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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS
SUPERIORES DE MONTERREY
CAMPUS SALTILLO
Modelo Tecnológico para el Desarrollo de un Sistema de
Mantenimiento Predictivo para la Micro Empresa
T E S I S Presentado como Requisito Parcial para
Obtener el Titulo de:
MAESTRO EN CIENCIAS
en ¡a Especialidad e f e :
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Por
HUMBERTO MORENO POSADA
Mayo de 1998
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS
SUPERIORES DE MONTERREY
CAMPUS SALTILLO
MODELO TECNOLÓGICO PARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE
MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA MICRO EMPRESA
Tesis presentada
por
HUMBERTO MORENO POSADA
Presentada ante la Dirección Académica de la Universidad Virtual del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
como requisito parcial para optar al título de
MAESTRO EN CIENCIAS
Mayo de 1998
Maestría en Ciencias con especialidad en Ingeniería Industrial
MODELO TECNOLÓGICO PARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE
MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA MICRO EMPRESA
Tesis presentada
por
HUMBERTO MORENO POSADA
Presentada ante la Dirección Académica de la Universidad Virtual del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
como requisito parcial para optar
al título deMAESTRO EN CIENCIAS
Mayo de 1998
Maestría en Ciencias con especialidad en Ingeniería Industrial
MODELO TECNOLÓGICO PARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE
MANTENIMIENTO PREDICITVO PARA LA MICROEMPRESA
Tesis presentada
por
HUMBERTO MORENO POSADA
David Buitrón Romero, M.C.
María del Socorro Marcos de Khan, Ph. D.
Directora del Programa de Graduados en
Ingenierías y Tecnologías.
DEDICATORIA
Para mis Padres :
María de Jesús Posada López
y
Humberto Moreno Torres.
iü
AGRADECIMIENTOS.
Doy las gracias o todas las personas que de alguna forma contribuyeron al desarrollo
de esta tesis:
Al Dr. José Manuel Sánchez García. Asesor de mi tesis, por el apoyo que me brindo
y por los conocimientos que gracias a él adquirí
Al Ing. Héctor Uriel Serna Fernández. Sinodal, por el tiempo y la dedicación que
estuvo dispuesto a brindar para orientarme en el desarrollo de mi investigación
Al Ing. David Buitrón Romero. Sinodal, por la disposición y la ayuda que me otorgo
durante la elaboración de esta tesis.
A todo el personal del departamento de mantenimiento predictivo de la empresa
General Motors de México S.A de C.V. Complejo Ramos Arízpe, planta motores, por
darme la oportunidad de conocer la forma en la cual aplican el mantenimiento predictivo.
iv
RESUMEN
MODELO TECNOLÓGICO PARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE
MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA MICROEMPRESA
MAYO DE 1998
HUMBERTO MORENO POSADA
INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES EN PROGRAMACIÓN
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALTILLO
MAESTRO EN CIENCIAS
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
Dirigida por el Doctor José Manuel Sánchez García.
En la micro y pequeña empresa mexicana es común encontrar lo siguiente:
1. Falta de sistemas de mantenimiento.
2. Costos generados por falta de mantenimiento.
3. Improductividad.
4. Equipos con poca vida útil.
5. Falta de personal capacitado.
v
Lo que encontramos son problemas ocasionados por el descuido, el mal uso y la
falta de mantenimiento en el equipo y la maquinaria; dichos problemas se pueden erradicar
si se llevan a cabo las siguientes acciones:
1. Mas atención hacia la maquinaria y equipo con el fin de reconocer condiciones
no deseables y corregirlas antes de que ocasionen fallas.
2. Capacitar al operario para que haga un uso adecuado de sus equipos de trabajo.
3. Planear de manera adecuada el mantenimiento preventivo.
Lo antes descrito se puede lograr aplicando mantenimiento predictivo. El
mantenimiento predictivo es un estudio minucioso de las partes principales de operación de
la maquinaria que permite encontrar posibles anomalías, las cuales en un futuro conducirán
a fallas, por lo tanto es un medio que permite establecer un plan de mantenimiento
preventivo eficaz. El mantenimiento predictivo consiste en realizar periódicamente lo
siguiente:
1. Estudios estadísticos para determinar probabilidades de fallas.
2. Análisis de sensibilidad.
3. Mantenimiento autónomo.
4. Análisis de vibraciones en maquinaria.
5. Análisis de termografía.
6. Alineación de precisión en ejes y discos.
vi
7. Determinar condiciones de engranes y partes en movimiento(desgastes).
8. Análisis de ultrasonido.
9. Creación de historiales propios para cada máquina.
10. Medición del consumo de motores eléctricos.
11. Medición de la potencia entregada por la máquina.
12. Análisis químico del lubricante.
Los equipos para llevar a cabo lo antes descrito son muy sofisticados y costosos.
En la mayoría de las empresas de nuestro país no se aplica mantenimiento predictivo, en
primer lugar porque no se conoce, en segundo porque no se tienen los recursos suficientes
para contar con los equipos necesarios, solo algunas grandes empresas lo llevan a cabo, por
otro lado las técnicas estadísticas para implantar programas que ayuden a determinar las
probabilidades de falla en los equipos, así como la implantación de mantenimiento
autónomo son herramientas que no se han explotado.
Esta tesis ofrece a la microempresa una nueva metodología y un modelo
tecnológico para aplicar mantenimiento predictivo, a un costo accesible y tan eficiente
como las metodologías existentes.
vii
TABLA DE CONTENIDO
DEDICATORIA iii
AGRADECIMIENTOS iv
RESUMEN v
TABLA DE CONTENIDO vüi
ÍNDICE DE TABLAS xii
ÍNDICE DE FIGURAS xiii
Capítulo I Introducción 1
1.1 Antecedentes 1
1.2 Definición del problema 4
1.3 Objetivo general 5
1.3.1 Objetivo especifico 5
1.4 Alcances y limitaciones 5
1.5 Beneficios potenciales 6
1.6 Repaso de la investigación 8
Capítulo II Marco teórico 10
2.1 Mantenimiento predictivo total 10
2.1.1 Limitaciones del mantenimiento predictivo 12
2.1.2 Funciones del mantenimiento predictivo total 14
2.1.3 Equipo necesario para la realización de tareas 15
vüi
2.2 Enfoques del mantenimiento predictivo 16
2.2.1 Enfoque norteamericano 16
2.2.1.1 Análisis de vibraciones 17
2.2.1.1.1 Equipos necesario para medir vibraciones 19
2.2.1.2 Alineación 23
2.2.1.2.1 Importancia de la alineación 24
2.2.1.2.2 Equipos necesarios para llevar a cabo
alineaciones 25
2.2.1.3 Termografia 28
2.2.1.3.1 Equipos utilizados para realizar análisis
de termografia 32
2.2.1.4 Análisis de aceites 35
2.2.1.4.1 Razones que justifican el uso de lubricante 36
2.2.1.4.2 Propiedades que debe poseer un lubricante 37
2.2.1.4.3 Tipos de lubricantes 38
2.2.1.4.4 Equipos utilizados durante el análisis de aceites 41
2.2.1.5 Inspección mediante la utilización de fibra óptica 41
2.2.2 Enfoque cubano(análisis de confiabilidad) 42
2.2.2.1 Introducción al enfoque cubano 42
2.2.2.2 Desarrollo del enfoque cubano 43
2.2.2.2.1 Preparación del modelo y de la base de datos
de confiabilidad 44
2.2.2.2.2 Evaluación del modelo 45
ix
2.2.2.2.3 Aplicaciones del mantenimiento
Enfocadas a la confíabilidad 46
2.2.2.3 Recomendaciones para la aplicación
Del enfoque cubano 50
2.2.3 Enfoque Japonés
(mantenimiento autónomo, pasos y actividades) 51
2.3 Análisis costo beneficio 54
2.4 Software existente que apoya la función del mantenimiento 55
Capítulo III Metodología propuesta 57
3.1 Metodología del modelo tecnológico para el desarrollo
de sistemas de mantenimiento predictivo 57
3.2 Herramientas tecnológicas que integran el nuevo modelo 76
3.2.1 Principio básico de operación 77
3.2.2 Definición general del modelo tecnológico 78
3.2.3 Tipos de análisis del modelo propuesto 80
3.2.3.1 Análisis de termografía y vibraciones 80
3.2.3.2 Análisis del consumo de energía eléctrica 81
3.2.4 Descripción del sistema 84
3.2.4.1 Transductores 85
3.2.4.1.1 Clasificación de transductores 86
3.2.4.2 Tarjeta adquisitora de datos 87
3.2.4.3 Software utilizado 91
Capítulo IV Previsión del mantenimiento 95
4.1 Introducción (previsión del mantenimiento) 95
4.2 Presupuesto del mantenimiento 95
4.3 El mantenimiento en la empresa del futuro 98
4.4 El mantenimiento y el ahorro de energía 99
4.5 Paradigmas del mantenimiento 100
Capítulo V Conclusiones y recomendaciones 103
5.1 Conclusiones 103
5.2 Recomendaciones 105
Bibliografía 107
Referencias Bibligráficas - 109
xi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Equipo utilizado por General Motors S.A. de C.V.
Complejo Toluca para análisis termográfico 33
Tabla 2.2 Características de una cámara para realizar análisis termográfico 34
Tabla 3.1 Asignación de rutas de frecuencia 61
Tabla 3.2 Información importante durante el proceso de inspección 64
Tabla 3.3 Formas para documentar fallas 65
Tabla 3.4 Orden de trabajo 67
Tabla 3.5 Costos evitados 71
Tabla 3.6 Costos evitados 72
Tabla 3.7 Costos por concepto de reparación 74
Tabla 3.8 Ejemplo de un análisis de vibraciones 92
Tabla 3.9 Análisis de termografía 94
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Equipo para medir vibraciones 20
Figura 2.2 Tipos de desalineación 23
Figura 2.3 Equipo para realizar alineaciones mediante rayo láser 27
Figura 3.1 Diagrama de flujo que muestra la metodología a seguir
durante la aplicación del mantenimiento predictivo 75
Figura 3.2 Componentes tecnológicos que integran el nuevo modelo 77
Figura 3.3 Modelo tecnológico de monitoreo de máquinas 79
Figura 3.4 Integración de componentes del modelo tecnológico 84
xiii
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes.
En el México de hoy la competencia internacional es una realidad. En los últimos
meses se ha dado una liberalización comercial que ha transformado de raíz la naturaleza de
la industria nacional. Hoy en día las empresas mexicanas tienen que competir con
compañías de clase mundial. La liberalización de mercados es un cambio muy trascendente
para el país.
El reto que se presenta ahora es enfrentar exitosamente esa competencia y lograr la
conversión de la economía nacional a una plataforma próspera de crecimiento y desarrollo,
la forma en la cual la industria puede enfrentar con éxito el reto antes mencionado es
mediante una reorganización de su estructura tanto en los procesos de producción como en
el uso adecuado de recursos. Quizá en algunos casos, la reorganización implicará
convertirse en proveedores de maquiladoras o de otros grandes consumidores.
Debemos empezar a enfrentar el reto con gran determinación, identificando lo que
podemos cambiar, mejorar y mantener. La pequeña y mediana empresa nacional muestran
un sinnúmero de áreas de oportunidad, tales como el ahorro de recursos, minimización de
costos y la maximización en la producción. El mantenimiento es una herramienta que si se
utiliza adecuadamente llevará a la empresa a generar ahorro de recursos y a disminuir
costos. Existen varios tipos de mantenimiento (correctivo, preventivo, predictivo); el
mantenimiento predictivo nos proporciona la información referente a las condiciones de
1
operación del equipo indicándonos que partes requieren de atención, por lo tanto es un
medio eficaz para determinar cómo y dónde llevar a cabo el mantenimiento preventivo;
cuando se tiene un plan eficaz de mantenimiento preventivo se elimina el correctivo, por lo
tanto el mantenimiento predictivo es el medio adecuado para proporcionar a la empresa el
fin que se persigue (ahorro de recursos, minimización de costos y maximización en la
producción).
Debido a la falta de implantación de programas de mantenimiento predictivo se
generan grandes costos ya que en la empresa nacional a menudo se ha descuidado la
función de mantenimiento y en la mayoría ni siquiera se ha implantado, para muchas
empresas el mantenimiento ha sido y sigue siendo, un mal necesario.
Existe falta de comunicación entre la gerencia y los responsables de llevar a cabo el
mantenimiento, pues no existe concientización por parte de ésta para otorgar a la función la
importancia que requiere. El mantenimiento predictivo utiliza para su aplicación técnicas
estadísticas, equipo muy sofisticado y tecnología de punta, su uso es costoso y sólo grandes
empresas lo llevan a cabo de manera formal y organizada. En la microempresa nacional no
se piensa en la implantación del mantenimiento predictivo, pues implica grandes
inversiones y mucho trabajo estadístico de escritorio, así como un cambio en la cultura
laboral puesto que se hace énfasis en el mantenimiento autónomo. El esfuerzo y las
inversiones valen la pena pues a corto plazo se generan sustanciales ahorros en los aspectos
siguientes:
1. Al evitar paros de máquinas y equipos no programados.
2. Al evitar horas extraordinarias de trabajo.
2
3. Al aprovechar el tiempo útil de vida del equipo.
4. Al evitar costos de refacciones.
5. Por conceptos de reparación y composturas.
6. Al evitar ocurrencias constantes de productos rechazados, repeticiones y
desperdicios.
7. Al evitar desperdicios de mano de obra.
3
1.2 Definición del problema.
Es muy frecuente encontrar en la microempresa mexicana los problemas que a
continuación se enlistan:
1. Mucho tiempo de producción perdido debido a numerosos paros de las máquinas.
2. Frecuentes horas extraordinarias de trabajo que son un costo extra para la empresa
3. Mala conservación y poca duración de la maquinaria y equipo.
4. Costos generados por reposición de equipo.
5. Costos por conceptos de reparación y composturas.
6. Ocurrencia constante de productos rechazados, repeticiones y desperdicios.
7. Malas condiciones de seguridad.
8. Desperdicio de mano de obra.
9. Mantenimiento preventivo insuficiente.
10. Preparación inadecuada del personal de mantenimiento.
11. Deficientes instalaciones del taller.
Lo anterior muestra una área clara de oportunidad, si logramos reducir los costos y
mejorar las condiciones antes mencionadas de alguna forma estaremos contribuyendo a que
las microempresas sean más eficientes y productivas, y que logren sobrevivir ante la
situación actual. Desafortunadamente en nuestro país existe el pensamiento de que las
metodologías de la ingeniería industrial, así como los procesos automatizados son
exclusivos de las grandes empresas; sin embargo, no es necesario ser mediana o grande
para utilizar estas herramientas.
4
1.3 Objetivo general.
Contribuir a que la microempresa enfrente exitosamente la competencia
internacional, para lograrlo se deberá llevar a cabo una reorganización estructural tanto de
su producción como en el uso adecuado de recursos.
1.3.1 Objetivo especifico.
El objetivo de esta tesis es proporcionar a la microempresa nacional un modelo
tecnológico que conlleve al desarrollo de sistemas de mantenimiento predictivo eficientes
con la finalidad de mejorar la productividad y competitividad de ésta.
1.4 Alcances y limitaciones.
Esta investigación está dirigida de manera particular, aunque no exclusiva, a los
microempresarios. Cualquier tipo de empresa puede hacer uso de este nuevo modelo, sin
importar el rubro, ya que en ninguna de ellas se puede prescindir del mantenimiento. Las
limitantes que se presentan para la aplicación del mantenimiento predictivo desde este
nuevo enfoque son las siguientes:
1. Aún no existen datos históricos y estadísticos de las fallas sufridas por la
maquinaria y equipo.
2. Miedo a invertir y probar nuevas metodologías por parte de los microempresarios.
5
1.5 Beneficios potenciales.
La utilidad de la presente investigación es la de ofrecer una metodología para
implantar el mantenimiento predictivo, se espera que dicha metodología sea utilizada por la
microempresa ya que hasta ahora solo algunas de las grandes empresas de nuestro país lo
llevan a cabo. Los beneficios potenciales que se obtienen con la aplicación del
mantenimiento predictivo son los siguientes:
1. Reducción de los costos de mantenimiento.
Se elimina el mantenimiento innecesario en equipo, puesto que se puede determinar
si las condiciones de operación son satisfactorias o anormales, es decir, sólo se dará
mantenimiento a la maquinaria que realmente lo requiera. De esta manera generamos una
reducción en el consumo de partes y refacciones para equipo que está funcionando
correctamente.
2. Reducción del tiempo utilizado en las reparaciones
Las reparaciones se hacen con mayor rapidez al saber con exactitud la localización
de la falla, las partes y refacciones son preparadas con anticipación evitando pérdidas de
tiempo por este concepto.
6
3. Reducción del tiempo muerto de maquinaria y equipo
Se reducen las fallas sorpresivas y catastróficas al conocer con anterioridad la
localización de las mismas.
4. Incremento en la productividad.
Debido a que se logra una reducción del tiempo empleado en mantenimiento, se
incrementa la disponibilidad de la maquinaria y equipo.
5. Verificación de reparaciones.
Una vez realizada la reparación se realiza una inspección para asegurarse que el
problema fue corregido y de que no exista alguna otra falla derivada de los trabajos
realizados.
6. Aprovechamiento de la vida útil de maquinaria y equipo.
Al conocer las condiciones de operación de los elementos se aprovecha y aumenta
al máximo su vida útil.
7. Verificación y aceptación de nuevos equipos.
Mediante el mantenimiento predictivo se pueden establecer criterios para la
aceptación de maquinaria y equipo de nueva instalación.
7
8. Disminución de errores humanos.
Se evitan los errores humanos en el rearmado de los equipos; solamente se desarma
un equipo cuando es absolutamente necesario.
9. Reparaciones a tiempo.
Se evita la reparación antes de lo necesario y se repara el equipo antes de que
manifieste señales anormales.
10. Aumentar la confiabilidad del equipo o maquinaria.
Se reemplaza totalmente el mantenimiento correctivo con el mantenimiento
predictivo total, ya que se hacen más efectivas las tareas de mantenimiento predictivo lo
cual repercute en la confiabilidad del equipo.
1.6 Repaso de la investigación.
La presente investigación se compone de 5 capítulos. Una revisión acerca de todos
los tópicos relacionados con el mantenimiento predictivo se presenta en el capítulo II,
principalmente se mencionan los enfoques, metodologías y equipos utilizados hasta hoy
para llevar a cabo mantenimiento predictivo. En el capítulo III se habla acerca de la
metodología propuesta, y de las herramientas tecnológicas que la apoyan así como de la
operación básica de cada componente que la integra. En el capítulo IV se hace referencia a
la importancia de llevar a cabo presupuestos de mantenimiento, de los paradigmas y del
S
futuro del mantenimiento predictivo. Por último en el capítulo V se muestran las
conclusiones y una serie de recomendaciones, que serán sin duda de gran utilidad para
quien decida utilizar la nueva metodología concerniente en implantar y llevar a cabo
mantenimiento predictivo.
9
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
En este capítulo se realiza una revisión acerca de todos los temas, conceptos,
ventajas y tecnologías que intervienen y se relacionan en la aplicación del mantenimiento
predictivo. Esto permite conocer los estudios realizados hasta la fecha y tener un panorama
general acerca de lo que existe, se muestra un análisis costo beneficio y una síntesis de los
paquetes computacionales existentes que sirven como herramienta de apoyo para la
aplicación del mantenimiento predictivo.
2.1 Mantenimiento predictivo total.
Se han escrito muchas páginas acerca de mantenimiento predictivo en las medianas
y grandes empresas; de todo ello un punto es común, la idea de que no debería permitirse
que ninguna máquina o instalación opere en condiciones no óptimas y menos aún, que
llegase hasta el punto de ruptura. Debidamente dirigido, el mantenimiento predictivo es un
medio que permite la operación óptima de la maquinaria y equipo lo cual conlleva a que sea
un instrumento de reducción de costos que ahorra a la empresa dinero en conservación y
operación. El mantenimiento predictivo es aplicable a toda aquella empresa que está
determinada a lograr la excelencia y a sobrevivir ante la situación actual que implica
competir ante empresas de primer nivel, dicha metodología podemos también aplicarla a la
microempresa. El ahorro de recursos es de vital importancia; la empresa de clase mundial
minimiza sus costos, y reduce los desperdicios; hablar de desperdicios implica todo aquello
que consume tiempo, costo y que no agrega valor extra al servicio o al producto que se está
ofreciendo.
10
La necesidad de extender la vida útil del equipo, de mejorar la productividad y
lograr que las labores de mantenimiento sean efectivas, de reducir los paros no
programados de maquinaria y equipo así como la depreciación excesiva resultante de
negligencias, de minimizar costos derivados de reparaciones, refacciones, etc. y la
búsqueda de tener una producción con calidad, obligan a las empresas nacionales a buscar
algún mecanismo que les permita lograr lo antes mencionado.
Una predicción acerca de las condiciones del funcionamiento del equipo, es de gran
ayuda para planear de manera eficiente las acciones a seguir. El mantenimiento predictivo
se basa precisamente en las condiciones de la maquinaria y equipo, no es algo nuevo en el
mundo pero si en nuestro país; son contadas las empresas que actualmente hacen uso de
ésta gran herramienta.
El mantenimiento predictivo es un proceso de monitoreo periódico de la maquinaria
y equipo, que se realiza con la finalidad de conocer sus condiciones actuales de operación,
así como para poder predecir y pronosticar problemas potenciales o fallas. Lo anterior se
logra mediante el uso de técnicas estadísticas de control y diagnóstico, de pruebas no
destructivas y equipos de alta tecnología. Podemos decir que dicho mantenimiento utiliza
las condiciones actuales de operación de los equipos y sistemas para obtener información
que será de utilidad para emitir un dictamen acerca del estado de los equipos y maquinaria,
en base a éste se toman las medidas necesarias para optimizar la operación total de la
planta. Nunca faltará quien pregunte: ¿para qué implantar un programa de mantenimiento
predictivo si como estamos, estamos bien? Una respuesta sencilla sería, que si no pudiera
demostrarse que la compañía obtendría un sensible ahorro con el mantenimiento predictivo,
no habría por qué adoptarlo; pero si se le concibe, se pone en obra y se controla como
11
debe ser, no hay por qué pensar que no habrá economías. Desde luego, el objetivo principal
para poner en práctica el mantenimiento predictivo es bajar los costos y generar ahorros de
recursos. Las ventajas del mantenimiento predictivo son múltiples y variadas, benefician no
sólo a la fabrica pequeña, si no también a los grandes complejos industriales. Así mismo,
presenta ventajas para las industrias que sirven sobre pedido, las de alta producción, las de
elaboración o procesamiento, las de productos químicos, en fin, puede decirse que para toda
clase y dimensión de instalaciones.
2.1.1 Limitaciones del mantenimiento predictivo.
1. Necesidad de equipo de alta tecnología.
Para lograr estructurar un departamento de mantenimiento predictivo se requiere de
modernos equipos que proporcionen la información necesaria para la detección de fallas.
2. Entrenamiento especializado.
Es necesario realizar un entrenamiento inicial y periódico para mantener la
eficiencia y actualización del personal en la detección, localización de fallas y problemas
potenciales.
12
3. Datos históricos de la maquinaria.
Es de gran utilidad contar con historiales de fallas de cada máquina, con esta
información se pueden predecir las probabilidades de que determinado componente falle.
Desafortunadamente en la microempresa nacional no se llevan registros de fallas.
4. Resultados que indican poca probabilidad de falla en el presente.
La mayoría de las fallas y problemas detectados pueden parecer insignificantes o
incapaces de producir un daño mayor, pero cualquier manifestación mínima de falla puede
ser el inicio de una catástrofe, tal como el paro de maquinaria o bien un paro de línea, por
lo tanto todo funcionamiento anormal que se detecte debe ser atendido controlando y
analizando lo siguiente:
1. Niveles vibratorios.
2. Esfuerzos en cojinetes.
3. Análisis químico del lubricante.
4. Análisis físico (cantidad de partículas según código ISO).
5. Resonancias estructurales.
6. Condiciones de carga.
7. Temperaturas.
8. Potencias entregadas por la máquina.
9. Lubricación.
13
2.1.2 Funciones del mantenimiento predictivo total.
Las funciones en las cuales se basa el mantenimiento predictivo para el logro de sus
objetivos son las siguientes:
1. Estudio completo de las máquinas, sus componentes y modos de fallo.
2. Ingeniería de control y diagnóstico.
3. Creación de historiales propios para cada máquina.
4. Control de los niveles vibratorios.
5. Medición de los esfuerzos en cojinetes.
6. Alineación de precisión.
7. Control de juegos en rodamientos.
8. Estudios de resonancias estructurales.
9. Engrase de rodamientos controlados por instrumental.
10. Medición del consumo de motores eléctricos.
11. Medición de la potencia entregada por la máquina.
12. Medición de caudales y presión como verificación de las condiciones operativas
de cada equipo.
13. Medición de temperaturas.
14. Medición de ruidos.
15. Análisis de tensiones y deformaciones mecánicas en estructura.
16. Calibración periódica de los sensores con equipos patrones.
17. Análisis químico del lubricante: Viscosidad, índice de viscosidad, contenido de
agua, análisis físico del lubricante, control de partículas según código ISO.
14
2.1.3 Equipo necesario para la realización de tareas.
Para realizar un mantenimiento predictivo efectivo es necesario contar con la
información estadística y probabilística acerca del funcionamiento de cada máquina, así
como con los instrumentos, sistemas y programas que puedan proporcionar los medios
necesarios para la detección y corrección de fallas potenciales en la maquinaria. Algunos de
los equipos utilizados en el mantenimiento predictivo son de vibraciones, termografía,
ultrasonido, alineación, de inspección mediante fibra óptica. Estos sistemas se basan en el
análisis de condiciones de vibración temperatura y ruido de los elementos que componen la
maquinaria y equipo, en base a éstos se emite un dictamen de las condiciones de operación
de los mismos. Los siguientes son ejemplos de equipos utilizados para mantenimiento
predictivo.
1. Analizadores.
2. Vibrómetros.
3. Recolectores de datos.
4. Amplificadores.
5. Acelerómetros.
6. Mesa vibrante para calibrar acelerómetros.
7. Cables de conexión.
8. Cargadores de baterías especiales.
9. Termómetros infrarrojos.
10. Analizador de aceites.
11. Analizador de desgaste ferroso de aceites.
12. Viscosímetro cinemático.
15
13. Comparador de viscosidad.
14. Contador de RPM.
15. Emisores.
16. Receptores.
17. Antenas.
18. Software.
19. Cámara de vídeo para análisis termográfico.
20. Cámaras digitalizadoras.
21. Fibra óptica.
22. Tecnología que utiliza rayo láser.
2.2 Enfoques del mantenimiento predictivo.
El mantenimiento predictivo se lleva a cabo desde tres enfoques diferentes:
1. Enfoque norteamericano.
2. Enfoque cubano.
3. Enfoque japonés.
2.2.1 Enfoque norteamericano.
El análisis de vibraciones, el análisis de aceites, alineación por rayo láser,
ultrasonido, termografía y monitoreo por medio de fibra óptica; son las funciones
principales que se llevan a cabo durante la aplicación del mantenimiento predictivo
utilizando el enfoque norteamericano. A continuación se describe cada función. 16
2.2.1.1 Análisis de vibraciones.
Para poder comprender en que consiste este tipo de análisis es necesario definir
primero vibración, la vibración suele definirse como el cambio temporal y periódico de una
cantidad física y todos los modos de fallas comunes de máquinas típicas tienen un
comportamiento distinto de vibraciones. Cada día nos rodea una variedad de vibraciones,
estás pueden ser involuntarias tales como el ruido, la vibración de maquinaria o generadas
a propósito (música, vibraciones en los molinos, en los estudios geológicos, en las cribas,
herramientas que trabajan en base a percusión, transportadores especiales vibratorios,
separadores, etc.) Las vibraciones forman parte de todo lo que nos rodea y hasta cierto
punto se consideran parte del funcionamiento normal de las máquinas y equipos; el
problema surge cuando dichas vibraciones sobrepasan los niveles normales, siempre que
esto ocurre los resultados finales son desalineamientos, resonancias, descalibraciones,
roturas y desgastes, en pocas palabras el resultado final se traduce en fallas que pueden
ocasionar indisponibilidad del equipo.
Si el estado de la maquinaria es controlado regularmente a intervalos es posible
conocer los problemas con antelación y así evitar un paro inesperado de las mismas.
Generalmente surgen las siguientes preguntas. ¿Por qué el análisis de vibraciones? La
medición de las vibraciones aporta una comprensión muy útil del estado del
funcionamiento de la máquina, no sólo a nivel general, sino a nivel de cada componente o
subconjunto, además ofrece tres ventajas principales:
1. Proporciona información actualizada respecto al estado de la máquina de forma
que disminuye la demanda de piezas de repuesto, dado que puede aprovecharse
17
al máximo la vida útil de las mismas (es decir, las piezas no se cambian hasta
justo antes de averiarse).
2. Los costos de mano de obra disminuyen puesto que los trabajos de reparación se
limitan a los necesarios para mantener el funcionamiento durante el siguiente
ciclo de producción.
3. Se evita que la máquina se averie, con el consiguiente aumento de
disponibilidad. El objetivo principal es la reducción de los gastos de
mantenimiento y operación.
Durante el análisis de vibraciones se registran y almacenan los datos que se obtienen
mediante las lecturas, por lo tanto, otra pregunta común que surge es: ¿Por qué es
importante acumular datos? El control del estado de las máquinas debe concentrarse a
responder las siguientes preguntas: ¿Cómo están trabajando? ¿Cuánto tiempo pueden
trabajar sin problemas bajo las mismas condiciones? ¿Cuándo será la próxima baja?
Tomando mediciones individuales a determinados intervalos de tiempo, se verán los
cambios de comportamiento tendencial de la máquina. Esta tendencia posibilita estimar
condiciones futuras, tales como posibles daños en la máquina. Trabajar con control de
tendencias implica ahorrar costos, dado que se podrán detectar averías o cualquier
comportamiento anormal, evitando con esto que se produzcan daños en el equipo,
reduciéndose los tiempos de paro de máquina y por consiguiente el uso de menos
refacciones.
18
2.2.1.1.1 Equipos necesarios para medir las vibraciones
En el pasado se detectaban las vibraciones utilizando métodos poco confiables,
dichos métodos se basaban principalmente en detectar las vibraciones mediante el tacto o
poniendo una moneda sobre la tapa de los motores de la maquinaria; dependiendo de los
movimientos que tuviera la moneda, se concluía el grado de vibración. Otra forma de
detectar las vibraciones era mediante el sonido que emitían las máquinas durante su
operación, este tipo de pruebas no proporcionaban datos precisos, por lo tanto no se
utilizaba el análisis de vibraciones como herramienta útil en el mantenimiento. En la
actualidad se utilizan equipos más sofisticados y seguros que proporcionan lecturas con
rapidez y precisión; a continuación se describen algunos:
Superímanes con aceleró metros de alta frecuencia.
Los compresores de alta velocidad, turbinas y máquinas similares requieren
mediciones exactas de la frecuencia de vibración. Muchos programas modernos de
monitoreo de vibración utilizan sensores llamados acelerómetros los cuales cuentan con
bases magnéticas que permiten rapidez en el montaje y facilidad de uso.
Los acelerómetros industriales son robustos, de fácil instalación y económicos están
perfectamente adaptados a las necesidades del mundo industrial; pueden medir vibraciones
que varían en rangos muy amplios sus lecturas son precisas, son resistentes al polvo e
impermeables. La figura 2.1 muestra un equipo para medir vibraciones.
19
Figura 2.1 Equipo para medir vibraciones.
Aún con el mejor equipo, el usuario debe familiarizarse con los errores potenciales
inherentes en este tipo de mediciones, dichos errores son causados principalmente por las
interfaces entre el captador, el imán y la superficie del punto de monitoreo. A continuación
se mencionan algunas recomendaciones para el uso y manejo del equipo, dichas
recomendaciones son muy importantes durante la toma de lecturas de vibraciones.
1. Imán plano en superficies curvas.
Cuando se tienen superficies curvas no se recomienda utilizar un imán plano ya que
esto produce que se desbalancee el imán, debido a que se tiene una área de contacto
limitada y el acoplamiento entre las interfaces no es el adecuado.
20
2. Imán en forma de 'u* en superficie plana acabada.
Este es un poco mejor que el caso 1. La superficie acabada mejora el acoplamiento
con el imán y las lecturas obtenidas son mas precisas.
3. Imán en forma de 'u' sobre superficies planas maquinadas.
Un imán en forma de V que se coloca sobre una superficie plana mejora la rigidez
del área de contacto.
Algunos de los instrumentos mas utilizados en el mantenimiento predictivo se
describen a continuación:
Vibrómetro.
Este aparato indica la amplitud de la vibración y la longitud cresta a cresta, cabe
mencionar que el comportamiento mas simple de vibración es el que describe una función
senoidal. El vibrómetro consiste de una masa montada sobre resortes verticales y
horizontales que están afianzados a sus bases, tiene dos carátulas graduadas que poseen
agujas indicadoras de la amplitud que tiene el movimiento de la masa dentro de la caja; la
cual nos sirve para colocar el aparato sobre el sistema cuyas vibraciones se desean medir.
Ua vez que se coloca el vibrómetro sobre la máquina en movimiento, se podrá apreciar la
amplitud de las vibraciones mediante la lectura de las carátulas.
21
Medidores de frecuencia. Frecuenciómetros.
Estos aparatos indican la frecuencia o repetición del movimiento armónico
fundamental, dado que siempre posee una amplitud mayor que cualquier otro movimiento
que el sistema analizado tenga, la frecuencia la puede medir en ciclos por minuto o por
segundo. Utilizando el frecuenciómetro y el vibrómetro se puede separar la amplitud de los
componentes de una vibración. Un frecuenciómetro consiste en una cinta elástica de acero
con uno de sus extremos apoyado y el otro libre. La longitud de la parte libre de la cinta
elástica puede ajustarse de acuerdo a las necesidades mediante un mecanismo. De esta
manera la frecuencia natural de la cinta puede irse variando conforme a la longitud de la
cinta libre, y cuando ésta coincida con la frecuencia que se quiere conocer, entrará en
resonancia y producirá una gran amplitud en el extremo libre.
Además de esta clase de frecuenciómetros está el de Frahm, el cual sigue el mismo
principio de las cintas elásticas, la diferencia es que en éste se emplean un gran número de
cintas. Se colocan en hileras cada una posee una frecuencia natural distinta. Cuando se
coloca el aparato sobre la unidad o sistema cuya magnitud de frecuencia queremos conocer,
una de sus cintas entrará en resonancia, misma que indicará la frecuencia que posea el
sistema o máquina, este aparato es uno de los mas utilizados por considerarse muy práctico.
22
2.2.1.2 Alineación.
Todos los componentes de maquinaria y equipo sujetos a rotaciones, deben girar
sobre el eje de sus centros, cualquier variación con respecto al centro ocasionará
desbalanceo y desalineación lo cual conlleva a tener vibraciones en el sistema. La figura 2.2
muestra los tipos comunes de desalineación.
Desal ineación Paralela
Desal ineación Angula r
Flecha Vencida
Figura 2.2 Tipos de desalineación.
Hace años, la alineación era considerada por la mayoría como un tema para
especialistas, cuyos métodos variaban entre el uso de comparadores y el simple control
visual. De esta forma se obtenían también datos tan diferentes como los métodos
empleados, lo que llevaba a dudar de los resultados mismos. Como consecuencia, la
alineación era tomada como una perdida de tiempo debido a la poca confiabilidad de estos
métodos.
23
Profesionales en el tema de mantenimiento han visto que existen formas mejores de
conseguir una perfecta alineación: utilizando sistemas de alineado por rayo láser, con los
cuales se obtiene una alineación de los equipos rotativos de una forma óptima y rápida.1
2.2.1.2.1 Importancia de la alineación.
Hasta un 50% o más de todos los fallos prematuros en las maquinarias se pueden
atribuir a errores de alineación, muchos de ellos debidos al considerar los métodos hasta
ahora existentes como aceptables. Estos métodos antiguos pueden haber sido suficientes en
el pasado, desde luego no había otros. Hoy en día, los altos niveles de producción exigen
que las máquinas rotativas trabajen a mayores revoluciones; tomando en cuenta que el
diseño de éstas ha cambiado en cuanto a robustez y componentes, en la actualidad
contamos con máquinas más ligeras. Todos estos factores las hacen más vulnerables y por
consiguiente más susceptibles a la desalineación.
La alineación por rayo láser es una paso importante hacia una mejor alineación y
brinda la solución óptima para casi todos los casos. Una alineación precisa y exacta elimina
los fallos de máquina, cuando no se cuenta con dicha exactitud se tiene una excesiva
sobrecarga en las máquinas, lo cual se manifiesta con vibraciones. Estas vibraciones pueden
ser detectadas y analizadas empleando un analizador de vibraciones: es típico obtener así
altos valores radiales y axiales en la frecuencia de rotación y sus múltiplos. Es también una
ventaja verificar el estado final de la alineación, utilizando técnicas de medición de
vibraciones, controlando de esta manera que las mismas se hayan reducido. Cuando existe
desalineación, determinados componentes de las máquinas se verán sobrecargados, en
especial el rodamiento; el cual debe soportar la mayor carga (también bajo el empleo de
24
acoplamientos flexibles). A continuación le siguen los ejes, en especial en la zona de
contacto con el rodamiento donde se registra una alta presión. Se produce una tuerza
recíproca la cual ocasiona la reducción de la vida útil del eje, e incluso a veces su rotura.
Otro punto en cuestión son las juntas; un leve desplazamiento de los ejes es suficiente para
que las juntas se abran y se llene la zona de suciedad, llevando a un aumento de desgaste en
las mismas.
2.2.1.2.2 Equipos necesarios para llevar a cabo alineaciones.
Hasta la llegada de sistemas de medición por láser se han empleado relojes
comparadores para obtener cierta precisión, la cual, de cualquier manera se veía
condicionada por varios factores a saber:
1. Deformaciones de las barras: debían siempre ser medidas antes de efectuar las
lecturas para alinear, independientemente de su apariencia de solidez.
2. Fricción intema/histéresis: muchas veces es necesario golpear levemente el reloj
con el dedo para asegurarse que la aguja esté en su valor final. Este hecho
presenta una desventaja en la lectura, ya que se incurre en errores pues el valor
leído puede ser incorrecto.
3. Otra desventaja es que se tiene l/100mm de resolución lo cual origina que en
cada lectura se tenga un margen de error de hasta 0.005 mm, llevando a un total
de hasta 0.04 mm en los resultados. Cuantas más mediciones se hagan, más altos
serán aún estos valores. Además no debemos descartar los errores humanos
25
quienes con mucha facilidad pueden incurrir en errores de lectura, es muy
posible equivocarse cuando los relojes deben leerse cabeza abajo o mediante
espejo.
4. Juego en la mecánica: un juego pequeño en la mecánica no será visible pero sí
de importancia, ya que lleva a grandes errores en los resultados.
5. Reloj comparador: si el reloj no está montado perpendicularmente a la superficie
de medición, se perderán parte de las lecturas.
6. Juego axial de ejes: puede afectar a las lecturas en la cara del acoplamiento al
medir angularidad, a menos que se usen dos relojes axiales.
Considerando todos estos temas, se ve el esfuerzo que demanda y el margen de error
que supone el trabajar con este tipo de relojes. La alineación mediante rayo láser es un
concepto nuevo que mejora considerablemente los métodos utilizados hasta la fecha. Es un
método rápido y preciso, ya que basta con montar el equipo, el cual consta de un emisor de
rayo láser, un receptor y un display que indica la posición del rayo láser sobre el receptor.
Cuando se hace coincidir el rayo láser sobre cierto punto del receptor entonces se logra la
alineación. El emisor se coloca en una de las partes a alinear, mientras que el receptor debe
colocarse sobre la otra parte, o bien, sobre lo que sirva de referencia para la alineación. La
figura 2.3 ilustra un equipo para alineación mediante rayo láser.
26
Figura 2.3 Equipo para realizar alineaciones mediante rayo láser.
27
2.2.1.3 Termografía
Todos los componentes de maquinaria tanto mecánicos como eléctricos y
electrónicos sufren incrementos en su temperatura, sobre todo aquellos que se someten a
esfuerzos mecánicos tales como fricción, tensión, torsión, flexión etc.; así también los que
son transmisores y controladores de energía eléctrica. Un incremento en la temperatura
cambia la estructura de la materia, de tal forma que puede dilatar el tamaño o volumen de
las partes o bien llegar a cambiar el estado físico. Existen rangos de temperatura en los
cuales las propiedades de la materia se mantienen estables pero cuando se sobrepasan
dichos rangos las propiedades de la materia cambian. Si hablamos de componentes de
máquinas que sufren calentamientos, entonces podemos tener el siguiente problema cuando
las temperaturas excedan los rangos normales de operación:
Partes de motores quemadas que generan la indisponibilidad del motor y en
consecuencia de la máquina. Para prevenir lo antes descrito es de gran utilidad saber que
partes de la maquinaria están llegando a los límites en sus temperaturas y de esta manera se
procede a tomar las medidas necesarias de prevención. Una forma práctica y confiable de
llevar a cabo el estudio de temperaturas en los componentes es aplicando termografía por
infrarrojos.
La termografía por infrarrojos es una técnica de inspección aplicable al
mantenimiento de equipos eléctricos, mecánicos, electrónicos y de aislamientos térmicos.
El uso de la termografía infrarroja permite la reducción de los tiempos de parada al
disminuir la probabilidad de averías imprevistas.
28
La inspección termográfica permite identificar de forma rápida y segura los puntos
calientes asociados a anomalías típicas, tales como:
1. Contactos con apriete insuficiente, suciedad o corrosión.
2. Elementos defectuosos o mal dimensionados.
3. Pérdidas de calor o frío por defecto del aislamiento térmico o refractario.
El campo de aplicación del análisis termográfico es muy amplio y variado, esto es
debido a que todo tipo de maquinaria y equipo esta sujeto a sufrir cambios de temperatura
en sus componentes. Existen rangos de temperatura para cada tipo de componente que se
consideran normales en el funcionamiento de éstos, es decir mientras las temperatura de
alguno de ellos no esté fuera del rango, se tiene la seguridad de que existe un
funcionamiento normal. Los componentes que a continuación se mencionan son
considerados como puntos importantes para realizar en ellos un análisis de termografía .
1. Cuadros eléctricos de baja tensión (contactores, magnetotérmicos, fusibles).
2. Motores eléctricos.
3. Centros de transformación de media tensión (transformadores, pasamuros).
4. Líneas de distribución (aisladores, secciones en tendidos aéreos).
5. Subestaciones (componentes de subestación).
• Transformadores de alta tensión.
• Fusibles.
• Bus.
• Relevadores.
29
6. Componentes de planta.
• Embobinado de motores.
• Generadores.
• Interruptores.
• Reguladores.
• Cajas de conexiones.
• Tarjetas electrónicas.
7. Fricción en equipo rotativo.
• Copies.
• Herramientas.
• Reductores.
• Bandas.
• Bombas.
• Compresores.
• Baleros.
8. Flujo de fluidos.
• Líneas de vapor.
• Válvulas, nivel de tanques de fluidos.
30
General Motors S.A.de C.V. Planta Ramos Arizpe realiza análisis termográfico en
los siguientes componentes.2
1. Equipos para llevar a cabo el templado en árbol de levas.
2. Chequeo de temperaturas en motores en bancos de prueba múltiple de escape.
3. Capuchones de las bujías.
4. En sensores de temperatura.
5. Inspección de hornos continuos y de tratamientos térmicos.
6. Calentamiento de la biela para el ensamble de perno-pistón a través de bobinas
de inducción.
7. Revisión de refíactarios y aislantes.
8. Inspección de tuberías.
9. Reducción de pérdidas de energía y detección de humedades .
10. Verificación de modelos teóricos de PCB y localización de cortocircuitos.
11. Estudio de las conexiones eléctricas de potencia y alimentación.
El análisis de termografía se puede implantar en la industria electrónica, en el
sector de la industria química, de proceso y en el sector de la construcción.
Beneficios del uso de la termografía.
1. Incrementa la eficiencia en el mantenimiento.
2. Reducción de costos de tiempo extra.
3. Reducción de equipo dañado.
4. Extiende la vida útil del equipo.
31
5. El departamento de mantenimiento tiene un mejor control en la operación del
equipo.
6. Asegura la calidad de la reparación.
7. Con la termografía se realizan pruebas no destructivas.
8. Reducción de costos de mantenimiento preventivo.
9. Ahorro de energía.
10. Posibilidad de reducir Horas-Hombre.
11. Incrementa el control de calidad de productos o servicios.
2.2.1.3.1 Equipos utilizados para realizar análisis de termografía
Los equipos que se requieren para llevar a cabo análisis de termografía
principalmente consisten de una cámara de vídeo termografica, dicha cámara detecta los
rayos infrarrojos que los cuerpos despiden de acuerdo a la temperatura que poseen. En los
recorridos de inspección se filman los componentes de los equipos y se congelan las
imágenes que se consideran mas importantes, las temperaturas quedan registradas en las
imágenes en forma digital así como con códigos de color. A cada color corresponde una
temperatura, de tal manera que quien realiza la filmación puede detectar temperaturas altas
y bajas, pues las imágenes que ve a través de la cámara muestran los cuerpos con
determinados colores en las áreas mas calientes.
A continuación se describe en la tabla 2.1 el equipo utilizado por General Motors
S.A. de C.V. en el análisis de termografía.3
32
General Motors de México S.A. de C.V.
Complejo Toluca.
Planta motores.
Equipo Marca Modelo Software
Cámara Termográfica Inframetrics Thermacam PM350 ThermaGRAM
Analizador de imágenes de
tiempo real
Toshiba PA1221UXCD ThermaGRAM
Computadora Personal
(Lap-Top)
Toshiba PA1221UXCD Windows 95
Vídeo casetera portátil 8mm Sony GC-S50 NTSC
Cámara Digital Kodak DC50 PhotoEhnancer
Tripie Tripot heavy duty HM-2
Baterías de 6V 4500 mA Sony NP-4500
Tarjeta PCMCIA 20Mb San Dik SDP3B
Tabla 2.1 Equipo utilizado por General Motors S.A. de C.V. Complejo Toluca para
análisis termográfíco.
33
El equipo de monitoreo debe soportar el ambiente industrial. Algunas de las
características de una cámara para realizar termografía se muestra a en la tabla 2.2.
Dispositivo Característica
Peso de lentes y baterías 3 Libras
Tipo de batería y voltaje NICAD-6V
Tiempo de operación de la batería 2 Horas
Tipo de display Visor de imagen
Capacidad de intercambio de lentes Si
Detector:
a) Tipo
b) Tipo de onda
c) Enfriador
d) Tiempo de arranque
PtSi FPA
Onda Corta
Stirling
Menos de 6 Minutos
Salida de vídeo Blanco /Negro y color
Capacidad de medir temperatura Si
Rango de temperatura con filtro -10 a 450 grados centígrados
hasta 2000 grados centígrados
Rango de temperatura de operación -15 a 50 grados centígrados
Sensibilidad térmica .05 grados centígrados
Distancia mínima de foco 6 pulgadas
Tabla 2.2 Características de una cámara para realizar análisis termográfico.
34
2.2.1.4 Análisis de aceites.
En la maquinaria mecánica existen infinidad de partes que giran o resbalan una con
otra, esta acción crea la fricción. La fricción puede ser descrita como resistencia al
movimiento causada por el contacto de las superficies de los cuerpos y existe en diferentes
grados en todas las partes móviles. La velocidad, el peso, el tipo de material y el acabado
son los factores principales que afectan a la fricción. Aún las superficies sumamente pulidas
tienen pequeñas proyecciones o irregularidades que crean una fuerza de resistencia
(fricción) que se convierte en calor. El calor puede causar una expansión anormal en las
partes y, finalmente una fusión y la rotura de dichas partes.
La lubricación ayuda a disminuir la fricción poniendo una pequeña película de
aceite o grasa entre las superficies móviles. Las moléculas de un lubricante son muy
pequeñas, flexibles y resbalosas; sin embargo, se adhieren a la mayoría de las superficies, la
película lubricante actúa como una capa de pelotitas que impide el contacto real entre las
dos superficies metálicas.
Un buen lubricante debe poseer propiedades adhesivas y cohesivas. La adherencia
es la propiedad que permite al lubricante permanecer entre las superficies que se deben
lubricar. La coherencia se refiere a la fuerza de atracción entre las partículas del lubricante
y recibe el nombre de viscosidad o cuerpo. Los aceites lubricantes deben poseer fluidez;
ésta es la propiedad que permite al lubricante fluir por los conductos del aceite y después
expandirse entre las superficies en movimiento.
35
2.2.1.4.1 Razones que justifican el uso de lubricante.
1. Forma una película entre las partes móviles reduciendo de esta manera, la
fricción que causa pérdida de potencia.
2. El lubricante ayuda a disipar y alejar el calor de algunas partes, del mismo modo
que lo hace el agua cuando es arrojada contra una superficie caliente.
3. Evita el desgaste prematuro de las partes, aprovechándose la vida útil de éstas y
en consecuencia, la vida útil de la maquinaria.
4. Se aprovecha mejor la potencia del motor pues éste trabaja sin esfuerzos extras.
5. Actúa como cojín protector entre las partes móviles.
6. Actúa como agente de limpieza.
7. Amortigua el ruido que se produce por la fricción.
8. Protege contra lo corrosión y oxidación.
La lubricación es uno de los medios que influye a lograr el funcionamiento óptimo
de la maquinaria, por lo tanto, el análisis de aceites es una función importante del
mantenimiento predictivo. Durante las rutas de inspección se toman muestras de aceites de
las diversas máquinas; dichas muestras se analizan para determinar si las propiedades que
36
poseen cumplen con los requerimientos necesarios para lograr una lubricación efectiva.
Cuando se determina que el lubricante a perdido alguna de sus propiedades, se procede a
cambiarlo de inmediato.
2.2.1.4.2 Propiedades que debe poseer un lubricante.
Un aceite para motor y transmisión debe ser capaz de resistir sin desintegrarse,
permitiendo el contacto entre metal y metal, temperaturas de 250 0 F. No debe tornarse
espeso a bajas temperaturas, pues no circularía a través de los conductos del aceite de un
motor frío y no proporcionaría la lubricación necesaria; no debe contener moléculas ligeras
y volátiles pues se evaporaría con mayor temperatura y, finalmente, la tendencia a
carbonizarse a una temperatura normal de trabajo debe ser reducida al mínimo.
Los sólidos disueltos durante el proceso de refinamiento y algunas sustancias como
ácidos, brea y parafina, pueden producir corrosión y depósitos, por lo que deben ser
separados cuidadosamente. Durante el análisis de aceites se realizan varias pruebas para
determinar y clasificar las propiedades de los lubricantes.
Viscosidad4: este término se refiere a la tendencia de un líquido como el aceite, a
resistir a la fluidez. Se puede medir determinando la velocidad a la que una cierta cantidad
de aceite fluirá por un agujero definido a una temperatura establecida. Cuando el aceite está
caliente, tiene menos viscosidad y fluirá más rápido que cuando está frío. Un aceite con alta
viscosidad puede ser calificado como aceite grueso o pesado, un aceite de baja viscosidad
como aceite ligero o delgado.
37
Prueba de frío: Esta prueba se usaN para determinar la temperatura a la que se
congela el aceite y deja de fluir. El punto de nublado5 de un aceite es la temperatura a la
que los sólidos del aceite empiezan a cristalizarse o a separarse de la solución.
Prueba de punto de destello: Se usa para determinar la temperatura a la cual el
lubricante ha vaporizado lo suficiente como para que, cuando se pasa una flama sobre su
superficie se produzca un pequeño destello de duración corta.
Prueba de carbón residual: Esta prueba sirve para determinar la cantidad de carbón
que queda cuando una cantidad determinada de aceite se ha evaporado.
Prueba de volatilidad: Esta prueba sirve para determinar la temperatura a la que se
evaporará el lubricante.
2.2.1.4.3 Tipos de lubricantes
La mayoría de las máquinas herramientas poseen una caja de transmisión en la cual
un conjunto de engranes transmiten el movimiento y la potencia al resto de la máquina. Es
de vital importancia que las transmisiones cuenten con el lubricante adecuado; a éstos se les
conoce como lubricantes de engranes. La aplicación correcta de los lubricantes de engrane
es tan importante y vital en cualquier programa de lubricación que, los refinadores han
desarrollado varios tipos de lubricantes para engranes; cada uno para resolver un diferente
problema de lubricación de engranes. Esos tipos se pueden clasificar como: aceite mineral
puro, mezcla de aceites minerales, aceites de presión extrema, para todo propósito o
universales y fluidos de transmisión automática.
38
Aceites minerales puros: Estos aceites, fabricados con materiales refinados
cuidadosamente y altamente tratados, se usan para diseños de engranes estándar que operan
en condiciones normales.
Mezcla de aceites minerales: Esta mezcla se obtiene de aceites minerales y aceites
gruesos o jabones con una base de sodio o de grafito. Estas grasas lubricantes se usan
principalmente en cremalleras.
Aceites de presión extrema: En un tren de engranes ordinario, los dientes de un
engrane ruedan contra la superficie de otro engrane; esta simple acción giratoria es
relativamente fácil de lubricar; sin embargo, cuando se utilizan engranes hipoídales, la
situación cambia. Los engranes hipoídales están cortados en curva y no solo ejercen acción
giratoria, sino también acción de frotación, lo que crea altas presiones; estas presiones
pueden exceder 100,000 libras por pulgada cuadrada y la acción frotante o deslizante
frecuentemente adquiere una velocidad de 1,500 pies por minuto. Esta acción de fricción y
deslizamiento puede ser descrita como una acción soldadora, en virtud de la cual las
pequeñas irregularidades de la superficie de los dientes de un engrane se calientan tanto
que se soldán a los dientes del engrane opuesto. En estas condiciones, un lubricante
ordinario quedaría soldado a las superficies de los dientes de los engranes, a causa de la
gran presión y de la acción frotante o bien, se quemaría debido a las altas temperaturas
existentes. Para hacer frente a estas condiciones, se aumentan ciertos componentes
químicos como sulfuro y clorina; esto impide que el lubricante sea removido de entre los
dientes.
39
Aceites para todo propósito o universales: Estos aceites combinan todas las
características de los aceites minerales puros, las mezclas de aceite mineral y los aceites de
presión extrema. Estos lubricantes son ideales porque son anticorrosivos, estables y baratos
y sin embargo, capaces de cubrir la mayoría de las necesidades de lubricación. Como
resultado, estos aceites son los más populares.
Aceites o fluidos de transmisión automática: Estos aceites son una combinación de
aceites de alta calidad con inhibidores de oxidación, aditivos contra desgaste, agentes
antiespumantes y componentes detergentes. Un fluido de transmisión automática debe
llevar a cabo una gran variedad de funciones. En el acoplador líquido o convertidor de
potencia, es el medio para transmitir potencia y por lo tanto, está expuesto a temperaturas
elevadas. En la transmisión sirve como lubricante de los engranes y de los cojinetes;
controla la fricción característica del embrague y las bandas que proveen las diferentes
relaciones de las velocidades; transfiere la presión necesaria para operar el embrague y las
bandas; mantiene limpias las válvulas de control de ajuste e impide que los sellos usados en
la transmisión se sequen.
Grasas lubricantes.
La grasa es, básicamente, un aceite mineral engrosado con jabón metálico. El
propósito primordial del jabón es hacer que el aceite se adhiera al punto de aplicación; de
manera que el jabón es el medio para mantener el aceite mineral reunido en su masa, pero
el trabajo de lubricación se lleva a cabo por el aceite mineral contenido en la grasa. Las
grasas se fabrican en muchas variedades, para usarse con diferentes propósitos.
40
2.2.1.4.4 Equipos utilizados durante el análisis de aceites.
Los equipos utilizados en el análisis de aceites son muy sofisticados, la mayoría de
las empresas que realizan este tipo de análisis contratan el servicio a compañías externas,
quienes cuentan con laboratorios especiales para ello (viscosidad, índice de viscosidad,
contenido de agua, análisis físico del lubricante).
2.2.1.5 Inspección mediante la utilización de fibra óptica.
La tecnología y la ciencia de nuestros tiempos han hecho posible el surgimiento de
la fibra óptica, muchas áreas se han visto favorecidas con el uso de este elemento sobre
todo aquellas de comunicaciones y de transmisión de datos, sin embargo, también el
mantenimiento predictivo se ha beneficiado. En el pasado, las inspecciones que se
realizaban en motores sobre todo en los componentes internos exigían desarmados,
desmontajes; en consecuencia se tenían máquinas con indisponibilidad de operación,
desperdicios de mano de obra y demasiados tiempos muertos de producción. Ahora es
posible inspeccionar mediante fibra óptica los componentes internos de la maquinaria sin
necesidad de desarmar, basta con tener un agujero con Vi de pulgada de diámetro en la
cubierta de los motores o transmisiones.
El equipo de inspección comprende los siguientes componentes.
1. Fibra óptica.
2. Lente óptico miniatura.
3. Cámara de vídeo.
41
4. Televisión o monitor.
5. Componentes complementarios.
La fibra óptica tiene capacidad para transmitir los datos de vídeo. Las imágenes se
captan en el interior de los motores mediante el lente óptico conectado a un extremo de la
fibra. La imagen se puede reproducir en algún monitor que este conectado al otro extremo,
de tal forma que es posible observar el interior del motor sin necesidad de desarmarlo solo
con introducir por algún orificio con V* de diámetro el equipo antes mencionado(fibra
óptica, lente óptico) los tiempos de inspección mediante este sistema se reducen dado que
no existen los armados, desarmados, desajustes y desalineaciones que se generan cuando se
desensamblan algunos componentes de alta precisión.
2.2.2 Enfoque cubano (análisis de confiabilidad).
La mayoría de los sistemas de mantenimiento empleados en la industria utilizan
para la clasificación de equipos y la planificación de los mantenimientos criterios
subjetivos, basados fundamentalmente en la experiencia de los especialistas que explotan
dicha industria y en una limitada recopilación y tratamiento estadístico de los fallos de
equipos.6
2.2.2.1 Introducción al enfoque cubano.
Los enfoques tradicionales del mantenimiento en la industria han dirigido sus
esfuerzos a la implementación de sistemas de clasificación de equipos para el
mantenimiento y al establecimiento de ciclos de mantenimiento (planificación del
42
mantenimiento) basados en criterios subjetivos de los especialistas de mantenimiento de las
industrias o cuando más en una limitada recopilación y tratamiento estadístico de los fallos,
pero fundamentalmente a nivel de componentes.
Tales enfoques tienen incorporados elementos primarios de confiabilidad por lo
cual, se presta atención más especializada a equipos con fallas repetitivas, buscando las
causas de su recursividad, o, se establece un sistema de clasificación de equipos que
incorporan algunos criterios de confiabilidad y se utilizan para la planificación del
mantenimiento. Así tenemos que, podemos clasificar en una categoría "X" aquellos equipos
únicos en el proceso productivo y en la categoría "Z", aquellos equipos con reserva, que de
fallar, afectan la confiabilidad del bloque como centros de alimentación eléctrica. Sin
embargo, tales elementos primarios sobre confiabilidad son insuficientes para implementar
un sistema eficaz de clasificación de equipos y de planificación del mantenimiento por lo
tanto la confiabilidad es un factor que depende de variados parámetros y su análisis necesita
de una herramienta más especializada.
2.2.2.2 Desarrollo del enfoque cubano.
Para tener resultados que permitan realizar aplicaciones del mantenimiento
enfocadas a la confiabilidad a nivel de sistemas, es necesario el cumplimiento de tres etapas
básicas:
1. Preparación del modelo del sistema y de la base de datos de confiabilidad.
2. Evaluación del modelo.
3. Aplicaciones de los análisis de confiabilidad enfocadas al mantenimiento.
43
2.2.2.2.1 Preparación del modelo y de la base de datos de confiabilidad.
La metodología de árboles de fallos es una herramienta que permite interrelacionar,
en un esquema lógico, los diferentes sucesos primarios que pueden influir para que el
sistema falle, conjugando de manera integral muchos factores, entre los que se encuentran
los fallos de equipos, las indisponibilidades por mantenimientos, errores humanos y sucesos
de fallo causa común. Esta metodología es la utilizada para la modelación del sistema
objeto de estudio.
La selección de los sucesos básicos requiere del conocimiento detallado de los
componentes que conforman el sistema, sus modos de fallo, sus fronteras y sus modos de
operación, la participación del operario es muy importante en esta etapa. Es necesario
además identificar las interfaces del sistema objeto de análisis con otros sistemas que
pueden afectar su fiabilidad, lo que puede implicar un aumento de la cantidad de sucesos
básicos a considerar. Debe destacarse que en los enfoques más modernos de la modelación
de los fallos de sistemas por la metodología de árboles de fallos, se incluyen los aspectos de
errores humanos y fallos causa común, que constituyen cuestiones novedosas.
Estos aspectos pueden enriquecer notablemente los modelos para la búsqueda
posterior de los mayores contribuyentes a la indisponibilidad del sistema, ya que datos
relativos a parámetros del comportamiento humano, conocimientos o errores en
seguimiento de procedimientos operacionales o de mantenimiento, pueden ser fuentes de
fallos causa común y de errores humanos. Es necesario destacar que la tarea de cálculo de
confiabilidad por componente requiere de una base estadística de datos primarios de
fiabilidad (número de fallos, tiempos de explotación, cantidad de demandas, tiempo de
44
operación, tiempos de reparación, etc.). Además debe considerarse que, dado el enfoque
relativo de muchos de los resultados obtenidos de la evaluación de los árboles de fallos,
existe una independencia relativa entre la base de datos y los resultados obtenidos.
2.2.2.2.2 Evaluación del modelo.
La evaluación del modelo es la etapa posterior a la elaboración del modelo de lógica
de fallos y al establecimiento de los datos de confiabilidad. Esta evaluación se realiza en
dos fases: cualitativa y cuantitativa. La evaluación cualitativa consiste en la determinación
de los conjuntos mínimos de corte o combinaciones mínimas de fallos que provocan el fallo
del sistema. La evaluación cuantitativa de la confiabilidad del sistema es tarea importante.
Sus principales objetivos son permitir la determinación de los indicadores globales de
fiabilidad del sistema y las contribuciones relativas a la probabilidad de fallo total a nivel
de conjuntos mínimos de corte y de suceso básico.
La determinación de las contribuciones relativas a la probabilidad de fallo del
sistema, constituye una aplicación del Principio de Pareto y se hace a nivel de conjunto
mínimo de corte y a nivel de suceso básico. Ello garantiza que tomando medidas sobre los
más contribuyentes se logrará el mayor impacto sobre la disminución de la probabilidad de
fallo del sistema.
1. Se pueden detectar que los primeros "n" cortes mínimos del listado aportan el
"X" % de la contribución a la probabilidad de fallo del sistema.
45
2. Estos cortes mínimos están formados por determinados sucesos primarios, que
serán por tanto los mayores contribuyentes a la probabilidad de fallo del sistema.
Por ejemplo, puede ser que el primer corte mínimo representa la pérdida de
todas las fuentes de alimentación eléctrica posibles.
3. Cualquier mejora importante de la confiabilidad de este sistema deberá centrarse
en la disminución de la probabilidad de fallo de estos componentes.
2.2.2.2.3 Aplicaciones del mantenimiento enfocadas a la confiabilidad.
Hasta el momento se han relacionado los pasos necesarios para la determinación de
la confiabilidad del sistema y la determinación de sus puntos débiles. En adelante se
desarrolla la aplicación de estos resultados a la optimización del mantenimiento. Algunas
de las aplicaciones de los análisis de confiabilidad al mantenimiento, ya estandarizadas
internacionalmente, son las siguientes:
1. Estudios de priorización.
2. Optimización del inventario de piezas de repuesto.
3. Optimización de especificaciones técnicas de mantenimiento.
4. Estudios de envejecimiento.
5. Análisis de sensibilidad.
46
Estudios de priorización.
Los estudios de priorización más desarrollados en el mundo constituyen una
aplicación particular de los análisis de importancia. Para los objetivos del mantenimiento
resultan más importantes los estudios de priorización por mantenimiento. Los aspectos más
relevantes de la priorización por mantenimiento son: se focaliza la atención del análisis a
los componentes susceptibles de mantenimiento. Por ejemplo, el sistema tradicional de
clasificación de equipos para el mantenimiento puede sustituirse por el ordenamiento
obtenido, según la tabla de priorización por mantenimiento, lo que permite identificar un
número limitado y generalmente pequeño de equipos cuyo mantenimiento debe ser
prioritario. Un parámetro usualmente no controlado en la industria es el tiempo permisible
fuera de servicio. La práctica de no controlar el tiempo permisible fuera de servicio se debe
en parte a la imposibilidad de medir, con la metodología tradicional de mantenimiento, el
impacto de la indisponibilidad por salida de servicio de un equipo sobre la confiabilidad del
sistema. Al detectar equipos con tiempos fuera de servicio pequeños es necesario optimizar
las facilidades para su reparación o sustitución.
El tiempo permisible fuera de servicio es posible optimizarlo realizando estudios de
priorización. El tiempo fuera de servicio basado en el riesgo o en la indisponibilidad,
obtenido del estudio de priorización, constituye un resultado recomendatorio del análisis en
base a la influencia de la salida de servicio del componente en la fiabilidad del sistema. Los
resultados de los estudios de priorización por mantenimiento deben utilizarse de forma
complementaria y no de manera independiente y absoluta. Si la priorización por
mantenimiento permite conocer cual será el efecto sobre la indisponibilidad del sistema
cuando el componente es perfecto, lo que se puede lograr con un adecuado mantenimiento,
47
la priorización permite conocer cual será el impacto sobre la indisponibílidad del sistema
cuando dicho componente este fuera de servicio.
Optimización del inventarío de piezas de repuesto.
Una vez identificados los equipos prioritarios para el mantenimiento será posible
optimizar los inventarios de piezas de repuesto reduciendo el capital inmovilizado que
representan los grandes almacenes de partes y piezas. Esto demuestra la importancia de los
análisis de confiabilidad como una herramienta útil para corregir las tradicionales
clasificaciones de equipos para el mantenimiento, que imponen a su vez requerimientos
inadecuados al parque de materiales y piezas de repuesto.
Optimización de especificaciones técnicas.
Para la evaluación del mantenimiento es necesario tener en cuenta, además de los
posibles estados de operación y fallas de los equipos, las degradaciones que generalmente
ocurren previas a los fallos (fallos paramétricos), que evolucionan con probabilidad de
ocurrencia mayor que las de los fallos catastróficos.
Tales estados pueden ser detectados utilizando un coherente programa de vigilancia
periódica con la capacidad de detectar degradaciones. La prueba rompe mecanismos de
fallo y tiene en ocasiones la capacidad de detectar oportunamente degradaciones, por lo que
la reparación de los equipos, en estos casos, puede ser más ventajosa que la corrección de
fallos catastróficos. Esto se debe a que los daños en la etapa de estado degradado son
menores y los mantenimientos menos costosos. Es por ello importante la integración de las
48
actividades de mantenimiento preventivo y predictivo (el enfoque propuesto integra los
enfoques existentes). Dentro de los equipos que se someten a pruebas periódicas existen
también algunos cuyo aporte es prioritario.
Estudios de envejecimiento
La realización de estudios de envejecimiento para reposición de equipos, deben ser
aplicados en la industria nacional en vista de que en éstas se explotan equipos con altos
niveles de desgaste. Las aplicaciones de los estudios de envejecimiento están asociadas a
los equipos que mayor impacto tengan en la indisponibilidad del sistema.
Análisis de sensibilidad.
Los estudios de sensibilidad son estudios que propician el análisis de la variación de
la indisponibilidad del sistema y/o instalación, partiendo de la variación de algunos de los
parámetros de fiabilidad de los componentes que la integran. Los efectos más importantes
de dichos estudios sobre las indisponibilidades globales de los sistemas e instalaciones se
lograrán sólo cuando los mismos se ejecuten sobre los componentes más importantes. Con
los componentes detectados como más importantes, a partir de los estudios de priorización
de mantenimiento, deberán tomarse medidas que garanticen que la influencia negativa de
las estrategias de mantenimiento disminuya. Ello se logrará reduciendo los tiempos de
duración de los mantenimientos, cambiando convenientemente las frecuencias de los
mantenimientos y pruebas, sustituyendo componentes con altas tasas de fallo y otras
medidas.
49
2.2.2.3 Recomendaciones para la aplicación del enfoque cubano.
Para la aplicación de estas técnicas, es necesario el desarrollo de un soporte
estadístico en aquellos sectores, donde no es usual esta práctica, lo que preparará el camino
para incorporar estas técnicas en estudios específicos.
No obstante la recomendación anterior, es posible realizar algunos estudios de
confiabilidad preliminares partiendo de la información recabada a partir de la experiencia y
de los conocimientos de quienes operan los equipos. Esto es posible debido a que el
carácter relativo de la mayor parte de los resultados obtenidos de los análisis de
confiabilidad, propicia una independencia relativa de éstos con respecto a los datos. Esta es
la vía a seguir durante la etapa en que aún no se cuenta con un suficiente soporte estadístico
específico.
50
2.2.3 Enfoque japonés (mantenimiento autónomo, pasos y actividades.).
El operario es la persona que conoce mejor la máquina en la que trabaja, si se le
capacita para realizar inspecciones y llevar a cabo el mantenimiento indispensable, la
posibilidad de tener fallas en los equipos así como paros de maquinaria disminuye en gran
medida. Es él quien puede identificar antes que nadie defectos en la calidad de los
productos que elabora, de la misma forma puede descubrir los factores que originan mala
calidad. La falta de limpieza, de lubricación, de ajustes y de una inadecuada utilización de
los equipos originan fallas en éstos, el costo que se pagaría por no realizar estas funciones
tan básicas y simples sería demasiado elevado.
Para lograr que se lleven a cabo de manera adecuada es necesario hacer lo siguiente:
• Por parte del personal de mantenimiento:
1. Identificar las partes que requieren de lubricación y establecer períodos para
llevar a cabo está función.
2. Identificar aquellos componentes y partes que están propensos a desajustes y
establecer períodos para realizar ajustes.
3. Identificar aquellas partes que por el diseño de los equipos o máquinas son
inaccesibles o se encuentran en lugares donde no se pueden ver pero que
requieren de limpieza y crear períodos para llevar ésta función.
51
4. Se deben crear estándares de limpieza, lubricación, y ajuste para posteriormente
colocarlos en lugares visibles para el operario ya que será él, quien realice las
tareas de limpieza, lubricación y ajuste.
5. Elaborar metodologías simples, sencillas y prácticas para que el operario pueda
llevar a cabo las tareas de limpieza, ajustes y lubricación de manera rápida y con
el mínimo de esfuerzo.
6. Eliminar las fuentes de suciedad y contaminación.
7. Facilitar lubricantes y herramientas necesarias al operario, para que éste pueda
realizar sus tareas de acuerdo con los períodos establecidos.
8. Hacer extensivo el uso de controles visuales.
9. Hacer equipo con los operarios e involucrarlos con la importancia del
mantenimiento y el autoaprendizaje.
• Por parte de los operarios:
1. Llevar a cabo las tareas de limpieza, lubricación y ajustes de acuerdo con los
períodos proporcionados por el personal de mantenimiento.
2. Identificar condiciones anormales e informar al personal de mantenimiento
sobre la existencia de éstas.
52
3. Hacer equipo con el personal de mantenimiento.
4. Comunicar al personal de mantenimiento sobre cualquier condición, que de
acuerdo a la experiencia del operario, requiera de atención.
Llevando a cabo las operaciones antes mencionadas, se lograran ahorros
considerables y lo mejor de todo es, que se pueden realizar sin hacer inversiones
económicas. De otra forma si se descuidan estas tareas tan sencillas se pude tener en un
momento dado equipos parados durante horas o días, lo cual equivale a indisponibilidad e
improductividad, por otro lado, se tiene una disminución considerable en la duración de la
vida útil de la maquinaria, y costos generados por conceptos de reparaciones, repuestos,
mantenimiento correctivo etc.
53
2.3 Análisis costo beneñcio.
Para calcular el costo por no contar con un programa de mantenimiento predictivo
basta con registrar todos aquellos paros de máquina, ya sea por
descomposturas(mantenimiento correctivo) o bien, por servicios de mantenimiento
preventivo.
Con los tiempos registrados se puede calcular el costo por no producir, por
desperdicio de mano de obra, costo por retrasos en los trabajos, costos por refacciones etc.
La cantidad de costos que se obtengan quizá parezcan insignificantes o quizá alarmantes, de
cualquier forma es mejor no tener este tipo de costos. El mantenimiento predictivo permite
minimizar y en un momento dado eliminar dichos costos; la inversión que se requiere para
contar con un buen programa de mantenimiento predictivo, puede resultar preocupante sin
embargo, con los ahorros que se generan en un corto plazo se verán recuperados.
El empresario que espera que su negocio se mantenga en el futuro, deberá adoptar
esta metodología ya que los beneficios están muy por encima de los costos.
54
2.4 Software existente que apoya la función de mantenimiento.
Existen infinidad de softwares que sirven de apoyo a la toma de decisiones en los
programas de mantenimiento; todos ellos se caracterizan por elaborar reportes detallados
acerca de las acciones preventivas, la información que procesan dichos softwares es
capturada mediante un sistema manual, es decir, supervisores de mantenimiento se
encargan de alimentar estos sistemas con información que recaban mediante sus
inspecciones periódicas, los softwares más utilizados son los siguientes:
1. MAINSAVER
2. MÁXIMO
3. CMMS/2000Tm
4. UPTIME
5. PBM
6. SYSTEM 2
7. CORRECT-MAN
En general las funciones que desempeñan los softwares antes listados son muy
parecidas ya que principalmente generan reportes referentes a órdenes de trabajo, reciben
solicitudes de mantenimiento y hacen un seguimiento de avances de trabajos, producen
reportes de costos e historiales de reparación y disponibilidad de equipo. En cuanto a
control de inventarios mantienen niveles de costos para los repuestos, generan
automáticamente reportes y requisiciones cuando las cantidades rebasan el punto de
reorden. Hacen seguimiento de las órdenes de trabajo abiertas y listan todas las que han
rebasado su fecha de vencimiento.
55
En cuanto a historial de reparaciones en los equipos registran el costo de
mantenimiento de cada elemento del equipo a lo largo del tiempo; realizan listados de
costos de mantenimiento de equipos; construyen escalas jerárquicas de códigos de fallas
para registrar los problemas del equipo y analizarlos en el futuro.
56
CAPITULO III
METODOLOGÍA PROPUESTA
En el presente capítulo se muestra y se define el modelo tecnológico para el
desarrollo de sistemas de mantenimiento predictivo. Dicho modelo se compone de dos
partes principales:
• La metodología para llevar a cabo el mantenimiento predictivo.
• Las herramientas tecnológicas que permiten la aplicación del mantenimiento
predictivo.
3.1 Metodología del modelo tecnológico para el desarrollo de sistemas de
mantenimiento predictivo.
El enfoque japonés, cubano y norteamericano sirven de base para el modelo
propuesto, con la integración de éstos, se logra tener una retroalimentación entre dichos
enfoques lo cual permite ofrecer un modelo más seguro y eficiente. Los pasos que a
continuación se describen son la guía que ofrece el modelo para la aplicación del
mantenimiento predictivo, son válidos para cualquier microempresa y el éxito radica en que
se lleven a cabo como se indica.
1. Determinar que equipos y máquinas deben inspeccionarse.
Determinar los equipos y máquinas a inspeccionarse requiere de un poco de análisis,
lo primero que se debe hacer antes de cualquier cosa es contestar las siguientes preguntas:
57
• ¿qué equipos y máquinas se deben inspeccionar?
Indudablemente todos los equipos y máquinas deben inspeccionarse, pero en
tiempos y a intervalos diferentes, existen equipos que tienen una prioridad alta para ser
inspeccionados y requieren de atención rápida y continua, sin embargo otros requieren de
inspecciones esporádicas. Para determinar la prioridad de inspección se hace uso del
enfoque cubano ya que utilizando éste, podemos determinar que equipos tienen
probabilidad de falla mayor. Éstos serán también los de mayor prioridad de inspección. Se
recomienda listar en orden ascendente por probabilidad de falla todos los equipos a
inspeccionar.
• ¿Q u ¿ sucede si determinado equipo falla?
Tratando de contestar esta pregunta se hace una selección de equipo, considerando
aquellos que afectan más al funcionamiento de la planta si llegaran a fallar, es importante
hacer la selección por departamentos siguiendo el flujo del producto y/o servicio que se
elabora en la empresa, ya que de esta forma se pueden detectar más fácilmente los puntos
críticos que impactan de manera significativa al equipo y por consiguiente a la operación.
Tomando en cuenta la lista de equipos a inspeccionar, se toman primero aquellos con
probabilidad de falla alta obtenida en el paso anterior y los equipos que ocasionan un
impacto mayor si llegaran a fallar, asignándoles un peso mayor de prioridad en el proceso
de inspección, el resto del equipo tendrá un peso de prioridad menor, por lo tanto serán
inspeccionados después de los equipos que resultaron con prioridad alta.
58
• ¿Vida útil del equipo seleccionado?
De la lista obtenida en el inciso anterior se escogen aquellos equipos cuya vida útil
sea menor, es decir aquellos que tengan mayor tiempo de uso; ésto se realiza con el fin de
considerar prioridades durante el proceso de inspección en el caso de tener equipos que por
vejez sean potenciales de ocasionar fallas pero, sin descartar aquellos equipos cuya vida útil
sea mayor. Cabe mencionar la importancia de hacer uso del enfoque japonés aplicando
mantenimiento autónomo como se explicó en el capítulo anterior, ya que si esto se realiza,
se podrá estimar de manera razonable y con mayor seguridad la vida útil de los equipos.
• ¿Frecuencias de fallas del equipo y maquinaria?
Contestar esta pregunta es muy importante puesto que se pueden identificar aquellos
equipos y máquinas que tienden a ocasionar problemas a la operación de la planta con
mayor frecuencia. Pero de nueva cuenta para contestar esta pregunta es necesario hacer uso
del enfoque cubano aplicando análisis de confiabilidad, acudiendo al historial de fallas de
los equipos. El hecho de conocer qué equipos fallan con mayor frecuencia es para realizar
una inspección más exhaustiva en éstos y así localizar cualquier anomalía causante de
fallas, para tomar las medidas necesarias que conlleven a la minimización de éstas. Una
manera práctica de disminuir la frecuencias de falla y en su momento las fallas en forma
total es aplicar el mantenimiento autónomo.
59
2. Hacer lista de inventarío
Se enlistan todos los equipos escogidos en el paso 1 y se generan rutas de
verificación. Las rutas de verificación deben de diseñarse considerando distancias entre los
diferentes equipos y maquinaria, de tal forma que los recorridos consuman el menor tiempo
posible.
3. Asignación de frecuencias de inspección.
Se debe de determinar la frecuencia con la cual se harán los chequeos en los
equipos; para poder hacerlo es necesario clasificar los equipos de acuerdo a los esfuerzos y
a los niveles de carga que sufren durante la operación diaria, también es necesario
considerar el tipo de operación que se realiza, pues existen operaciones de alta precisión y
cualquier variación, desalineación, desajuste, etc. puede ser fatal para el control de la
calidad. Aquellos que estén sometidos a mayores esfuerzos y que realizan operaciones de
alta precisión requieren de chequeos con más frecuencia, también es importante considerar
de acuerdo al tipo de máquina, el tiempo de inspección en el cual puedan existir algunos
chequeos que consuman mucho tiempo; cuando esto sucede, habrá que hacer las rutas de
inspección considerando la capacidad de operación de mantenimiento predictivo. En este
paso se asignan fechas de inspección. La tabla 3.1 es un ejemplo de asignación de
frecuencias de inspección termográfica para 4 meses.
* Indica el equipo inspeccionado.
• Indica el equipo por inspeccionar.
60
Rutas i 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1. Granalladoras una vez por semana una
máquina
• • * * * *
2. Tableros de PLC's 11 tableros/semana • • * *
3 Tableros tuerza y control • • * *
4 Tableros eléctricos y motores de
colectores
• • * *
5 Motoclutchs de molino mezclador línea 2 • • • • * * * *
6 Motoclutchs de molino mezclador línea 3 • • • * * * * *
7 Tableros eléctricos de tuerza y motores de
unidades hidráulicas línea 2
• *
8 Tableros eléctricos de tuerza y motores de
unidades hidráulicas línea 3
• *
9 Bobinas de potencia, enlaces y cables de
potencia hornos(l,2,3,4,5,6)
* • * *
D Subestación A (Ubicada en corazones) *
11 Subestación B (Ubicada en corazones) *
2 Subestación H (Ubicada en moldeo) *
B Subestación J (Ubicada en moldeo) *
tt CCM Sistema de bandas línea 2 • *
15 CCM Sistema de bandas línea 3 * *
ASIGNADO:
4. Preparación del equipo de monitoreo.
Las herramientas tecnológicas que este nuevo modelo provee están diseñadas para
un uso industrial, pensando en montajes rápidos y sencillos, se ofrecen instrumentos de
medición estándares; por otro lado, existen especificaciones en cuanto a rangos de
operación para todos los equipos y máquinas, por ejemplo, alguna de las especificaciones
puede ser el rango de temperatura en la cual una máquina motor o componente se considera
que está trabajando en condiciones normales, cuando la temperatura excede, entonces hay
problemas lo mismo sucede con las vibraciones, el ruido y el consumo de corriente. De
acuerdo a las especificaciones del equipo que se va a monitorear o inspeccionar, los
instrumentos de medición deben calibrarse; éstos cuentan con selectores para llevar a cabo
dichas calibraciones. Los instrumentos de medición son controlados mediante un software
el cual procesa las lecturas y genera información estadística por lo que también es necesario
configurar rangos de operación en dicho software.
Las herramientas tecnológicas de este modelo basan su funcionamiento en los
mismos principios que se utilizan mediante el enfoque norteamericano.
5. Realizar inspecciones de mantenimiento.
Durante este paso se procede a inspeccionar el equipo seleccionado en los pasos
anteriores tomando en cuenta las rutas y frecuencias de inspección, durante los recorridos
se debe de documentar todo lo observado y marcar con etiquetas aquellas máquinas que ya
fueron inspeccionadas. Es recomendable que se tengan bien identificadas todas las
máquinas y equipos, esto permite documentar de manera estructurada y ordenada. Es
62
preciso saber que máquina está en tal departamento o área así como sus especificaciones de
operación, costo de indisponibilidad en tiempo normal, costo de indisponibilidad en tiempo
extra, costo del equipo y componentes; la importancia de tener esta información radica en
que se pueden calcular los ahorros o costos evitados por concepto de llevar a cabo el
mantenimiento predictivo. Indudablemente las lecturas deben documentarse pues en base a
ellas se determinan las condiciones de operación de máquinas y componentes, cabe hacer
mención que las herramientas tecnológicas que constituyen el nuevo modelo registran y
generan datos históricos, así como estadísticos acerca de la operación, es importante
registrar la fecha de inspección con el fin de que este dato sirva de retroalimentación en la
asignación de frecuencias de inspección.
La tabla 3.2 muestra la información que se debe considerar durante las inspecciones,
la experiencia y el conocimiento del personal de mantenimiento, de los operarios de
máquinas y las lecturas que provee el equipo de medición proporcionan una serie de
conclusiones acerca del comportamiento de la maquinaria y equipo. Esas conclusiones se
deben documentar, las decisiones de mantenimiento preventivo o en su peor caso de
mantenimiento correctivo se tomarán en base a dichas conclusiones.
63
Reporte Departamento. # Máquina Elemento Temp. leída y Temperatura Tiempo de Rango
inspeccionado temp. Referencia Ambiente inspección Normal
De
Operación
1 141 620-805 Arrancador
Nema # 1
150.2/52.8 20" 20 Minutos 45/150
2 141 620-810 FB. 440v 30 A
L1,L2
96/43.5 20" 10 Minutos 40/100
3 141 620-810 Fusible
110V30A
120/40.5
20°
5 Minutos 40/120
4 101 620-6 Arrancador reversible
nema # 2
120/41
20°
15 Minutos 40/130
5 103 620-22A Poleas tensoras de
rotocompens.
61.2/44.5
20°
8 Minutos 40/100
6 103 620-411 Fusible 1 1 0 V 3 0 3 224.7/183.6 20" 2 Minutos 160/280
7 104 667-13B Fusible 440V 60 a 145.4/86.2 2 0 u 2 Minutos 80/160
8 104 667-901 Bobina de inducción 94.8/47.8 20° 10 Minutos 40/100
9 503 620-509 Fusible del Bus 115/82.3 20" 2 Minutos 80/120
10 503 620-502 Relevador 60KA1 91/40 20" 10 Minutos 30/120
11 503 620-501 Relevador 71 KA 1 112/40 20" 10 Minutos 40/120
12 503 620-502 Térmicos 13QF1 84/38 20" 5 Minutos 35/90
Tabla 3.2 Información importante durante el proceso de inspección.
64
La tabla 3.3 es un ejemplo acerca de la forma de documentar las fallas o anomalías
encontradas durante el proceso de inspección.
Fecha: 01/01/1998 Departamento: 13 Bielas. Máquina: 08. Anomalía detectada: El motor de transmisión del cabezal produce vibraciones que sobrepasan los rangos normales de operación. Es posible que en el motor de transmisión del cabezal se tengan:
•Coupley rodamientos dañados. •En unidad Hidráulica: •Rodamientos seriamente dañados.
Fecha: 02/01/1998. Departamento: 01 Tomas principales para abastecer energía eléctrica. Máquina: 03 Anomalía Detectada: •Calentamiento excesivo en fusibles.
Fecha: 02/01/1998. Departamento: Ot Área de torneado. Máquina: 04 Anomalía Delectada:
•Calentamiento excesivo en fusibles.
Tabla 3.3 Formas para documentar fallas.
Es importante señalar que el objetivo principal de las inspecciones es detectar
condiciones anormales de operación, por lo tanto, la búsqueda de las causas de esas
anomalías es responsabilidad del personal de mantenimiento preventivo.
65
6. Generación de ordenes de trabajo.
Con la información obtenida en el paso 5 se procede a la elaboración de órdenes de
trabajo, en éstas se genera un reporte acerca de los equipos que necesitan atención, se debe
de completar la información que se muestra a continuación, para tener una referencia acerca
de cuál máquina requiere atención y de qué tipo tiene que ser ésta:
1. El nombre de la compañía.
2. La fecha de elaboración.
3. El número de la orden de trabajo.
4. El número que identifica a la máquina.
5. La descripción de la máquina.
6. Una pequeña descripción de la anomalía encontrada.
7. El nombre de quien realizó la inspección y la hora o turno en la cual se llevó a
cabo.
De cada orden de trabajo debe de existir una copia con el fin de que se archive y se
anexe al historial de cada equipo, el original pasa con el personal de mantenimiento
preventivo quienes se encargan de complementar la información de la orden de trabajo;
esto incluye: partes dañadas, partes cambiadas, máquinas y partes reparadas, herramientas
utilizadas y tiempo de reparación etc.
Cuando el proceso de mantenimiento preventivo termina, se regresa la orden de
trabajo a mantenimiento predictivo.
66
En la tabla 3.4 se presenta un ejemplo de una orden de trabajo. El formato puede
variar de empresa a empresa aquí lo importante es la información que las formas deben
contener.
Nombre de la compañía S.A. DE C.V.
ORDEN DE TRABAJO DE MANTENIMIENTO
Número de orden de trabajo : 001 fecha : 01/01/1998
Número de Máquina : 13 Tipo de Mantenimiento : Mntto. Preventivo
Descripción del equipo : Fresadora Fecha programada: 21/01/1998
Nombre del reponsable : Juan. Ruíz Fecha de Vencimiento : 23/01/1998
Descripción del trabajo : Corregir anomalía detectada por termografía se anexa reporte(Juan Ruíz) lunes primer turno
Herramientas
Número: Descripción: Cantidad: Usada:
Partes
Número: Descripción: Cantidad: Usada:
Tiempo estimado de Operación : Tiempo Real Fecha de Realización
1. -ASEGÚRESE DE BAJAR EL SWITCH DE EMERGENCIA SI EL TRABAJO ASI LO REQUIERE O
DESENERGIZAR EL ELEMENTO DE TRABAJO, REVISANDO QUE EFECTIVAMENTE ESTA
DESENERGIZADO.
2.-COLOCAR TARJETA, TRABA DE SEGURIDAD Y CANDADO EN LUGAR VISIBLE
3.- TRABAR Y/O CALZAR MECANISMOS DE GRAVEDAD Y REVISAR ELEMENTOS DE
IZAMIENTO SI ASÍ SE REQUIERE.
4.- SI DURANTE O AL TERMINAR EL TRABAJO REQUIERE MANTENER ENERGIZADO LA
MAQUINA, ASEGÚRESE DE TOMAR LAS MEDIDAS NECESARIAS Y COMUNICAR AL
PERSONAL INVOLUCRADO EN EL TRABAJO.
ACCIONES TOMADAS Y COMENTARIOS :
Completada por : Vo. Bo. Operaciones Sup. De Mantenimiento
Tabla 3.4 Orden de trabajo.
67
7. Reinspeccionar equipo reparado.
En este paso se procede a inspeccionar de nueva cuenta los equipos que fueron
reparados por mantenimiento preventivo con el fin de determinar si se eliminó por
completo el riesgo de que el equipo sea susceptible a nuevas fallas. Si se encuentra que aún
existen anomalías, entonces se ejecuta el paso 8 de lo contrario se realiza un informe acerca
de los costos ocasionados por llevar a cabo mantenimiento preventivo. El informe debe
contestar las siguientes preguntas:
¿Relación de materiales que fueron usados durante la reparación? Dicha relación
revela el costo de los materiales componentes y refacciones que se utilizaron durante la
reparación.
¿Durante cuánto tiempo se realizó la reparación en Horas-hombre? Es necesario
determinar el tiempo de indisponibilidad (improductividad) del equipo y maquinaria
durante el proceso de mantenimiento preventivo, para poder estimar los costos por no
producir y por desperdicio de mano de obra. Se procede a ejecutar el paso 9.
8. Análisis de la causa raíz del problema/falla.
Si se encontraron anomalías durante la reinspección entonces se procede a realizar
un análisis más completo para determinar el porqué no se corrigió la falla y ayudar de
manera rápida al departamento de mantenimiento preventivo a encontrar la solución. La
existencia de fallas pueden ser debido a las siguientes causas.
68
Problema de diseño: Existe la posibilidad de que se originen fallas a causa de que
el diseño de la maquinaria y equipo no es el apropiado, el problema puede ser de
fabricación. Estos casos son raros pero se dan, por lo tanto hay que considerarlos.
Problema de mano de obra: Un uso inadecuado de las máquinas por parte del
operario o bien una tarea mal ejecutada de mantenimiento preventivo pueden ser los
orígenes de fallas en los equipos.
Durante esta etapa se analizan los procedimientos y operaciones que los operarios
realizan, esto se lleva a cabo tomando como modelo los pasos utilizados en el
mantenimiento autónomo, durante los inicios de la implantación del modelo tecnológico
para el desarrollo de sistemas de mantenimiento predictivo, es común que el trabajador
cometa errores que ocasionen fallas en la maquinaria, sin embargo es tarea del personal de
mantenimiento predictivo hacer énfasis en el uso del mantenimiento autónomo para
cambiar la cultura y poder minimizar a través del tiempo este tipo de percances. Ambos
modelos tanto el mantenimiento autónomo como el enfoque aquí propuesto, se
retroalimentan entre sí, ya que seguir esta metodología ayuda a monitorear el proceso de
mantenimiento autónomo.
¿El problema es por falla de material? Cada herramienta, cada equipo y cada
máquina han sido diseñados y fabricados para el desarrollo de tareas específicas, cuando se
les utiliza de manera inadecuada, los resultados son siempre descomposturas. Lo mismo
sucede cuando se trabaja con materiales inadecuados. Por esto es muy importante que se
haga un estudio para determinar si los materiales utilizados son los que la maquinaria puede
soportar.
69
9. Análisis de resultados.
Una vez realizada la reparación de la anomalía, el reporte regresa con el personal de
mantenimiento predictivo para su reinspección, si la anomalía ha sido corregida, se cierra la
orden de trabajo; si en la reinspección se detecta que la anomalía no se corrigió, se regresa
la orden nuevamente al departamento encargado de la reparación y se trabaja
conjuntamente entre personal de mantenimiento predictivo y preventivo para analizar más
a fondo las anomalías; de ser necesario, se toman más muestras para un nuevo análisis que
permita encontrar la solución. En este paso, se archivan todos los documentos del equipo
con el fin de generar un historial para cada máquina. Se hacen anotaciones para indicar los
criterios de rechazo y de aceptación que determinan el estado del equipo, generalmente
dichos criterios se basan en métodos de comparación cualitativos; desde el momento que se
hace la inspección se procura checar un componente que sea semejante y que trabaje bajo
las mismas condiciones de operación al que se esta checando para tener un dato de
referencia, de esta manera cuando se hace la reinspección se compara el reporte de la
anomalía, el dato de referencia y las condiciones actuales de la anomalía (previamente
reparada).
10. Documentar ahorro y/o costos evitados.
Una de las ventajas más mencionadas que se obtienen con la utilización y
aplicación del mantenimiento predictivo es la generación de ahorros o costos evitados. En
esta etapa se documentan dichos costos y es aquí donde se visualiza de una manera clara la
efectividad del modelo en cuestión. La tablas 3.5 y 3.6 respectivamente contienen datos
reales de General Motors S.A. de C.V. los cuales representan costos evitados.
70
tt Reporte Ueplo. ••• Máquina Elemento
inspeccionado
Temp. Leída y temp.
Referencia
Costo aprox. Del
equipo (lisd)
Costo de paro
tiempo normal
Costo de paro
t iempo extra (usd)
Costo Aprox.
Total (usd)
1 141 620-805 Arrancador
Nema tt 1
150.2/52.8 159 25
8 Personas
2 Horas
184
2 141 620-810 FB. 440v 30 A
L 1 , L 2
96/43.5 30 16
5 personas
2 horas
46
3 141 620-810 Fusible
110V30"
120/40.5 15 16
5 personas
2 horas
31
4 101 620-6 Arrancador reversible
nema # 2
120/41 250 47
10 personas
3 horas
297
5 103 620-22A Poleas tensoras de
rotocompens.
61.2/44.5 144 63
10 personas
4 horas
207
6 103 620-411
Fusible 110V 30A
224.7/183.6 3 0 16
5 personas
2 horas
46
7 104 667-13B Fusible 4 4 0 V 6 0 A 145.4/86.2 4 0 10
3 personas
2 horas
56
8 104 667-901 Bobina de inducción 94.8/47.8 3500 33
3 personas
7 horas
3533
9 503 620-509 Fusible del Bus 115/82.3 500 313
4 0 personas
5 horas
626
40 personas
5 horas
1439
10 503 620-502 Relevador 60KA1 91/40 160 188
40 personas
3 horas
375
40 personas
3 horas
623
11 503 620-501 Relevador 71KA i 112/40 160 188
4 0 personas
3 horas
375
40 personas
3 horas
623
12 503 620-502 Térmicos 13QF1 84/38 140 125
4 0 personas
2 horas
250
4 0 personas
2 horas
515
7800
Tabla 3.5 Costos evitados.
La tabla anterior muestra lo que cuesta tener una máquina fuera de servicio, si
observamos el componente 11, identificaremos que es un Relevador 71KA1 el cual cuesta
71
$160 dólares. Si este equipo falla, 40 personas dejan de trabajar durante 3 horas, la hora se
les paga a $1.56 dólares por lo tanto (40)(1.56)(3) = $188 dólares a esta cantidad se le
suma el costo del equipo ya que es capital detenido.
188 + 160 = $ 248 es el costo suponiendo que el equipo fue reparado con éxito por
el equipo de mantenimiento preventivo; pero ¿qué sucede si mantenimiento predictivo
encuentra anomalías en la reinspección? Entonces se consideran costos de tiempos extras.
Una hora extra cuesta 3.125 dólares, por lo tanto (40)(3.125)(3) = $ 375 dólares a esta
cantidad le sumamos $248 y nos da un total de $ 623.
Departamento # Reportes Costo evitado # Reportes Total del departamento
Colectores 23 en equipo $ 63, 959.00 23 $ 63,959.00
Moldeo 18 en línea 2
21 en línea 3
$ 182, 659.00
$ 136,247.00
39 $318,906.00
Hornos 7 en equipo
4 en ollas
$ 43,526.00 11 $ 43,526.00
Limpieza 21 en equipo
32 de cabinas
$ 129,574.00 53 $ 129,574.00
Corazones 10 $ 20,289.00 10 $ 20,289.00
136 $ 576,254 usd
Tabla 3.6 Costos evitados.
72
La tabla 3.6 muestra los costos evitados con 136 reportes, cabe hacer mención que
de una máquina se pueden obtener "n" reportes, pues el número de reportes depende del
numero de componentes que se inspeccionen en una máquina. Tenemos que $ 576,254
dólares equivalen a (576,254)(8.40) = 4,840,533.6 pesos.
Esto es un ejemplo claro de los ahorros que se originan con la aplicación del
mantenimiento predictivo. A continuación se muestra la forma como se calculan los costos
evitados.
Costo evitado = (# Ord. de trabajo )(Tiempo mínimo de reparación)(Costo/minuto
de paro).
Los siguientes datos corresponden a General Motors S.A. Complejo automotriz
Ramos Arizpe; Coahuila planta ensamble.
Mantenimiento predictivo
Complejo automotriz Ramos Arizpe planta ensamble.
Año 1997
Costo evitado - (# OT'S GENERADAS)(TMR)(COSTO POR MIN. PARO)
Costo evitado = (685)(10.15)($213 USD)
Costo evitado = $ 1,480,933.75 USD
Real aproximado 40% del valor anterior.
Costo evitado = $ 592,374.30 USD.
73
A continuación se muestra en la tabla 3.7 los costos por conceptos de reparación y
se hace una comparación de paros programados contra paros no programados.
Paro Programado Paro no Programado
Tiempo de reparación 1.5 turnos Tiempo de reparación 3 turnos
Costo de mano de obra $ 449.67 Costo de taller mecánico $ 1991
Costo de refacciones
$1075
Costo de paro de línea $ 2686
Costo paro de línea de ensamble $14327
Costo de mano de obra $ 2781
Costo de refacciones $ 1075
Costo total $ 1524 Costo total $ 22860
AHORRO: $ 21336.33
Tabla 3.7 Costos por conceptos de reparación.
74
El diagrama de flujo mostrado en la figura 3.1 muestra la secuencia de pasos que se
llevan a cabo durante la aplicación de la metodología propuesta para el desarrollo de
sistemas de mantenimiento.
Se tttlian injpeccnoei de acuerdo • programa de Mantenimiento predicó vo y rutas De frecuencia.
NO
Se emite reporte de mantenimiento predictivo • manten uniente prev.
± Se genera orden conectiva
Mantenimiento prev. ejecuta corrección
Mantenimiento preventivo tnfotmiaMatto predictivo detpues de realizar la conección
Figura 3.1 Diagrama de flujo que muestra la metodología a seguir durante la
aplicación del mantenimiento predictivo.
75
3.2 Herramientas tecnológicas que integran el nuevo modelo.
El mantenimiento predictivo es una herramienta poderosa que bien aplicado genera
grandes ahorros para la empresa; las metodolgías utilizadas en las industrias que lo aplican
difieren en lo mas mínimo, la forma en la cual se aplica es correcta y eficiente. El
inconveniente es, que para realizar las inspecciones y monitoreos se requieren equipos de
medición de alta tecnología tales como cámaras infrarrojas, analizadores de vibraciones,
fibras ópticas para inspección, equipo para alineación mediante rayo láser, también se
requieren los componentes y accesorios con los cuales se operan dichos equipos como
software, hardware compatible etc. Todo esto implica grandes inversiones y no toda
empresa puede solventar esos costos; por tal razón durante esta investigación se desarrolló
una herramienta tecnológica con la cual es posible realizar las inspecciones y monitoreos.
Dicha herramienta integra un conjunto de equipos para llevar a cabo análisis de
termografía, vibraciones, ruido y de consumo de energía. El hecho de que se integren los
componentes necesarios para hacer varios análisis en una sola herramienta reduce el costo,
por otro lado los componentes y la tecnología utilizada en la integración de dicha
herramienta son relativamente sencillos en comparación con los utilizados en los equipos
existentes, por lo tanto, el costo se minimiza a tal grado que cualquier empresa puede
adquirirlo.
76
3.2.1 Principio básico de operación
La figura 3.2 muestra los componentes tecnológicos que integran el nuevo modelo.
Instrumentos de medición y lectura
¿ Adaptadores de señal
¿ Interface entrada / salida
¿ Equipos para procesar información
* Software controlador
¿
Análisis de la informaciónFigura 3.2 Componentes tecnológicos que integran el nuevo modelo.
77
En la figura 3.2 se muestra la secuencia en la cual operan los componentes
tecnológicos esencialmente se interpreta como flujo de información. Los instrumentos de
medición detectan la intensidad del factor que se está monitoreando (ruido, temperatura,
vibraciones, intensidad de corriente) y producen una señal eléctrica (análoga) proporcional.
Dicha señal es preparada o adaptada para que pueda ser recibida por una computadora por
medio de una interface que convierte la señal de análoga a digital, la señal digital se
manipula por medio de un software controlador que finalmente arroja datos estadísticos y
gráficas para que éstas puedan ser analizadas por el personal de mantenimiento predictivo.
3.2.2 Definición general del modelo tecnológico.
El equipo detecta las temperaturas, el consumo de corriente, las vibraciones y el
ruido; como todo está integrado a una computadora personal, cuando se realizan las rutas,
se procesan los datos en forma inmediata. Se pueden monitorear a la vez 16 componentes o
máquinas. Pueden ser 16 inspecciones de vibraciones, temperaturas, consumo de corriente,
intensidad de ruido o inspecciones combinadas de vibraciones, ruido, temperatura y
amperaje hasta completar 16.
El sistema puede recibir y procesar a la vez información de uno o varios factores
que se estén monitoreando (vibraciones, temperaturas, ruido y consumo de energía) y
muestra en pantalla la forma gráfica del comportamiento de dichos factores, de esta forma
el personal de mantenimiento puede determinar en forma visual picos altos y bajos lo cual
significa desviaciones fuera de la media.
78
La figura 3.3 es una representación de la forma en la cual se monitorean las
máquinas.
Mqiinal
Miquina2
IVKquina 3. Mquira 16
Adquisición de Efetcs
1/1/ V V V y U1/ U V y • íi A !\ i
Represertación del ccnportarniento
de maquinaria
Se rrcnitorea la maquinaria y se registran lecturas
posteriormente se procesa la infcrmacich y se analiza
Figura 3.3 Modelo tecnológico monitoreo de máquinas.
El sistema esta diseñado para que se pueda a adaptar a cualquier tipo de empresa, da
la facilidad al usuario de dar de alta, baja y configurar los tipos de análisis que se van a
realizar. Por ejemplo si de acuerdo a la ruta del día se determina que 2 máquinas requieren
de análisis termográfico y 1 de vibraciones; se procede a dar de alta dos sensores de
79
temperatura y uno de vibraciones, de acuerdo a las características de los equipos se
configuran los rangos de operación. Puede ser que la temperatura de los componentes que
se están verificando es normal dentro de un rango, cuando alguno de ellos sale de esos
limites el sistema lo detecta y enciende una alarma. También da la facilidad de dar de alta
áreas, en cada una de éstas se pueden monitorear las máquinas y equipos que ahí existen, de
esta forma, si se desea se pueden realizar inspecciones por áreas.
La información que se detecta durante las rutas de inspección es recopilada en
tiempo real y puede ser manipulada a conveniencia del personal de mantenimiento, ya que
se presenta en un formato estándar para manejarla con cualquier procesador de textos; así
se crean archivos históricos de fallas de maquinaria, de información estadística y
probabilística, es decir el análisis de confiabilidad (retroalimentación con el enfoque
cubano) se puede llevar a cabo de una manera práctica, pues el sistema por sí solo guarda y
registra el comportamiento de los factores que se están monitoreando; se puede proceder a
realizar el análisis de vibraciones, de termografía de intensidad de ruido y de consumo de
energía y la información estadística es la guía para llevar a cabo un análisis confiable. Así
se crea un dictamen del estado de la maquinaria, de los componentes y partes que la
constituyen.
3.2.3 Tipos de análisis del modelo propuesto.
3.2.3.1 Análisis de termograña y vibraciones.
Dichos análisis son básicos en el mantenimiento predictivo la importancia y los
beneficios de llevarlos a cabo se mencionan en el capitulo II.
80
3.2.3.2 Análisis del consumo de energía eléctrica.
En el país, el principal sector consumidor de energía eléctrica es el industrial con un
54.2% del total nacional seguido por los sectores residencial, comercial, agrícola y de
servicios. Del 54.2% de energía que se utiliza en el sector industrial, aproximadamente un
60% de esa energía es consumida por los motores eléctricos. La mayoría de la maquinaria
(máquinas herramientas) utiliza para su funcionamiento motores eléctricos, éstos consumen
corriente durante todo el turno laboral, existiendo un mayor consumo cuando una máquina
opera a plena carga. El término "plena carga" se refiere al tiempo real de operación de una
máquina.
El modelo tecnológico tratado en esta investigación contempla el monitoreo del
consumo de energía; lo anterior se realiza con el fin de llevar a cabo una comparación del
consumo real contra el consumo que se espera de acuerdo a las especificaciones del motor.
Cuando el consumo real es mayor, significa que existen factores que exigen mayor potencia
o bien, que existen demasiados tiempos muertos de operación. Entre los factores que
provocan mayor consumo se encuentran los siguientes:
• Maquinaria sucia.
• Falta de lubricación y ajuste.
• Mal uso de la maquinaria por parte del operario.
Los factores antes mencionados se analizaron en el enfoque japonés utilizando
mantenimiento autónomo, significa entonces que el modelo se retroalimenta con dicho
enfoque y viceversa.
81
Tiempos reales de operación y tiempos muertos de operación.
Generalmente en un turno de trabajo, una máquina no opera a plena carga todo el
tiempo, existen períodos durante los cuales la máquina consume corriente pero sin trabajar
a plena carga. No es posible que un operario mantenga durante todo el turno laboral
trabajando a plena carga su máquina, debido a que es necesario que utilice cierto tiempo
para el montaje de equipo adicional y herramientas, además del tiempo para centrados y
calibrationes, para tomar medidas, afilar herramientas, ir al almacén a pedir equipo, ir al
baño, cuestionar a su supervisor sobre alguna duda, etc. Es muy incómodo y difícil de
recordar para el operario apagar o desactivar la máquina mientras realiza cualquiera de las
actividades antes mencionadas, por tal motivo, durante todos estos lapsos de tiempo la
máquina consume energía. Mediante el modelo aquí propuesto se puede llevar a cabo el
monitoreo de consumo de energía de tal forma que sea posible detectar los momentos en
los cuales las máquinas trabajan a plena carga y aquellos durante los cuales trabajan al
vacío. Esta información equivale a los tiempos reales y tiempos muertos de operación, la
vida útil del equipo se conoce con mayor exactitud, y se complementa el archivo de
historial estadístico que apoya al enfoque cubano (confiabilidad). Así también se detectan
los desperdicios y efectividad de mano de obra.
Otra información que es posible obtener mediante la manipulación de la
información que proporciona el modelo propuesto es la siguiente:
• Estadísticas sobre el número de fallas.
• Probabilidades de fallo en componentes.
82
Probabilidades de fallo en maquinaria por áreas y departamentos.
Predicciones sobre fallas de maquinaria y equipo.
Reportes calendarizados para reposición y cambio de repuestos.
Carga de trabajo de las máquinas.
Elementos que requieren de mantenimiento preventivo.
Elementos que requieren ser remplazados.
Control de inventarios.
Datos estadísticos acerca de fallas.
83
3.2.4 Descripción del sistema.
Los componentes que forman el sistema son: Una tarjeta adquisitora de datos, una
computadora personal, un software controlador y varios transductores(vibrómetro,
decibelímetro, termopar, sensor de corriente). En la figura 3.4 se muestra la forma como se
integran dichos componentes:
Transductor de ruido
Transductor de vibraciones
M a q u i n a r i a
Transductor de corriente
Transductor de temperatura
1*1
Computadora Personal
Tarjeta adquisitora de datos Software Controlador
] » 0 12.20 30.0043.00 10000 3
Representación de información
Figura 3.4 Integración de componentes del modelo tecnológico.
Los transductores son dispositivos que utilizan como entrada un agente externo y en
base a la intensidad de dicho agente producen como salida una señal analógica(voltaje). La
señal analógica es recibida por una tarjeta adquisitora de datos, la cual convierte esta señal
84
en una señal digital. Posteriormente, por medio de la tarjeta se lleva a cabo una
transferencia de datos hacia la unidad central de procesamiento, dichas transferencias se
realizan utilizando como controlador un lenguaje de programación con el cual se manipulan
los datos, de tal forma que es posible visualizar de manera gráfica y en reportes el
comportamiento del factor que se esta midiendo (vibraciones, temperaturas, ruido, consumo
de energía). Este equipo puede estar trabajando por largos períodos de tiempo, por lo tanto
permite obtener resultados en cualquier momento. A continuación se define cada
componente así como sus características.
3.2.4.1 Transductores.
Los transductores se definen como dispositivos que convierten un tipo de energía en
otro. Se emplean extensamente en el trabajo de medición ya que no todas las cantidades que
se necesitan medir se pueden mostrar con tanta facilidad como otras. Generalmente se logra
efectuar una mejor medición de una cantidad si ésta se convierte a otra forma que se
muestre con facilidad y exactitud.
En general, hay tres elementos principales comunes a la mayoría de los sistemas de
medición; el primero de ellos es el elemento de detección o sensor. El objetivo del elemento
de detección es responder a la magnitud de la cantidad que se esté midiendo; la respuesta
del sensor toma la forma de una señal de salida cuya magnitud es proporcional a la
magnitud de la cantidad que se esté midiendo. El segundo elemento es el modificador de
señal; este elemento recibe la señal de salida del elemento de detección y la modifica
mediante amplificación o por conformación adecuada de su onda.
85
El tercer elemento de los sistemas de medición es el dispositivo de despliegue o de
registro; en esta investigación se utiliza como dispositivo de despliegue una computadora
digital.
Una definición establece que el transductor es un dispositivo que al ser afectado por
la energía de un sistema de transmisión, proporciona energía en la misma forma o en otra a
un segundo sistema de transmisión, esta transmisión de energía puede ser eléctrica,
mecánica, química, óptica (radiante) o térmica. Esta amplia definición de un transductor
incluye, por ejemplo, dispositivos que convierten fuerza o desplazamiento mecánico en una
señal eléctrica.
Estos dispositivos forman un grupo muy importante y numeroso de transductores
que se encuentran en el área de instrumentación industrial. Muchos otros parámetros físicos
(calor, intensidad luminosa, humedad) se pueden convertir en energía eléctrica por medio
de transductores. Además proporcionan una señal de salida cuando son estimulados por una
entrada no mecánica: un termistor reacciona a variaciones de temperatura, una fotocelda a
los cambios de intensidad luminosa, un haz electrónico a los efectos de un campo
magnético, etc. En todos los casos, la salida eléctrica se mide mediante métodos estándares
dejando la magnitud de la cantidad de entrada en términos de una medida eléctrica
analógica.
3.2.4.1.1 Clasificación de transductores.
Los transductores se pueden clasificar según su aplicación, método de conversión de
energía, naturaleza de la señal de salida, etc. Por lo general todas estas clasificaciones
86
terminan en áreas que se superponen. Una distinción y clasificación estricta de los tipos de
transductores es difícil. Existen dos principales clasificaciones de transductores de acuerdo
con los principios eléctricos en que se basan. La primer clasificación se refiere a los
transductores que requieren potencia externa. Estos son los transductores pasivos, los
cuales producen una variación en algún parámetro eléctrico, como resistencia, capacitancia,
etc. que se puede medir como una variación de voltaje o corriente. La segunda categoría
corresponde a transductores del tipo de autogeneración, que generan un voltaje o corriente
analógica cuando son estimulados por medio de alguna forma física de energía. Los
transductores de autogeneración no requieren potencia externa.
Aunque sería casi imposible clasificar todos los sensores y mediciones, los
dispositivos descritos representan un buen número de transductores disponibles en el
comercio para aplicaciones de ingeniería instrumental.
Los traductores que se utilizan en la herramienta tecnológica aquí descrita, son para
detectar temperaturas, amperaje (consumo de corriente), ruido y vibraciones, sin embargo
se puede adaptar para utilizar cualquier tipo de transductor ya que la interface que se
maneja es estándar y compatible con las salidas que proporcionan los transductores.
3.2.4.2 Tarjeta adquisitora de datos.
Sirve como interface entre la computadora personal y los transductores, dicha tarjeta
fue elaborada por el Ingeniero industrial eléctrico, Cuauhtémoc Guerrero Tejada; el
objetivo por el cual diseño y realizó dicha tarjeta es el siguiente: "Proporcionar a los
profesionistas y estudiantes de las ciencias de la Ingeniería, una herramienta de apoyo para
87
realizar una comunicación entre una computadora personal y diversos dispositivos
periféricos, a través de una tarjeta de dispositivo de E/S".7
"Apoyar la formación de los estudiantes que cursan las materias en las cuales se
aborda el estudio de los microprocesadores, para que puedan efectuar diversas interacciones
entre una computadora personal y los dispositivos periféricos cuando se ejecuten tareas de
comunicación".
Desafortunadamente no existe en el mercado un adaptador estándar que esté
diseñado para recibir determinadas entradas y producir salidas de acuerdo con las
necesidades del usuario. Este motivo obliga a desarrollar un dispositivo de entrada/salida
sobre una tarjeta con las características adecuadas para ser manejada mediante una
computadora personal convencional (dichas características se refieren a una tarjeta que
tenga ranuras conectores de bus que ofrece una tarjeta madre de una computadora personal
de 5 a 8 ranuras conectores).
Las tarjetas antes mencionadas existen en el mercado y se comercializan preparadas
para ensamblar en ellas los elementos que conforman los diseños de circuitos electrónicos
deseados, (capacitores, resistencias, circuitos integrados, etc.) La tarjeta que el Ingeniero
Cuahutémoc Guerrero eligió fue el prototipo JDR PR-1 y PR-2 distribuidas por JDR
Microdevices en los E.U; el diseño de este modelo de tarjetas permite obtener las diversas
señales que ofrece el bus del sistema de una PC (62 señales). Estas tarjetas cuentan con
impresiones en ambos lados (dibujos) acerca de los diferentes componentes que conforman
el dispositivo de Interface, así como puntos de prueba; el material con el cual están
fabricadas es de alta calidad pues contiene oro alrededor de los conectores, las rejillas son
88
de alta disipación de potencia con plano de tierra al reverso con + 5 volts; contiene
instrucciones y agujeros directos impresos así como en las rejillas para alta disipación de
potencia.
Funcionamiento general de la interface.
Cuando se tiene el dispositivo de interface(tarjeta adquisitora) en condiciones para
trabajar así como todos sus componentes necesarios para su funcionamiento(que esté
conectada a la computadora personal y que los transductores estén conectados a ésta), nos
proporciona una transferencia de datos entre la unidad central de procesamiento, dichas
transferencias de datos se llevan a cabo utilizando instrucciones de algún lenguaje de
programación (ensamblador, pascal, C, etc.).
Los datos se leen directamente de los puertos, mediante las instrucciones propias del
lenguaje que se desee utilizar. Para el desarrollo de esta investigación se utilizó el lenguaje
de programación Borland C++. El siguiente ejemplo ilustra un programa realizado en
lenguaje C para leer un dato del puerto A y desplegarlo en pantalla.
#include <stdio.h>
#include<dos.h>
int main(void){
int result;
clrscr 0 ;
outport (0x303, 0x90); /*Palabra de control que define que los tres puertos
trabajan en modo 0. Define también que el puerto A trabaja como entrada y
89
los puertos B y C como salidas */
result = inport(0x300) ; /*Instrucción de lectura del puerto A en la dirección
300 guardándose en la variable result el dato */
printf("palabra leída desde el puerto 300 0x%d\n, result) ; }
Para probar que realmente la interface de entrada/salida esté trabajando de manera
adecuada se puede utilizar el comando debug el cual lo proporciona el sistema operativo.
Como podemos observar, el dispositivo es muy portable ya que para leer los datos que
entran no es necesario precisamente un lenguaje de programación. A continuación se
muestra un ejemplo de como llevar a cabo una prueba:
Primero, se manda la palabra de control en la dirección hexadecimal 303, de la
siguiente forma: -o 303 80, el número hexadecimal 80 será la palabra de control. Después
se escribe en los tres puertos los siguiente:
-o 300 num (la dirección 300 corresponde al puerto A)
-o 301 num (la dirección 301 corresponde al puerto B)
-o 302 num (la dirección 302 corresponde al puerto C)
"num" es el dato que se requiere enviar a ésos 3 puertos. En el circuito integrado,
los datos escritos en los puertos se mantendrán en ellos hasta que se de una instrucción de
salida o se envíe otra palabra de control, los datos que tienen los puertos se pueden leer con:
-i 300, -i 301,-i 302
90
La tarjeta es compatible con cualquier tipo de computadora personal excepto, con
las portátiles ya que estas contienen una tarjeta madre de menor tamaño. A partir de la
lectura de los puertos la información es manipulada de acuerdo a las necesidades del
usuario.
3.2.43 Software utilizado.
El software que se utiliza está desarrollado en lenguaje Borland C++, se puede
ejecutar bajo Dos y mediante un acceso directo a Windows 95. Los requerimientos de
equipo son los siguientes:
• Procesador 386 o superior.
• Monitor. VGA Color o SPVA Color.
• Memoria en RAM: 8 o más Mega bytes.
• Espacio libre en Disco Duro: 30 Mega Bytes o más.
• Velocidad del procesador 33 Mega hertz.
• No se requiere Windows 95, sin embargo si se tiene, se puede accesar.
El software es fácil de instalar y de usar para instalarlo; basta con copiar el
programa ejecutable bajo un directorio previamente creado. Cuando se ha copiado, se
procede a configurar los periféricos, pues permite dar de alta los instrumentos de medición
(transductores).
91
Para llevar a cabo los diferentes tipos de análisis(vibraciones, ruido-ultrasonido,
consumo de corriente, termografía), de acuerdo al tipo de análisis a realizar es necesario
determinar rangos de operación, existe una opción para poder hacerlo. De la misma forma
se pueden dar de baja o cambiar dichos instrumentos; cuando se realiza el monitoreo se
pueden seleccionar los instrumentos dados de alta con el fin de visualizar en forma gráfica
el comportamiento del factor que se está inspeccionando. Mientras esto sucede, el software
genera un archivo con datos en tiempo real, dichos datos pueden corresponder a
temperatura, vibraciones, consumo de energía o bien a intensidad de ruido. Esa información
es fácil de granear mediante cualquier software que maneje gráficos.
La tabla 3.8 muestra los datos correspondientes a un análisis de vibraciones de un
motor los cuales son representados en forma gráfica.
3 0 6 0 ! 9 0 '••
' 1 2 0 ; ISO] 1 8 0 S'fO'i 2 4 0 '
3 5 7 3 4 : 5 6 6 1 5 4 0 2 5 . B B 7 7 1 2 8 5 9 . 5 3 7 8 ! 1 3 0 6 0 . 2 4 1 3 ! 5 4 2 1 8 : 8 6 6 6 i 3 5 6 9 3 . 7 2 5 1 2 9 Ó 5 . 5 7 6 2 7 J
3 8 1 8 1 6 7 2 2 7 0 ' 5 4 1 7 5 6 0 3 3 ! 3 0 0 ' 1 2 6 4 1 5 3 3 8 ? 3 3 0 ; 1 3 4 8 1 . 0 4 3 :
5 4 5 6 6 . 8 1 8 7 : 3 5 7 4 8 . 3 9 4 3 ! 3 1 7 4 . 1 3 2 1 7 3 6 6 6 0 . 1 0 6 3 !
543S5:T49"9"T 1 3 0 5 5 9 7 1 8 ,
5 4 0 : 1 3 9 3 4 . 2 7 4 8 ; 5 7 0 ' S 4 S 4 4 6 2 3 0 : 6 0 0 ' 3 S 8 3 0 . 1 3 D 2 5 6 3 0 ; 3 4 7 5 . 8 0 6 2 9 ; 6 6 0 ! 3 7 1 6 9 . 3 6 5 6 Í 6 9 0 ; 5 4 S 6 4 . 6 1 4 3 Í 7 2 0 1 3 2 0 2 . 9 1 3 5 !
3 6 0 3 9 0 4 2 0 4 5 0 4 8 0 5 1 0
Análisis d* Vibración**
.•••ni i
.Sartal
Trampa an • MI aa alindo a
Tabla 3.8 Ejemplo de un análisis de vibraciones.
92
A continuación se muestra el código del programa con el cual se lleva a cabo el
análisis termográfico, el funcionamiento es muy simple; por medio de un termopar se
detecta la temperatura del componente inspeccionado, el termopar produce un voltaje de
salida proporcional a la temperatura, dicho voltaje se recibe mediante una tarjeta
adquisitora de datos la cual hace la conversión de señal análoga/digital dicha señal es
procesada por el programa
#include <stdío.h>
#Include<dos.h>
int main(void)
{
double result;
int i, n ;
char ch;
FILE *arch;
clsrcrO;
ch = getch();
aren = fopen("temp.txt", "w") ;
printf("El número de datos para la muestra es de : " ) ;
scairf("%d", &n);
for (i = 1 ; i < n ; i++)
{
result = inport(0x300);
if(( result > 0
93
El termopar utilizado es de alta sensibilidad, por lo tanto, la lectura de temperaturas
es muy precisa. El fabricante proporciona una tabla en la cual se especifican las
temperaturas y los voltajes de salida del termopar. La tabla 3.9 es un ejemplo de los
resultados que arroja el sistema para representar a través del tiempo el comportamiento
termográfico de un determinado equipo.
aaxoi 80001 QO0LTJ5 8QG01 Q00011! 8Q001 QOOOi 8Q001
0.00021: 8Q001 QCCCB3 8QC01 QOD0B1I 8QC01 Q00035: 79.CQ2 QO0M1] 8Q001I Qcowe 8Q0O1 Q00C61 8Q001 QC0C65" 81.006 QO0OS1 81.005 QOOOBf 81.0C4 Q0QD71I 81.003 QG0076; 81.009 00X81! 81.001 000086! 81.001 QC0091 81.001 Q0009Í 81.002
QC0101 Q0O1O3 Q00111
81.0C2 81 81
Q00116 81002
93
83 7 0 .
63
53
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TLENPO EN MLISEGNJOS
Tabla 3.9 Análisis de termografía
94
CAPITULO IV
PREVISIÓN DEL MANTENIMIENTO.
4.1 Introducción (previsión del mantenimento).
Una característica del mantenimiento es que debe ser planeado con tanta
anticipación que a menudo no se le considera parte del programa en ocasiones ni siquiera
se le toma en cuenta, es la previsión de mantenimiento, que consiste en estructurar
cualidades de bajo mantenimiento y larga duración, recurriendo para ello a la adquisición
planeada de maquinaria o equipo proyectados para reducir al mínimo el tiempo de paro en
la producción, así como el esfuerzo de mantenimiento y a la vez que aumentar al máximo la
duración efectiva de las máquinas. Con este objeto, habrá que estudiar y buscar con cuidado
desde el punto de vista de mantenimiento, todo lo que convenga para los fines indicados.
Al no hacerlo deberá olvidarse que lo que poco cuesta no da buenos resultados y que las
economías exigen que se compre calidad. En este caso serán útiles los registros históricos
que apuntan el desempeño de ciertos tipos de maquinaria.
4.2 Presupuesto del mantenimiento.
Un presupuesto es un plan económico que constituye el mejor cálculo posible,
hecho por la administración, de los gastos que se harán en un lapso fiíturo determinado.
Por tanto, puede decirse que los presupuestos son una expresión de resultados previstos.
Deben reflejar planes reales y estar basados en posibilidades verdaderas, más que en
conjeturas de lo que puede ocurrir. Una mejor planeación como consecuencia del
presupuesto sólo es posible si las operaciones futuras son consideradas a detalle y si las
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cifras de aquél expresan el efecto de planes reales para operaciones venideras. Cuando un
presupuesto está bien elaborado, viene a ser un eficaz instrumento de control en cuanto a
que los informes que representan el desempeño real contra las partidas estimadas
constituyen una base para emprender una acción preventiva.
Una herramienta poderosa en la estimación del presupuesto es según T.
Newbrough(l 995) la supervisión continua que proporcionan la información necesaria. " La
forma más conveniente de estimar el costo del mantenimiento es empezando por deterrninar
la amplitud de las necesidades de éste y procediendo enseguida a establecer el valor de los
centros de servicio que agrupan las funciones técnicas y de reparación pertinentes. El
empleo de los costos del año anterior como presupuesto no es una buena política porque el
nuevo presupuesto debe reflejar las mejores ideas y el mayor cuidado para que sea un
instrumento funcional.8 Necesita también tener presentes factores de mejoramiento
resultantes de métodos óptimos, perfeccionamientos de maquinaria y equipo avance en los
procesos y diseño de productos, así como ahorros en el costo resultantes de rehabilitaciones
importantes y cambios de instalaciones hechos en el año anterior y previstos para el
siguiente ejercicio presupuestario, de nueva cuenta el mantenimiento predictivo nos apoya
para determinar un buen presupuesto pues se establece con anticipación que tipo y que
cantidad de refacciones serán necesarias así también es posible estimar la vida útil de los
equipos y pronosticar cuales de ellos pueden ocasionar problemas en un momento dado.
Hay empresas que preparan presupuestos escalonados que se basan en un reexamen
del presupuesto anual cada trimestre calendárico".9
96
Este método presenta dos ventajas, a saber:
1. La planificación del presupuesto es continua durante el año, permitiendo nuevas
ideas e iniciativas y mejorando la calidad de la programación.
2. El presupuesto se torna más flexible y adaptable a las situaciones cambiantes,
prestándose más como instrumentos, para una planeación a mediano y largo
plazo.
La preparación del presupuesto no es tarea de un solo hombre, los directores y
supervisores son quienes, principalmente, deben intervenir en la elaboración y en el control
ejercido con el empleo de presupuestos. Si las estimaciones expresan realmente el costo de
mantenimiento en la fábrica para un volumen detenninado, serán un instrumento de gran
valor, pues facilitarán un mejor control de los costos de conservación.
Los presupuestos que no han sido hechos con cuidado y exactitud carecen de valor.
Por tanto, es de todo punto conveniente que dichos documentos se preparen con sumo
cuidado para que constituyan una predicción exacta de los costos. Se le puede usar como
medio administrativo para el control de los mismos, desde luego, hay que advertir que el
presupuesto no corrige las deficiencias de un mantenimiento incorrecto; el mejoramiento de
este es consecuencia de una mejor planeación y programación, acción preventiva, medición
del trabajo etc.
97
4 3 £1 mantenimiento en la empresa del futuro
Conforme se automatiza una empresa, aumenta el personal dedicado a labores de
mantenimiento, mientras se reduce el personal dedicado a labores de producción, al mismo
tiempo, la división entre ambos tiende a desaparecer, convirtiéndose simplemente en
personal de operación. Esto es debido a que las labores mecánicas y repetitivas son
ejecutadas por máquinas inteligentes(robots en su sentido más amplio), que entre otras
cosas son capaces de indicar cuándo y dónde hay una falla, estableciendo con el personal de
mantenimiento una relación similar a la que tiene un médico con su paciente. Por ello, el
personal de mantenimiento del futuro, serán especialistas altamente calificados, que
conocen el proceso productivo a la perfección, así como las características técnicas de los
sistemas y equipos. Las plantas automatizadas están preparadas para operar las 24 horas del
día durante todo el año, lo que hace obligatorio recurrir a técnicas de mantenimiento
predictivo, donde el monitoreo computarizado de la planta, permitirá no sólo programar y
controlar la producción, sino determinar el estado de los equipos. Probablemente las
técnicas de control de calidad y mantenimiento predictivo, tenderán a converger. Conceptos
de confiabilidad, como los aplicados en el mantenimiento de aviones, se volverán
indispensables para garantizar que los paros de producción imprevistos, serán cosa del
pasado, ya que los conceptos modernos de producción, como el 'justo a tiempo', así lo
requieren.
Un mantenimiento altamente especializado, brindará grandes oportunidades para la
creación de empresas de servicio, que permitan a las empresas bajar sus costos de
operación al subcontratar las labores más especializadas, que requieren de costosos equipos
y personal muy bien pagado. Las labores rutinarias de administración de mantenimiento,
98
serán computarizadas y formarán parte de la red de cómputo, que permite programar y
controlar la producción.
El auge de la ecología hará imprescindible que el ingeniero responsable de
mantenimiento, asuma nuevas funciones: ahorro energético, reciclaje de desechos
industriales, implementación de tecnologías limpias y en general todo lo relacionado con la
imagen de una empresa preocupada por la preservación del ambiente.
4.4 £1 mantenimiento y el ahorro de energía
El mantenimiento considerando el ahorro de energía tiene que estar dentro del
concepto integral de administración de la energía. El mantenimiento en el entendimiento
general busca la restauración de las condiciones originales de los equipos o maquinarias,
debido al desgaste propio del funcionamiento sostenido por cierto lapso de tiempo. Este
desgaste o pérdida de las condiciones nominales de ajuste o desbalanceo, se reflejan en
incrementos de temperaturas, vibraciones, tensiones, etc; y que afectan directamente la
eficiencia. Dependiendo del tipo de maquinaria o equipo esta eficiencia no se nota ni se
puede medir fácilmente, debido a esto la confiabilidad de la operación ininterrumpida es la
que marca la pauta. Existen equipos en los que la pérdida de eficiencia se refleja en una
disminución de la producción por lo que se puede cuantificar su pérdida, las turbinas de
generación son un ejemplo de esto.
99
En general la falta de mantenimiento en los equipos de transferencia de calor, la
pérdida de fluidos, etc. afectan sensiblemente la eficiencia energética, algunos ejemplos
son:
• Calderas del lado del fuego llenas de hollín
• Calderas del lado del agua incrustadas.
• Intercambiadores de calor sucios.
• Superficies calientes o frías con aislamiento deteriorados.
• Fugas de vapor, aire, agua, etc. por sellos dañados o por tuberías perforadas.
• Accesorios dañados entre ellos válvulas de alivio, válvulas de retención y otros.
4.5 Paradigmas del mantenimiento.
Anteriormente el hombre de mantenimiento se sentía bien cuando ejecutaba una
buena reparación.
Ahora el hombre de mantenimiento se siente bien cuando, además de que evita la
necesidad del trabajo, evita la quiebra.
En el futuro el hombre de mantenimiento se sentirá bien cuando no tenga que hacer
ninguna reparación, o sea, cuando logre conseguir evitar todas las quiebras no planeadas.
100
Los paradigmas que impiden o retardan el desarrollo de la función mantenimiento
en el mundo son:
• Falta de organización del manteriimiento.
• Recurso humanos mal seleccionados.
• Contrataciones hechas en base solamente de costos.
• Ausencia del uso de la informática.
• Equipos inadecuados o viejos.
• Falta de políticas globales de mantenimiento.
• Falta de planificación.
• No existe definición del perfil del mantenimiento.
• Costos contenidos (ausencia de inversiones).
• Falta de control.
• Falta de calidad.
• Ausencia de patrones.
• Mano de obra mal remunerada.
Hay falta de conocimiento de los empresarios y de los técnicos de la "función
mantenimiento". Existe un desconocimiento del ahorro obtenido a lo largo de los años con
su adecuada utilización. Implantar mantenimiento predictivo representa cambios de la
forma de pensar por parte de los empresarios, una nueva idea causa inseguridad e
incertidumbre, existen paradigmas muy arraigados, el miedo a invertir es mayor a la
ambición de mejorar la productividad.
101
La falta de capacitación ayuda mucho ha dificultar los cambios de paradigmas, pues
los miembros del mantenimiento se quedan con sus conocimientos limitados, no aceptando
fácilmente los posibles cambios.
102
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
La intención del presente capítulo es presentar una serie de conclusiones y
recomendaciones obtenidas a lo largo de la investigación, esperando que ésta se utilice para
efectos prácticos y de marco de referencia para futuras investigaciones.
5.1 Conclusiones.
Existe una área de oportunidad para la aplicación del mantenimiento predictivo. Es
una realidad que en la microempresa mexicana no existen sistemas de mantenimiento y aún
no se aplican técnicas formales que pueden mejorar la productividad en éstas,
desafortunadamente los métodos empleados muchas veces son empíricos y la probabilidad
de obtener buenos resultados no siempre es alta. La utilización de sistemas de
mantenimiento predictivo en el mundo es poco usual; en Europa actualmente se esta
difundiendo con gran éxito pero el costo es demasiado alto; en América, los Estados
Unidos están a la vanguardia, sin embargo el costo de implantarlo sigue siendo el principal
obstáculo. General Motors de México es una de las pocas compañías que cuenta con este
tipo de mantenimiento en el país y quienes no pueden costearlo tienen una visión acerca
del mantenimiento predictivo como en el pasado la tuvieron quienes vivieron los inicios de
la computadora. Ahora todo mundo hace uso de la computadora debido a que los costos
bajaron, esta investigación pone al alcance de la industria el poder aplicar e implantar
mantenimiento predictivo debido a que el costo es más accesible. Se requiere un cambio
radical en la forma de pensar por parte de los microempresarios. El cambio implica
deshacerse de algunos paradigmas que a menudo dificultan tener una visión clara acerca de
103
los beneficios y ventajas que se pueden obtener cuando éste se da. Los microempresarios
mexicanos temen utilizar el mantenimiento predictivo, en primer lugar es algo nuevo que se
conoce poco, en segundo lugar ninguna microempresa lo ha aplicado, en tercer lugar el
riesgo que implica invertir en lo poco conocido crea incertidumbre. A la fecha sólo grandes
empresas lo utilizan, esto hace pensar a los microempresarios que las metodologías de la
ingeniería industrial son exclusivas de éstas, la implantación y aplicación del
mantenimiento predictivo no sólo exige una inversión sino también un cambio en la cultura
para trabajar bajo condiciones de disciplina y constancia, el enfoque japonés por ejemplo, o
funciona eficientemente sólo cuando se tiene conciencia de estos factores. El
mantenimiento predictivo es en sí, un proceso que forma parte de la operación de la planta
y no un proceso de apoyo para ciertas áreas.
La aplicación correcta del modelo tecnológico para el desarrollo de sistemas de
mantenimiento predictivo conlleva a la generación de ahorros significativos y se logra
cuando se tiene el apoyo por parte de operarios, supervisores de producción, gerentes o
directores y por supuesto personal de mantenimiento.
El costo originado por la implementación de un sistema de mantenimiento
predictivo utilizando el modelo propuesto se amortiza a corto plazo debido a los ahorros
que se generan, al mejor aprovechamiento de la vida útil del equipo, maquinaria y al
aumento de la productividad y la calidad.
104
5.2 Recomendaciones.
El modelo tecnológico para el desarrollo de sistemas de mantenimiento predictivo
esta enfocado de manera particular aunque no exclusiva a la microempresa, esto significa
que cualquier empresa, sin importar la magnitud, puede hacer uso de este modelo y es
recomendable que cuando se implante se haga por etapas y por áreas con el fin de
enfrentarse al cambio de manera gradual. La implantación puede empezar sin la adquisición
del equipo de monitoreo empezando con el enfoque japonés y cubano; después de que se
concluya por cuenta propia del microempresario, que el modelo es eficiente y que ayuda a
la operación óptima de la planta, se puede adquirir el equipo de monitoreo, así se elimina el
miedo a invertir pues tanto el enfoque japonés y cubano no requieren de inversión alguna.
Como en la actualidad no se cuenta con datos estadísticos e históricos acerca del
comportamiento de la maquinaria, la experiencia de los operarios y del personal de
mantenimiento preventivo es la base de datos inicial de confiabilidad para la predicción de
fallas, por otro lado el mantenimiento predictivo exige de conocimientos especializados
que técnicos e ingenieros pueden comprender con mayor facilidad, por lo tanto el equipo de
mantenimiento predictivo puede formarse integrando personal de dichas áreas.
Ante la situación que prevalece de excelencia, competencia, calidad, buen servicio,
etc. es necesario buscar los mecanismos que permitan el uso adecuado de recursos tanto
materiales como humanos, las metodologías que la ingeniería industrial ofrece deben ser
consideradas como la base de sostenimiento de las microempresas. De no ser así, la
microempresa nacional desaparecerá.
105
Para implantar dichas metodologías se debe tener una mentalidad abierta para
generar nuevos cambios que propicien mayor productividad y han de implantarse acciones
concretas para llevar a cabo mantenimiento predictivo.
106
BIBLIOGRAFÍA.
Newbrough E. T. y personal de Raymond Albert, INC. Administración de mantenimiento
industrial. Diana 1974.
Mather Hal. Manufactura Competitiva Ventura 1989.
Hernández A. Manufactura Justo a Tiempo Cecsa 1992.
Hopeman J. R. y University Villanova. Administración de producción de operaciones
Continental 1986.
Ramírez D. N y Cabello Garza M. A. EMPRESAS COMPETITIVAS Una estrategia de
cambio para el éxito. Me Graw Mil 1996.
Ackof Planificación de la empresa del futuro. Limusa 1994.
Méndez S. J. y Ballesteros N. Problemas y política económicos de México, interamericana
1992.
Burch John G.Jr y Strater R. Félix Jr. Sistemas de información Limusa 1981.
Sampieri R. H. y Collado F. C, Lucio P. B. Metodología de la Investigación
107
Mc.Graw. Hill 1991.
Joyanes Luis y Vaquero A. Informática. Me. Graw Hill 1985.
Shonberger Richard J. Manufactura de Clase Mundial. Norma 1985.
108
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
vibraciones Mecánicas aplicadas al balanceo de Rotores, José Rodríguez Zamonsett(1969) Saltillo Coahuila.
2 Invitado a Junta anual sobre Mantenimiento predictivo en las instalaciones de General Motors. S.A. de C.V. Planta Ramos Arizpe, Marzo 1998, Saltillo Coahuila.
3 Visita a las instalaciones de General Motors S.A. de C.V. para conocer la forma en la cual llevan a cabo el Mantenimiento Predictivo(1998) Saltillo Coahuila.
4 Mecánica de Fluidos (19839 Frank M. White
5 Mecánica de Fluidos (1994) G. Boxer
6 Rivero, J., Salomón, J., Torres, A., Resultados más significativos de los APS en Cuba.
7 Tarjeta Adqusitora de datos Cuahutémoc Guerrero (1991) Saltillo Coahuila.
Administración del mantenimiento industrial (1974) Newbrough.
109
![[Innovación y desarrollo tecnológico]](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/62beba67f3a55940f05087d3/innovacin-y-desarrollo-tecnolgico.jpg)
