paper #06 #06 Estrategias de diseño de rutinas de mantenimiento

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1 Grupo Electrotécnica White White paper paper #06 #06 Estrategias de diseño de rutinas de mantenimiento Desarrollado por: Ing. Efraín Mejía Montero, Gestor de Mantenimiento Industrial. Grupo Electrotécnica.

2 Introducción Las compañías utilizan sistemas para mantener sus instalaciones y equipos trabajando de forma adecuada y continua, lo que garantiza que las operaciones funcionales se desarrollen con eficiencia y confiabilidad. El mantenimiento es una actividad ligada a todo lo que realiza el ser humano, para preservar o restablecer la operación de un equipo o una instalación. Maneja conceptos como índice de funcionamiento, que consiste en el conjunto de valores a los que se pretende llegar en un contexto de operación, por ejemplo, un equipo cuya función operacional es mantener el índice de la temperatura y humedad en un valor aceptado, o el voltaje, corriente o presión, dentro de los rangos, para que el proceso transcurra adecuadamente. En los procesos se trata de alcanzar valores ideales de operación; lamentablemente, los elementos tienden al desgaste y a la falla, y aunque los equipos se han diseñado para cumplir una o varias funciones, esto resulta inevitable. del aceite de un motor de combustión disminuye, eso implica que existe un problema en el sistema de lubricación. Por lo tanto, se debe controlar los índices de funcionamiento para identificar desviaciones y realizar las actividades necesarias para que la función de la máquina no se pierda. Enfoques modernos de la administración del mantenimiento se refieren a satisfacer al cliente que consume los productos o servicios, y por eso ha surgido el mantenimiento centrado en el cliente, un tipo de filosofía de mantenimiento que contribuye a satisfacer las necesidades de este. El mantenimiento industrial disminuye los costos de producción y los paros durante periodos productivos, e impacta directamente en la productividad, seguridad, medio ambiente y calidad de los procesos y servicios. El desgaste se asocia a la variación que experimentan los índices de funcionamiento, es decir, que si la presión 2

3 Introducción Estrategias de mantenimiento En la industria existen varias estrategias de mantenimiento; usar una u otra, o varias en conjunto, dependerá de las necesidades de cada empresa. La mejor estrategia es la utilización en conjunto de cada una de las estrategias. Las más empleadas son los siguientes: Mantenimiento preventivo Estrategia basada en la ejecución de inspecciones periódicas a equipos e instalaciones. Es planificada, programada y controlada, con el objetivo de detectar desgastes que pueden conducir a una falla y deben ser corregidos. También analiza el estado de componentes y valida si se encuentran en su rango o estado óptimo de operación. Incluye: toma de mediciones, verificación de índices de funcionamiento, limpieza y reemplazo de componentes. Hay varios tipos de inspección: Con la máquina o equipo en operación: se revisan los parámetros de operación e índices de funcionamiento. Con el equipo detenido: reparaciones, desarme, limpiezas mayores que requieren el equipo detenido. Los objetivos de un programa de mantenimiento preventivo son los siguientes: Reducir los paros no programados. Aumentar el tiempo medio entre fallas. Disminuir el tiempo de reparación de una falla. Aumentar la vida útil de los equipos o servicios. Optimizar los costos de mantenimiento. Se debe incluir acciones antes y después: Antes: Programar las inspecciones. Coordinar con el cliente y con el personal de mantenimiento. Coordinar con bodega de materiales. Después: Anotar en el historial del equipo los resultados de la inspección. Analizar la información generada por las inspecciones. Reprogramar inspecciones que no se realicen. Este proceso requiere seguimiento, no es estático; debe verse como un sistema que 3

4 precisa ajustes y mejoras constantes. Mantenimiento predictivo Estrategia basada en la medición periódica de la condición de la máquina, equipo o sistema, utilizando instrumentos y técnicas para detectar desgastes que pueden conducir a una falla. Estas mediciones se efectúan cuando los equipos, máquinas o sistemas, se encuentran en funcionamiento y operación, debido a que muchos de los índices deben ser monitoreados en tiempo real (vibraciones, ultrasonido, temperatura, análisis del aceite, potencia). Algunos de los instrumentos utilizados son las siguientes: Analizadores de vibración Análisis de aceite Cámaras termográficas Ultrasonido Rayos X Líquidos penetrantes La utilización de esta estrategia de mantenimiento busca entender, detectar y predecir la aparición de un tipo de fallas llamadas silenciosas, que no se pueden determinar a simple vista y con técnicas tradicionales. Por ejemplo: el comportamiento de sistemas eléctricos como barras de potencia, conductores, terminales, disyuntores, fusibles, entre otros. En este caso se puede detectar sobrecalentamiento por falsos contactos o sobrecargas en los sistemas, mediante termografías. Otro ejemplo muy utilizado es el análisis de aceites de lubricación: se puede determinar el deterioro del aceite al extraer una muestra y aplicar análisis de laboratorio, y así se toman acciones tempranas que evitan una falla catastrófica con daños cuantiosos en una instalación o equipo. Todas las técnicas predictivas se deben aplicar mientras los sistemas estén en operación, trabajando en caliente. 4

5 Mantenimiento extraordinario Consiste en la ejecución de trabajos esporádicos, cuya importancia y costos son significativos. Estos se separan de las labores normales de mantenimiento y se efectúan generalmente en horarios fuera de operación (fines de semana, feriados). Las labores requieren planificación, programación y control y demandan en gran medida la atención del Departamento de Mantenimiento (montajes de líneas de producción, modificaciones o reparaciones de los equipos, trabajos de reparación mayor). Mantenimiento correctivo Consiste en localizar y solucionar de manera inmediata las fallas ocurridas en los equipos. Una falla es un desgaste, desajuste o rotura imprevista en alguno de los componentes, que le impide realizar su función operacional. Cuando sucede, es preciso solucionarla cuanto antes, debido a que un paro en un equipo implica que no está cumpliendo su función operacional, con una seria repercusión económica. Si los procesos son muy críticos, las fallas se suelen reparar de forma temporal para disminuir el tiempo de paro; por ejemplo, una falla en una unidad de aire acondicionado en un centro de datos, puede provocar el incremento de la temperatura y el mal funcionamiento de los equipos de TI, en el peor de los casos, hasta un paro completo de las cargas críticas. En ciertas situaciones, una reparación puede tomar mucho tiempo, y se debe sacar la máquina de producción. Las labores de mantenimiento correctivo deben ser ejecutadas por personal capacitado, que pueda trabajar bajo presión, con seguridad y calma, ofreciendo soluciones correctas, en el menor número de pasos, analizando las fallas para evitar que vuelvan a suceder; también es preciso contar con un lote de repuestos adecuado. Aunque se tengan monitoreados y controlados los procesos de mantenimiento en un sistema o máquina de producción, es inevitable que aparezcan averías. Los componentes mecánicos y eléctricos pueden fallar, por lo que debe existir la estrategia de mantenimiento, que trata de reducir las fallas y extender la vida útil de las instalaciones. Pero las reparaciones siempre existirán en la operación de máquinas. El mantenimiento correctivo implica un costo muy alto: equipo, repuestos, horas de profesionales, pruebas, entre otros. Con las otras técnicas se procura aumentar al máximo el índice MTBF (Mean Time Between Failure), el tiempo medio entre cada falla, y reducir el MTTR (Mean Time To Repair), el tiempo medio de reparaciones. Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) El proceso RCM (Reliability Centred Maintenance) se utiliza para determinar lo necesario con el fin de asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo lo que sus usuarios precisan. 1 5

6 Este proceso nace a fines de los años sesenta, justamente en la industria de la aeronáutica norteamericana, con el objetivo de establecer procedimientos de mantenimiento apropiados para reducir los tiempos de parada y los costos, y aumentar la seguridad en los vuelos. La teoría tradicional del mantenimiento se basa en que los componentes de las máquinas se desgastan con el tiempo, que tienen una edad fija de operación, y que al final hay que sustituirlos para garantizar la función operacional. Este cambio de componentes es lo que se denomina mantenimiento preventivo. Se ha determinado, sin embargo, que existen fallas que no se pueden prevenir solo reemplazando los componentes de forma cíclica. 6

7 Introducción Norma SAE JA 1011 Esta norma no presenta un proceso RCM estándar; su título es Criterios de evaluación para procesos de mantenimiento centrados en confiabilidad (RCM). El estándar muestra criterios con los cuales se puede comparar un proceso. Si este los satisface, se le considera un RCM, que es una serie de procesos documentados, que se realizan metódica y ordenadamente, reduciendo las posibilidades de omisiones al revisar los equipos. Se requiere contar con un registro de todos los equipos y con los correspondientes manuales. Cualquier componente se debe localizar en la documentación respectiva (completamente trazable). Los equipos exigen fichas y datos técnicos, y es preciso conocer su contexto operacional y las condiciones ambientales (temperatura, humedad, suciedad, calidad eléctrica, servicio técnico). Las etapas para diseñar un programa de mantenimiento basado en RCM son las siguientes: 1. Seleccionar las máquinas, considerando los siguientes aspectos: a. Importancia de la máquina para el proceso productivo b. Alto costo implicado por falla en producción. 2. Formar el archivo técnico con la información disponible y relevante sobre los datos técnicos y de operación de los equipos. 3. Elaborar un estudio técnico de las máquinas, que incluya un análisis de manuales, catálogos, planos, contexto de operación in situ e historial del equipo. 4. Determinar el nivel de análisis, estudiando en detalle la estructura de la máquina, sus componentes y respectivos flujos de proceso (operación de la unidad), para entender a profundidad cómo funciona. 5. Establecer los índices de funcionamiento o indicadores que brindan la información sobre la máquina: a. Presiones b. Corrientes 7

8 c. Voltajes d. Factor de potencia e. Otros. 6. Determinar los objetivos del plan de mantenimiento RCM, cuantificar al alcance y lo que se espera de la implementación del sistema. 7. Generar la documentación RCM: aspectos técnicos, índices de operación, etc. 8. Redactar manuales de mantenimiento: documentación de las especificaciones y detalles del equipo, información relacionada con las inspecciones de cada máquina. 9. Determinar repuestos requeridos: cálculo de lo necesario para cada inspección. 11. Calcular los costos del proceso. 12. Auditar el proceso RCM. 13. Realizar correcciones y mejoras del proceso. La puesta en marcha de las estrategias de mantenimiento optimiza la eficiencia y productividad de los procesos, reduciendo los paros por averías. Para aplicar cada una de estas estrategias es importante contar con personal capacitado en el proceso: especialistas técnicos o de ingeniería, que tengan claro cómo operan las instalaciones o maquinaria de una compañía. Así se garantiza que las inspecciones, revisiones o reparaciones, sean efectivas y seguras, y se mantiene la confiabilidad del proceso. 10. Calendarizar las labores por realizar. Referencias: 1) Moubray John, Mantenimiento centrado en confiabilidad. Gran Bretaña: Aladon Ltd, ) Pérez Carlos Mario, Gerencia del mantenimiento-sistemas de información. Colombia: Soporte y Cía. Ltda. 3) Salih O Duffuaa, Sistemas de mantenimiento, planeación y control. Limusa Wiley. Desarrollado por: Ing. Efraín Mejía Montero, Gestor de Mantenimiento Industrial. Grupo Electrotécnica. 8