánicos son las siguientes: excesiva contaminación del fluido, fugas del fluido, inestabilidad química, inestabilidad física, cavitaciones, inestable temperatura del fluido, condiciones severas de desgaste, desbalanceo, desalineación, deformación de materiales, etc. Suponiendo que el fabricante ha diseñado y construido la máquina correctamente, la falla de ésta puede ocurrir sólo cuando una de las causas raíz arriba indicadas suceda. Por lo tanto, la falla condicional depende totalmente de la existencia de una o más de las causas raíz en estado inestable en el sistema. En este estado condicional no se ha producido todavía una degradación del material, por lo tanto el usuario no puede emplear ninguna técnica de

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desgaste, vibraciones, etc., que prediga o detecte anormalidades en el sistema. El usuario puede detectar y corregir el estado inestable de las causas raíz de la falla utilizando la técnica de PaM. Como además no ha ocurrido ningún problema en el material, el usuario puede eliminar la causa de la inestabilidad y romper la cadena que conduce a la falla catastrófica. Cuando una falla incipiente ocurre, se produce una degradación de material, pero no ha alcanzado un estado en el cual el sistema se vea afectado. En otras palabras, el operario no es consiente de la pérdida de productividad del sistema. La única evidencia de la degradación del material puede venir dada por el análisis del desgaste, ruido y/o vibraciones; ésta es la base del PdM. Si el usuario no ha corregido las causas raíz de la falla detectada, ésta es inminente. En este estado de falla el material se encuentra dañado y el rendimiento de la máquina es bajo. Cuando la máquina alcanza este estado, el operario debe programar acciones de PM lo más urgente posible para evitar averías por rotura e intervenciones no programadas. En el caso de ignorar cualquier degradación del material o pérdida de rendimiento ocurre una falla precipitada de la máquina. Éste es un estado en el cual la degradación del material llega a ser grande, los elementos irreparables y la pérdida de comportamiento alta. En estas condiciones, la falla está al alcance de la mano, el sistema debe ser parado y revisado. Finalmente, si se continúa trabajando se produce la falla catastrófica, donde la máquina no trabaja y se requiere una reparación urgente para poder seguir trabajando.

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Fuera de uso catastrófico Reparación revisión Incorrecto precipitado

Bajo rendimiento

Preparar para la parada

inminente

Valorar el daño

Material degradado Inestable causa raíz de fallos condicional

incipiente

Identificar material degradado

Identificada la causa raíz Ilustración 5. Progresión de la falla. Fuente: Oiltech Analysis, 1995, 366.

El PaM se concentra en identificar y corregir las causas anormales de las fallas que crean condiciones inestables de trabajo. El PaM es la primera línea de defensa contra la degradación del material (falla incipiente) y de las siguientes fallas. El operario puede revisar todos los parámetros para determinar la estabilidad de la máquina e identificar si existen condiciones de falla. Cuando un operario identifica una condición inestable, la condición de falla se confirma. El operario debe entonces tomar las acciones correctivas para anular esa causa de la falla. El PaM es realmente una nueva dimensión dentro de la tecnología del mantenimiento. Requiere que el personal tenga un alto nivel de conocimiento y familiarización con la máquina. El personal debe entender los principios de funcionamiento y características de la máquina, con el objeto de identificar las causas raíz de la falla. En otras palabras, el personal de mantenimiento debe estar entrenado para reconocer condiciones defectuosas de funcionamiento.

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En la siguiente figura se presenta el ciclo de actividades de PaM. No existe degradación del material

Corregir cualquier causa aberrante

Forma de evitar fallos

Registrar parámetros del sistema

Identificar causas raíz del fallo Ilustración 6. Ciclos de vida del mantenimiento proactivo. Fuente: Oiltech Analysis, 1995, 367.

El operario de la máquina y el personal de mantenimiento deben darse cuenta de la importancia de aplicar sus sentidos naturales para solucionar ciertos problemas y localizar los componentes que fallan; se puede así decir: vista: para detectar defectos claros; oído: ruidos anormales; tacto: temperatura; olfato: sistemas quemados. El resultado que produce la implantación de un PaM, crea en la empresa un cambio en la conducta y es el generador de innumerables ahorros para las empresas, con lo cual paga su instalación e implementación, generando percepciones positivas como: mejor imagen del cliente, garantía de calidad de los equipos, operaciones confiables en los equipos, seguridad y economía en los costos (Oiltech Analysis, 1995, 365-367). La puesta en marcha de un departamento de PaM requiere de una reingeniería al interior, además de una nueva estructuración de sus factores productivos. El PaM se apoya en la anticipación y el mejoramiento continuo, basándose en una nueva concepción empresarial sobre la gestión de mantenimiento. La base fundamental del proceso es la información que permitirá predecir las fallas y los problemas. Se deben tener unas metas claras, tareas definidas con antelación y programas de análisis y mejoramiento. Es poco probable que los hábitos se cambien de la noche a la mañana desde una posición de reparar la falla como la principal actividad de mantenimiento a una sincronización que genere confiabilidad debe existir primero una nueva definición de mantenimiento al interior de la organización (Lewis, Internet, 1998).

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El sistema proactivo fija estándares para su alcance. El proceso proactivo utiliza las herramientas TPM, RCM, confiabilidad, preventivo, predictivo, etc. que le permitan alcanzar niveles de eficiencia superiores. El procedimiento establece prioridades para sus acciones. En síntesis en vez de reaccionar frente a los problemas el fundamento del proactivo es anticiparse a ellos. La gestión de PaM es dinámica y especialmente diseñada para una constante evaluación y mejoramiento continuo. Sobretodo requiere un cambio cultural en el enfoque para la gestión de mantenimiento (Klusman, 1995, 16-18). 2.2.1 Intenciones, objetivos y beneficios. El ingeniero Gerardo Trujillo de “NORIA Latin America”, amplio conocedor del tema, escribe en su articulo “El mantenimiento proactivo como una herramienta para extender la vida de sus equipos”: Para poder detectar y corregir las causas de falla, se deben establecer métodos de control y seguimiento que permitan identificar su nivel y comportamiento. En la actividad diaria del mantenimiento, es común encontrar condiciones de convivencia con los problemas en vez de utilizar una técnica real de detección y solución de las causas de falla. El PaM utiliza técnicas especializadas para monitorear la condición de los equipos basándose fundamentalmente en el análisis de los resultados arrojados por las técnicas de evaluación, para establecer el control de los parámetros de causa de falla. Este tipo de mantenimiento establece una técnica de detección temprana, monitoreando el cambio en la tendencia de los parámetros considerados como causa de falla, para tomar acciones que permitan al equipo regresar a las condiciones establecidas que le permitan desempeñarse adecuadamente por más tiempo. La educación (capacitación y entrenamiento) es un factor fundamental para aprovechar al máximo las técnicas de evaluación de equipos. Adicionalmente se requiere de la estructura de un programa de PaM, en el que se establezcan los equipos críticos a los que deberá enfocarse esta tecnología, efectuar un análisis de sus modos de falla, consecuencias, síntomas y efectos conocido como FMECA26 y determinar nuestros objetivos de control para cada una de ellas, los tipos de análisis que se 26

Failure mode effect consequence and symptoms por sus siglas en ingles

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efectuarán en base rutinaria y por condición y las medidas que deberán ser tomadas para regresar los parámetros a la condición establecida. El PaM ha recibido recientemente la atención mundial como el medio más simple de lograr ahorros no alcanzados por las técnicas convencionales. Esta filosofía está basada en enfocar sus acciones a las causas de falla de la maquinaria y no a sus síntomas o efectos. Su objetivo es extender la vida de la maquinaria mecánica, opuesto a las prácticas actuales que en muchos casos hacen reparaciones cuando nada está roto; convivir con las fallas como algo normal y cotidiano y trabajar en crisis de mantenimiento derivadas de fallas en los programas y su aplicación. La recompensa será entonces la obtención de ahorros tan significativos como los obtenidos en gran cantidad de empresas que se han apegado a estos programas y que pueden llegar a la ampliación de la vida de los componentes hasta diez veces y la de los lubricantes hasta seis veces mayor (Trujillo, Internet, 1999-b). En general un departamento de PaM tendrá un impacto positivo en el número de factores empresariales incluidos: percepciones del público, operaciones de comportamiento o desempeño, economía de costos, garantías y calidad de los equipos y seguridad, riego ambiental y responsabilidad legal. Las tradicionales medidas de darle soporte a mantenimiento son puramente respuestas reactivas a los cambios operacionales. En las empresas de hoy es preferible una actitud proactiva que ubique al mantenimiento como un proceso, por que esto promueve y da soporte continuo haciendo mejoramiento de la operación. Es importante recodar que buenas facilidades de mantenimiento son basadas en la ingeniería del buen estado, medidas objetivas y buenas gerencias (Klusman, 1995, 16). 2.2.2 Estrategia del Mantenimiento Proactivo. Esta estrategia requiere las siguientes etapas: conocer un parámetro que refleje la estabilidad del estado de la máquina, establecer una línea base aceptable para cada uno de los parámetros (por ejemplo temperatura máxima, máximo nivel de aceite, etc.), conocer e interpretar cuando un valor alarmante indica un estado inestable de la máquina e identificar los métodos que pueden ser aplicables para corregir las causas raíz de la falla y restablecer la estabilidad del sistema (Oiltech Analysis, 1995, 367).

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Estrategia de mantenimiento

Técnicas requeridas

Paralelo con el cuerpo humano

Mantenimiento proactivo

Monitoreo y corrección de las causas raíz de falla.

Mantenimiento predictivo

Monitoreo de vibraciones, temperatura, alineación y desgaste.

Mantenimiento preventivo Mantenimiento correctivo

Reemplazo periódico de componentes. Gran mantenimiento

Colesterol y presión de sangre monitoreada con dieta controlada. Detección de enfermedades del corazón utilizando electrocardiograma o ultrasonido. By-pass o transplante quirúrgico. Ataque al corazón.

Tabla 1. Técnicas convencionales de mantenimiento Fuente: Diagnetics, Internet, 1998.

2.2.3 Análisis de la causa raíz de la falla. Las causas de falla de la maquinaria son muchas, pero generalmente se acepta que el diez por ciento de las causas genera el noventa por ciento de los problemas. Frecuentemente los síntomas de la falla ocultan la causa o aparecen como la causa misma. Por ejemplo, una falla repentina de un rodamiento es frecuentemente atribuida a mala calidad del lubricante. La causa real de falla frecuentemente es la contaminación del lubricante, mala filtración o mala instalación del rodamiento. Cuando una máquina está bien diseñada y construida, las causas de falla generalmente se reducen a su mala aplicación o contaminación. La contaminación es la causa más común de falla de maquinaria mecánica y causa el ochenta y cinco por ciento del desgaste de la maquinaria (Trujillo, Internet, 1999-a). Root Cause Failure Analysis o RCFA27 es un método o una serie de acciones tomadas para encontrar por que existe una falla particular o un problema y como corregirlo, es similar lo que hace un detective cuando ocurre un crimen. Es un hecho probado que la mayoría de las fallas o problemas que más se presentan en la industria se les pueden llamar crónicas, esto significa que ocurren en repetidas oportunidades por la misma razón. Una vez identificadas las fallas se empieza analizar su origen (Latino K., Internet, 1999). El editor en jefe de IMPO Magazine, Joy LePree, en su artículo “Root Causes Failure Analysis”, expone los diferentes conceptos que sobre el tema opinan los expertos: 27

Siempre que nos refiramos al análisis de la causa raíz de la falla se escribirá con las siglas RCFA

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Robert Latino, vicepresidente de “Reliability Centre, Inc.”: “RCFA es aplicable en cualquier caso, pero depende de como lo use en determinar que tanto afecta a su línea base. Si sólo lo usa de una manera reactiva cuando usted tiene un evento grande pero esporádico, esto resolverá el problema. Pero usted ahorrará mucho más dinero si lo usa en fallas crónicas”. Latino ha encontrado que aproximadamente un ochenta por ciento del presupuesto de mantenimiento, está reservado para fallas crónicas, significando esto un costo mayor que daños mayores. Rick Kalinauskas, ingeniero supervisor de “Union Camp Paper Co.”, implantó RCFA por ésta misma razón: “Encontramos que la mayoría de nuestros tiempos muertos provienen de eventos pequeños que ocurren frecuentemente, en lugar de grandes y esporádicos. El poder de este proceso es que muestra como encontrar las fallas latentes responsables de los tiempos improductivos”. Vernon Kingbury, analista y coordinador de mantenimiento en “Lafarge Corp.”: “Ésta es realmente una muy económica manera de ahorrar mucho dinero y tiempo a su compañía. Cuando empezamos a usar RCFA por lo que realmente pagamos fue por el entrenamiento y los textos que usamos” (LePree, Internet, 1999-b). Cualquier inestabilidad del sistema que pueda dar lugar a su degradación y/o comportamiento deficiente se denomina causa raíz de la falla. 2.3 Elementos e implantación de un programa de mantenimiento proactivo. Para establecer un programa de PaM al interior de una organización, el ingeniero Robert Klusman, especialista en procesos industriales en Industrias Edu-Tech, Costa Mesa, California propone una serie de pasos a seguir en la implantación y puesta en marcha de éste. Establecer una gerencia de PaM requiere de una completa reconsideración o, si es necesario, reingeniería del departamento de mantenimiento y sus funciones. Es importante tener en cuenta, de forma cuidadosa, la relación costo-beneficio. Vender bastante es un problema tan grande como vender poco. La reingeniería o reestructuración de fuerzas y energía puede ser precedida por un honesto y objetivo análisis de mejores facilidades de mantenimiento y gerencia.

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Algunas medidas objetivas de comportamiento son requeridas para evaluar los estados actuales del departamento de mantenimiento. Una buena regla de manejo es mirar el recurso dado y el tipo de trabajo que está siendo desempeñado. La clave para una gerencia de PaM es usarlo para decidir y discutir en procesos actuales y predecir procesos o factores de tratamiento, comportamiento o desempeño de los equipos y el estado mismo de ellos. La ganancia de habilidades, análisis y aplicación de esta información es la base de un sistema proactivo, en el que se soportan todos los elementos subsiguientes del sistema. Avances en computadoras, procesos de control y procesos de medición de tecnología hacen posible el mejoramiento, almacenamiento e implementación de grandes cantidades de procesos, de equipos y de desempeño utilizados. Un sistema general de mantenimiento computarizado es esencial para que exista una gerencia de PaM. Los sistemas pueden ser llevados a conocer las facilidades únicas o necesidades del equipo. Una evaluación cuidadosa de las necesidades específicas basadas en los buenos objetivos de ideas o pensamientos externos, pueden guiar al desarrollo de un sistema efectivo. Analizando las capacidades del sistema, procedimientos, datos de calibración, especificaciones del equipo y otras informaciones conocidas a través de cada sistema y permitiendo además análisis sofisticados y datos de desempeño, cada sistema puede ser usado para dar una eficiencia general en el comportamiento del test de mantenimiento, dando una información rápida y fácilmente verificable. Es muy importante un entrenamiento profundo cuando se instalan nuevos sistemas con una completa información del rol clave de la información, su adquisición y su manejo, la división del programa es así: desarrollo del plan de acción, planeación, asignar prioridades, administración de información, análisis de datos, formulación de soluciones, implementación del plan y mejoramiento continuo.

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2.3.1 Planeación y desarrollo del plan de acción. Un plan claro y bien pensado, soportado en la política es crucial para la implementación de todos los procesos y para una reestructuración de todos los programas de mantenimiento. Un alto porcentaje de programas fallan o se pierden los objetivos deseados, por una pobre planeación y soporte limitado de su administración y de su personal de campo. Cuatro elementos esenciales van dentro del plan de acción a desarrollar: alcances, estándares y medidas, factores a ubicar y objetivos y herramientas para medir el progreso encaminadas a las metas y objetivos. 2.3.1.1 Alcances. El primer paso para cualquier sistema es definir el alcance del programa. Definiendo éste se puede tener dentro de las consideraciones de sistemas de mayor tamaño y áreas que pueden ser afectadas por el programa. El organigrama natural de mantenimiento productivo requiere de envolventes activos de la ingeniería, ventas, operaciones, recursos humanos y administración. El mejor momento para integrar la gerencia de mantenimiento productivo con fuerza en estas funciones, es ahora. Esto permite a otros grupos ser incluidos dentro de este proceso y sus reportes ser tomados en cuenta. 2.3.1.2 Factores a ubicar y Objetivos. Cuando se desarrolla un sistema productivo, dos tipos de factores pueden ser ubicados, internos y externos: internamente, es importante tener en cuenta que una claridad de pensamiento en cuanto a la misión de la empresa quede completamente incluida. Otros factores internos pueden estar dentro del proceso de planeación y dentro de los objetivos de la administración. Éstos pueden incluir reducción de horas extras, reducción de órdenes de trabajo urgente, implementación del ISO 9000, costos de control de calidad, certificaciones suplementarias, calidad implementada y el mejoramiento de calidad de servicio al cliente. Los factores externos pueden ser ubicados como regulaciones de seguridad ambiental, programa de riesgos gerenciales, regulaciones de procesos

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seguros gerenciales (PSM) y la aplicación de requerimientos estatales y locales. 2.3.1.3 Estándares y Medidas. El desarrollo de cualquier plan debe usar las medidas apropiadas. Las herramientas deben ser bien seleccionadas para el desempeño apropiado de las medidas y estándares establecidos y conocidos y para monitorear así los cambios buscados en el sistema. Las medidas internas como consumos de energía, fallas típicas, total de horas extras y similares, son comunes en los procesos industriales. La norma ISO 9000, satisfacción al consumidor y otras medidas de calidad pueden ser tenidas en el proceso como buenas. Es importante recordar que las claves de los indicadores usados para evaluar la efectividad del mantenimiento serán puntos focales para los objetivos propuestos. Incentivos y la falta de ellos son generalmente valorados como refuerzo de acciones deseadas o como reducción de resultados indeseados. Responsabilidad y sistemas de bonificación pueden ser implementados y los efectos encaminados a reforzar los objetivos. Puede encontrarse que el área de más difícil implementación es el personal que está acostumbrado a hacer el trabajo de una forma tradicional y el cual se encuentra sindicalizado. 2.3.1.4 Herramientas de Medida. En los puntos anteriores se han determinado las medidas apropiadas, se cuenta con las herramientas para colocar los datos y hacer las mediciones. Las medidas adoptadas para ser usadas dependen de la validez, exactitud y de tener completa toda la información recopilada en el proceso de equipamiento a ser evaluado. Varias metodologías de mantenimiento pueden ser aplicadas, singularmente o en combinación, basadas en la apropiación. Las metodologías, incluyen TPM, RCM y PM. En conjunción con TPM u otras metodologías, un número de herramientas estáticas pueden ser usadas en el análisis de datos. Tiempo medido entre fallas (MTBF)28, análisis de tipos 28

Por sus siglas en inglés Mean Time Between Fails.

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de falla, análisis de fallas, análisis del árbol lógico (para efectos de onda), son algunos ejemplos. 2.3.2 Dando Prioridades. La reingeniería completa en función del mantenimiento es generalmente una tarea que desanima y requiere de múltiples años de implementación. Pero es muy útil para ubicar las áreas donde las más grandes ganancias son posibles de ser realizadas, en comparación con los costos involucrados. Las áreas o sistemas de prioridad deben incluir aquellos datos con altas ratas de fallas o problemas recurrentes, aquellos que tengan altos márgenes de seguridad y los costos de impacto ambiental. Prestando especial atención al control de válvulas, alivios y sistemas de ventilación, sistemas de emergencia de tiro, esclusas, alarmas y especialmente otros elementos que son críticos para la integridad mecánica del sistema, así como los equipos que requieren materiales peligrosos y que pueden tener riesgo de propagación. La interacción e impactos con otros sistemas pueden no haber quedado reasegurados en la priorización. El efecto de onda generalmente puede ser más significativo cuando procede de un problema menor. 2.3.3 Análisis de Datos. Con una sólida base histórica y datos corrientes de identificación las técnicas analíticas en planeación pueden ser aplicadas. Historiales de trabajo de los equipos pueden ser compilados y analizados para identificar la raíz de los problemas, determinando la adecuada frecuencia de las acciones de PM basados en los resultados de fabricación y experiencia de operación. Estos tipos y variaciones de análisis pueden ser desarrollados solamente con base en los desempeños de éstas. Las herramientas avanzadas de simulación y modelos de soluciones potenciales a problemas, están disponibles en muchos sistemas y pueden mejorar la responsabilidad proactiva de cualquier departamento de mantenimiento.

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2.3.4 Acciones Correctivas. Las áreas que pueden ser afectadas positivamente tendrán acciones correctivas con base en los resultados de los análisis dados por la acumulación de datos. Las acciones correctivas son prioritarias de acuerdo a lo crítico y a sus efectos potenciales en sistema (Klusmann, 1995, 1618). 2.4 Herramientas para la detección de fallas. Existen diferentes técnicas que pueden facilitar la aplicación de un buen programa de mantenimiento. Éstas son herramientas utilizadas para el buen desarrollo de un PdM o condicional y se presentan en varias formas: funcionamiento continuo, donde se fijan permanentemente mecanismos de capacitación en los equipos; por integración completa; por vigilancia periódica o por monitoreo. Para la adquisición de la información por lo general se utilizan las técnicas que se tratan a continuación. 2.4.1 Análisis de Vibraciones. El contenido de este tema se extrajo del seminario “Introducción a las vibraciones mecánicas”, presentado por Vibromontajes Ltda. a cargo del ingeniero Germán Castaño y Oscar Gallo para BASF Química, Medellín, 1998. La medición de las vibraciones es una herramienta bastante acertada para detectar fallas y/o pronosticarlas con tiempo suficiente, de tal forma que la falla no ocurra sin que haya sido previamente diagnosticada. Esta herramienta sirve para recoger señales vibratorias sobre las partes externas de la máquina que provienen de anomalías internas y conduce a información sobre los procesos lentos de degradación. Algunos de los problemas que pueden ser detectados mediante medición de vibración son: desbalanceo, desalineación (angular o paralela), estado del eje, resonancia, patas flojas, estado de engranajes, deterioro de

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rodamientos, estado de correas, solturas mecánicas y transmisión de vibración al piso. 2.4.1.1 Definiciones. 2.4.1.1.1

Vibración.

Es la variación de la configuración de un sistema con respecto al tiempo, alrededor de una posición de equilibrio estable; su formación es senoidal; sus características pueden ser periódicas o no periódicas. 2.4.1.1.2

Movimiento Armónico.

Es un movimiento repetitivo en el tiempo. De manera sencilla, la vibración puede ser descrita como un movimiento armónico simple. Este movimiento es generado por una fuerza aplicada al elemento y relaciona la elasticidad de éste con su desplazamiento. 2.4.1.1.3

Período de vibración.

Es el tiempo que se tarda un cuerpo que vibra, para realizar un ciclo de su movimiento. 2.4.1.1.4

Frecuencia de vibración.

Es el número de ciclos que se cumplen en un período de tiempo determinado. 2.4.1.1.5

Frecuencia natural.

Todos los sistemas o elementos que existen en la naturaleza manifiestan alta vibración a una determinada velocidad o frecuencia de giro; la frecuencia natural de un elemento está dada por: Fr = ½   k/m donde k = Constante de rigidez. m = masa del sistema 2.4.1.1.6

Resonancia.

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Se puede decir que resonancia es un efecto multiplicativo de una amplitud de vibración a una frecuencia determinada. La resonancia amplifica la amplitud de vibraciones en sistemas relativamente no amortiguados hasta 20 veces sobre la vibración no resonante. La amortiguación a menudo reduce la amplificación, pero incluso con esta reducción la amplitud es todavía suficientemente grande como para causar desgaste excesivo y a veces fractura del elemento resonante. Ocasionalmente la resonancia debe ser combatida con sistemas de fijación y no con amortiguación. Existen fenómenos de resonancia ligados a las bases, llamada también resonancia estructural o de pata. En un cuarenta por ciento de las ocasiones en que aparece el fenómeno de resonancia, se atribuye a esta causa. 2.4.1.2 Medición de Vibración. Los parámetros de vibración han sido todos medidos para el análisis de la vibración; ellos son los que permiten observar el comportamiento dinámico de las máquinas. Es importante hacer un análisis general del sistema para saber como se comporta dinámicamente. Es importante además saber que resonancias estructurales o de tuberías, bases sueltas, fuentes de vibraciones externas, etc. pueden ser determinadas por medición en las partes no rotativas de la máquina; en la evaluación general de las máquinas, mediciones en la carcaza pueden ser importantes. La comparación entre la vibración del eje o rotor y la carcaza pueden ser otro medio importante para el estudio y evaluación de la máquina. La Transferencia de vibración del eje o rotor a la carcaza, varía debido a diversos parámetros propios de la máquina. Las discusiones del movimiento dinámico (vibración) incluyen también las mediciones relativas y absolutas. Un sensor de proximidad montado rígidamente sobre el cojinete o a través de la carcaza, proporciona una medición del movimiento relativo del eje con respecto a la carcaza o cojinete. Esta medición relativa ha probado ser un parámetro muy importante en el monitoreo continuo en la mayoría de las máquinas; sin embargo en algunas máquinas el movimiento absoluto del rotor, se convierte en el parámetro más importante a monitorear. Es posible tener vibraciones totalmente diferentes en dirección vertical y horizontal en un cojinete en particular.

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Por ejemplo, también es posible tener amplitudes de vibración y frecuencias diferentes en dos planos distintos de un cojinete. Cuando se realizan mediciones de vibración para balanceo, es normal hacerlo en la dirección horizontal; ocasionalmente por condiciones de espacio se realizan verticalmente; de igual manera, cuando se realizan mediciones para análisis dinámico se deben realizar en dirección vertical. 2.4.1.3 Parámetros de medición en vibraciones mecánicas. La vibración puede ser medida bajo diferentes parámetros de acuerdo con la frecuencia del equipo a inspeccionar. Todo cuerpo que vibra presenta un desplazamiento de su posición a la posición de equilibrio, el cual puede ser representado en todo momento como la distancia de este punto; adicionalmente, a este movimiento lo caracteriza una rapidez de vibración o frecuencia del movimiento, que origina una velocidad de vibración del cuerpo que vibra. Por último, los cambios en la velocidad generan aceleraciones del cuerpo, que aplicadas a la masa del mismo, implican fuerzas sobre los elementos que lo componen. 2.4.1.3.1

Desplazamiento.

Se mide en milésimas de pulgada o en micrones y normalmente se expresan como desplazamiento del cuerpo vibratorio de extremo a extremo, o pico a pico; es decir, como la distancia que recorre el cuerpo en su movimiento. 2.4.1.3.2

Velocidad.

Se mide en mm/seg o pul/seg y expresa en todo momento la velocidad del cuerpo que está en movimiento; esta velocidad puede expresarse como valor pico (máximo) o como valor RMS que representa el promedio. 2.4.1.3.3

Aceleración.

Se mide en G veces la aceleración de la gravedad y nos da la idea de los cambios del nivel de velocidad. Para muy bajas frecuencias es recomendable la medición de desplazamiento, para muy altas frecuencias, en aceleración. Para medidas

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generales en maquinarias entre 10 Hz y varios cientos de Hz, las medidas en velocidad son una buena elección. 2.4.1.4 Problemas básicos en maquinaria rotativa. 2.4.1.4.1

Desbalanceo.

En sistemas dinámicos rotativos el desbalanceo ocurrido a la frecuencia de rotación, es la causa más común de vibración y se genera cuando el centro de rotación del cuerpo no coincide con el centro de gravedad del mismo, es decir, ocurre como una mala distribución de masa alrededor del centro de rotación. El desequilibrio generado crea una fuerza centrífuga que ocasiona la vibración y que es transmitida a los apoyos de la máquina. 2.4.1.4.2

Desalineación.

La desalineación en un equipo genera vibraciones, que en ocasiones no solamente deterioran el equipo, sino que pueden destruir elementos por mal contacto o resonancias. La desalineación puede deberse a efectos mecánicos, térmicos o estructurales que influyen sobre la alienación de elementos mecánicos encargados de transmitir potencia como acoples, poleas, piñones, rodillos, etc. Los factores que causan la desalineación pueden ser de dos tipos: errores en los acoples y errores de alineación. Como regla, los errores de acoplamiento se deben a defectos de fabricación y los de alineamiento a montajes o ensamblados incorrectos. 2.4.1.4.3

Resonancias.

El efecto de resonancia es una magnificación de una vibración a una frecuencia determinada. Cualquiera que haya conducido un auto sabrá que vibra más a unas velocidades que a otras; a esto se denomina velocidad crítica o resonante. Existe una probabilidad de resonancia relacionada con las patas o bases de las máquinas. Los métodos usuales para detectar la resonancia como

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trazado de amplitudes, punto a punto, para determinar las formas modales (curvas) o las pruebas de impacto, a menudo no revelan la resonancia relacionada con las patas; en cambio se revela, soltando y apretando pernos de sujeción, tomando los niveles de vibración en cada punto cada que se aprieta o desaprieta un tornillo o punto de sujeción de la base. Los resultados de corregir la resonancia por patas, son realmente increíbles; disminuciones entre un treinta por ciento y noventa por ciento del nivel inicial; de cien máquinas que presentan resonancia, cuarenta llegan a ser patas. 2.4.1.5 Otros problemas que generan vibraciones. 2.4.1.5.1

Ejes torcidos.

Este es un caso particular y se requiere más de una técnica para lograr identificar el problema ya que un eje torcido puede mostrar las mismas características espectrales de vibración que una máquina con un rotor desbalanceado y/o desalineado.

Ilustración 7. Distorsión del eje generada por la desalineación de los acoples.

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Fuente: TI, Internet, 1998.

2.4.1.5.2

Excentricidad.

Esta es otra fuente común de vibración en maquinaria y se da cuando la línea de rotación del componente de máquina no coincide con su línea central; por tanto la excentricidad es una fuente de desbalanceo como resultado de una desigual distribución de peso a lado y lado de la línea central. 2.4.1.5.3

Rodamientos.

Un estudio realizado por Jin Taylor determinó que las causas de falla en rodamientos y su posibilidad de ocurrencia son: CAUSAS

% de Posibilidad

Terminación de vida útil. 09% Lubricación inadecuada. 43% Montaje inapropiado. 17% Otros (fabricación, selección). 21% Tabla 2. Causas de fallas en rodamientos. Fuente: Vibromontajes, 1998, 26.

La primera situación que se presenta al analizar rodamientos, es describir como un daño en un rodamiento influye en la dinámica de la disposición; entonces se debe comprender que cambios de la estructura relacionados con fenómenos de fatiga y fisuras en las piezas del rodamiento, influyen en la respuesta dinámica, aunque no influyen en la geometría de los rodamientos. Analizar matemáticamente problemas en rodamientos es bien difícil, pero por fortuna existen efectos diferentes (pero asociados) que se producen cuando los cuerpos ruedan sobre la superficie averiada y cuando un daño en un cuerpo rodante llega al contacto con el camino de rodadura; éstos son: cambios característicos del espectro de vibración, cambios característicos del nivel de ruido, cambios en la temperatura y cambios en la respuesta, en prácticas con ultrasonido. En la práctica, se utilizan varios métodos para diagnosticar el estado de rodamientos: método estático (vida útil del diseño y recomendación del fabricante), estetoscopios (asociando ruidos), indicadores de temperatura

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(aumento de temperatura está asociado al aumento de fricción), método shock-pulse (basado en ultrasonido) y análisis espectral. 2.4.1.5.4

Engranajes.

La vibración ocurrida en engranajes está dada a la frecuencia de rotación por el número de dientes y la repetición de eventos generará pulsos cuyas líneas espectrales serán bien definidas. Los defectos más comunes en engranajes son: excentricidades, dientes desgastados o quebrados, desalineación, sobrecargas, lubricación ineficiente y distancia incorrecta entre centros. 2.4.1.5.5

Sistemas eléctricos.

La vibración en motores eléctricos, generadores y alternadores pueden ser de origen eléctrico o mecánico. Mientras tanto, las vibraciones por causas eléctricas son normalmente el resultado de fuerzas electromagnéticas desbalanceadas actuando sobre el rotor y el estator. 2.4.1.5.6

Problemas por montaje.

Errores en montaje y ensamble son causa frecuente de altos niveles de vibración por desbalanceo, desalineación y resonancia. Se debe tener sumo cuidado en este proceso pues de él, depende en alto grado, el éxito total o exceso de costos para llegar a las condiciones deseadas. 2.4.2 Análisis de Lubricantes. 2.4.2.1 Monitoreo tribológico. El monitoreo tribológico comprende las técnicas más predictivas, incluido análisis automático de partículas, que en complemento con el análisis de vibraciones presentan la más alta condición de un procedimiento Proactivo. Consiste en un programa de muestreo de aceites lubricantes y de sus respectivos informes de análisis con interpretación de los resultados. Adicionalmente, varios procedimientos incorporan desarrollos propios como el análisis automático de partículas para muestras de aceite emulsionado, muestras turbias y muestras de aceite de motor. Dichas técnicas permiten alcanzar un alto grado de predictibilidad, con un

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servicio independiente de todo proveedor de aceites, filtros, máquinas, repuestos y servicios relacionados. Con este método se propone establecer un programa de monitoreo de la condición de los aceites lubricantes en uso. Este monitoreo permite conocer el estado operacional de los componentes en movimiento que estén relacionados con el sistema de lubricación bajo estudio, permite poder detectar muy tempranamente una amplia gama de situaciones anormales posibilitando establecer correlaciones directas de causalidad y de ésta forma prevenir efectivamente la ocurrencia de síntomas más avanzados que sean indicadores francos de fallas y permite también efectuar diagnósticos y recomendaciones específicas de acción, basados en la interpretación de los resultados de análisis. La mayor parte de las situaciones anormales va en última instancia a reflejarse en el aceite. El monitoreo tribológico es un servicio que forma parte de la gestión global de mantenimiento. Los gastos de mantenimiento causados se incrementarían inicialmente en algún porcentaje que no es marginal. Sin embargo, después de que éste aporte a un programa de mantenimiento preventivo-predictivo previamente implementado, se estima que dentro del plazo de un año será posible cuantificar el retorno sobre la inversión a través de disminución o eliminación de la cantidad de fallas imprevistas y de los gastos de reparación o reposición asociados a estas fallas, a través del aumento de las horas efectivas de disponibilidad operacional de los equipos y a través de la disminución de las fallas durante los procesos productivos, lo que redundará en obtener una mejor calidad e imagen, una mayor lealtad de parte de los clientes y una ventaja competitiva (Ingelube, Internet, 1997). 2.4.2.1.1

Aplicaciones a contaminación y desgaste.

Se sabe que el ochenta por ciento de las fallas de sistemas hidráulicos son atribuibles al fluido y de éstas, el ochenta por ciento son por el contenido de partículas en el mismo. También es cierto que el veinte por ciento de la vida útil de una máquina depende de su fabricante y el ochenta por ciento depende del usuario. A continuación se enuncian los principales factores influyentes: Contaminantes del aceite nuevo: los aceites nuevos se contaminan en los estanques de almacenamiento de materias primas y productos terminados, mangueras, cañerías, envases. Los contaminantes más comunes son partículas metálicas, óxidos metálicos, resinas orgánicas y agua, entre otros.

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Contaminantes externos: los contaminantes externos son aquellos que entran a través de los respiraderos del sistema, de obturaciones inadecuadamente dimensionadas o dañadas o durante reparaciones realizadas sin adecuadas prevenciones. El ingreso de contaminantes al sistema corresponde a partículas que llegan con el viento y propias del ambiente. Contaminantes de generación interna: los contaminantes de generación interna pueden ser los más peligrosos por tratarse, muy frecuentemente, de partículas muy duras y agresivas. Entre éstos se pueden mencionar contaminantes de tipo particulado como: las partículas que se han acumulado o se han soltado durante la puesta en marcha y las partículas que se han introducido con el lubricante durante el mantenimiento. Filtración: los filtros de aceite podrán instalarse en diferentes puntos y su caracterización dependerá de los objetivos preestablecidos. Al seleccionar un filtro hay que recordar que su rendimiento se ve afectado por diversos parámetros de funcionamiento, incluyendo la viscosidad del aceite, el caudal y sobre todo las concentraciones de partículas sólidas. Filtros externos: en muchos casos es útil y hasta necesaria la aplicación de éstos en el proceso que se ha dado en llamar de diálisis y a los filtros utilizados se les llama riñón por la similitud con ese procedimiento de la medicina. Este procedimiento tiene por objetivo realizar una limpieza adicional, intermitente, para ajustar el nivel de limpieza ante una tendencia negativa de éste. 2.4.2.2 Análisis de aceites. Jesús Torradillos escribe en la revista “Fluidos oleohidráulica neumática y automación” en su artículo “Mantenimiento preventivo-predictivo a través del análisis del aceite” lo siguiente acerca del tema. Mediante este análisis se determina tanto el estado de la máquina como el del lubricante. El aceite lubricante se puede utilizar como medio de diagnóstico debido a que éste aparta el material desgastado fuera de la superficie de desgaste. El análisis del material de desgaste puede, por lo tanto, proporcionar una información importante acerca de las partes internas de un motor o una máquina. Por otro lado, el análisis de aceite nos proporciona información sobre su propio estado.

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Este sistema de PdM se puede aplicar a cualquier máquina lubricada: motores (diesel, gasolina, gas), transmisiones, cajas de cambios, turbinas de gas y vapor, compresores, reductores, sistemas hidráulicos, etc. Los procesos por los que un lubricante se deteriora se pueden dividir en dos: degradación y contaminación. El proceso de degradación es causado principalmente por un proceso de oxidación por efecto de la temperatura, el oxígeno del aire y los catalizadores de hierro, cobre, etc., produciendo una alteración de las características físicas y químicas del aceite. El proceso de contaminación se produce por la presencia de partículas metálicas de los elementos de la máquina, partículas sólidas (atmosféricas) y por la entrada de agua al sistema. Las partículas de desgaste no son solubles en el aceite y provocan desgastes abrasivos. Las partículas sólidas atmosféricas y del agua alteran las propiedades físicas del aceite.

Metales de desgaste

Desgaste severo

Rodaje

Desgaste normal

Tiempo Ilustración 8. Comportamiento de elementos rodantes lubricados. Fuente: Terredillos, 1992, 1003.

En la ilustración 8 tenemos que en la zona de rodaje es donde se generan partículas más rápidamente, debido a imperfecciones que se han producido durante la fabricación de las piezas. La fase normal de funcionamiento es la de desgaste normal. Cualquier forma que altere el funcionamiento normal o que incremente la fricción entre las partes

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móviles dará como resultado un desgaste anormal acelerado y por consiguiente un aumento de la cantidad de metal de desgaste. Las ventajas de un programa de análisis de aceite se pueden resumir en los puntos siguientes: reducción de los costos de mantenimiento, incremento de la disponibilidad del equipo, extensión de intervalos de cambio de aceite, mejora de la seguridad, evita desarmes innecesarios de los equipos y mayor aprovechamiento de la vida útil de las piezas de los equipos. 2.4.2.2.1

Sistema para el mantenimiento preventivo-predictivo-proactivo mediante el análisis de aceite.

Existen varias técnicas analíticas para el análisis de aceite, de las cuales resaltamos las siguientes: Espectroscopia de plasma de acoplamiento incluido: permite determinar de forma rápida y precisa las concentraciones de elementos químicos solubles o partículas en suspensión, expresadas en partes por millón (ppm). Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier permite determinar la degradación del aceite, la presencia de ácido corrosivo y la contaminación con agua. En el caso de aceites de motor, permite detectar contaminación con combustible, refrigerante y el hollín que genera una mala combustión. Viscosimetría: es la característica física más importante del lubricante dado que determina la capacidad de carga del mismo. Análisis automático de partículas: por medio del principio de absorción de luz permite determinar la presencia de partículas en suspensión de cualquier composición, cuantificarlas y clasificarlas según su tamaño, a partir de dos micrones. El tamaño y concentración de las partículas presentes en los aceites usados tiene relación directa con la severidad de las anormalidades.

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2.4.2.2.2

Elementos típicos encontrados en un análisis de aceite.

Se pueden clasificar en tres grupos: metales de desgaste: partículas metálicas suspendidas en aceite formadas por fricción de elementos metálicos, abrasión o corrosión; elementos contaminantes: elementos que se introducen en el sistema procedentes del exterior; elementos de activación: compuestos que se añaden al aceite base para mejorar determinadas características de los aceites base. 2.4.2.3 Ferrografía. La ferrografía, la cual hace parte del análisis de aceite, consiste en determinar el contenido, tamaño y forma de las partículas de hierro contenidas en un aceite lubricante debido al desgaste producido en el interior de una máquina durante su operación. Existen tres técnicas: ferrografía en línea, ferrografía de lectura directa y ferrografía analítica. 2.4.2.3.1

Ferrografía en línea.

Consiste en un monitoreo permanente en el circuito de recirculación del aceite, para observar incrementos en el nivel de partículas ferrosas del mismo. 2.4.2.3.2

Ferrografía de lectura directa.

Este tipo de ferrografía permite medir los valores L y S, respectivamente representativos de la cantidad de partículas metálicas grandes (>5 ) y pequeñas (90ºC 500 h. Hidráulicos. Minerales. T