La Revista para la Gestión Confiable de los Activos

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1 Mantenimiento en Latinoamérica Volumen 1 N 5 Septiembre Octubre 2009 La Revista para la Gestión Confiable de los Activos La Hora y la Oportunidad para el Mantenedor Creando una Cultura para la Gestión del Mantenimiento El ahorro energético se logra con el mantenimiento Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en V Principales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento Predictivo Fuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas Industriales Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) en Planta de Alimentos Visión, Misión del Departamento de Mantenimiento Procuremos que no sean imposibles Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 1

2 Contenido Mantenimiento en Latinoamérica 3 Editorial 4 La Hora y la Oportunidad para el Mantenedor Si la expectativa de una planta es producir 100 piezas por minuto, con un desempeño del 100% es posible hacer esto. 6 Creando una Cultura para la Gestión del Mantenimiento Conseguir dentro de la compañía una cultura que apoye como es requerido la estrategia elegida, e incluso conseguir la cultura en el personal responsable del mantenimiento no es del todo fácil. 8 El ahorro energético se logra con el mantenimiento de qué nos sirve el mejor diseño y la mejor instalación de un sistema de aire acondicionado donde se han aplicado los últimos componentes de conservación de energía y los equipos más eficientes y sin embargo, no se les da el mantenimiento preventivo apropiado? 9 Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en V Por su simplicidad, generalmente no reciben mucha atención, sin embargo el cumplimiento de un plan mínimo de mantenimiento proactivo, puede mejorar la confiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastos de mantenimiento y consumo de energía. 15 Principales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento Predictivo El método o prueba de líquidos penetrantes (LP), se basa en el principio físico conocido como "Capilaridad" es un método de ensayos no destructivo. 18 Fuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas Industriales Los elementos de una máquina podrían fallar catastróficamente si no se lubricaran, y aunque esto se hiciera, si el lubricante no es el adecuado, el mecanismo, dentro de un proceso más lento también se dañaría finalmente. 24 Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) en Planta de Alimentos El plan de implementación se realizó usando la técnica de Análisis Rápido RCM (fast-raced RCM analysis) aplicado para la industria en general. 28 Visión, Misión del Departamento de Mantenimiento - Procuremos que no sean imposibles toda organización (incluido los talleres o departamentos de mantenimiento) debe contar con su visión y su misión. El punto es saber cuantos de nosotros hemos pensado en esto o hemos establecido este parámetro de referencia organizacional. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 2

3 Editorial Hoy día, cuando las empresas del mundo buscan la forma de conservar o aumentar sus mercados, existe la imperiosa necesidad de que surjan lideres capaces de transformar la gestión del mantenimiento, lideres que con todas sus herramientas logren que todas las metas de sus compañías sean alcanzadas. Para todos nosotros es sabido, y para aquel que no lo sepa, que lo vaya sabiendo; El mantenimiento es el área de la compañía que afecta mas rápido las cifras generales del negocio. Disponibilidad, calidad, eficiencia, son solo tres factores que en su totalidad o en buena medida dependen del mantenimiento. Y actuando sobre ellos se afecta positiva o negativamente las utilidades de la compañía. A mayor disponibilidad; mas tiempo para realizar las labores productivas, con mas calidad; clientes mas satisfechos y mayores ventas y con una mayor eficiencia; hay una mejor utilización de los recursos dispuestos para la producción. Si el mantenimiento es tan importante hoy en día, hay que ajustar las labores de los mantenedores de tal forma que no sean inferiores a lo que pueden y deben dar para las empresas en tiempos en los que el mundo los necesita. No es de hacer muchos cambios, es de tomar la posicion que se debe, mostrando con hechos y no con otra cosa que el mantenedor hace parte del personal que influye sobre el bienestar de todos en la empresa y que en él puede aportar mucho mas que el simple concepto de reparar aquellos activos físicos que se encuentren descompuestos. Esta revista ha sido y seguirá siendo el medio que en Latinoamérica les muestre como lo están haciendo los profesionales de la region para que todos podamos conocer como aquellos que se atreven a hacer cosas y luego compartirlas, logran los exitos necesarios para que sus compañías y sus paises sigan ascendiendo en competitividad y logren conservar o aumentar sus mercados. Mantenimiento en Latinoamérica Volumen 1 N 5 EDITORIAL Y COLABORADORES Lourival Tavares Alfredo Sotolongo William M. Murillo William Orozco Murillo Eduardo Díaz Rodríguez Pedro Albarracin Aguillon Juan Carlos Orrego Barrera Víctor D. Manríquez Rosales El contenido de la revista no refleja necesariamente la posición del Editor. El responsable de los temas y conceptos emitidos en cáda artículo es la persona quien los emite. VENTAS y SUSCRIPCIONES: revista@mantonline.com Director General Juan Carlos Orrego revista@mantonline.com Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 3

4 La Hora y la Oportunidad para el Mantenedor Lourival Tavares Ingeniero Electricista Coordinador General de Postgrado Ingeniería de Mantenimiento Universidad Federal de Rio de Janeiro Consultor Internacional l.tavares@mandic.com.br Brasil Performance, o desempeño, es lo que se puede obtener de un equipo en relación a lo que él efectivamente puede ofrecer, o sea, si la expectativa de una planta es producir 100 piezas por minuto, con un desempeño del 100% es posible hacer esto. Esta es, en esencia la síntesis del tema que atrae la atención de millares de profesionales relacionados con el mantenimiento en todo el mundo desde la Revolución Industrial. Aunque simple de entender, se trata de un intrincado desafío que involucra en los tiempos actuales, técnicas, procedimientos y normas cada vez mas sofisticadas, con la presencia cada vez mayor de los avances logrados por la tecnología de información. En este escenario tenemos por supuesto una realidad, Mantenimiento participa directamente, no solo, en la tarea de garantizar el funcionamiento del equipo la mayor parte del tiempo posible, sino también en el desafío de garantizar la calidad de los productos al menor costo. Son tres demandas que se complementan y una no debe prescindir de las otras. La definición más sencilla de Confiabilidad en relación a los servicios de mantenimiento es: el paro del equipo no es decidido por él (equipo) y si por el profesional que lo atiende (el mantenedor). Confiabilidad es por lo tanto, garantizar que el equipo funcione todo el tiempo que sea necesario para generar el producto o el servicio y que pare solamente en las horas negociadas con el área de operación sin perjudicar el proceso. Consecuentemente, mantenimiento pasa a ser una parte de la producción que está intrínsecamente ligada con el negocio. Lo que Mantenimiento se propone es, en síntesis, hacer que el proceso sea el más rentable posible. Su meta permanente es evitar paros imprevistos provocados por fallas que tendrán tanto pérdidas directas de producción y facturación, como pérdidas indirectas; costo de horas extras, compra de material en carácter de emergencia, pérdida de materia prima, reducción de calidad, reprocesos, horas ociosas de los operadores y pérdida de plazos pactados. Estos son algunos costos importantes que Mantenimiento puede evitar por medio de trabajo calificado, sistemático y planificado, obtenido a partir del análisis de las ocurrencias en los equipos y sistemas que afectan la actividad principal de la empresa. No hay nada que impida la consecución de este objetivo primordial de mantener las maquinas funcionando. Hay técnicas disponibles en el mercado que deben ser adecuadas a las características de cada empresa. En una empresa de pequeño tamaño, por ejemplo, no deben ser aplicadas técnicas sofisticadas que exijan mucha inversión, pues ellas pueden encarecer las tareas de mantenimiento. En una empresa grande, que debe contar con el apoyo de un equipo bien estructurado de mantenimiento, se deben buscar técnicas más adecuadas para optimizar el proceso. Propongo, en este caso, la constitución de un equipo de PCM - Planificación y Control de Mantenimiento, que va cuidar de la base de datos del mantenimiento y garantizar la consistencia y confiabilidad de la información. Tomando el equipo anterior como punto de partida, es posible generar informes de gestión que serán encaminados a un segundo equipo que llamo de IDM - Ingeniería de Mantenimiento, cuyos conceptos fueron lanzados en los años 60 del siglo pasado, sin embargo, solo pasarían a ser aplicados a partir de los 90. Al analizar los informes, la Ingeniería de Mantenimiento desarrolla propuestas para los gestores del proceso en todos los niveles, desde el Director hasta el encargado. De esta forma es posible decidir por las acciones adecuadas obtenidas a partir de la utilización de técnicas disponibles como: análisis de fallas, búsqueda de causa raíz, método PM (maintenance production) del TPM, Análisis de valor, ABC/ABM (Activity Based costing/activity Based Management), los por qué?, el cuadro o árbol de decisiones entre muchos otros. Los indicadores de mantenimiento también serán utilizados por los profesionales para el análisis. El costo es una de las tres partes de un proceso de análisis, tal vez la más importante, pues influencia en los resultados de la empresa y, consecuentemente, del producto. Por lo tanto también se debe estar atento a buscar optimizar los gastos (directos e indirectos). Dentro de lo cual está la evaluación de stocks innecesarios o los stocks duplicados. Pero hay otros dos aspectos que debemos tener siempre en consideración en un proceso de evaluación del mantenimiento: la gestión de los propios equipos y la maximización del tiempo promedio de funcionamiento (adecuado a su demanda), y en ellos la minimización de sus paradas y la gestión de los recursos aplicados. Los índices de TPEF (Tiempo Promedio Entre Fallas) y TPPR (Tiempo Promedio Para Reparación) son muy divulgados, sin embargo no siempre bien utilizados. Si los aplicamos de forma adecuada se logrará la reducción del TPPR y el aumento expresivo del TPEF. Al lograr esto, es cuando ellos deben ser sustituidos por el TPEP (Tiempo Promedio Entre Preventivos) y el TPPP (Tiempo Promedi o Para Preventivos). En este caso se debe agregar al análisis los indicadores de Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 4

5 Disponibilidad, Confiabilidad y No conformidades, además de otros relacionados con la utilización de los recursos humanos y materiales disponibles. Mi experiencia tiene demostrado el avance del interés de las empresas en implementar los órganos de PCM e IDM además de la utilización correcta de los indicadores arriba mencionados a los cuales se puede agregar el OEE ( Overall Equipment Effectiveness - Efectividad Operacional Global), cambiando radicalmente el enfoque del mantenimiento de que; está ahí para reparar el equipo cuando se rompe enfoque de los años 50 del siglo pasado. Observo también el crecimiento de la ofertas de capacitación para formar especialistas de mantenimiento, gestión y análisis. La tecnología para la automación y la automatización de las empresas son crecientes por cuenta de la globalización. Y para que estas empresas sean más competitivas utilizan equipos cada vez más sofisticados y con menos necesidad de presencia del operador. En este escenario, la presencia del mantenedor pasa a tener el papel protagónico, una vez que tales equipos sean más sofisticados necesitaran mayor calificación de estos profesionales. En pocas palabras esta es la hora y la oportunidad para el mantenedor. Se observa un número creciente de profesionales que se están preparando para actuar en el área de Confiabilidad. Aunque todavía existan empresas que tienen el mantenedor como reparador, con una visión antigua hacia el mantenimiento correctivo, se observa felizmente que esa postura poco a poco está empezando a desaparecer. Sin embargo en la nueva visión del mantenedor también puede (y debe) estar contemplada la posibilidad que el equipo deba funcionar hasta romperse, desde que tal decisión no ponga en riesgo la Seguridad Humana, el Medio Ambiente, el Patrimonio de la Empresa y la Facturación. En esto está basada la nueva propuesta del llamado Mantenimiento Centrado en el Negocio El próximo desafío de la Función Mantenimiento es hacer con que el mantenedor evolucione para convertirse en un profesional de negocios, con la misión de generar cada vez más rentabilidad para la empresa, de forma que ella pueda ser más competitiva en un mercado globalizado y exigente. En síntesis, veo de forma muy positiva el desarrollo de la Confiabilidad y la mejoría del desempeño. Aunque exista la connotación de estadística en el aspecto de la Confiabilidad, entiendo que ella deba ser aplicada en el lenguaje del profesional de planta, más cercana del ingeniero y del técnico, evitando la utilización de fórmulas matemáticas muy complejas que puedan desmotivar a estos profesionales. No es necesario esperar que la máquina pare para empezar a contar el tiempo y cantidad de fallas. Con la disponibilidad de información lograda con apoyo de recursos como Internet, es posible hacer una investigación para determinar el grado de Confiabilidad de cada equipo. Tampoco debemos perder tiempo con equipos que no generan los riesgos arriba indicados (Seguridad, Medio Ambiente, Patrimonio y Facturación) ocupando el tiempo de este profesional tan calificado (como debe ser el actual mantenedor) en actividades que efectivamente agreguen valor. Esto incluye la posibilidad de hacer reingeniería de máquinas, métodos y procesos. Es importante, por lo tanto, la valoración del profesional de mantenimiento en el ámbito de las áreas de apoyo como Compras, Almacenes, Recursos Humanos, Seguridad, Patrimonio, Financiera y Contabilidad. El conjunto armonioso de estos órganos tendiente a constituir un universo corporativo donde todos estarán concientes de la importancia que el mantenimiento tiene en el escenario competitivo de los negocios el día de hoy. Reitero que es muy importante que la empresa tenga, además de una estructura de ejecución calificada, las áreas de Planificación y Control e Ingeniería de Mantenimiento dentro de la estructura de Gestión de Mantenimiento y que se utilice un sistema de información adecuado a sus necesidades (al revés de las necesidades de otras áreas). Propongo además una estructura mixta donde existan los mantenedores ligados directamente al Jefe de Operaciones para desarrollar la tareas sencillas (que también pueden ser desarrolladas por los operadores) debiendo el órgano de mantenimiento contar además del PCM y de la IDM con un equipo multi-funcional altamente calificado (que llamo tropa elite del mantenimiento ) para atender los problemas más serios y practicar la reingeniería necesaria. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 5

6 Creando una Cultura para la Gestión del Mantenimiento Por: Juan Carlos Orrego B. Ingeniero Mecánico Esp. en Finanzas, Preparación y Evaluación de Proyectos Director de Mantonline.com servicio@mantonline.com Medellín - Colombia Una de las labores mas complicadas a la hora de lograr el éxito en la gestión del mantenimiento es conseguir dentro de la compañía una cultura que apoye como es requerido la estrategia elegida, y siendo un poco mas críticos, podría decirse que incluso conseguir la cultura en el personal responsable del mantenimiento no es del todo fácil, máxime si, como es normal, en la industria latinoamericana se pretende apoyar en modelos importados como el TPM o el RCM. Para poder comprender el porque trabajar con estas estrategias resulta muchas veces tan complejo, y para luego trabajar en la cultura para el mantenimiento, debemos incursionar en disciplinas como la antropología y la sociología, donde muchos autores han realizado importantes trabajos logrando dar elementos valiosos para la construcción de una cultura empresarial que a la final es donde los mantenedores aportan. El señor Kottak, Conrad [1] dice en una de sus publicaciones; Las culturas son tradiciones y costumbres transmitidas mediante el aprendizaje y el lenguaje, que rigen las creencias y el comportamiento de las personas expuestas a ellas. Solo esta afirmación entrega un buen número de factores que debemos de tener presente para la creación o fortalecimiento de una cultura hacia el mantenimiento; el personal de una empresa hace parte de un grupo social que tiene sus propias tradiciones y costumbres, es normal en los países latinos, ver como el personal que pertenece a empresas comerciales se reúne con mucha frecuencia para celebrar sus ventas o para darse alientos cuando las metas no han cumplido, reuniones caracterizadas por mucho entusiasmo y alboroto, por su parte, en empresas productoras de bienes es normal ver los fines de semana, grupos de técnicos y obreros compartiendo unas cervezas acompañados de música, estas tradiciones reflejan la ideosincracia de un pueblo que es feliz por naturaleza. El lenguaje usado para transmitir esta tradición o la costumbre de hacer algo, es simple, y común usado por cada grupo, la cercanía, los abrazos y hasta las peleas, muestran como el contacto físico es importante para la transmisión de la cultura, ayudar al otro es algo que no se nos enseña, solo sabemos entre otras cosas que al que ayuda, Dios lo ayuda. Pero; que sucede cuando nos sentimos obligados a ayudar?, la mayoría de las veces se pierde el deseo de hacerlo. Qué sucede cuando nos obligan a reunirnos?, igualmente, con mucha frecuencia se pierde el entusiasmo y ese gusto por compartir algo con otras personas, se escucha decir del mal de muchas empresas y que a nadie le gusta; La Reunionitis. Para el TPM es imperioso hablar de los PET (Pequeños Equipos de Trabajo) pero por que estos grupos no entregan tanto como se espera de ellos en nuestros países? La respuesta podría ser LA CULTURA, el RCM por su parte plantea la creación de Grupos de Revisión conformados por expertos en un tema, y aún siendo nuestro personal tan bueno, por que no logra resolver con facilidad los problemas propuestos? Nuevamente considero que la respuesta es LA CULTURA. Ambas técnicas son extremadamente buenas y una combinación de ellas podría decirse que es mucho mejor, pero a ellas se les debe dar una identidad propia de cada grupo, es decir, que si regresamos a lo que plantea Kottak [1]; El termino IMPACTO CULTURAL se refiere a la totalidad de los sentimientos respecto a hallarse en un medio externo y las consiguientes reacciones. Sentimiento de extrañeza por el no encontrarse es su propia cultura de origen, pensemos en lo que sucede a uno de los colaboradores del área de mantenimiento cuando la cultura con la cual ha vivido y trabajado durante años de un momento a otro es extirpada para tomar otra que por decisión de otros debe ser asumida, imaginemos solo por un instante su extrañeza al encontrarse en su entorno natural pero teniendo que actuar en forma ajena a lo que él como individuo y parte de un grupo es. Pasamos rápidamente a los que los antropólogos llaman la CULTURA IDEAL, en nuestro caso la que se desea imponer y la CULTURA REAL, lo que se hace y se muestra a los demás, creándose así una brecha que solo se supera si se actúa en forma mas coherente con la Cultura Natural. Se debe entonces revisar el cómo se implementa, mas que como se impone un nuevo modelo de cultura dentro de un grupo, que como dice Morcillo [2], El triunfo de la fase de implementación de una nueva cultura depende de tres parámetros: 1. Nivel de consenso alcanzado entre la dirección de la empresa, definidora del modelo de cultura, y los empleados, los que desarrollan y ponen en practica. 2. Los beneficios esperados por parte de los empleados tras la adopción y desarrollo de la nueva cultura. 3. Los esfuerzos que deben acometer los empleados para adaptarse y aplicar las nuevas reglas derivadas del nuevo modelo. Revisando estos aspectos, se evidencian algunos errores cometidos por algunos industriales y sus colaboradores, al imponer los modelos culturales, Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 6

7 imposiciones disfrazadas de consensos, en esta empresa a nadie se obliga a hacer algo que no quiere, pero al que no participa se le hace a un lado a la espera de que se canse y renuncie o en el peor de los casos, obtenga su pensión sin aportar u obstaculizar. Por otro lado vemos los beneficios esperados o mas bien solicitados por los empleados, solicitudes que muchas veces son inalcanzables para los empresarios, quienes acosados por absurdas decisiones de grupos de trabajadores, su terquedad y reacción negativa al cambio han tenido que cerrar muchas empresas. Y en lo concerniente a los esfuerzos que hay que realizar, cualquiera de estas dos estrategias o su mezcla implican una serie de esfuerzos que muchas veces chocan con la cultura del grupo o el mismo país latino, esfuerzos que hacen que modelos tan buenos definitivamente no funcionen. Recogiendo opiniones de varios colegas en industrias y universidades sobre el como ellos consideran la construcción de una cultura para el área de mantenimiento, pude llegar a los siguientes aspectos que podrían ser de utilidad: 1. Plantee una buena VISION de lo que quiere ser como grupo de apoyo bajo una cultura que lo haga sobresalir y a su vez lo haga feliz. 2. Realice un proyecto de aprendizaje, lo que quiere que se convierta en tradición y costumbre dentro del grupo para que sea realizado naturalmente por todo el personal, definiendo el lenguaje y los medios para ser difundido. 3. Abra espacios de comunicación fluidos, dinámicos y accesibles a todos, preferiblemente donde prime el contacto personal (evite hasta donde pueda los correos electrónicos y la comunicación a distancia) 4. Genere un clima de confianza dentro de la empresa, sin amenazas, sin sobornos. 5. Promueva la creación de grupos, personas con afinidades culturales individuales y que busquen metas similares. 6. Cree mecanismos efectivos de motivación, recuerde que las motivaciones son individuales y todos aprecian de igual forma una palmadita de felicitación en la espalda o incentivos económicos. 7. Empodere al personal, entregándole muchas de las labores que los hagan participes de lo que se hace, genere responsabilidades individuales y de grupo. 8. Asuma riesgos, tratar de copiar (CTRL+C, CTRL+V) solo sirve en el computador, una estrategia puede ser simple, pero tiene inmersa su cultura, pero atrévase a arriesgar poniéndole la sazón del grupo que usted dirige. 9. Cree mecanismos de difusión, muestre lo que espera, lo que se ha logrado, lo que falta y los errores que se han cometido, para que todo el personal este atento a lo que debe de hacer. 10. Monte indicadores para ver como evoluciona su modelo, por ejemplo si deseamos bajar las llegadas tarde al lugar de trabajo o las salidas tarde del puesto de trabajo, podríamos medir estas en horas durante un período de tiempo. 11. Reinicie el ciclo, es decir regrese al punto numero uno si tiene diferencias entre lo que deseaba y lo que obtiene o si ya alcanzó lo que quería para buscar nuevas metas y nuevos logros. Podemos finalizar este escrito con algo que dijo o por lo menos se le atribuye a Benjamín Franklin: Me dices, yo olvido, Me enseñas, yo recuerdo, Me involucras, yo aprendo y además defiendo. [1] Kottak, Conrad P Antropología, una exploración de la Diversidad Humana con temas de la Cultura Hispana McGrawHill- Sexta Edicion 536 pag [2] Morcillo, Patricio. Cultura e Innovación Empresarial La conexión perfecta. Thomson Editores. 327 pag. Envíele la revista a un amigo o colega, de esa forma, conseguiremos que mas profesionales en Latinoamérica compartan con nosotros sus comentarios y experiencias para el beneficio de nuestros países y la región entera. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 7

8 El ahorro energético se logra con el mantenimiento Alfredo Sotolongo Ingeniero en Administración de Energía Presidente de Protec, Inc Estado de la Florida - USA Fuente original del artículo Como les he indicado en anteriores columnas de opinión, desde el comienzo de mi vida profesional, hace 42 años, he sentido gran pasión por la conservación de energía. Me ha parecido siempre que desperdiciarla es como ir contra natura y por tal razón trato de enfocarme en ese tema tan fascinante. Me pregunto: de qué nos sirve el mejor diseño y la mejor instalación de un sistema de aire acondicionado donde se han aplicado los últimos componentes de conservación de energía y los equipos más eficientes y sin embargo, no se les da el mantenimiento preventivo apropiado? Una triste realidad En gran número de los proyectos que he visitado en los últimos 42 años en varios de nuestros países de América Latina y las islas del Caribe me he encontrado con la triste realidad que dichos proyectos no reciben el mantenimiento preventivo que necesitan, solamente se les atiende cuando dejan de operar u operan deficientemente. Esto significa que, posiblemente, han estado desperdiciando energía. Desde el tratamiento de agua, en el sistema de agua de condensación, hasta los filtros de aire pierden su efectividad al no recibir el mantenimiento preventivo que recomiendan los fabricantes, penalizando la eficiencia en la cual basaron originalmente el diseño y la inversión. Cosas tan simples como la limpieza o cambio de filtros, operación de compuertas de aire exterior, limpieza de cedazos o filtros de agua que afectan no solo la capacidad del sistema, sino que también penalizan el motor de los ventiladores y de las bombas de agua. En los sistemas de agua helada por condensación por agua, los cuales resultan ser los más eficientes, la torre de enfriamiento es uno de los componentes más importantes. El enfriador (chiller) depende totalmente de la efectividad de la torre de enfriamiento para operar a su máxima eficiencia. No importa cuan eficiente sea el enfriador si la torre de enfriamiento no está operando con la efectividad para la cual fue seleccionada, nunca se logra la eficiencia a la que el enfriador es capaz de operar. Por ejemplo, en las torres de enfriamiento en lo que se refiere a eficiencia, Protec Cooling Towers recomienda que el mantenimiento preventivo se ejecute de la siguiente manera: a) Ventilador, motor, correas y poleas o transmisión: inspeccionarlo por vibración semanalmente y el ajuste de los tornillos y tuercas mensualmente. b) Relleno: inspeccionarlo dos veces al año y si fuera necesario, lavarlo a presión. c) Válvula tipo flota para reponer el agua: revisar si tiene fugas semanalmente. d) Nivel de agua: inspeccionar diariamente. e) Bandeja de distribución: inspeccionar semanalmente y limpiar de ser necesario. f) Filtro de entrada de agua: limpiar semanalmente. En el caso de las bombas de agua, ya sea de condensación o de agua helada, Armstrong recomienda que al difusor de succión, que contiene el colador y que está localizado a la entrada de cada bomba, se le mida la caída de presión a través del manómetro que se debe colocar en la conexión a la entrada del difusor de succión y el manómetro localizado a la entrada de la bomba. De esta forma, el encargado del mantenimiento puede determinar si el colador está sucio y limpiarlo. Además, se recomienda asegurarse de que la lubricación de la empaquetadura esté de acuerdo con la recomendación del fabricante, lo cual evita que se penalice el motor de la bomba. Cualquier equipo que opere con correas y poleas debe inspeccionarse, por lo menos cada 4 meses, para confirmar que las poleas están alineadas y que mantiene la tensión recomendada por el fabricante. Preocupados por esta condición fabricantes de ventiladores y extractores de aire, como Loren Cook, han desarrollado un mecanismo que es parte del ventilador y que automáticamente mantiene la tensión en las correas. Esto evita que éstas resbalen y ayuda a mantener la eficiencia del equipo. Otras consideraciones Otro aspecto de mucha importancia es poder inspeccionar la caída de presión de los filtros de aire en las unidades manejadoras. Se deben poner manómetros de diferencial de presión leyendo la presión a través de cada filtro de aire y poder determinar cuándo la caída de presión llega a la presión final recomendada por el fabricante de los filtros. En el caso de CamfilFarr ellos publican la caída de presión inicial y final, que representa el diferencial con el filtro limpio y sucio respectivamente. La caída de presión final indica que el filtro está saturado, ya no puede retener más polvo y se debe cambiar. Si el encargado de mantenimiento solicita de los fabricantes de los equipos instalados en su proyecto todas las publicaciones de mantenimiento preventivo y además, entrena a su personal para seguir las recomendaciones básicas anteriormente expuestas, estoy seguro de que la gran mayoría de los sistemas de aire acondicionado existentes operarían a la eficiencia en la cual se basó el diseño original y se proyectó la inversión. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 8

9 II SEMINARIO INTERNACIONAL DE MANTENIMIENTO EN SISTEMAS ELÉCTRICOS 2009 EL MANTENIMIENTO: CLAVE PARA LA SOSTENIBILIDAD DEL SERVICIO DE ENERGÍA Bogotá, Colombia, 29 de septiembre al 2 de octubre de 2009 Dentro del escenario de creciente demanda de energía, en el sector eléctrico latinoamericano, la gran preocupación está centrada en las acciones que permitan mejorar la garantía de suministro en el largo plazo. En este sentido, la CIER ha venido trabajando por medio de estudios y foros donde se han analizado dicha problemática, especialmente en el desarrollo de infraestructura requerida en la oferta como en la optimización del consumo en el lado de la demanda, así como en la alternativa de realizar transacciones de energía a nivel regional. Sin embargo, en muchos casos, el tener una adecuada infraestructura para producir, transportar y distribuir la energía eléctrica no es suficiente para mantener la garantía del suministro en el corto y mediano plazo, debido a problemas que afectan la disponibilidad de los recursos y de las redes. Es en este punto, es donde la función del mantenimiento se convierte en eslabón fundamental de la cadena de suministro. Es por lo anterior, que el mantenimiento en las empresas de hoy ha pasado de ser considerado un aspecto eminentemente técnico, a ser tratado como un tema esencial, necesario para asegurar la sostenibilidad y competitividad del servicio eléctrico, y, en consecuencia, de las empresas involucradas en la prestación de dicho servicio. La Comisión de Integración Energética Regional - CIER, conocedora de la importancia que para los diferentes agentes de los mercados de energía tiene este aspecto y consciente de que los sistemas eléctricos deben ser optimizados, aprovechando el uso de la infraestructura eléctrica existente, mediante estrategias óptimas de mantenimiento, ha decidido organizar, a través del Comité Colombiano COCIER, y el apoyo técnico de sus Coordinaciones de Generación& Transmisión y Distribución, el Seminario Internacional de Mantenimiento en Sistemas Eléctricos - II SIMSE CIER 2009, para desarrollar el tema: El Mantenimiento: Clave para la Sostenibilidad del Servicio de Energía. El Seminario Taller ofrece las siguientes tarifas: TARIFAS COP $ US$ Miembro CIER SI 1, IVA IVA NO 1,400,000 + IVA IVA En Colombia el valor del IVA para Inscripciones a eventos es del 16% La inscripción al seminario incluye: Material previo a la iniciación de las sesiones técnicas Asistencia a la sesión de inauguración Asistencia a las sesiones de conferencias Maletín con material informativo, certificado de asistencia y memorias. Refrigerios durante los días del evento. Almuerzos - Box Lunch Cena de integración Celebración 40 años del COCIER Mas Información en: Con el apoyo de: Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 9

10 Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en V RESUMEN Víctor D. Manríquez Rosales Jefe del Dpto. de Mantenimiento Mecánico Planta Pan American Silver S.A.C. Mina Quiruvilca. vmanriquez62@yahoo.es Perú Las transmisiones mecánicas por fajas en V son un elemento frecuente en la industria, especialmente en las plantas concentradoras de la industria minera en bombas y máquinas de celdas de flotación. Por su simplicidad, generalmente no reciben mucha atención, sin embargo el cumplimiento de un plan mínimo de mantenimiento proactivo, puede mejorar la confiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastos de mantenimiento y consumo de energía. En el caso de la Planta Concentradora de Pan American Silver S.A.C. Mina Quiruvilca, se encontró analizando las prácticas de mantenimiento y los consumos de fajas del año 2000 que éstas seguían sólo un planteamiento de tipo correctivo, y que los componentes de estas transmisiones presentaban condiciones subestándares. Se evaluó el estado de las transmisiones y. analizaron las condiciones anómalas de operación y de almacenamiento y manipuleo. Así mismo el conocimiento del personal sobre las condiciones de operación y mantenimiento y la existencia de medios para el chequeo de estos elementos. A fin de mejorar el funcionamiento de las transmisiones y mejorar la operatividad de la planta se determinaron las medidas a implementar en diversos aspectos que incluyen: verificación del diseño de la transmisión, estandarización, optimización de los componentes de la transmisión, montaje y alineamiento, condiciones de almacenamiento, control periódico de parámetros, capacitación del personal para estas tareas. Finalmente se evaluó la confiabilidad inicial de las transmisiones y los nuevos valores obtenidos luego de implementar las medidas de mejora. En este trabajo se presentan la evaluación realizada de las transmisiones por fajas en V, las medidas ejecutadas y los resultados obtenidos. INTRODUCCIÓN Las operaciones de Pan American Silver S.A.C. Mina Quiruvilca están ubicadas en el distrito de Quiruvilca, provincia de Santiago de Chuco, departamento de La Libertad. La Planta Concentradora se encuentra en el caserío de Shorey a m.s.n.m. Se obtienen concentrados de zinc, plomo y cobre con contenidos de plata. La planta procesa actualmente un promedio de TM mensuales, teniendo capacidad de procesamiento de hasta TM diarias. El proceso de la Planta Concentradora hace uso de diferentes equipos mecánicos, como son bombas, espesadores, celdas de flotación, filtros de vacío, etc. Dentro de ellos las transmisiones mecánicas por fajas en V son el medio de transmisión usado con mayor frecuencia. Se cuenta con un total de 35 bombas y 67 celdas de flotación que emplean transmisión por fajas, requiriéndose un total de 162 fajas en V, por lo cual se consideró conveniente iniciar una evaluación de las mismas. Las fajas en V de sección clásica (A, B, C, D y E) son el tipo de faja más empleado. SITUACION EXISTENTE En Julio 2000 el Departamento de Mantenimiento Mecánico Planta que dependía de la Superintendencia de Planta fue transferido a la Superintendencia de Mantenimiento, con el objeto de desarrollar un trabajo más coherente y ordenado. En diferentes aspectos de la ejecución del mantenimiento se vienen implementando mejoras técnicas. Uno de estos ha sido el de las transmisiones mecánicas por fajas en V. GASTO EN FAJAS EN V AÑO 2000 Los gastos en fajas a lo largo del año 2000 fueron como se detalla en el siguiente Cuadro: Cuadro 1 Gasto en fajas - Año 2000 Anual $ ,76 Promedio Mensual 1 112,81 CARACTERÍSTICAS DE LAS TRANSMISIONES De una primera inspección se pudo determinar lo siguiente: Uso de fajas de diferente calidad, dependiendo de la marca adquirida. Poleas con número de canales en exceso de los requeridos para el número de fajas en operación. Tamaños de poleas por debajo de los mínimos recomendados según estándares. Desalineamiento notorio en muchas de ellas. Desgaste excesivo de los canales de las poleas. Uso de poleas de perfil incorrecto del correspondiente al diámetro de la polea y perfil de la faja. Tensión inadecuada de las fajas. Ambiente agresivo por humedad y pulpa de mineral. MONTAJE. MANTENIMIENTO Y ALMACENAMIENTO $ En lo que se refiere de las fajas en V se observó lo siguiente: Uso de hasta 3 números consecutivos de faja para un mismo equipo. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 10

11 Ejecución incorrecta del montaje de las fajas en V, éste es realizado, por los operadores de la Planta Concentradora. Condiciones inadecuadas de almacenamiento. Carencia de un plan de inspección de estas transmisiones. Cambio sucesivo de fajas sin análisis de la causa de la rotura, especialmente por falta de verificación de condiciones operativas. ANALISIS DE CAUSAS FRETT Las condiciones anómalas de operación se agrupan bajo el acrónimo FRETT, proveniente de las iniciales en inglés de: F: Force (Fuerza) R: Reactive (Condiciones E: Environment Ambientales) T: Temperature (Temperatura) T: Time (Tiempo) Identifiquemos cuales son las condiciones anómalas dentro de cada uno de estos rubros: Fuerza: Ocasionada en el montaje por inadecuada tensión de fajas, desalineamiento y tamaños inadecuados de polea. Condiciones ambientales: Ambiente húmedo, presencia de pulpa de mineral, canales de poleas desgastados. Temperatura: La temperatura ambiente de diseño de los fabricantes de fajas es de aproximadamente 30 C. En nuestra locación la temperatura ambiente máxima anual es de 18 C. Las fajas se ven afectadas con una disminución del 50% de su vida útil por cada 20 C de incremento de la temperatura ambiente por encima 30 C Por ello la temperatura ambiente no es un factor que afecte. Adicionalmente la tensión inadecuada ocasiona el calentamiento de las transmisiones y las fajas. Tiempo: Menor duración de las fajas por las condiciones anómalas descritas. INSPECCION DE POLEAS Observando la importancia del estado de la polea sobre las condiciones anómalas de las fajas se programó la inspección de poleas en un grupo de 20 bombas. La inspección se desarrolló a fin de determinar los siguientes aspectos: Poleas con el número adecuado de canales Poleas con diámetros inferiores al estándar recomendado. Desgaste del canal de la polea. Las dimensiones se verificaron de acuerdo al estándar contenido en la Figura 1 y Cuadro 2: Figura 1Dimensiones características del perfil de poleas para fajas en V clásicas. Cuadro 2 Dimensiones estándares de canales para poleas de fajas múltiples Faja A B C D E Diámetro de paso (Pulg./mm) Mínimo Intervalos recomendado 2,6 5,4 3,0 66,0-137,2 76,2 > 5,4 137,16 4,6 7,0 5,4 116,8-177,8 137,2 >7,0 177,8 7,0 7,99 177,8-202,9 9,0 8,0 12,0 228,6 203,2-304,8 > 12,0 304,8 12,0 12,99 304,8-329,9 13,0 13,0 17,0 330,2 330,2-431,8 > 17,0 431,8 18,0 24,0 21,0 457,2-609,6 533,.4 >24,0 609,6 Angulo canal ( ) 34 0, , , , , , , , , , , ,542 Dimensiones estándares (Pulg.) W D X S E 0,490 0,125 5/8 3/8 0,580 0,175 ¾ ½ 0,780 0, /16 1,050 0, /16 7/8 1,300 0,400 1 ¾ 1 1/8 Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 11

12 Flexible Práctico Eficiente Efectivo Sostenible - Personalizado Una verdadera estrategia de mantenimiento consigue grandes beneficios para todo tipo de empresas, el entendimiento de las mejores prácticas y un plan sistemático para realizarlas es la base del éxito. Mantonline.com, puede acompañarlo en esta importante empresa mediante implementaciones, capacitaciones o talleres de formación. Para más información, visite nuestra página web Medellín Colombia, Móvil: Flexible Práctico Eficiente Efectivo Sostenible - Personalizado 12

13 Como se ha mencionado, se efectuó la inspección de las poleas de un total de 20 bombas de la planta concentradora, utilizándose una galga para perfil de canales de poleas. En el Apéndice 13.4 se incluye el Cuadro 11 con los detalles de la inspección. De la información allí presentada encontramos lo siguiente: Diámetros de poleas inadecuados (6) Poleas con número de canales en exceso para las fajas en operación (39) Perfil incorrecto (5) Esta información se resume en el gráfico siguiente: Figura 2 Estado de poleas Diámetro Canales Perfil Estándar Subestándar. Como se aprecia en la figura precedente es bastante marcado el uso de poleas subestándares, principalmente en el número de canales mayor que el de fajas. Se encontró para el desgaste de los canales, la distribución que se muestra en la figura siguiente: Ligero 49% Figura 3 Desgaste del canal de las poleas Ninguno 8% 5 Muy severo 18% Severo 5% Medio 20% Como se observa un 43% de las poleas en operación tienen un desgaste de medio a muy severo, incidiendo en el rendimiento de la transmisión. MEDIDAS IMPLEMENTADAS Con base en la situación descrita en el punto 3 y a los resultados de la inspección previamente señalada se han implementado las medidas que se reseñan a continuación. Calidad de las fajas El primer paso fue determinar los requisitos de calidad de las fajas a usarse, esta evaluación se basó en sus características físicas y cumplimiento con estándares (Ver Apéndice). Se determinó 3 marcas que satisfacían nuestros requisitos y de ellas se viene trabajando con 2. Un aspecto importante en la selección es la tolerancia para funcionamiento de fajas en transmisiones múltiples. Esta tolerancia es definida por la RMA (Ver Apéndice 13.4). Algunas marcas tienen tolerancias más exigentes que las de la RMA, empleando una designación particular en el código de la faja, para señalarlo. El uso de estas fajas permite formar sin elección previa juegos arbitrarios de fajas de igual desarrollo nominal y nos garantiza en las transmisiones múltiples: Distribución pareja de cargas Marcha suave Mejora del rendimiento Estandarización de fajas A continuación se efectuó un inventario de las fajas utilizadas en Planta, encontrándose que los tamaños de fajas en uso, podían reducirse mediante la regulación de distancia entre centros de algunos equipos y la eliminación del uso de 3 tamaños de fajas consecutivos en un mismo equipo. Se hizo una cuadro de requerimiento de las mismas para estandarizarlas: Tipos A, B, C y 3V, y así se determinó las que debían mantenerse en stock en la bodega del Taller para su cambio cuando sea necesario y en Almacén General. Así se pasó de 46 tipos de fajas A y B a un total de 38. Chequeo de transmisiones Se procedió luego a la verificación del cálculo de las transmisiones, la potencia y velocidad optimas para la faja en V. La potencia básica para una faja en V corregida por el ratio de velocidad, podemos obtenerla de la expresión: P dr 2 K K d K dr K log dr K r 1 2 / 3 4 SR ( 1 Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 13 ) Donde: P = Potencia (HP) d = Diámetro de paso de la polea más pequeña (pulg.) r = RPM del eje más rápido dividido por 1000 KSR = Factor de relación de velocidad. K1, K2, K3, K4 = Parámetros de sección transversal La potencia básica multiplicada por K, que es el factor de corrección de ángulo y por el factor de corrección de longitud de faja, nos permite obtener la potencia por faja para una transmisión específica. Balanceo de poleas Se solicitaron 10 juegos de poleas para cambiar aquellas con mayor desgaste. Un balanceo estático es normalmente suficiente para prevenir fuerzas de desbalance, no obstante, a altas velocidades, el balanceo estático o el dinámico en un solo plano puede no ser suficiente. Existe una velocidad máxima en función del diámetro y ancho de la polea para la cual el balanceo estático es

14 suficiente, por encima de esta velocidad el balanceo dinámico en dos planos es requerido. En nuestro caso todas las poleas fueron solicitadas balanceadas dinámicamente. Verificación de tensión La tensión de la faja tiene también un papel determinante sobre el rendimiento de la misma. La tensión excesiva acorta la vida de las fajas y los rodamientos. La mejor tensión para una faja es la menor tensión a la cual la faja no resbalará con la condición de carga más alta. La adecuada tensión inicial y el chequeo periódico de la tensión en fajas ayuda a prolongar la vida de estos elementos. Se adquirieron dos medidores de tensión de fajas, implementándose un programa de control: Probador de tensión tipo lápiz para medir tensión individual. Probador de tensión con doble cilindro para medir tensión de varias fajas en transmisiones múltiples. La tensión estática por juego de fajas puede determinase según: las nuevas poleas y fajas se ha cuidado de este aspecto. La primera verificación es la de excentricidad de los ejes que no debe superar los +/ -0,08 mm (0,003 ), esta verificación debe ser realizada también en el borde exterior de las poleas. Una excentricidad superior a la señalada causa que la faja se afloje en la posición de las 3 horas y se tense en la de las 9 horas con el consiguiente deterioro. Luego verificar la soltura de los pernos de fijación del bastidor, que no debería superar los 0,05 mm (0,002 ). Entre las poleas pueden presentarse dos tipos de desalineamiento, angular y paralelo. El desalineamiento paralelo viene dado por: Figura 1 T st =Tensión estática (lb) K = Factor de corrección de ángulo N = Número de fajas V = Velocidad de la faja (pie/min) M = Constante del fabricante A partir del valor obtenido se puede determinar las fuerzas máxima y mínima para tensar la transmisión. Condiciones de almacenamiento Se consultó información proporcionada por uno de nuestros proveedores, donde se pre cisan las condiciones óptimas de almacenamiento que conserven las características de las fajas en V. De las medidas allí indicadas se implementaron en forma inmediata las siguientes: Mantener el stock de fajas en el taller en el mínimo necesario para atender situaciones de emergencia y evitar así el deterioro por causa del ambiente. Preparación de cilindros de PVC para ser usados como soportes y reemplazar los clavos de los cuales se colgaban las fajas. Los diámetros de los cilindros se determinan de acuerdo al espesor del tipo de faja respectiva. El diámetro del cilindro donde descansa la faja, debe corresponder por lo menos a 10 veces la altura de la sección de la faja. Cambio del tipo de iluminación del ambiente. Alineamiento Otro aspecto determinante e n el rendimiento de la transmisión es el alineamiento. En el montaje de Donde: P = Desalineamiento Paralelo Y = Distancia vertical entre las poleas. L = Distancia entre las poleas. El desalineamiento angular se obtiene de: Figura 2 Donde: A = Desalineamiento angular X 1, X 2 = Distancias desde los bordes de la polea a la línea recta D = Diámetro de la polea. El desalineamiento total recomendado es de 0,5. Aunque las fajas en V individuales son capaces de tolerar hasta 6 de desalineamiento antes de ser inestables, mantener el desalineamiento en 0,5 prolonga su vida. Continuara el próximo volumen Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 14

15 ...:: Club de Mantenimiento ::... Nos especializamos en la mejora de la productividad con capacitación técnica en mantenimiento, producción y abastecimientos Estudio del Origen de las Fallas y su Prevención Septiembre 10 y 11 de 2009 Horario: de 09:00 a 18:00 hs Instructor: Ing. Claudio H. Christensen Lugar: Hotel Garden Park Dirección: Av. Soldati 330 Tucuman - Argentina Precio $ iva Extranjeros U$S 490 impuestos incluidos Dirigido a: Ingenieros de Mantenimiento, Jefes de Mantenimiento, Planificadores, Técnicos de Mantenimiento, Líderes de grupos de Mantenimiento, Inspectores de montajes y de calidad, personal relacionado al estudio de fallas. Responsables de Productividad. Objetivos: Reconocer los mecanismos que originan las fallas, interpretar los efectos y determinar las causas de cada tipo característico de falla, eliminación de fallas por medio del mantenimiento proactivo. Métodos y cuidados elementales para evitar o reducir el desarrollo de fallas. Procedimientos de montaje y mantenimiento. Principios físicos y químicos del origen y desarrollo de fallas, tratamientos para evitar estos efectos. Elementos de máquinas, sus principios de funcionamiento y su relación con las fallas características. Etc. Actuar en consecuencia para mejorar la disponibilidad y confiabilidad de equipos Servicios: Almuerzo y coffee break Material: Apuntes y certificado de asistencia Informes e inscripción: Tel./Fax: (54-11) / Cel.: (54-11) Mail: club@clubdemantenimiento.com.ar fernanda.christensen@simingenieria.com.ar paula.aste@simingenieria.com.ar Claudio H. Christensen Ingeniero Mecánico. Consultor en Gestión de Mantenimiento amplia trayectoria en mantenimiento y su planificación. Importante experiencia en la implementación de software Corporativos de Mantenimiento, y su gestión con esta herramienta. Generación de reportes e indicadores para la mejora productiva y Gestión Empresaria. Experto en el manejo de métodos para la mejora continua de servicio y procesos industriales, con la aplicación de conceptos de Programación de actividades, Generación de objetivos a corto, mediano y largo plazo, diseño de herramientas informáticas para el control del desarrollo de objetivos. Aplicación de planeamiento estratégico. Importante desarrollo en la administración de indicadores de clase mundial y reportes de gestión. Facilidades en el manejo de técnicas de difusión y comunicación. Auspician: SIM Ingenieria SRL & Club de Mantenimiento Obtenga mas información de nuestros cursos y servicios en Todos nuestros cursos pueden ser dictados en su empresa In Company en cualquier región de Argentina o del exterior Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 15

16 Principales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento Predictivo Última Parte Por: William Orozco Murillo Especialista en Gerencia de Mantenimiento, Aspirante a Magister en Gestión Energética Industrial. Docente Mantenimiento de Equipo Biomédico. williamorozco@itm.edu.co Colombia utilizando luz negra o ultravioleta, lo cual les da un aspecto fluorescente. Estas dos principales técnicas son comúnmente conocidas como: Líquidos Penetrantes Visibles y Líquidos Penetrantes Fluorescentes. Cada una de estas, pueden a su vez, ser divididas en tres subtécnicas: aquellas en las que se utiliza líquidos removibles con agua, aquellas en las que se utiliza líquidos removibles con solvente y aquellas en las que se utilizan líquidos posemulsificables. Figura 1. Pasos para la aplicación de los líquidos penetrantes En los dos anteriores volómenes hemos estado hablando sobre direrentes tecnicas usadas actalmente el las labores de mantenimiento predictivo, en esta ocación cerraremos esta serie con las tecnicas que además hacen parte de los ensayos no destructivos. 5. LÍQUIDOS PENETRANTES El método o prueba de líquidos penetrantes (LP), se basa en el principio físico conocido como "Capilaridad" es un método de ensayos no destructivo, mediante el cual es posible detectar discontinuidades, en materiales sólidos no porosos, siempre que se encuentren abiertas a la superficie. El método es aplicable tanto a los metales ferrosos como a los no ferrosos, ello no incluye que pueda ser aplicado sobre metales magnéticos, pero en este caso resulta más ventajoso utilizar el método de las partículas magnéticas. La aplicación práctica de este método de ensayo es relativamente sencilla; además, al no requerir aparatos complicados no resulta costosa, hasta el extremo de que pueda ser considerado como el método de ensayo no destructivo más económico. Básicamente el ensayo consiste en impregnar la superficie bajo examen con un líquido especial que, por sus propiedades físicas particulares, penetra en el interior de las discontinuidades que presentan una abertura a la superficie. Una vez ha penetrado este líquido, se realiza una remoción o limpieza del exceso de líquido penetrante, mediante el uso de algún material absorbente (papel, trapo, etc.) y, a continuación se aplica un líquido absorbente, comúnmente llamado revelador, de color diferente al líquido penetrante, el cual absorberá el líquido que haya penetrado en las aberturas superficiales. Por consiguiente, las áreas en las que se observe la presencia de líquido penetrante después de la aplicación del líquido absorbente, son áreas que contienen discontinuidades superficiales (grietas, perforaciones, etc.). En general, existen dos técnicas principales del proceso de aplicación de los LP: la diferencia entre ambas es que, en una se emplean líquidos penetrantes que son visibles a simple vista ó con ayuda de luz artificial blanca y, en la segunda, se emplean líquidos penetrantes que solo son visibles al ojo humano cuando se les observa en la oscuridad y *Fuente: s_penetrantes.htm Cada una de las técnicas existentes en el método de LP, tiene sus ventajas, desventajas y sensibilidad asociada. En general, la elección de la técnica a utilizar dependerá del material en cuestión, el tipo de discontinuidades a detectar y el costo. Tabla 1. Ventajas y desventajas de los líquidos penetrantes Ventajas Desventajas Método cualitativo que Fácil realización no permite dimensionar el defecto. Rápida observación e No revela defectos interpretación internos del material. Costo adecuado Método confiable para la automatización de un control de calidad en producción en serie. Ensayo confiable y de fácil reproducción *Fuente: s_penetrantes.htm CARACTERÍSTICAS DEL PENETRANTE IDEAL Habilidad para penetrar en orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas. Habilidad para permanecer en aberturas amplias. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 16

17 Habilidad de mantener el color o la fluorescencia Habilidad de extenderse en capas muy finas Resistencia a la evaporación De fácil remoción de la superficie De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad. De fácil absorción una vez dentro de la discontinuidad Atóxico, inoloro, no corrosivo, antiinflamable, estable bajo condiciones de almacenamiento. Costo razonable. 6. PARTÍCULAS MAGNÉTICAS El método de inspección por partículas magnéticas se utiliza para detectar fallas y discontinuidades en la superficie de materiales ferromagnéticos. La sensibilidad es mayor en la superficie de la discontinuidad y disminuye rápidamente aumentando la profundidad de las discontinuidades. Los tipos de discontinuidades más frecuentes que se pueden detectar por este método son: grietas, traslapes, costuras y laminaciones. Por este método primero se magnetiza el área a inspeccionar y luego se aplican partículas ferromagnéticas (medio de inspección) a la superficie. Las partículas formarán líneas en la superficie donde las grietas y otras discontinuidades distorsionan el campo magnético normal. Estas líneas son característica de la discontinuidad que se esta detectando. Las partículas magnéticas son sustancias ferromagnéticas finamente divididas; puede ser de aplicación por vía seca, o por vía húmeda donde se encuentran suspendidas en un medio húmedo, agua o queroseno. Se fabrican pigmentadas con diversos colores: grises, blancas, negras, amarillas, rojas y fluorescentes. Estas últimas proporcionan un contraste y visibilidad óptimos. Este método se selecciona usualmente cuando se requiere una inspección más rápida que con los líquidos penetrantes. VENTAJAS DE LA PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Con respecto a la inspección por líquidos penetrantes, este método tiene las siguientes ventajas: Requiere de un menor grado de limpieza. Generalmente es un método más rápido y económico. Puede revelar discontinuidades que no afloran a la superficie. Tiene una mayor cantidad de alternativas. LIMITACIONES DE LAS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS Son aplicables sólo en materiales ferromagnéticos. No tienen gran capacidad de penetración. El manejo del equipo en campo puede ser caro y lento. Generalmente requieren del empleo de energía eléctrica. Sólo detectan discontinuidades perpendiculares al campo. 7. RAYOS X La radiografía industrial X o Gammagrafía es un método de inspección no destructiva que se basa en la absorción diferenciada de radiación penetrante por la pieza que está siendo inspeccionada. Esa variación en la cantidad de radiación absorbida, detectada mediante un medio, nos indicará, entre otras cosas, la existencia de una falla interna o defecto en el material. Algunas de las aplicaciones de la radiografía industrial son: Evaluación de soldaduras en procesos, Evaluación de materia prima, Evaluación de defectos internos en materiales forjados y fundidos, Evaluación de corrosión en materiales fundidos y forjados. También se emplean en la industria como herramienta de investigación y para realizar numerosos procesos de prueba. Son muy útiles para examinar objetos, por ejemplo piezas metálicas, sin destruirlos. Algunas de las propiedades de los rayos X son la adsorción, fluorescencia, ionización, difracción de rayos X, interacción con la materia, efecto fotoeléctrico, efecto Compton, producción de pares. PROPIEDADES DE LOS RAYOS X Entre las muchas propiedades de los rayos X, tenemos: 1. Capacidad para causar fluorescencia en ciertas substancias. 2. Son capaces de atravesar el cuerpo humano, tanto mas fácilmente cuanto más penetrantes son (mas alto voltaje). 3. Capacidad de los Rayos X para formar una imagen latente en la emulsión de la película. 4. Los rayos X tienen efectos biológicos que se utilizan en radioterapia. 5. Son invisibles y no se pueden detectar con ninguno de los sentidos 6. No tienen masa ni peso. 7. Viajan a la velocidad luz. (300,000 km/seg). 8. Los rayos X no tienen carga 9. Viajan en líneas rectas y se pueden desviar o dispersar. 10. Viajan en ondas y tienen longitudes de onda corta con una frecuencia alta. 11. Pueden causar cambios biológicos en las células vivas. BIBLIOGRAFÍA BOLAÑOS, F. Mantenimiento predictivo de maquinaría Análogo a la medicina, INGENIERIA QUÍMICA, Diagnóstico de defectos por análisis de vibraciones mecánicas. En: INGENIERIA QUÍMICA, Octubre 1996, GUTIÉRREZ GAVIRIA, Alexander. Informe de inspección de soldaduras mediante ensayos no destructivos en el túnel de carga del proyecto hidroeléctrico, nivel I de Isagen S.A. Medellín: Universidad de Antioquia, Facultad de Ing HERRERA S, Humberto. Mantenimiento industrial. Pereira, UTP, 2000 Pág., 73. HURTADO Ander. Detección precoz de fallos de maquinaría. En: INGENIERIA QUÍMICA, octubre rantes.htm frared_cameras.asp Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 17

18 Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 18

19 Fuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas Industriales Por: Pedro Albarracin Aguillon Ing. Mecanico U.de.A Gerente Ingenieros de Lubricacion Ltda. Colombia INTRODUCCION La fricción está presente en nuestras vidas todos los días y en algunos casos es imprescindible para poder desarrollar determinadas acciones como caminar, andar ó frenar un vehículo, generar fuego, fabricar piezas en un torno ó en una fresadora, etc; pero es completamente improductiva en los elementos de una máquina, los cuales podrían fallar catastróficamente si no se lubricaran, y aunque esto se hiciera, si el lubricante no es el adecuado, el mecanismo, dentro de un proceso más lento también se dañaría finalmente. En las relaciones diarias con otras personas, la fricción ó el roce entre diferentes temperamentos, como popularmente se le conoce, conlleva a disgustos, enemistades y a otro tipo de problemas, porque no es posible lograr muchas veces el acoplamiento de personalidades y por lo tanto se presenta el rechazo. La fricción entre los seres humanos es necesario reducirla, para vivir en un mundo cada vez mejor. La fricción en los componentes de máquinas, conlleva a la transformación de energía útil, aprovechable en trabajo productivo, en calor tanto para la máquina como para el ambiente, con el subsecuente número de problemas que las altas temperaturas de operación generan para los mecanismos lubricados, para el aceite y para el ambiente, ya que aporta calor causante del cambio climático. Es muy importante el análisis ingenieril de los fenómenos de fricción en las máquinas, para determinar si las causas que lo generan son mecánicas, operacionales ó de lubricación, con el objetivo de controlarlas y reducirlas hasta llegar a eliminarlas algún día. HISTORIA DE LA FRICCION La fricción permitió el desarrollo del hombre primitivo, en épocas muy remotas, como en el año AC cuando inventó la máquina para hacer fuego, y las brocas. Al descubrir la fricción y utilizarla para su propio bienestar también vio la necesidad que era necesario reducirla en otros tipos de máquinas, como en el torno de alfarero, utilizado para la fabricación de vasijas de arcilla para los alimentos, en la cual, los elementos sometidos a fricción, al girar la tabla horizontal se desgastaban y era necesario lubricarlos. En esa época para reducir la fricción se utilizaban agua, petróleo crudo, y grasas de origen animal y vegetal principalmente. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 Posteriormente el hombre de la época de las grandes civilizaciones mostró un gran interés por reducir la fricción en movimientos de traslación como en el caso de los egipcios en el año 2500 AC para el transporte de piedras hasta de 200 toneladas cada una para la construcción de monumentos y pirámides y más adelante para reducir el desgaste de las ruedas y demás elementos utilizados en la guerra y en la vida diaria. El hombre moderno continua con el mismo interés de reducir al máximo la fricción, no solo en los diferentes componentes de las máquinas que utiliza en todo momento, sino también en su propio organismo y es así como hoy en día se ve el reemplazo de partes del sistema óseo como las rótulas de las caderas por materiales termoplásticos auto-lubricados, de larga vida y compatibles con los tejidos humanos. Terminando la edad media ó la era del oscurantismo, y empezando el renacimiento (año 700 DC al 1500 DC), el artista científico Leonardo Da Vinci ( ) planteó conceptualmente por primera vez, las leyes fundamentales de la fricción, vigentes aún hoy en día, en las cuales afirmaba que: La fuerza de fricción es directamente proporcional al coeficiente de fricción y al peso del cuerpo en movimiento. La fuerza de fricción depende del área (microscópica) real de contacto y no del área aparente del cuerpo deslizante. En 1699 el físico francés Guillaume Amontons ( ) formuló matemáticamente las leyes de la fricción del movimiento por deslizamiento entre dos superficies planas. Otros científicos como Robert Hooke ( ), Isaac Newton ( ), Charles Coulomb ( ), y Osborne Reynolds ( ) le hicieron aportes muy importantes al tema de la fricción entre dos cuerpos sólidos, entre estos y los fluidos y en el interior de los fluidos. FRICCION Y FUERZA DE FRICCION La fricción es la oposición que presentan dos zonas materiales en contacto, durante el inicio, desarrollo y final del movimiento relativo entre ellas, conlleva a consumo de energía, generación de calor, desgaste y en algunos casos a fallas catastróficas. Los cuerpos que se mueven pueden ser sólidos, ellos. La fricción se define como fuerza de fricción (F), es negativa y se opone al movimiento y refleja que tanta energía mecánica se pierde cuando dos cuerpos inician el movimiento ó se mueven entre sí y es paralela y opuesta al sentido del movimiento. Refleja que tan eficiente energéticamente es el mecanismo durante su funcionamiento. La fuerza de fricción se calcula de la siguiente ecuación: F=fxW F: fuerza de fricción, kgf (lbf) f: coeficiente de fricción metal-metal, sólido, mixto ó fluido, adimensional. W: fuerza normal que actúa sobre una de las superficies de fricción, kgf (lbf). 19

20 Ocasiona en la mayoría de los casos que las superficies de fricción de los componentes de la máquina se suelden y la falla sea catastrófica, debido a la gran cantidad de calor generado cuando las crestas altas y pequeñas chocan, se deforman elásticamente y luego plásticamente hasta fracturarse. Ocurre de manera transitoria cuando los mecanismos lubricados de una máquina se ponen en operación ó se detienen y la condición final de lubricación es Elastohidrodinámica ó fluida. La fuerza W que presiona un cuerpo sobre una superficie horizontal es equivalente a su peso y se denomina fuerza normal. Cuando el cuerpo descansa sobre un plano inclinado la magnitud de la fuerza normal depende del ángulo de inclinación y es menor que el peso de dicho cuerpo (WCosè). Cuando el cuerpo reposa sobre una superficie horizontal dicho cuerpo presiona sobre la superficie con todo su peso y si la superficie está inclinada, por ejemplo 60º, solo presiona con la mitad de su peso y la fuerza normal es de cero cuando el plano está en posición vertical, puesto que el cuerpo y la superficie no se presionan entre sí. La fuerza normal sobre la superficie puede ser mayor que el peso si se ejerce una presión adicional sobre el cuerpo. TIPOS DE FUERZAS DE FRICCION La fuerza de fricción, puede ser estática ó cinética. Fuerza de fricción estática (Fe ) Fuerza de fricción cinética (Fc ) Fuerza de fricción estática (Fe ) La fuerza de fricción estática (F ) es una fuerza negativa mayor que la fuerza aplicada la cual no es suficiente para iniciar el movimiento de un cuerpo estacionario. Se genera debido a la rugosidad microscópica de las dos superficies, que interactúan y se entrelazan, y entre las cuales se generan enlaces iónicos y microsoldaduras formadas por la humedad y el oxigeno del aire. Falla catastrófica entre el cojinete y el muñón en un reductor de velocidad al interrumpirse le flujo de aceite Fuerza de fricción sólida cinética Se presenta de manera transitoria siempre que los componentes de la máquina inician su movimiento ó paran. La fuerza de fricción sólida cinética presenta las siguientes características: Depende del tipo de aditivo antidesgaste que tenga el lubricante utilizado. Es de regular intensidad, y conlleva a un bajo nivel de desgaste adhesivo. Puede conllevar a altos niveles de desgaste adhesivo cuando la película lubricante es fluida y se rompe debido a condiciones mecánicas u operacionales anormales en el mecanismo lubricado. Fuerza de fricción cinética (Fc) La fuerza de fricción cinética (Fc) es una fuerza negativa que se presenta cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, se opone al movimiento y es de magnitud constante. La fuerza de fricción cinética, entre dos cuerpos que se mueven entre si se puede presentar como: Metal - metal Sólida Mixta Fluida Fuerza de fricción cinética metal-metal Tiene lugar cuando la rugosidad de una superficie metálica desliza directamente sobre la otra y el sistema tribológico está constituido por dos cuerpos sólidos, entre los cuales no hay un tercer elemento sólido ó fluido que los separe. En la fuerza de fricción metal-metal cinética, tiene las siguientes características: Puede ser de alta ó de mediana intensidad, dependiendo del tipo de materiales en contacto. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 Desgaste adhesivo en el cojinete liso de un compresor centrífugo por fricción sólida en el momento de la puesta en marcha. Fuerza de fricción mixta cinética 20

21 Se presenta de manera permanente cuando los mecanismos lubricados de una máquina trabajan bajo condiciones de lubricación Elastohidrodinámica (EHL). La intensidad de la fuerza de fricción mixta tiene las siguientes características: Depende del tipo de aditivo extrema presión y de las características del lubricante utilizado. Es de mediana intensidad, y conlleva a un nivel de desgaste adhesivo moderado, que se presenta en los componentes lubricados durante el funcionamiento de la máquina. Se puede minimizar cuando se requiere un lubricante con un aditivo extrema presión de tipo EP y se utiliza un EP y se puede incrementar cuando se requiere un EP y se pasa a un EP. Desgaste adhesivo por fricción mixta en el cojinete liso del eje de baja velocidad en un reductor. Fuerza de fricción fluida cinética Tiene lugar cuando las superficies de fricción se mueven la una con respecto a la otra completamente separadas por un tercer elemento que por lo regular es un fluido. La fuerza de fricción fluida cinética presenta las siguientes características: Para un mismo espesor de película lubricante, depende de si el lubricante utilizado es mineral, sintético ó vegetal. En el caso del aceite mineral se define como la resistencia que presentan al corte las laminillas que constituyen la película lubricante, un valor típico es de 0,008. En el caso de los aceites sintéticos como la resistencia a la rodadura de las esferas de igual diámetro que constituyen la película lubricante, un valor típico es de 0,006. En el caso de los aceites vegetales como la resistencia a la rodadura de las esferas de diferente diámetro que constituyen la película lubricante, un valor típico es de 0,007. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 Fricción fluida con diferentes tipos de lubricantes. COEFICIENTE DE FRICCION El coeficiente de fricción caracteriza la fuerza de fricción, es el parámetro modificable para reducir las pérdidas por fricción y hacer más productivo el desempeño mecánico de los componentes de máquinas. El coeficiente de fricción entre dos cuerpos que se mueven puede ser por deslizamiento ó por rodadura dependiendo de la forma geométrica de las superficies que interactúan. El coeficiente de fricción por rodadura es menor que por deslizamiento. El valor del coeficiente de fricción por deslizamiento y por rodadura a su vez es función de la naturaleza del contacto que se presente entre los cuerpos sometidos a fricción, y puede ser: - Metal-metal por deslizamiento (f mmd) rodadura(f mmr) - Sólido por deslizamiento (f sd ) ó por rodadura (f sr ) sr - Mixto por deslizamiento (f md ) ó por rodadura (f mr ) - Fluido por deslizamiento (f fd ) ó por rodadura (f fr ) El coeficiente de fricción metal-metal cinético es el más alto, conlleva a elevadas pérdidas de energía por fricción y alta generación de calor y depende de la naturaleza de los materiales friccionantes en contacto. Por ejemplo cuando una superficie de acero rueda sobre otra de acero es de 0,30; este puede ser el caso de un rodamiento de bolas no lubricado al rodar las esferas sobre las pistas de rodadura en seco. El coeficiente de fricción sólida cinético depende del tipo de material que se le haya aplicado a las superficies metálicas que interactúan como material de desgaste. Por ejemplo cuando se utiliza como material de desgaste el aditivo metálico ditiosfosfato de zinc sobre ditiosfosfato de zinc es de 0,015. El coeficiente de fricción mixta por rodadura depende del tipo y cantidad de fluido y del material antidesgaste utilizado como lubricante que separa las dos superficies. Por ejemplo cuando es aceite mineral EP sobre aceite mineral EP es de 0,011. El coeficiente de fricción fluida por rodadura depende del tipo de fluido utilizado como lubricante para separar las dos superficies. Por ejemplo cuando es aceite mineral sobre aceite mineral es de 0,0085. En la Tabla No1 se especifican los valores típicos de coeficientes de fricción por deslizamiento y rodadura en diferentes mecanismos y condiciones de lubricación. 21

22 componente. En la Tabla No2 se especifican las fórmulas que se pueden utilizar para calcular el calor generado en rodamientos, cojinetes lisos y engranajes. GENERACION DE CALOR La cantidad de calor que se genera entre superficies de componentes de máquinas que están en contacto directo es tan alta que puede conllevar a que las rugosidades de las dos superficies se suelden al alcanzar el punto de fusión de los materiales. Inicialmente, al originarse el contacto metal-metal, la resistencia que ofrecen al movimiento el número de puntos soldados es inferior al torque generado por la máquina conducida, por lo que el mecanismo sigue operando a una temperatura de operación superior a la normal con un determinado nivel de desgaste adhesivo. Luego a medida que transcurre esta situación, la temperatura sigue en aumento con el consecuente número de puntos soldados de las crestas de las rugosidades, hasta que finalmente su resistencia es mayor que el torque aplicado y la máquina se frena dando lugar a la falla catastrófica del mecanismo donde ocurrió el contacto metal-metal, y en muchas ocasiones de otros componentes de la máquina, hasta el punto que es necesario reemplazarla en su totalidad. Envíele la revista aeun amigo o colega, de esa forma, conseguiremos que mas profesionales en Latinoamérica compartan con nosotros sus comentarios y experiencias para el beneficio de nuestros países y la región entera. Cantidad de calor generado dependiendo del tipo de fuerza de fricción En una máquina compleja, sus diferentes mecanismos están constituidos por engranajes, rodamientos, cojinetes lisos, guías, cadenas y acoples; los cuales están expuestos a bajos ó altos consumos de energía por fricción, generación de calor y por lo tanto a una temperatura de operación mayor que la del ambiente. La cantidad de calor generado en un componente de máquina depende del tipo de componente, de las condiciones operacionales a las cuales está sometido y del tipo de fricción que se presente en dicho Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 22

23 FALLA CATASTROFICA La falla catastrófica se define como aquella condición en la cual el mecanismo de una máquina queda totalmente inservible por excesivo desgaste adhesivo, cambio de su forma geométrica ó desintegración de su estructura metálica. Falla destructiva en los cojinetes de apoyo del eje de una turbina de La falla catastrófica en cualquier elemento mecánico se presenta como resultado del contacto metal-metal entre las superficies de fricción del componente mecánico. Las causas que conllevan a que se presente la falla catastrófica son: Temperatura de operación superior a la máxima permisible. - Viscosidad del lubricante inferior a la requerida. - Bajo nivel de aceite. - Aceite contaminado con agua, gases, combustible, etc. - Sobrecargas por problemas operacionales ó mecánicos (desbalanceo, desalineamiento, etc). - Valores de vibración por encima del valor normal. Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 N 5 Caso histórico Una bomba centrífuga, que bombea gasolina en una planta petroquímica, desde un tanque a presión atmosférica hasta otro de almacenamiento, presentó falla catastrófica, en los tres rodamientos de apoyo del eje de la bomba centrífuga como resultado de la disminución de la Cabeza Neta de Succión Disponible (NPSH) al disminuir la altura H de la gasolina en el tanque desde el cual se alimenta la bomba centrífuga. Se requiere comprobar si la causa de la falla de los rodamientos fue un problema de contacto metal-metal por rotura de la película lubricante debido al calor generado. Datos técnicos: - Tipo de rodamientos: uno rígido de bolas en el lado impulsor y dos de bolas de contacto angular en el lado acople. - Velocidad de operación: 1800 rpm. - Temperatura de operación: 60ºC - Temperatura ambiente: 35ºC - Carga dinámica sobre el rodamiento rígido de bolas: 2500 kgf - Carga dinámica sobre cada rodamiento de bolas de contacto angular: 3200 kgf. - Diámetro interior de los rodamientos: 12 cm. - Aceite utilizado: ISO 68 - Método de lubricación: por anillo. - Condición de lubricación: fluida. - Area de transferencia de calor de la carcaza donde van alojados los rodamientos: 5950 cm2. Calor total generado por los tres rodamientos: Un rodamiento rígido de bolas: 2 23