Diseño de un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad para los motores principales Detroit Diesel y Cummins
Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS
RESUMEN
El presente trabajo de grado tuvo como propósito la elaboración del diseño de un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad (MCC) para los motores principales Detroit Diésel y Cummins en las embarcaciones de la Gerencia de Flota Remolcadores de PDV Marina. Con el fin de dar respuesta a las fallas que ocurren en los motores. Gracias a este estudio se ahorraran altos costos por reparaciones imprevistas en los motores diesel. Se tomó como muestra de estudio los motores principales de siete remolcadores. El estudio fue desarrollado como una investigación no experimental de tipo aplicado. Ya que se planteó un modelo a seguir para la corrección de las fallas en los equipos. En él trabajó se abarcaron las siguientes acciones: a) Se revisaron las referencias bibliográficas y documentos técnicos, referidos a los motores. B) Se estableció el funcionamiento de cada parte de los motores. c) Se analizó un historial de falla de los motores perteneciente a los siete remolcadores, durante los años 2012 y 2013, para identificar las diferentes fallas y organizarlas utilizando el análisis y efecto de fallas (AMEF). d) Se determinó el impacto real de cada falla según el análisis modo y efecto de falla (AMEF). e) Se evaluaron diferentes alternativas de mantenimiento para evitar fallas en estos equipos. f) Se desarrolló un plan de mantenimiento preventivo y correctivo para prevenir el alto índice de las fallas en los motores diesel. g) Se establecieron indicadores de gestión para realizar el seguimiento en los equipos. El estudio se desarrolló en la Gerencia Flota Remolcadores en Ciudad Bolívar, la cual, es la encargada de mantener en operación los remolcadores de la flota fluvial garantizando el funcionamiento de los motores en los remolcadores para obtener la mayor disponibilidad, y baja mantenibilidad.
Palabras claves: 1). Mantenimiento. 2) MCC. 3). Motores. 4). Remolcadores. 5). PDV Marina.
El presente trabajo tuvo como propósito el diseño de un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MCC) para los motores principales Detroit Diésel y Cummins, en las embarcaciones de la Gerencia de Flota Remolcadores de PDV Marina propias y fletadas en Ciudad Bolívar. Se establecieron actividades más efectivas de mantenimiento en función de la criticidad de los motores, tomando en cuenta las posibles causas que originaran las fallas en los motores.
El MCC (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad o Reliability Centered Maintenance, RCM por sus siglas en inglés), es un proceso desarrollado durante los años 60 y 70, con la finalidad de ayudar a las personas a determinar las mejores políticas para mejorar las funciones de los activos físicos y para manejar las consecuencias de sus fallas. Es usado para determinar lo que debe ser hecho para asegurar que cualquier recurso físico o sistema continúe prestando el servicio.
Este trabajo se estructuro de los de la siguiente forma:
Capítulo I: Se expuso el problema objeto del Trabajo. En el capítulo II: Se presentó el marco teórico y se detallaron los aspectos relevantes de la literatura consultada. En el Capítulo III: Se explicó el diseño metodológico para realizar el estudio. En el capítulo IV: Se presentaron los resultados obtenidos con el desarrollo del proyecto, así mismo, basado en la metodología de RCM teniendo como propósito el diseño de un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MCC) para los motores principales Detroit y Cummins de las embarcaciones de PDV Marina, luego se muestra la propuesta del plan de mantenimiento, finalmente se dan a conocer la conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos.
Con la elaboración de este trabajo se buscó plantear propuestas para minimizar las fallas y en consecuencia mejorar la calidad operativa de los motores principales de las embarcaciones propias y fletadas, bajando los costos de transporte por las paradas no deseadas. El mismo se realizó en el muelle de Ciudad Bolívar.
CAPITULO I
En el capítulo a continuación se expuso el problema, el objetivo general y los objetivos específicos de la tesis, además de la delimitación y justificación de la investigación realizada a los motores principales Detroit Diésel y Cummins perteneciente a los remolcadores de la gerencia de flota Remolcadores de PDV marina.
Planteamiento del Problema
PDV Marina es la filial de Petróleos de Venezuela S.A, que se encarga de la distribución y transporte marítimo de los hidrocarburos y sus derivados. Fundada el 29 de noviembre de 1990, esta filial de PDVSA nació con la intención de convertirse en la empresa naviera de Petróleos de Venezuela y manejar parte del negocio del transporte de la industria petrolera venezolana.
En la actualidad la orientación estratégica de PDV Marina busca la reducción de los costos de operación, el logro de una mayor productividad y modernización de la flota, y la captura de negocios no convencionales. Para lograrlo, estudian esquemas de asociación que permitan avanzar hacia nuevos niveles de eficiencia, en la búsqueda de incremento en los volúmenes de tonelaje de la flota y en la calidad de la misma.
Por decreto presidencial se promulgo la nacionalización del transporte fluvial de combustible en el eje Orinoco-Apure, durante el año 2009. Absorbiendo el transporte de combustible PDVSA, la cual, designo su filiar naviera PDV Marina, para que se encargara de todo el desarrollo logística y modernización de la flota actual de remolcadores y gabarras planas previstas para el año 2016.
Su principal ente contratante es la filial Comercio y Suministro Oriente, quien posee dos plantas de distribución una en Ciudad Bolívar, (Puerto de carga) y la otra en Puerto Ayacucho, (Puerto de descarga).
1.1.2 Situación Actual: Actualmente Pdv Marina con el fin de cumplir con el transporte fluvial en el estado amazonas tiene fletadas 5 embarcaciones (Remolcadores y gabarras planas) las cuales se encargan del transporte fluvial de combustible desde Ciudad Bolívar hasta el estado Amazonas y posee operativo 2 remolcadores propios, los cuales serán sometidos al estudio de este proyecto. Estos remolcadores y gabarras zarpan cargados de combustible gasolinas y Diésel desde Ciudad Bolívar y duran 6 días navegando rio arriba hasta Puerto Ayacucho, luego bajan sin carga durante 3 días. Al producirse alguna falla en los motores de las embarcaciones, se afectaran los tiempos de entrega del combustible, generando retrasos y afectación a las comunidades del alto Orinoco.
Estas embarcaciones son: Capitán Rudy, San Gabriel, Atamaica, 23 de Enero I, 23 de Enero II, Puerto Miranda y Río Manapiare.
Actualmente existe un plan de mantenimiento correctivo adaptado a las condiciones de funcionamiento de los motores principales de las embarcaciones, por lo que las sustituciones o reparaciones surgen como correctivo, y en muchos casos, como paliativo para corregir las fallas. Se instalan partes y repuestos recuperados de otros sistemas. Con el plan existente, los problemas se resuelven por medio de las experiencias del personal de mantenimiento, es decir, se reacciona cuando ocurre una falla (se aplica mantenimiento correctivo), lo que conlleva a que dicho sistema presente fallas repetitivas.
La situación antes descrita conllevo a dar repuesta al siguiente planeamiento problemático: El aumento de una serie de fallas dentro de los sistemas de los motores Diésel principales de las embarcaciones, como lo son: El Sistema de combustión, reguladores, sistema de admisión de aire, sistema de lubricación, sistema de enfriamiento, sistema de escape, equipos eléctrico, instrumentos y sistemas de protección, dentro de estos sistemas, fallas continuas de cámaras dañadas, inyectores, recalentamientos, enfriadores de aceite, bomba de agua, bomba de aceite, fallas en los escapes, desalineación del equipo, desgaste de conchas de bielas, conchas de cojinetes, fallas de lubricación y eléctricas, las cuales obligan a que se generen paradas de transporte innecesarias y costos por concepto de mantenimiento afectando a la población del estado amazonas por los retrasos en las entregas del combustible.
Con el fin de evitar pérdidas en dólares por concepto de paradas imprevista se tiene previsto un diseño del plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MCC) para corregir anticipadamente las fallas generadas en los motores de las embarcaciones propias y fletadas.
Este estudio es importante porque permitió optimizar, estandarizar las variables que harán posible una buena gestión de mantenimiento basado en MCC además, proveerá los datos certeros, oportunos y necesarios para la rápida toma de decisiones a cualquier nivel, estará enfocado en análisis de fallas y la planificación del mantenimiento para los equipos antes mencionados. El estudio se desarrolló con intención de ubicar los orígenes de las diversas fallas de los motores. Se enfocó como una investigación no experimental de tipo aplicada o tecnológica ya que permitió elaborar un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad para minimizar las fallas. Para el cual se utilizó un registro de fallas del 01 de enero del 2012 a 31 de diciembre 2013.
Para el desarrollo del presente trabajo, se utilizó los principios de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (MCC). Las ventajas del MCC serán aplicadas al sistema de mantenimiento correctivo existente en la empresa, puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario desde un 70% a 40%. Si el MCC se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de mantenimiento preventivo en la empresa, el resultado será que la carga de trabajo programado sea mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por métodos convencionales. Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender por todo el personal involucrado, permitiéndoles saber que pueden y que no pueden esperar de esta aplicación y quien debe hacer que para conseguirlo. La disposición de nuevos dispositivos de seguridad, la revisión sistemática de las consecuencias de cada falla.
El producto final de este proyecto es el diseño de un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MCC) para los motores Detroit diésel y Cummins, en las embarcaciones de la gerencia de flota remolcadores de PDV Marina en Ciudad Bolívar.
Por otra parte, el actual sistema de mantenimiento preventivo aplicado a los motores de las embarcaciones fluviales propias y fletadas, no surgió de un estudio metodológico del desempeño histórico del equipo, si no de la experiencia acumulada del personal encargado de su mantenimiento, lo cual conlleva a la ejecución de secciones de mantenimiento y verificación innecesarias, que muchas veces obstaculizan el normal desempeño de las operaciones de despacho.
Objetivo General.
Diseñar un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MCC) para los motores principales Detroit Diésel y Cummins en las embarcaciones de la Gerencia de Flota Remolcadores de PDV Marina en Ciudad Bolívar.
Objetivos Específicos.
Analizar las referencias bibliográficas, documentación teórica, técnicas, referidas al Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad.
Recolectar la información técnica contenida en manuales, revistas y actualizaciones de motores Detroit diésel y Cummins de las embarcaciones consideradas en el estudio.
Inspeccionar los motores principales en la sala de máquinas de las embarcaciones.
Recolectar y analizar los datos históricos de fallas, comportamiento de los motores principales Detroit diésel y Cummins de las embarcaciones de la Gerencia de Flota Fluvial en los reportes de operaciones en el lapso comprendido 01/01/2012 (8760 horas) al 31/12/2013 (8760 horas).
Elaborar diagramas de Pareto para determinar cuáles equipos, componentes tienen mayor impacto en la disponibilidad operacional de los motores en las embarcaciones y la creación de la matriz FODA.
Elaborar un Árbol de Falla para cada uno de los subsistemas de motores diésel de las embarcaciones.
Elaborar tablas de análisis de modos de fallas, efectos y criticidad (AMEF) para los motores de las embarcaciones.
Diseñar un plan de mantenimiento y acciones centrado en confiabilidad para los motores principales Detroit diésel y Cummins en las embarcaciones de la Flota remolcadores de PDV Marina.
Establecer los indicadores de gestión para el seguimiento y control del plan de mantenimiento de los motores principales de las embarcaciones.
Definición de Variables.
Las variables contempladas en este estudio serán enfocadas al transporte de combustible desde Ciudad Bolívar Hasta Puerto Ayacucho.
Tabla 1 Variables
Fuente: Elaboración propia.
Justificación.
El siguiente estudio permitió establecer mejores prácticas de mantenimiento para los motores principales Detroit Diésel y Cummins, adscritos a la Gerencia de Flota Remolcadores de Pdv Marina, tomar decisiones en cuanto a operación y frecuencia de mantenimiento, lo cual mejora los índices de confiabilidad en el transporte de combustible en el eje fluvial. A través de dicho estudio se disminuyen los tiempos de reparación, mantenimientos correctivos y retrasos no deseados, se prolonga la vida útil de los equipos e incrementando la seguridad tanto de las personas como la de los equipos a bordo de las embarcaciones.
Este estudio contribuyo a bajar los problemas presentados en los motores de las embarcaciones. Lo cual tenían como consecuencia, una baja en la distribución del combustible en el estado Amazonas y el alto Orinoco por fallas en los motores principales de las embarcación trayendo la indisponibilidad de los remolcadores, bajando los inventarios de combustible almacenados en la Planta de distribución comercio y suministro de Puerto Ayacucho y la utilización esporádica del transporte del combustible por vía terrestre generando altos costos, desgaste de las unidades.
Limitaciones.
La limitación más resaltante de esta investigación fue la dificultad para la obtención de datos, debido a la falta de cultura en la recolección de dicha información sobre reparaciones, inspecciones y registros de fallas, sumado a la falta de personal en el departamento de Mantenimiento. Los datos de registros de fallas se tomaran a partir de enero 2012 al diciembre 2013 fecha desde la cual existe un levantamiento de información estadístico y algunos registros de fallas.
Alcance.
La investigación se enmarco en el diseño de un plan de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (MCC) para los motores principales Detroit Diésel y Cummins de las embarcaciones de la Gerencia de Flota Remolcadores de Pdv Marina, filiar de PDVSA. Ubicada Operacionalmente en Ciudad Bolívar, estado Bolívar, La misma, permitió determinar qué tareas de mantenimiento son las más efectivas, mejorando así la funcionabilidad del sistema, relacionado con la seguridad y disponibilidad, previniendo sus fallas y minimizando el costo de mantenimiento.
Aunque esta investigación se realizó en las embarcaciones fluviales en el eje Orinoco-Apuré, la metodología aplicada puede ser utilizada en otras unidades operacionales de PDVSA acuática.
CAPITULO II
PDV Marina.
Es la filial de Petróleos de Venezuela, S.A., que se encarga de la distribución y transporte marítimo de los hidrocarburos y sus derivados. Fundada el 29 de noviembre de 1990, esta filial de PDVSA nació con la intención de convertirse en la empresa naviera de Petróleos de Venezuela y manejar parte del negocio del transporte de la industria petrolera venezolana.
En la actualidad la orientación estratégica de PDV Marina busca la reducción de los costos de operación, el logro de una mayor productividad y modernización de la flota, y la captura de negocios no convencionales. Para lograrlo, estudian esquemas de asociación que permitan avanzar hacia nuevos niveles de eficiencia, en la búsqueda de incremento en los volúmenes de tonelaje de la flota y en la calidad de la misma. (1)
La sede de Operaciones de la Gerencia Flota Fluvial está ubicada en Ciudad Bolívar Su principal ente contratante es la filial Comercio y Suministro Oriente, quien posee dos plantas de distribución una en Ciudad Bolívar, (Puerto de carga) y la otra en Puerto Ayacucho, (Puerto de descarga).
Un remolcador.
Es una embarcación utilizada para ayudar a la maniobra de otras embarcaciones, principalmente empujar a dichos barcos o similares en puertos de mar abierto o a través de ríos. En la Gerencia Flota Fluvial de Remolcadores, se utilizan con el fin de trasladar gabarras planas llenas de combustible desde Ciudad Bolívar hasta Puerto Ayacucho. (2) (Ver figura 1 )
Figura 1 Remolcador Rio Manapiare Fuente Partidas (2012))
Figura 2 Diagrama Operacional del Transporte de Combustible Pdv Marina Fuente:Elaboraciòn propia (2011)
El MCC (RCM):
Ha conducido al desarrollo de numerosos derivados. Algunos de éstos son refinamientos y optimizaciones hechas al proceso RCM original. Sin embargo, también han surgido derivados menos rigurosos, la mayoría de los cuales son propuestas para "abreviar" el proceso básico de formulación de una estrategia de mantenimiento.
Según Moubray (1991) "Cualquier proceso RCM debe asegurar que se respondan satisfactoriamente todas las siguientes siete preguntas y en esa misma secuencia" (p.25).
¿Cuáles son las funciones y los modelos ideales de rendimiento del recurso en su actual contexto operativo (funciones)?
¿En qué formas no puede cumplir sus funciones (fallas funcionales)?
¿Qué ocasiona cada falla funcional (modos de falla)?
¿Qué sucede cuando ocurre cada falla (efectos de la falla)?
¿En qué forma es importante cada falla (consecuencias de la falla)?
¿Qué debe hacerse para predecir o prevenir cada falla (tareas proactivas e intervalos de labores)?
¿Qué debe hacerse si una tarea proactiva adecuada no puede ser encontrada (acciones por defecto)?
Para dar una respuesta "satisfactoria" a cada una de las anteriores preguntas, la siguiente información debe ser obtenida, y las siguientes decisiones deben ser tomadas. Toda la información y las decisiones deben ser documentadas en forma tal que estén disponibles y aceptables para el propietario o usuario del recurso". (3)
Gránela (1999) presentó un trabajo, donde se explica:
La aplicación de los pasos de la estrategia RCM al sistema de floculación de una planta de tratamiento de agua, en Cuba; luego de un análisis de confiabilidad realizado a partir de la información recopilada sobre la historia de fallas. Como resultado se incrementaron las tareas de mantenimiento BC (Basados en Condición), y disminuyeron las decisiones de FHF (Funcionamiento Hasta el Fallo), añadiéndose una tarea de PDF (Prueba de Detección de Falla). Se alcanzó una reducción de las horas – hombre requeridas por las actividades de mantenimiento preventivo. El RCM demostró sus potencialidades para garantizar, luego de un análisis sistemático, que cualquier activo físico continuará cumpliendo las funciones operacionales para las cuales fue diseñado y fabricado.(p.56) (4 )
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC).
En el 2004 ER&M (5), señala que MCC es una metodología utilizada para determinar que se debe hacer para asegurar que cualquier activo físico continúe llevando a cabo su función, en el contexto operacional presente.
En otras palabras el MCC o RCM (por sus siglas en inglés Reliability Centred Maintenance), es un proceso en el cual se busca determinar que hacer para que un activo físico, continúe realizando lo que los usuarios quieren que haga, en el actual contexto operacional. Generalmente se aplica a equipos o sistemas críticos para la producción, seguridad o ambiente, con altos costos de mantenimiento y si no se confía en el mantenimiento existente.
Aladon (2005) señala lo siguiente:
"El MCC se presenta como un enfoque del mantenimiento que combina armoniosamente prácticas y estrategias correctivas, preventivas y predictivas, con la finalidad de maximizar la vida de los activos y asegurar el cumplimiento de sus funciones. Su implementación puede considerarse como un proceso en el que se determinan los requerimientos de mantenimiento de los activos, teniendo en cuenta su contexto operacional". (6)
El método del MCC, plantea 7 preguntas básicas, o pasos a seguir:
¿Cuáles son las funciones del activo, en su actual contexto operacional?.
¿Cuáles son las fallas funcionales?
¿Cuáles son los modos de falla?
¿Cuál es el efecto de falla?
¿Qué importancia tiene la falla?
¿Qué puede planearse para predecir o prevenir la falla?
¿Qué hacer si no se puede prevenir la falla?
Las cuatro primeras preguntas, corresponden a lo que se conoce como Análisis de Modos y efectos de Falla (AMEF), y las restantes tres, sería lo que es la lógica de decisiones de MCC.
Latino (2005) (7) expresa, precisamente porque no suceden con frecuencia (las fallas esporádicas), aún cuando su costo puede ser muy alto, éste se amortiza a través de varios años. Por otro lado, las fallas crónicas de que hemos venido hablando, se caracterizan por un costo relativamente bajo pero son bastante frecuentes. Son tan pequeñas que a menudo pasan desapercibidas, pero si acumulamos eso ( p.66).
Las causas de cualquier falla pueden ubicarse en una de las categorías siguientes: Defectos de diseño, defectos de materiales, manufactura o procesos de fabricación defectuosos, ensamblaje o instalación defectuosos, imprevisiones en las condiciones de servicio, mantenimiento deficiente, malas operaciones.
Modos de Falla.
Moubray (1991) (3) define como "falla toda condición de operación de cualquier equipo o componente que este fuera de un estándar definido, esto implica, que no necesariamente el equipo o componente se haya roto para dejar de cumplir sus funciones. (p.77).
Martin (2000) (8), expone que los modos de falla son las condiciones que rodean al equipó o componente antes de presentarse la falla. Definiéndolo de otra manera. " El modo de falla es la identificación del mecanismo o cambio de condición que experimenta cualquier equipo o componente antes de detectarse su pérdida de potencial." Para definir cuáles son los modos de falla de un equipo o componentes en particular se deben estudiar dos cosas, la primera es analizar por diversas técnicas disponibles, las fallas o interrupciones que hayan existido, de no contar con esa información, se pueden hacer otros análisis que se pueden sintetizar con las siguientes preguntas: ¿Cuáles son las funciones?, ¿De qué forma pueden fallar?, ¿Qué causa que fallen?, ¿Qué sucede cuando fallan?, ¿Qué ocurre si fallan?, ¿Qué se puede hacer para prevenir los fallos?, ¿Qué sucede si no puede prevenirse el fallo?.
Efectos de Falla.
Moubray (1991) (3) Consiste en hacer un listado de información con los eventos secuénciales que ocurren cuando un modo de falla se da. Esta descripción debe contener todo la información necesaria para apoyar la evaluación de las consecuencias de la falla y tareas de mantenimiento, debe describirse como si no estuviera haciéndose algo para prevenirlos y debe considerarse que el resto de los dispositivos y procedimientos operacionales funcionan o se llevan a cabo. La descripción de un efecto de falla debe contener (3):
¿Qué evidencias hay de que ocurrió la falla (si la hay)?
¿De qué manera afecta la seguridad y el ambiente (si es que la representa)?
¿De qué manera afecta la producción o las operaciones (si las afecta)?
¿Es necesario parar el proceso?
¿Hay impacto en la calidad?
¿Hay impacto en el servicio al cliente?
¿Se producen daños a otros sistemas?
¿Qué daños físicos ocasiona la falla (si los hay)?
¿Qué debe hacerse para reparar la falla?
Los efectos de las fallas deben registrarse, lo cual permite decidir la importancia de cada falla, y por lo tanto que nivel de mantenimiento sería necesario. El proceso del RCM de responder sólo a las cuatro primeras preguntas produce oportunidades sorprendentes y a menudos muy importantes para mejorar el funcionamiento, la seguridad, también elimina errores. También mejora enormemente los niveles generales de compresión acerca del funcionamiento de los equipos.
Consecuencias de las fallas.
Las consecuencias de las fallas consisten en preguntarse cómo y cuánto importa cada falla. La razón de esto es que las consecuencias de cada falla dicen si se necesita tratar de prevenirlos. El RCM, clasifica las consecuencias de las fallas en cuatro grupos:
El primer grupo: Es el de las consecuencias de las fallas no evidentes, es decir, las fallas que no son evidentes y tienen impacto directo, pero exponen a la organización a otras fallas con consecuencias serias, a menudo catastróficas. Un punto fuerte del RCM es la forma en que se tratan las fallas no evidentes, primero reconociéndolas como tales, en segundo lugar otorgándoles una prioridad muy alta y, finalmente, adoptando un acceso simple, practico y coherente con relación a sus mantenimiento.
El segundo grupo: Consiste en las consecuencias en la seguridad y el medio ambiente ya que una falla que tiene consecuencias sobre la seguridad si puede físicamente afectar a alguien. Tiene consecuencias sobre el medio ambiente si infringe normas gubernamentales relacionadas con el medio ambiente y pone a la persona por encima de la producción.
El tercer grupo: Son las consecuencias operacionales que son las fallas que tienen consecuencias operacionales y afectan a la producción (capacidad, calidad del producto, servicio al cliente o costos industriales en adición al costo directo de la reparación). Estas consecuencias cuestan dinero, y lo que cuesten sugiere cuanto necesita gastar en tratar de prevenirlas.
El cuarto grupo: Son las de consecuencias que no son operacionales. Estas fallas evidentes que entran dentro de esta categoría no afectan ni a la seguridad, ni a la producción, por lo que el único gasto directo es el de la reparación.
Si una falla tiene consecuencias significativas en los términos de cualquiera de estas categorías, es importante tratar de prevenirlas. Por otro lado, si las consecuencias no son significativas, entonces no merece la pena hacer cualquier tipo de mantenimiento sistemático que no sea el de las rutinas básicas de lubricación y servicio.
Tareas de mantenimiento o acciones de prevención de fallas.
El RCM reconoce las categorías más importantes de tareas preventivas, como siguen:
Las tareas a condición representa la necesidad continua de prevenir ciertos tipos de fallas, y la incapacidad creciente de las técnicas tradicionales para hacerlo, han creado los nuevos tipos de prevención de fallas. La mayoría de estas técnicas nuevas se basan en el hecho de que la mayor parte de las fallas dan alguna advertencia de que están a punto de ocurrir. Estas advertencias se conocen como fallas potenciales, y se definen como las condiciones físicas identificables que indican que va a ocurrir una falla funcional o que está en el proceso de ocurrir.
Las tareas de reacondicionamiento cíclico consiste en que los equipos son revisados o sus componentes reparados a frecuencias determinadas, independientemente de su estado en ese momento. Si la falla no es detectable con tiempo suficiente para evitar la falla funcional entonces la lógica pregunta si es posible reparar el modo de falla del ítem para reducir la frecuencia (índice) de la falla. Una gran ventaja del RCM, es el modo en proveer criterios simples, precisos y fáciles de comprender para decidir (si hiciera falta) que tarea sistemática es técnicamente posible en cualquier contexto y si fuera si para definir la frecuencia con que se hace y quien debe hacerlo. El RCM ordena las tareas en un orden descendiente de prioridad. Si las tareas no son técnicamente factibles, entonces se debe tomar una acción adecuada como se describe en el séptimo paso.
Acciones a "falta de".
Además de preguntar si las tareas son significativas son técnicamente factibles, el RCM se pregunta si vale la pena hacerlas. La respuesta depende de cómo reaccione a las consecuencias de las fallas que pretende prevenir. Al hacer esta pregunta el RCM combina la evaluación de la consecuencia con la selección de la tarea en un proceso único de decisión, basado en los principios siguientes:
Una acción sistemática que signifique prevenir la falla de una función no evidente solo valdrá la pena si reduce el riesgo de una falla múltiple asociado con esa función a un nivel bajo aceptable. Si no se puede encontrar una acción sistemática apropiada, se debe llevar a cabo la tarea de búsqueda de fallas, las cuales consisten en comprobar las funciones no evidentes de forma periódica para determinar si ya han fallado. Si no se puede encontrar una tarea de búsqueda de falla que reduzca el riesgo de falla a un nivel aceptable, entonces la acción a falta de secundaria seria que la pieza debe rediseñarse.
Una acción que signifique el prevenir una falla que tiene consecuencias en la seguridad o el medio ambiente merecerá la pena hacerla si reduce el riesgo de esa falla en si mismo a un nivel realmente bajo, o si lo suprime por completo. Si no se puede encontrar una tarea que reduzca el riesgo a un nivel aceptable, el componente debe rediseñaras.
Si la falla tiene consecuencias operacionales, sólo vale la pena realizar una tarea sistemática si el costo total de hacerla durante cierto periodo de tiempo es menor que el costo de las consecuencias operacionales y el costo de la reparación durante el mismo periodo de tiempo. Si no es justificable, la decisión definitiva inicial "a falta de" seria de nuevo el no mantenimiento sistemático. Si esto ocurre y las consecuencias operacionales no son aceptables todavía, entonces la decisión a falta de secundaria seria rediseñar de nuevo.
De forma similar, si una falla no tiene consecuencias operacionales, sólo vale la pena realizar la tarea sistemática, si el costo de la misma durante un periodo de tiempo, es menor que el de la reparación durante el mismo periodo. Si no son justificables, la decisión inicial "a falta de" seria de nuevo el no mantenimiento sistemático, y si el costo de reparación es demasiado alto, la decisión "a falta de" secundaria sería volver a diseñar de nuevo.
Este enfoque gradual de arriba-abajo significa que las tareas sistemáticas sólo se especifican para elementos que las necesiten realmente. Esta característica del RCM normalmente lleva a una reducción significativa en los trabajos rutinarios. También significa que las tareas restantes son más probables que se hagan bien. Esto combinado con unas tareas útiles equilibradas llevará a un mantenimiento más efectivo.
Fallos Funcionales.
En relación al fallo funcional Parra (2005)(9) , señala:
Un Fallo funcional es definido como una ocurrencia no previsible, que no permite que el activo alcance el estándar de ejecución esperado en el contexto operacional en el cual se desempeña, trayendo como consecuencia que el activo no pueda cumplir con su función o la cumpla de forma ineficiente. (p. 78).
De lo anterior se puede decir que el no cumplimento de una determinada función por parte de un activo en su contexto operacional, se puede definir como fallo funcional.
En el proceso de implantación del MCC, el grupo de trabajo debe comprender que el objetivo básico del mantenimiento es preservar los activos en un estado que estos puedan cumplir con sus funciones básicas. Esto significa que los requerimientos de mantenimiento de cualquier activo podrán ser determinados si sus funciones están claramente definidas y comprendidas. Para poder cumplir con ello se deberá:
Definir y diferenciar los distintos tipos de funciones según el MCC.
Aclarar los estándares de ejecución (operacionales) de cada activo.
Registrar los estándares de ejecución esperados asociados a cada función.
Una gran cantidad de esfuerzo y tiempo puede ser ahorrado si el estándar de ejecución esperado es definido de forma precisa y si todo el personal relacionado con el mantenimiento (personal de operaciones y mantenimiento) conoce este estándar de ejecución. El estándar de ejecución esperado deberá ser definido claramente para cada función de cada activo con respecto a su contexto operacional, a partir del análisis y la aprobación de todos los integrantes del grupo de trabajo MCC (principalmente por el personal de operaciones, mantenimiento e instalaciones).
Sobre el fallo funciona Cantariño (2005) (10) expresa lo siguiente:
Los diferentes fallos funcionales pueden incidir sobre una función de forma parcial o total. La pérdida total de una función ocurre cuando un activo se detiene por completo de forma inesperada, la pérdida parcial de una función ocurre cuando el activo no puede alcanzar el estándar de ejecución esperado. A cada falla funcional identificada se le debe atribuir sus causas potenciales y efectos potenciales sobre el equipo (Ver Tabla 1), de acuerdo al conocimiento y experiencia que tenga el grupo multidisciplinario de trabajo acerca del modo de fallas del equipo.(p. 33).
Tabla 2: Falla Funcional
Fuente: Cantariño (2005) Adicionalmente cada causa se le deberán asignar unos factores de Detección, de ocurrencia y de severidad, esto con el fin de jerarquizar dichas fallas (Respectivamente Ver Tablas 3, 4 y 5).
Tabla 3: Factores de Detección (D)
Fuente: Cantariño (2005) Tabla 4: Factores de Ocurrencia (O)
Fuente: Cantariño (2005) Tabla 5: Factores de Severidad (S)
Fuente: Cantariño (2005) Fórmula para obtener la falla funcional más crítica del sistema:
Falla más crítica = S*O*D
Parámetros estadísticos de Mantenimiento:
isponibilidad
Prando (1996) (11) define como:
"La Característica de un equipo, instalación, línea de fabricación que expresa su habilidad para operar sin problemas.". (p.17)
La Disponibilidad se relaciona con la duración del tiempo en servicio por operaciones, y es una medida de qué tan frecuente el sistema está bien y listo para operar. Ésta es frecuentemente expresada como (tiempo en servicio)/(tiempo en servicio + tiempo en parada) con muchas variantes. El tiempo en servicio y el tiempo en parada son dos condiciones excluyentes. EL tiempo en servicio se refiere a la capacidad para desempeñar la tarea y el tiempo de parada se refiere a cuando este no esté en capacidad de desempeñar tal tarea. Además, la Disponibilidad puede ser el producto de varios términos diferentes, tales como:
La disponibilidad está determinada por al menos tres factores principales:
Incremento del tiempo para fallar.
Decremento de las paradas por reparaciones o Mantenimiento programado.
Cumplimiento de los dos anteriores de una manera costo-efectivo.
A medida que la disponibilidad crece, la capacidad para producir se incrementa, porque el equipo estará en servicio un mayor porcentaje de tiempo.
La disponibilidad se describe en términos cuantitativos como: tiempo en línea, tiempo de factor de corrida, falta de paradas, y un buen número de términos operativos coloquiales. Aunque muchos equipos no están en operación permanente, los Departamentos de Producción quieren que estén disponibles por lo menos una cantidad específica de tiempo con el fin de completar sus tareas, por lo que se necesita un mínimo valor de disponibilidad.
Disponibilidad Alcanzada.
Tal como es vista por el Departamento de Mantenimiento, (incluye tanto el Mantenimiento Correctivo como el Preventivo, pero no incluye demoras en suministros y demoras administrativas), y es definida como:
Dónde:
Da = Disponibilidad alcanzada ,TMEM = Tiempo medio entre mantenimientos y TMAM = Tiempo medio del activo en mantenimiento
Disponibilidad Inherente.
Tal como es vista por el personal de Mantenimiento (excluye las paradas por Mantenimientos Preventivos, demoras en suministros, y demoras administrativas), y es definida como:
Dónde:
Di = Disponibilidad inherente, TMEF = Tiempo medio entre fallas y TMDR = Tiempo medio de reparación
Disponibilidad Operacional, tal como es vista por el usuario, y es definida como:
Dónde:
Do = Disponibilidad Operacional , TMEM = Tiempo medio entre mantenimientos y TDT = Tiempo medio de paro.
Confiabilidad
Prando (1996) (11) la define como:
"La probabilidad de que un dispositivo realice adecuadamente su función prevista a lo largo del tiempo, cuando opera en el entorno para el que ha sido diseñado" (p 45).
La Confiabilidad se relaciona con la reducción en la frecuencia de las fallas en un intervalo de tiempo, y es una medida de la probabilidad para una operación libre de fallas, durante un intervalo de tiempo dado. Cuando el número de fallas por unidad de tiempo, es decir, la tasa de fallas, es constante, la distribución del tiempo entre fallas es exponencial y es posible entonces predecir la confiabilidad basándonos en la distribución exponencial. Cuando esto no sucede, cabe aplicar alternativamente la distribución de Weibull u otras distribuciones de probabilidad. La distribución exponencial tiene un amplio uso por su relativa sencillez y porque en gran cantidad de casos, el activo en su conjunto presenta una tasa de fallas (?) constante, independientemente del modelo (o los modelos) de fallo que presenten sus partes componentes individualmente. Cuando el principal mecanismo de fallo es el desgaste, la distribución exponencial no resulta válida.
La fórmula de distribución exponencial de la confiabilidad:
Donde: R(t) = Probabilidad de funcionamiento libre de fallas e = Número de Euler (= 2718)
? = Tasa de fallo (se supone constante para este caso)
TMEF = Tiempo medio entre fallas t = Período especificado de funcionamiento libre de fallas
Mantenibilidad
Knezevic (1996) (12), la expresa como:
"La característica inherente de un elemento, asociada a su capacidad de ser recuperado para el servicio cuando se realiza la tarea de mantenimiento necesaria según se especifica" (p.25)
La Mantenibilidad tiene que ver con la duración de las paradas por mantenimiento, o en que tanto tiempo se toma en lograr (fácil y rápido) las acciones de mantenimiento, en relación con los datos. Los datos incluyen el mantenimiento (todas las acciones necesarias para mantener un componente como tal, o restablecerlo a una condición específica) realizado por personal calificado, que usa procedimientos y recursos predeterminados, para cada nivel de mantenimiento establecido. Las características de mantenibilidad son usualmente determinadas por el diseño del equipo, el cual establece los procedimientos de mantenimiento y la duración de los tiempos de reparación. El índice clave para la mantenibilidad es frecuentemente el tiempo medio para reparar (TMPR) y es un límite para el tiempo máximo de reparación.
La mantenibilidad es frecuentemente expresada como:
Donde: M(t) = Probabilidad de reparar en un tiempo determinado e = Número de Euler (= 2718)
堽 Constante de tasa de mantenimiento TMPR = Tiempo medio para reparar t = Período especificado de funcionamiento libre de fallas 2.12 Herramientas estadísticas para el análisis de fallas: 2.12.1 Diagrama causa efecto: Construido con la apariencia de una espina de pescado, esta herramienta fue aplicada por primera vez en 1953, en el Japón, por el profesor de la Universidad de Tokio, Kaoru Ishikawa, para sintetizar las opiniones de los ingenieros de una fábrica, cuando discutían problemas de calidad.
Según Chiavenato (2001)(13), el Diagrama de causa y efecto (o espina de pescado) "es una técnica gráfica ampliamente utilizada, que permite apreciar con claridad las relaciones entre un tema o problema y las posibles causas que pueden estar contribuyendo para que él ocurra" (p.66).
Se usa para: visualizar en equipo, las causas principales y secundarias de un problema; ampliar la visión de las posibles causas de un problema enriqueciendo su análisis y la identificación de soluciones; analizar procesos en búsqueda de mejoras; modificar procedimientos, métodos, costumbres, actitudes o hábitos, con soluciones – muchas veces – sencillas y baratas; educar sobre la comprensión de un problema.
Análisis del modo de fallas y efectos (AMEF).
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