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Estrategias del Mantenimiento Industrial

Por: MSc. Abraham J. Gassán Primera [email protected]

Centro de Desarrollo en Ingeniería de Mantenimiento C.A.

Contactos: [email protected] / [email protected] / [email protected] / +58-261-3251376 www.cdimca.com

1. Introducción

En toda instalación donde existan activos, se es necesario efectuar un mantenimiento

de éstos a fin conservarlos en perfecto estado de servicio y garantizar la seguridad y

fiabilidad de la instalación.

Sin embargo, durante muchos años la gestión del mantenimiento industrial fue

considerada un dolor de cabeza, una función relegada a producción cuya finalidad era

corregir fallas en forma rápida y barata, especialmente cuando las empresas iniciaron a

producir continuamente.

No obstante, hoy en día las organizaciones manufactureras y de servicios se han visto

sometidas a una enorme presión para llegar a ser y mantenerse competitivas en un

mercado global, en donde poder cumplir con entregas oportunas de productos y servicios

de calidad se ha convertido en una premisa clave al éxito organizacional.

Este nuevo entorno ha obligado a los gerentes a optimizar todos los procesos que

intervienen en sus organizaciones, siendo la gestión del mantenimiento industrial una

proceso clave en el logro de las metas y objetivos de la empresa.

2. Mantenimiento Industrial

Una adecuada gestión del mantenimiento industrial conlleva una serie de actividades

orientadas a garantizar las óptimas condiciones operativas de los activos, a fin de que

puedan continuar realizándose sus funciones designadas

Su principal objetivo es lograr que la maquinaria opere sin problemas, específicamente

aquella considerada como crítica en el proceso productivo; pues, es bien conocido que las





averías catastróficas e inesperadas dan lugar a pérdidas en la producción y elevados

costos en reparaciones.

3. Estrategias del mantenimiento Industrial

Las estrategias de mantenimiento a seguir pueden depender de la filosofía de

mantenimiento adoptada o de la cultura organizacional de cada empresa. A continuación

se presentan las más importantes:

3.1. Mantenimiento Correctivo

Representa el conjunto de actividades orientadas a restablecer las condiciones

operativas y/o el adecuado funcionamiento de un equipo luego que se ha presentado una

falla.

Esta definitivamente no es una adecuada estrategia cuando las fallas imprevistas

representan paros en la producción, elevan los costos de mantenimiento y/o atentan

contra la seguridad del personal y las instalaciones.

Entre las principales desventajas de esta estrategia se mencionan:

Fallas imprevistas de maquinarias.

Perdida de producción por paros de planta no programados.

Generación excesiva de horas de sobre tiempo del personal de mantenimiento.

Incremento de los costos de reparación.

Prolongación de los tiempos de reparación.

Baja confiabilidad de los equipos y funcionamiento inseguro de la planta.





Veamos algunos casos donde se puedan explicar mejor estas desventajas:

- Caso N° 1. Falla de motor eléctrico por inundación de aceite.

El caso N° 1 se refiere a un motor eléctrico que trabaja en posición vertical y

acoplado en su parte superior a una caja reductora inundada de aceite, que a su

vez mueve el ventilador de una torre de enfriamiento.

La falla se presenta cuando la estopera lado acople del motor eléctrico, cuya

principal función es la de impedir que el aceite contenido en la caja de engranaje

tenga acceso al interior del motor eléctrico falla, por lo que el rotor y estator del

motor eléctrico se ven bañados en aceite provocando un corto circuito y quema del

motor, tal como se muestra en las fotografías.

Debido a esta falla imprevista, 1 de las 3 torres de enfriamiento operativas de la

planta tuvo que salir de funcionamiento mientras se acometía con el mantenimiento

correctivo del equipo, lo cual implicó de manera súbita todo lo siguiente:

Ubicar servicio de alquiler de grúa para desmontar el conjunto motor-caja-

ventilador de la parte superior de la torre de enfriamiento.

Desarme del equipo para identificar la falla.

Ubicación y compra de un nuevo motor eléctrico

Incremento de las horas hombres de mantenimiento y procura para acometer

con todas las actividades en mención

Disminución de un tercio de la capacidad de producción durante 21 días,

tiempo que transcurrió desde la falla del equipo hasta su montaje y puesta

nuevamente en marcha.





Foto N° 1. Motor eléctrico lado acople

Foto N° 2. Interior del motor eléctrico (Vista lado acople)

Falla de la estopera lado

acople del motor eléctrico

El color gris del rotor y estator es a consecuencia

del aceite quemado en su

interior

Muestra de corto circuito en las bobinas del

estator





- Caso N° 2. Falla de la bomba de lubricación de un compresor de pistón.

El caso N° 2 se refiere a la falla de la bomba de lubricación de un compresor de 8

pistones, utilizado en un Chiller.

Al momento de producirse la falla de la bomba de lubricación, los componentes

internos del compresor (tales como cigüeñal, cojinetes, conchas de biela y aros de

compresión) se ven sometido a un desgaste súbito denominado desgaste adhesivo;

en donde la ausencia de lubricante propició una la elevada fricción durante el

funcionamiento de estos componentes, y por ende, una soldadura en frio de las

superficies en contacto, tal como se muestra en las fotografías.

El mantenimiento correctivo realizado al compresor ameritó el desarme total del

equipo, y reemplazo de componentes tales como: Cigüeñal, cojinetes de empuje y

radial, conchas de las bielas, aros de compresión, cilindros del compresor, pistones,

sello mecánico y bomba de lubricación. Solo en repuestos se gastaron más de

70.000 $; a lo que se le debe sumar el costo de la mano de obra especializada por

el servicio de reparación del compresor.

No obstante, estos gastos pueden resultar insignificantes al compararlo con la

perdida de producción durante 76 horas, tiempo el cual el compresor estuvo fuera

de servicio, y por ello la planta igual. Cabe destacar que la reparación fue realizada

de forma rápida debido a que la compañía se contaba con todos los repuestos

requerido para la actividad, de lo contrario, la reparación se pudo haber prolongado

un tiempo indefinido por la ubicación de todos los componentes dañados.





Foto N° 3. Vista lado acople del cojinete de empuje del compresor

Foto N° 4. Vista del cojinete de empuje desmontado

Cojinete de empuje

Cigueñal

Viruta métalica producto del desgaste del

cojinete y cigueñal

Evidencias de la soldadura en

frio





Foto N° 5. Vista del cojinete radial del compresor lado opuesto al acople

- Caso N° 3. Falla del rodamiento lado acople de un motor eléctrico

A continuación se presenta el caso de un motor eléctrico acoplado a una bomba de

combustible líquido, cuyo rodamiento ubicado en el lado acople falla durante su

operación.

La actividad de mantenimiento correctivo involucró el desarmado del motor, en

donde se evidenció la falla de la jaula del rodamiento en mención, para su posterior

adquisición y montaje.

Fotos N° 6 y 7. Falla de la jaula del rodamiento lado acople del motor eléctrico

Evidencias de la soldadura en frio entre el cigüeñal y el

cojinete radial





Debido a que este equipo en particular tiene otro equipo de respaldo, la producción

no se vio afectada por el fallo del mismo, sin embargo el mantenimiento correctivo

debió realizarse lo más rápido posible a fin de garantizar su disponibilidad por si el

equipo de respaldo llegara a fallar.

3.2. Mantenimiento Preventivo

Una forma de disminuir la ocurrencia de fallos imprevistos en la maquinaria (tales como

los mencionados anteriormente) es a través del mantenimiento preventivo, en donde se

respetan las recomendaciones de los fabricantes con respecto a las actividades de

mantenimiento rutinario a realizar y la frecuencia en que se deben llevar a cabo.

Cabe destacar que la experiencia de los usuarios y mantenedores las maquinarias

también representan puntos de vistas muy importantes al momento del complementar el

establecimiento de las actividades de mantenimiento preventivo a realizar por cada una de

ellas; pudiendo acortar o alargar frecuencias establecidas inicialmente por los fabricantes,

o en su defecto, agregar otras actividades que los fabricante no tomaron en consideración.

Duffua (2004) define el mantenimiento preventivo como una serie de acciones que se

realizan de manera sistemática sobre un equipo o un sistema de equipos, con el fin de

mantenerlos en condiciones operativas satisfactorias, independientemente de que se

produzca o no una falla.

Por ejemplo, veamos el esquema de la siguiente bomba de agua:





Figura N° 1. Plano de una bomba centrifuga

Entre las recomendaciones del fabricante como actividades de mantenimiento

preventivo se pueden mencionar:

1. Inspección visual (nivel y fugas de aceite, fugas del fluido que maneja,

parámetros operacionales, corrosión, entre otros) – 1 vez por día.

2. Cambio de aceite de la caja de rodamientos – 2.000 Hrs de operación.

3. Revisión del acople entre motor y la bomba – 4.000 Hrs de operación.

4. Chequeo de alineación entre el motor y la bomba – 4.000 Hrs de operación.

5. Mantenimiento General (overhaull) – 30.000 Hrs de operación.





El Mantenimiento General corresponde al desarme de toda la máquina a fin de

inspeccionar y reemplazar de ser necesario los componentes internos objetos de desgates

y deterioro, tales como: rodamientos, flecha, impulsor, anillos de desgaste, sello mecánico,

estoperas, o-rings y empacaduras.

Fotos N° 8 a la 18. Mantenimiento General de una bomba centrifuga





Aunque el mantenimiento preventivo es capaz de disminuir en un alto porcentaje la

ocurrencia de fallas imprevistas, no es capaz erradicarlas, pues, existen una gran cantidad

de factores que afectan negativamente en el buen funcionamiento de la máquina durante

su periodo de uso entre overhaull.

Por ejemplo, para la bomba de nuestro ejemplo se le debe realiza un mantenimiento

general cada 30.000 Hrs de operación según recomendación del fabricante. Esto quiere

decir que la vida de los rodamientos debe superar este tiempo estipulado entre overhaull.

Sin embargo, existen una gran cantidad de factores (los cuales se enuncian en el siguiente

párrafo) que inciden directamente sobre el buen funcionamiento de estos componentes

acortándole la vida en un gran porcentaje, promoviendo así, una falla de la bomba antes

de las 30.000 Hrs de operación.

Entre los factores que pueden afectar la vida de los rodamientos podemos mencionar:

desgaste por partículas, mala lubricación, desalineación entre ejes, desbalance de masa,

fatiga, corrosión, mala instalación y sobre carga, entre otros.

Es por ello, que el mantenimiento predictivo resulta ser un complemento

importantísimo del mantenimiento preventivo, pues el predictivo logra detectar este tipos





de falla estando la máquina en servicio sin necesidad de desmontajes, punto el cual

trataremos a continuación.

3.3. Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo consta de una serie de técnicas y nuevas tecnologías que

permiten evaluar la condición e integridad de las máquinas estando operativas sin

necesidad de pararlas, con el fin de poder predecir y detectar fallas en su etapa inicial.

El poder analizar la condición de la maquinaria en tiempo real trae consigo grandes

ventajas, entre las se pueden mencionar:

- Detección precoz e identificación de defectos sin necesidad de parar ni desmontar

la máquina.

- Seguimiento de la evolución del defecto en el transcurso del tiempo hasta que se

convierta en un peligro.

- Programación, con suficiente tiempo, del suministro de repuesto y la mano de la

obra para efectuar la reparación particular.

- Programación de la parada para corrección dentro de un tiempo muerto o parada

rutinaria del proceso productivo.

- Reducción del tiempo de reparación, ya que se tiene perfectamente identificado los

elementos desgastados, averiados o, en mal estado, posibles a fallar.

- Reducción de costos en incremento de la producción por disminución del número

de paradas y tiempos muertos.

- En gran mayoría de los casos se pueden alargar los tiempos entre mantenimiento

general u overhaul, ya que si la maquinaria se encuentra en perfectas condiciones,

no hace falta la ejecución de esta actividad sino hasta que se encuentre un defecto.





- Funcionamiento más seguro de la planta y toma de decisiones más propicias de los

ejecutivos de la organización.

A continuación se expondrán las principales técnicas de mantenimiento predictivo

aplicada en equipos rotativos.

3.3.1. Inspección visual

En muchos casos, la inspección visual detectará problemas potenciales sin la

necesidad del uso de técnicas especializadas, como por ejempos: niveles bajos o

altos de aceite, fugas, partes externas degastadas o rotas, pernos faltantes o flojos

y corrosión, entre otras.

Por lo regular, debe diseñarse un formato en donde se enlistan todos los

aspectos a inspeccionar en el equipo, de acuerdo a las normas aplicables y

experiencia del operador y mantenedor.

3.3.2. Análisis de Vibraciones

Esta técnica tiene como principal objetivo asegurar el correcto funcionamiento

de los equipos rotativos a través de la vigilancia continua de sus niveles de

vibración, siendo estos últimos, los indicadores de su condición. A través de esta

técnica se pueden diagnosticar problemas en equipos rotativos tales como:

Desbalance de masa

Desalineación de ejes

Desalineación de poleas

Roce, holgura y/o desgaste de los componentes internos

Deterioro de los rodamientos y cojinetes de deslizamiento

Problemas en engranajes





Problemas en motores eléctricos

Problemas hidráulicos y aerodinámicos

Ejes doblados

Ejes excéntricos

Resonancia estructural

Las mediciones de vibración en los equipos rotativos se adquieren a través de

un computador colector y analizador de vibraciones (ver foto N° 19), el cual se

conecta por medio de un sensor a los puntos de toma de datos previamente

seleccionado. Los resultados de estas mediciones son por lo general gráficos de

niveles globales de vibración, tiempo versus amplitud de vibración y frecuencia

versus amplitud de vibración los cuales permiten analizar la condición de la

maquinaria.

Fotos N° 19. Equipos colectores-analizadores de datos de vibración.





Fotos N° 20. Ejemplo de en espectro de Frecuencia Versus Amplitud en cascada, tomado de desde una

bomba en el lado acople, donde por la aparición de un pico a 2X en la última medición realizada evidencia

una desalineación axial entre el conjunto motor-bomba.

3.3.3. Termografía Infrarroja

La termografía infrarroja es otra de las técnicas de mantenimiento predictivo

con alto crecimiento en la industria. Esta logra, a distancia y sin ningún contacto,

medir y visualizar temperaturas de superficie con precisión, produciendo imágenes

visuales a partir del espectro infrarrojo (invisible para nuestros ojos) que emiten los

objetos debido a su condición térmica.





Las cámaras termográficas detectan la radiación infrarroja invisible que emiten

los objetos y lo transforma en una imagen dentro del espectro visible en la que la

escala de colores refleja las distintas intensidades. Esta técnica permite evaluar:

Intercambiadores de calor

Trampas de vapor

Puntos calientes en recipientes, tanques y tuberías

Problemas de calentamiento en equipos rotativos

Problemas en válvulas en equipos reciprocantes

Taponamientos en tuberías de proceso con fluidos a alta temperatura.

Puntos calientes en conexiones eléctricas

Transformadores eléctricos en mal estado

Fotos N° 21. Termograma de un motor eléctrico





3.3.4. Análisis de Aceite

Otra de las técnicas de mantenimiento predictivo muy usadas a nivel industrial

es el análisis de aceite usado, la cual consta cientos de pruebas individuales de

laboratorio con el objetivo de evaluar la condición del aceite que está en servicio y

la condición de la máquina lubricada.

A través de análisis de aceite se pueden evaluar:

Estado de salud del lubricante

Contaminantes presentes en el lubricante

Partículas de desgastes generadas de los componentes internos de la

maquinaria.

Esto permite tomar acciones correctivas a tiempos, incluso antes de que se

pueda generar vibración en la maquinaria.

3.4. Mantenimiento Proactivo

El mantenimiento proactivo está basado en la mejora continua de los equipos, tomando

en cuenta los problemas más frecuentes de la maquinaria a través de procedimientos de

análisis de fallas, y tomar las acciones pertinentes para evitar que estas ocurran.

Los procedimientos de análisis de fallas constan de unos pasos sistemáticos que

ayudan a localizar las causas, orígenes o raíces de los fallos que se estén estudiando, las

cuáles al ser corregidas evitarán la ocurrencia futura de los mismos.

Se utilizan una gran variedad de técnicas tales como:

• Análisis causa-efecto

• Árbol de fallo





• Diagrama espina de pescado

• Otros

Mediante la aplicación del ACR en las distintas industrias se han localizado causas

comunes de fallos tales como:

• Concentraciones de esfuerzos

• Desalineaciones

• Metalurgia inadecuada

• Falta de equipos de inspección

• Falta de adiestramiento del personal

• Otros;





Autor

Abraham J. Gassán Primera es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” (UNEXPO), Vice-rectorado Barquisimeto - Edo. Lara. Venezuela. Cuenta con un Diplomado en Mantenimiento Industrial de la Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín (URBE), Maracaibo - Edo. Zulia; y es Magíster Scientiarum en Gerencia de Empresas, Mención: Gerencia de Operaciones egresado de La Universidad del Zulia (LUZ), Maracaibo - Edo. Zulia.

Durante su trayectoria académica ha obtenido diversas certificaciones internacionales tales como: Vibration Analyst: Level III; por Vibration Institute / Machinery Lubrication Technician Level I (MLT I); por International Council for Machinery Lubrication / Thermographer Level I; por Infrered Training Center (ITC) / Ultrasonido Nivel I; por American Society For Nondestructive Testing (ASNT). Cuenta con diez (10) años experiencia como Ingeniero de Equipos Rotativos y Estáticos, y Supervisor General de Mantenimiento Mecánico, en la planta de Polipropileno de Venezuela Propilven S.A., en el Complejo Petroquímico Ana María Campos - Edo. Zulia; y cinco (5) años como Director General del Centro de Desarrollo en Ingeniería de Mantenimiento C.A. Entre sus trabajos más destacados se pueden mencionar: - Auditorias a sistemas de gestión de mantenimiento.

- Diseño y puesta en marcha de programas de mantenimiento predictivo en equipos rotativos basados en las técnicas de: análisis de vibraciones, termografía infrarroja, análisis de aceite y ultrasonido.

- Desarrollo y puesta en marcha de programas de evaluación de integridad mecánica de recipientes a presión y líneas de tuberías, basado en los códigos API y ASME.

- Creación de programas de lubricación de maquinarias en plantas de manufactura.

- Diseño y mejora continua de planes de mantenimiento preventivo de equipos rotativos.

- Elaboración de alcances y supervisión de trabajos de reemplazo de tuberías corroídas y corrección de fugas de vapor durante los paros generales de planta.

- Supervisión de actividades rutinarias de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo en maquinarias.

- Planificación y supervisión general de Paros de Planta.

- Asesorías técnicas en el área de Gestión de Mantenimiento Industrial a empresas.

- Adiestramiento en el área de Gestión y Mantenimiento.

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