Mantenimiento preventivo para equipos de procesos y sistemas de envarillado

Resumen

La investigación permitió identificar la problemática que presenta línea II de la sala de envarillado de ánodos en cuanto a la deficiencia que muestran los equipos de procesos al momento de operar, lo que genera retraso en la producción. Se identificaron los equipos de procesos y sub sistemas críticos, además de los conjuntos que presentan más fallas. Es un estudio de tipo no experimental y se apoya en una investigación de campo, descriptiva, ya que incluyo el diagnóstico de la situación actual que presentan los equipos, sin alterar las variables, realizando recomendaciones propias en función de minimizar la problemática. Por medio del despiece de los equipos, la observación directa, la aplicación del análisis de criticidad a las máquinas, para seguir la aplicación del AMEF a los conjuntos, demostró cuales eran los críticos por presentar más fallas. En general, se encontraron que los equipos más críticos son las Mesas de Coladas y los Hornos de Inducción.

Palabras claves: Análisis de Criticidad, AMEF, equipos críticos, sub sistemas, conjuntos.

Introducción

La empresa CVG VENALUM se encarga de la producción de aluminio primario con una capacidad instalada de 905 celdas a través de un proceso de reducción electrolítica, utilizando como materia prima para el proceso la alúmina, criolita, aditivos químicos y energía eléctrica, capaces de producir

• toneladas al año de aluminio, aunque en la actualidad, la empresa se encuentra con menos del 25% de su capacidad de producción. Cabe destacar que la empresa se encuentra bajo cambios positivos, ya que se está invirtiendo en las diferentes gerencias para aumentar la producción.

La empresa está compuesta por varias áreas esenciales, en donde se realizan diferentes procesos simultáneos para obtener el producto requerido por los clientes. En el área de envarillado se realiza la unión de la varilla anódica con el ánodo cocido, a través de una fundición gris que sirve como adhesivo, formándose el ánodo envarillado. Éste es utilizado para la reducción electrolítica, destacando que el proceso productivo se lleva a cabo si hay presencia de un ánodo (polo positivo) y un cátodo (polo negativo), pues a través de ella circula la corriente eléctrica suministrada de forma directa. La energía eléctrica reacciona con el baño electrolítico, que es agregado a la celda de reducción, provocando la separación del oxígeno con la alúmina, lo que da como resultado el aluminio líquido, el cual es usado para elaborar los diferentes lingotes y cilindros.

El área de envarillado está integrada por dos líneas de producción (Línea I y Línea II) en donde es formado el ánodo envarillado luego de pasar por varios procesos: carga y descarga de cabos, rompedor de cabos, rompedor de colada, selección visual de varillas, incorporación de varillas buenas y desincorporación de varillas malas o defectuosas, estación grafitadora de yugos, estación de secado, calentador de yugos, mesa de colada, hornos de inducción, estación de limpieza de ánodos y finalmente

estación de rociado donde al finalizar éste proceso son llevados a las celdas de reducción electrolítica.

En esta investigación se quiere evaluar las condiciones actuales de los equipos de procesos, en especial el rompedor de cabo, rompedor de colada, grafitadora de yugos, calentador de yugos, mesas de colada y hornos de inducción ubicadas en la CVG VENALUM, con el fin de realizar un plan de mantenimiento preventivo para los equipos que conforman la sala de envarillado de línea II. Este diagnóstico presenta los resultados de las problemáticas actuales por las fallas de los equipos y las consecuencias que ésta ha ocasionado, debido a que no se utiliza los manuales de los equipos.

La investigación está dividida en cinco (5) capítulos, organizados de la siguiente manera:

Capítulo I: Se desarrolla la situación actual que conlleva a hacer el planteamiento del problema de los equipos de procesos.

Capítulo II: Se expone las generalidades de la empresa con sus antecedentes históricos, como está estructurada y la base teórica para llevar a cabo la investigación.

Capítulo III: Se describe la metodología a utilizar para realizar el estudio y los recursos que fueron necesarios para obtener la información pertinente.

Capítulo IV: Se explica la situación actual del área de estudio y de los equipos de procesos que presentan fallas.

Capítulo V: Se presentan los resultados obtenidos de la investigación con el fin de dar respuesta a la problemática planteada y proponer mejorías para evitar el retraso en la producción.

CAPÍTULO I

El problema

En éste capítulo se describe y delimita el alcance del problema presentado en la sala de envarillado. También se detalla los antecedentes, el objetivo general con los objetivos específicos y la justificación o propósito.

Planteamiento del Problema

CVG VENALUM es una empresa del estado Venezolano y una de las principales productoras de aluminio a nivel nacional. Está orientada a producir y comercializar el aluminio primario con sus distintas aleaciones en diferentes formas y tamaños (lingotes y cilindros); utilizando como materia prima la alúmina, criolita, aditivos químicos y energía eléctrica. Para el desarrollo de su proceso productivo. Se dirige con una gerencia general de planta, la cual se encuentra subdividida en las gerencias de carbón, reducción, colada, suministros industriales y mantenimiento industrial, la superintendencia de planificación y control de operaciones.

La Gerencia de Carbón cuenta, entre otras, con la sala de envarillado de ánodos, cuyo trabajo consiste en ensamblar las varillas anódicas provenientes del taller de reparación de varillas; con los ánodos cocidos, mediante el uso de una fundición gris producida en tres (3) hornos de inducción. Una vez que los ánodos estén ensamblados, son llevados a las

máquinas rociadoras, donde se le aplica un revestimiento de aluminio líquido para luego ser enviados a las salas de reducción.

Para cumplir éste proceso, se requiere una serie de equipos que trabajen conjuntamente en una línea de producción. La sala de envarillado cuenta con dos (2) líneas, conocidas como línea I y línea II. La línea I cuenta con una (1) mesas de colada en la cual las operaciones son manuales y la línea II que cuenta con dos (2) mesas de colada, mesa 1 y mesa 2, donde se realizan las operaciones con controles automáticos.

Los equipos que intervienen en la línea II de la sala de envarillado de ánodos son: rompedor de cabos usada para desprender la varilla del cabo; rompedor de colada cuya función es separar la varilla de la fundición gris; grafitadora de yugos es la estación donde las puntas del yugo de las varillas se sumergen en una solución de grafito, a fin de facilitar el posterior desmolde de la fundición gris, mejorando la conductividad eléctrica; el calentador de yugos donde se precalientan las puntas de los yugos en una cámara de combustión por llama directa, con el fin de disminuir la humedad y evitar un choque térmico, por medio del precalentamiento se busca evitarlo; mesa de colada en donde se ensambla la varilla con el ánodo a través del vaciado de fundición gris y por último los hornos de inducción en los cuales se prepara la fundición gris necesaria para realizar la unión entre la varilla anódica y el ánodo cocido.

Actualmente los equipos que intervienen en los procesos de línea II en la sala de envarillado, se encuentran trabajando con baja eficiencia, debido a diversos efectos como: desgaste de las piezas, falta de insumos adecuados y desperfectos presentados por modificaciones empíricas a las máquinas; que traen como consecuencia la disponibilidad oportuna y suficiente de las varillas, carritos porta varillas y carretas. Las causas de las fallas suelen ser asociadas a diversas desviaciones del proceso productivo. Estos se pueden

enumerar de la siguiente manera: diferencias en los tamaños de las varillas anódicas con dimensiones muy desviadas del estándar, haciendo difícil la operación a las máquinas; deficiencia en la calidad del grafito, la baja densidad genera adherencia a las puntas de yugo, dificultando su desprendimiento, lo que crea retrasos en la producción y desgastes excesivos en los equipos; la falta de oportunidad en la adquisición de materiales y herramientas para el mantenimiento disminuye la confiabilidad de los equipos de procesos y por consiguiente afecta la producción; el deterioro de las estructuras por los años de utilidad y reparaciones irregulares para lograr la producción requerida, aunado a esto, la falta de limpieza rutinaria es un factor que afecta la operación de las máquinas dado a la acumulación de partículas en las mismas, que a la larga dificulta la operación efectiva en los equipos.

Debido a que éste proceso productivo es continuo y que los equipos son dependientes entre sí, se requiere crear un plan de mantenimiento preventivo que incluya la evaluación y análisis de éstas fallas, lo que conlleva a la elaboración de un listado de repuestos requeridos que incluyan las modificaciones de las máquinas y equipos del proceso productivo, con el fin de establecer mejoras que permitan aumentar la efectividad y productividad en línea II de la sala de envarillado de CVG VENALUM.

Objetivo General

Elaborar un plan de mantenimiento preventivo para los equipos de procesos y sistemas que conforman la línea II de la sala de envarillado de ánodos de CVG VENALUM.

Objetivos Específicos

• Identificar el funcionamiento de los equipos, a través de los manuales de operación, inventario con subsistemas, visitas a las estaciones de trabajo de las máquinas que componen la línea II de envarillado.

• Documentar las fallas registradas en los sistemas estadísticos de la planta, lo que incluye la identificación de los subsistemas y partes susceptibles de fallas así como los tiempos entre fallas y tiempo para reparar.

• Realizar un análisis de criticidad basado en un análisis cualitativo.

• Documentar los Análisis de Modos Efectos de Falla (AMEF) de los equipos y subsistemas.

• Estimar los recursos humanos, las partes y piezas necesarias para llevar a cabo el plan.

Justificación

La finalidad de ésta investigación es definir un programa de mantenimiento preventivo de los equipos de procesos que conforman la línea II de envarillado de ánodos de CVG VENALUM. Para desarrollar los planes de mantenimiento se implementará una metodología de Mantenimiento centrado en confiabilidad, en lo cual se utilizará una novedosa herramienta metodológica, conocida como análisis de modo y efecto de falla, basada en la experiencia del personal de operación y mantenimiento de la planta con el cual se identificará las principales fallas de los equipos que inciden directamente en la producción de ánodos.

Delimitación

La presente investigación se llevará a cabo en la sala de envarillado de ánodos de la línea II, adscrita a la Gerencia de Carbón. Tomará un tiempo de 16 semanas, comenzando el 18/07/2016 hasta el 04/11/2016. El estudio estará enfocado en elaborar un plan de mantenimiento preventivo de los equipos de procesos para los sistemas y subsistemas del rompedor de cabos, rompedor de colada, grafitadora de yugos, calentador de yugos, mesa de colada y hornos de inducción, con el objetivo de estimar los recursos humanos, partes y piezas necesarias para llevar a cabo dicho plan.

CAPÍTULO II

Marco teórico

En éste capítulo se describe la empresa, el área de pasantía, los equipos y procedimientos, como también se desarrolla una serie de conceptos básicos e importantes para la comprensión y elaboración de la investigación, es por ello que para obtener buenos resultados es necesario conocer la teoría que agilizo el estudio.

Reseña Histórica de la Empresa

CVG VENALUM se constituyó el 29 de Agosto de 1973, con el objetivo de producir aluminio primario en diversas formas con fines de exportación, utilizando la tecnología de la empresa japonesa Showa Denko con una capacidad de 150.000 t/año. El capital social de la compañía era entonces de 34 millones de bolívares, de los cuales 80% fue suscrito por un grupo de seis empresas japonesas asociadas y el 20% restante por la Corporación Venezolana de Guayana (ver Tabla 1).

En 1974, después de tanta negociación, se modifica la relación accionaría, elevando la participación nacional al 80% y reduciendo la de los japoneses a 20%, cuyo consorcio japonés estuvo integrado por Showa Denko K.K., Kobe Steel Ltd., Sumitomo Chemical Company Ltd., Mitsubishi Aluminium Company Ltd., y Marubeni Corporation, se decide la ampliación de capacidad a 280.000 t/año. La planta de CVG VENALUM fue inaugurada oficialmente el 10 de junio del 1.978.

En 2.004 CVG VENALUM recibe formalmente la certificación ISO 9001-2000 para la línea de producción colada y fabricación de lingotes de aluminio para refusión y cilindros de extrusión. Actualmente, la reductora de aluminio está actualizada con la certificación ISO 9001-2008, garantizando la calidad de sus productos y posicionándose como una compañía confiable para seguir satisfaciendo a sus clientes en el mercado nacional como internacional.

CVG VENALUM, hoy en día, está trabajando en función de actualizarse con la Norma ISO 9001: 2015 en aras de mantener la Certificación del Sistema de Gestión de Calidad, por lo que se encuentra actualizando e informando a sus trabajadores para su pronta aplicación.

Ubicación Geográfica

C.V.G. VENALUM está ubicada en la Avenida Fuerzas Armadas, zona Industrial Matanzas en Ciudad Guayana (ver Figura 1), urbe creada por decreto presidencial el dos (2) de Julio de 1.961 mediante fusión de Puerto Ordaz y San Félix. Su ubicación se debe a los grandes recursos naturales que se obtienen al estar rodeada por los ríos más caudalosos del país como el Orinoco, Caroní, Paraguas y Cuyuní, entre otros.

Figura 1. Ubicación de la Empresa.

Fuente. Manual de inducción de CVG VENALUM.

Misión

Producir y comercializar aluminio primario y aleaciones de manera sustentable para satisfacer los requerimientos de sus clientes y contribuir al desarrollo integral de la nación bajo el Modelo Socialista Bolivariano.

Visión

Ser la empresa líder en la producción y abastecimiento de aluminio primario y aleaciones en el mercado nacional e internacional, con el aprovechamiento máximo de su capacidad instalada, de manera sustentable, la consolidación de toda la cadena productiva del aluminio y contribuir al desarrollo integral de la Nación.

Estructura Organizativa General

CVG VENALUM cuenta con una estructura organizacional de tipo lineal y de asesoría, donde las líneas de autoridad y responsabilidad se encuentran bien definidas, actualmente fue reestructurada y aprobada por la Corporación Venezolana de Guayana, debido a la disolución de la Industria Aluminios de Venezuela, está constituida por gerencias administrativas y

operativas, a continuación se muestra el esquema de cada una de unidades (ver Figura 2).

Figura 2. Organigrama de la Empresa.

Fuente. Centro de Información de CVG VENALUM.

Descripción de la empresa

C.V.G. VENALUM es una empresa del sector productivo secundario, ya que su objetivo principal es transformar la alúmina (materia prima) en aluminio, el cual es procesado en forma de cilindros y lingotes, de acuerdo a los pedidos y especificaciones realizadas por sus clientes. Hoy en día, la reductora de aluminio se encuentra en constante reestructuración y crecimiento, lo que la posiciona como una de las empresas básicas más importante a nivel nacional e internacional.

Espacio Físico

CVG VENALUM cuenta con un área bastante amplia que abarca toda su infraestructura actual y que aun así tiene más espacio para su capacidad en el futuro, detallando sus dimensiones en la siguiente tabla (ver Tabla 2).

Tabla 2. Divisiones de la Empresa.

Fuente. Manual de inducción de CVG VENALUM.

Para llevar a cabo el proceso productivo del aluminio (ver Figura 3), la empresa cuenta con (3) salas de producción industriales e instalaciones auxiliares (ver Figura 4), dentro de estas destaca:

Figura 3. Proceso Productivo de CVG VENALUM.

Fuente. Manual de inducción de CVG VENALUM.

Figura 4. Plano de la empresa.

Fuente. Manual de inducción de CVG VENALUM.

Descripción del Área de Trabajo

La presente investigación va dirigida a la sala de envarillado de ánodos de la línea II, adscrita a la Gerencia de Carbón. Dicho estudio se desarrolla en la División de Tecnología y Carbón perteneciente a la Gerencia de Investigación y Desarrollo.

Gerencia de Carbón.

La Gerencia de Carbón pertenece a la Gerencia General de la planta (ver Figura 5), y puede considerarse una unidad lineal de producción y contribución endógena. Su misión es garantizar la producción de ánodos envarillados. Así como el reacondicionamiento de celdas electrónicas y el suministro de baños electrónicos, en condiciones de calidad y oportunidad requeridas en el proceso de reducción del aluminio. La planta cuenta con tres instalaciones donde se desarrolla la producción, siendo las siguientes:

? Molienda y Compactación.

? Horno de Cocción.

? Envarillado (Área de estudio de la Práctica Profesional)

Figura 5. Organigrama de la Gerencia de Carbón

Fuente. Elaboración propia.

Descripción del área de pasantía, materiales, equipos y procedimientos

Departamento de Envarillado de ánodos

El departamento de envarillado de ánodos, adscrito a la división de envarillado de la Gerencia de Carbón, es una unidad lineal y de servicio (ver Figura 6). Su misión es producir ánodos envarillados en función del programa de producción establecido y en condiciones de calidad, cantidad y oportunidad requerida para el proceso electrolítico de celda.

La sala de envarillado de ánodos está comprendida por dos líneas, es decir, dos áreas de proceso como lo son; línea I y línea II, estas dos áreas realizan las mismas funciones la diferencia de una con la otra, la línea I es de tecnología ACCO SISTEMA tecnología antigua y línea II es de JERVIS WEBB Y KHD de tecnología vigente con respecto a línea I y además representa la mejora operativa de esta planta.

Figura 6. Flujograma del proceso de envarillado.

Fuente. Elaboración propia.

Descripción del proceso productivo del área de envarillado de ánodos en la línea II.

Es en esta área donde a través de una serie de actividades, se elabora el ensamble de la varilla anódica con el ánodo cocido, formando el ánodo envarillado, que posteriormente serán llevados y utilizados en las celdas de reducción electrolítica para obtener el aluminio primario. Los procesos presentes con los siguientes:

Carga y descarga: Es la estación donde se descargan los cabos (varillas anódicas desgastadas por el baño electrolítico) y simultáneamente carga el ánodo envarillado en un carro porta varillas, con un total de cuatro

(4) ánodos por vagón y tres (3) vagones por carro, haciendo un total de doce

• (12) ánodos envarillados por viaje. Éste proceso es controlado por un operador.

Rompedor de cabos: Al cargar los cabos a través de las cadenas áreas, son llevados a la rompe cabos para ser desprendidos, dejando la varilla anódica libre de restos de cabo.

Rompedor de colada: Sin restos de cabo, es llevada a la rompe colada, donde se desprende el guarda cabo o resto de colada de las puntas de la varilla, para posteriormente ser usadas nuevamente. Este proceso, también es realizado de manera manual.

Limpieza y selección de varillas: Después de pasar por la rompe colada, las varillas pasan por una estación de selección, donde un operario evalúa las condiciones de las varillas según su estado, las operativas y las defectuosas. Las operativas continúan el proceso y son transportadas a la grafitadora de yugos. Las varillas no óptimas son sacadas y llevadas al taller de varillas, para ser reparadas.

Estación grafitadora de yugos: Una vez seleccionadas las varillas, son llevadas a la grafitadora de yugos, en esta estación la "leva" da la señal, activando el sensor para que se eleve la grafitadora de yugos con la solución de grafito y se sumerjan las puntas de yugo, esta solución cubre las mismas, las protege y ayuda a que la conductividad eléctrica sea más eficiente.

Calentador de puntas de yugo: Aquí, los calentadores precalientan las puntas de yugos para eliminar la humedad de la solución de grafito, evitar el choque térmico (explosiones). Ésta estación tiene una capacidad de seis (6) varillas, precalentándose juntas, de las cuales tres (3) pasan a la mesa de colada mientras las otras esperan el proceso.

Mesas de colada (ensamblaje): En esta estación es donde se unen las varillas anódicas con los ánodos cocidos (provenientes de los hornos de cocción). Una vez que es posicionada la varilla anódica en los orificios del ánodo cocido, el crisol proveniente de los hornos de inducción, entra en la mesa de colada y realiza el vaciado de la sustancia o fundición gris, actuando como pegamento y permitiendo el ensamblaje de la varilla con el ánodo.

Limpieza de ánodos: Al quedar exceso de fundición en la superficie del ánodo envarillado, un operario quita los restos de la colada con una vara de madera.

Estación de rociado (rociadora): En esta estación, el ánodo envarillado es rociado con aluminio proveniente de colada. Éste proceso se da a través de unos sopladores acoplados a un crisol, con el fin de rociar los ánodos para protegerlos y mejorar el rendimiento en el proceso de reducción.

Antecedentes del Problema

VIZCAÍNO, (2.015), DIAGNÓSTICO OPERATIVO AL ÁREA ENVARILLADO DE ÁNODOS Y VARILLAS Y REFRACTARIOS DE CVG

VENALUM. Éste trabajo brinda un aporte a la investigación dado a que el estudio estuvo basado en la operatividad de los equipos en el área de envarillado de ánodos presentando algunas de sus fallas.

Bases Teóricas

Mantenimiento.

Existen muchas maneras de definir mantenimiento entre ellas tenemos:

La Norma Covenin 3049-93 define el mantenimiento de la siguiente manera: "Es el conjunto de acciones que permite conservar o restablecer un sistema productivo a un estado específico, para que pueda cumplir un servicio determinado" (p. 1).

Con éste concepto podemos definir que el mantenimiento es un conjunto de actividades que permite recuperar un componente o equipo para que pueda cumplir un determinado servicio y evitar en el futuro averías operativas.

Tipos de Mantenimiento aplicados en CVG VENALUM.

En CVG VENALUM aplican tres tipos de mantenimiento: mantenimiento correctivo (tipo 1), mantenimiento preventivo (tipo 3) y mantenimiento rutinario (tipo 4).

? Mantenimiento Correctivo (Tipo 1).

Se lleva a cabo en los equipos e instalaciones de la planta una vez ocurrida la falla, siempre y cuando afecte a la seguridad del personal o provoque perdidas de la producción, una vez detectados parámetros fuera de especificaciones y puede ser ejecutado en un tiempo determinado.

? Mantenimiento Preventivo (Tipo 3).

Se efectúa para conservar los equipos o instalaciones mediante la realización de revisiones y reparaciones que garanticen su buen funcionamiento y fiabilidad. También se ejecuta en un tiempo determinado una vez detectados los parámetros fuera de especificaciones.

? Mantenimiento Rutinario (Tipo 4)

Según la norma COVENIN 3049-93 es el que "comprende actividades tales como: lubricación, limpieza, protección, ajustes, calibración u otras; su frecuencia de ejecución es hasta periodos semanales, generalmente es ejecutado por los mismos operarios de los equipos y su objetivo es mantener y alargar la vida útil de dichos SP evitando su desgaste" (p. 3)

Se aplica de forma periódica para mantener o alargar la vida útil del equipo e instalaciones de la planta y se dividen en cuatro grandes aspectos que son:

• 1. Inspección.

• 2. Prueba y Ajuste.

• 3. Limpieza.

• 4. Lubricación.

• 5. Parámetros de Mantenimiento.

Plan de Mantenimiento

Conjunto de actividades o trabajos planeados con rutinas, establecidos para verificar la realización de un mantenimiento que garantice la confiabilidad de los equipos, para lograr aumentar su disponibilidad y prolongar su vida de uso.

Diagrama Causa-Efecto

Figura 7. Diagrama Causa-Efecto

Fuente. Wikipedia enciclopedia libre

El Diagrama Causa-Efecto es llamado usualmente Diagrama de "Ishikawa" porque fue creado por Kaoru Ishikawa, experto en dirección de empresas interesado en mejorar el control de la calidad; también es llamado "Diagrama Espina de Pescado" porque su forma es similar al esqueleto de un pez: Está compuesto por un recuadro (cabeza), una línea principal (columna vertebral), y 4 o más líneas que apuntan a la línea principal formando un ángulo aproximado de 70º (espinas principales). Estas últimas poseen a su vez dos o tres líneas inclinadas (espinas), y así sucesivamente (espinas menores), según sea necesario (ver Figura 7).

Análisis de Criticidad

Metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Para realizar un análisis de criticidad se debe: definir un alcance y propósito para el análisis, establecer los criterios de evaluación y seleccionar un método de evaluación para jerarquizar la selección de los sistemas objeto del análisis. Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar como (Ec. 1):

Criticidad o Riesgo Total = Frecuencia x Consecuencia (Ec.1)

En donde la frecuencia está asociada al número de eventos o fallas que presenta el sistema o proceso evaluado y, la consecuencia está referida con: el impacto y flexibilidad operacional, los costos de reparación y los impactos en seguridad y ambiente. En función de lo antes expuesto se establecen como criterios fundamentales para realizar un análisis de criticidad los siguientes:

• Seguridad

• Ambiente

• Producción

• Costos (operacionales y de mantenimiento)

• Tiempo promedio para reparar

• Frecuencia de falla

La determinación de criterios se basa en los seis (6) criterios fundamentales nombrados en el párrafo anterior. Para la selección del método de evaluación, se toman criterios de ingeniería, factores de ponderación y cuantificación. Para la aplicación de un procedimiento definido se trata del cumplimiento de la guía de aplicación que se haya diseñado. Por último, la lista jerarquizada es el producto que se obtiene del análisis.

El análisis de criticidad aplica en cualquier conjunto de procesos, plantas, sistemas, equipos y/o componentes que requieran ser jerarquizados en función de su impacto en el proceso o negocio donde formen parte. Sus áreas comunes de aplicación se orientan a establecer programas de implantación y prioridades en los siguientes campos:

• Mantenimiento

• Inspección

• Materiales

• Disponibilidad de planta

• Personal

Al tener seguro cuales sistemas o sub sistemas son los más críticos, se podrá establecer de una manera más eficiente la priorización de los programas y planes de mantenimiento de tipo: predictivo, preventivo y correctivo e inclusive posibles rediseños al nivel de procedimientos y modificaciones menores a nivel de los sistemas; inclusive permitirá establecer la prioridad para la programación y ejecución de órdenes de trabajo.

El estudio de criticidad facilita y centraliza la implantación de un programa de inspección, dado que la lista jerarquizada indica donde vale la pena realizar inspecciones y ayuda en los criterios de selección de los intervalos y tipo de inspección requerida para sistemas de protección y control (presión, temperatura, nivel, velocidad, espesores, flujo, entre otros.), así como para equipos dinámicos, estáticos y estructurales.

En cuanto a la criticidad de los sistemas, ayuda a tomar decisiones más acertadas sobre el nivel de equipos y piezas de repuesto que deben existir en el almacén central, así como los requerimientos de partes, materiales y herramientas que deben estar disponibles en los almacenes de

planta, es decir, podemos sincerar el stock de materiales y repuestos de cada sistema y/o equipo logrando un costo óptimo de inventario.

Un buen estudio de criticidad permite potenciar el adiestramiento y desarrollo de habilidades en el personal, dado que se puede diseñar un plan de formación técnica, artesanal y de crecimiento personal, basado en las necesidades reales de la instalación, tomando en cuenta primero las áreas más críticas, que es donde se concentra las mejores oportunidades iniciales de mejora y de agregar el máximo valor.

Los criterios serán ordenados de mayor a menor los valores de criticidad obtenidos y graficados utilizando un diagrama de barra, de manera tal de visualizar la distribución descendente de los sistemas evaluados. La distribución de barras permitirá establecer de forma fácil tres zonas importantes: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad.

La definición de cada criterio es:

Frecuencia de falla: son las veces que falla cualquier componente del sistema.

Impacto operacional: es el porcentaje de producción que se afecta cuando ocurre la falla.

Nivel de producción manejado: capacidad que se deja de producir cuando ocurre la falla.

Tiempo promedio para reparar: es el tiempo para reparar la falla.

Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF)

La disciplina del AMEF fue desarrollada en el ejército de la Estados Unidos por los ingenieros de la National Agency of Space and Aeronautical (NASA), y era conocido como el procedimiento militar MIL-P-1629, titulado "Procedimiento para la Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis de criticidad" y elaborado el 9 de noviembre de 1949; este era empleado como una técnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos de las fallas de los equipos y sistemas, en el éxito de la misión y la seguridad del personal o de los equipos.

Análisis de modos y efectos de fallas potenciales (AMEF), es un proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales del diseño de un producto o de un proceso antes de que éstas ocurran, con el propósito de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas. Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un método analítico estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total, cuyos objetivos principales son: reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con el diseño y manufactura de un producto, determinar los efectos de las fallas potenciales en el desempeño del sistema, identificar las acciones que podrán eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla potencial

Efectos de falla potencial

El siguiente paso del proceso de AMEF, luego de definir la función y los modos de falla, es identificar las consecuencias potenciales del modo de falla; ésta actividad debe de realizarse a través de la tormenta de ideas y una vez identificadas estas consecuencias, deben introducirse en el modelo como efectos.

Ocurrencia

Las consecuencias de las fallas son evaluadas en términos de ocurrencia, definida como la probabilidad de que ocurra una causa y resulte como un modo de falla durante su vida útil, es decir, representa la idea probable de que el cliente experimente el efecto del modo de falla.

El valor de la ocurrencia está definido en una escala del 1 al 10, dividida de la siguiente manera: muy baja, baja, moderada, alta y muy alta; cada uno de estos escalones dependerá de la frecuencia de falla que se le asigne a cada escalón. Cuando la falla es mayor a cinco (5) años, entonces de definió que la probabilidad del incidente era casi nula; si la frecuencia es cada dos (2) años, quiere decir que es bajo, si la frecuencia es diaria, se definió como muy alta. A continuación se muestra como se realiza el criterio de evaluación y clasificación de la ocurrencia (ver Tabla 3). En caso de obtener valores intermedios, se asume el superior inmediato y en caso de que se desconozca totalmente la probabilidad de falla, se debe asumir una ocurrencia igual a 10.

Tabla 3. Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para ocurrencia de los modos de falla "O"

Fuente. Wikipedia enciclopedia libre

Severidad

Como primer paso para analizar el riesgo es cuantificar la severidad de los efectos en una escala determinada del 1 al 10, siendo el nivel 10 el más severo y el nivel 1 el menos severo. En tal sentido, se asume que todos los efectos se producirán cuando el modo de falla ocurra, es por esto que el efecto más severo tiene precedencia cuando se evalúa el riesgo potencial. Para determinar la severidad, es necesario tomar en cuenta lo siguiente: si el modo de falla interrumpe o no la operación, si impacta la calidad o acabado del producto, si ocurre con previo aviso o no y algo importante es como es el impacto en la operación segura del equipo. Para detallar esto, se muestra el criterio de evaluación y clasificación de la severidad (ver Tabla 4).

Tabla 4. Criterio de evaluación y clasificación de la severidad de los efectos "S"

Fuente. Wikipedia enciclopedia libre

Detección

Los valores que presenta este caso están asociados a dos tipos de control: control tipo 1, detectar las causas o mecanismos de falla y control tipo 2: detectar subsecuentes Modos de Falla (ver Tabla 5).

Tabla 5. Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para detección de una causa de falla "D"

Fuente. Wikipedia enciclopedia libre.

Para efecto del resultado, se debe multiplicar la Ocurrencia (O), Severidad (S) y la Detección (D) para obtener el Índice Prioritario de Riesgo (IPR) con el cual se dará respuesta a las fallas de los equipos debido a los conjuntos de los subsistemas.

Causa de modo y efecto de falla

Luego de determinar los efectos y severidad, se debe identificar las causas de modos de falla. La identificación debe comenzar con los modos de falla que tienen los efectos más severos. En el AMEF, las causas son errores específicos en términos de algo que amerita una corrección o control. Esta herramienta asume que los sistemas tienen la ingeniería adecuada, es decir, no toma en cuenta fallas de ingeniería.

Glosario de Términos

Ánodo envarillado: Conformado por la unión del ánodo cocido a la varilla anódica mediante la fundición gris, vaciada en los orificios del ánodo. Siendo el electrodo positivo de la celda electrolítica.

Ánodo cocido: Ánodo verde sometido a un proceso de cocción a fin de adecuar sus propiedades mecánicas y físicas, utilizado como polo positivo en la reducción electrolítica.

Cabo: Residuo del ánodo como resultado final de su vida útil en las celdas electrolíticas o rechazo de ánodos cocidos como también envarillado.

Celda electrolítica: Recipiente en la cual la energía eléctrica es utilizada en la generación de reacciones químicas que trasforma la alúmina en aluminio primario.

Fundición gris: Aleaciones de hierro, carbono y silicio que generalmente contienen manganeso, fósforo y azufre.

Reducción electrolítica: Proceso electroquímico que incluye los principios de la electrólisis, asociados a la separación y deposición de metales.

SIMA: Sistema Integral de Mantenimiento.

Data WareHouse: "DWH-VENALUM". Registro de las fallas de los equipos de la empresa.

Posición técnica: Es la ubicación de los equipos en el sistema interno de la empresa, dividido por cuatro (4) secciones o números que representan el área, sistema, sub sistema y por último el conjunto del equipo.

CAPÍTULO III

Diseño metodológico

En el capítulo que se describe a continuación se desarrolla las herramientas necesarias para llevar a cabo la investigación, el tipo de diseño que se usará, la población y muestra de estudio, técnicas e instrumento de recolección de datos como también el procedimiento metodológico.

Tipo de Estudio

Según el autor (Fidias G. Arias (2.012)), define: "La investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o la realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar variables alguna, es decir, el investigador obtiene información pero no altera las condiciones existentes." (pág. 31)

Para llevar a cabo la investigación se aplicará un estudio de campo ya que se realizará directamente en la empresa CVG VENALUM, lo cual hace posible la interacción entre investigador y la problemática presentada en los equipos de procesos en la sala de envarillado de la línea II.

Según el autor (Fidias G. Arias (2.012)), define: "La investigación descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento. Los

resultados de este tipo de investigación se ubican en un nivel intermedio en cuanto a la profundidad de los conocimientos se refiere" (pág. 24)

La investigación es descriptiva porque a través de él se logrará representar las condiciones actuales de los equipos de procesos en la sala de envarillado de la línea II.

Tipo de Diseño

Según el autor (Santa Palella y Feliberto Martins (2.010)), define: "El diseño no experimental es el que se realiza sin manipular en forma deliberada ninguna variable. El investigador no sustituye intencionalmente las variables independientes. Se observan los hechos tal y como se presentan en su contexto real y en un tiempo determinado o no, para luego analizarlos." (pág. 87)

Ésta investigación es de diseño No Experimental, ya que al realizar el plan de mantenimiento a los equipos, no se altera drásticamente las variables, sino que se observan en su contexto natural para poder realizar el plan de mantenimiento más acorde a las necesidades que presentan los equipos.

Población

Según Tamayo y Tamayo (1.997), define: "La población se define como la totalidad del fenómeno a estudiar donde las unidades de población posee una características común la cual se estudia y da origen a los datos de investigación." (pág. 114)

El estudio se realizará en la sala de envarillado de la línea II en CVG VENALUM, la cual cuenta con los equipos de procesos, que son los responsables de elaborar la unión entre la varilla anódica y el ánodo cocido.

Muestra

Según Tamayo y Tamayo (1.997), afirma que: "La muestra es el grupo de individuos que se toma de la población, para estudiar un fenómeno estadístico". (pág. 38).

El estudio se realizará en los equipos de procesos que se encuentran en la sala de envarillado de la línea II, a los cuales se le hará un plan de mantenimiento preventivo para detectar las fallas más frecuentes y proponer soluciones en los equipos rompedor de cabo, rompedor de colada, grafitadora de yugos, calentador de yugos, mesa de colada y hornos de inducción.

En la actualidad se manejan reportes diarios acerca de los desperfectos o fallas que han presentados los equipos luego de cada turno de trabajo de manera digital, de fácil acceso para los trabajadores de la planta.

Recursos

Físicos

? Lápiz y papel para recolectar la información.

? Teléfono, para grabar las entrevistas.

? Computadora.

? Pendrive.

? Cámara digital.

Equipos de protección personal (EPP)

Los equipos mencionados a continuación fueron necesarios para realizar la investigación y suministrados por la empresa CVG VENALUM.

? Casco de seguridad.

? Camisa (manga larga).

? Chaqueta (manga larga de estilo blue jean)

? Pantalón (largo de blue jean)

? Botas de seguridad.

? Mascarilla o tapa boca (para polvos).

Humanos