INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL · 2017. 5. 6. · INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR...
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL CULHUACAN INGENIERIA MECANICA TESIS: “Aplicación de mantenimiento centrado en la confiabilidad en una empresa productora de cementos y concretos para la industria de la construcción”. QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO MECANICO POR LA OPCION DE TESIS COLECTIVA PRESENTAN: Salvador Segura Miranda Fernando Cruz Estrada ASESORES: M. en I. Efrén Ortiz Díaz M. en C. María de Lourdes Beltrán Lara
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL CULHUACAN
INGENIERIA MECANICA
TESIS: “Aplicación de mantenimiento centrado en la confiabilidad en una empresa productora de cementos y concretos para la industria de la construcción”.
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO MECANICO POR LA OPCION DE TESIS COLECTIVA PRESENTAN:
Salvador Segura Miranda
Fernando Cruz Estrada
ASESORES:
M. en I. Efrén Ortiz Díaz
M. en C. María de Lourdes Beltrán Lara
AGRADECIMIENTOS
El gran momento de concluir nuestra formación profesional y tan esperado a la vez ha llegado, es por ello que queremos dar gracias en primer lugar a Dios todo poderoso por habernos guiado dando luz
para iluminar nuestro trayecto para concluir lo que con tanto anhelo algún día iniciamos.
A nuestros Padres:
Ya que fueron ellos los que además de habernos dado la vida nos dieron también todo su apoyo incondicional y guía para formarnos como personas de bien, con los valores de honestidad, respeto y
responsabilidad que ellos nos inculcaron para caminar por la vida en la búsqueda de ser mejores personas
para contribuir con nuestro granito de arena para el desarrollo de la sociedad. También nos llenaron de fortaleza en los momentos que flaqueábamos y más lo necesitábamos. Agradecemos también los
momentos agradables que compartimos juntos.
A mi esposa e hijos:
Ya que son ellos ahora nuestra fortaleza y razón de ser, que también nos han dado su apoyo incondicional
y cariño sin reservas para transitar por la vida como familia para amar a Dios y hacer con nuestra familia lo mismo que hicieron con nosotros nuestros Padres.
A mis hermanos:
Porque sin su apoyo fraternal y compañerismo no lo habríamos conseguido, es por ello que también
forman parte importante de este logro en nuestra vida.
A mis compañeros y amigos:
Porque son parte de nuestra propia historia, compartiendo alegrías y desvelos, juegos y diversiones.
A nuestros tíos y familia:
Porque compartieron con nosotros desinteresadamente el camino que recorrimos durante nuestra etapa de
formación académica.
Al IPN y la ESIME UPC y a nuestros maestros:
Por habernos dado un lugar y permitirnos ser parte de la gran familia Politécnica, transmitiéndonos sus conocimientos y disciplina para formarnos como profesionistas para poner la técnica al servicio de la
Patria.
¡Gracias a todos!
1
INDICE PAG.
FUNDAMENTACION 5
INTRODUCCION 6
Empresa de aplicación del proyecto de mantenimiento 8
CEMEX MEXICO 9
Contexto operacional del proyecto de mantenimiento 10
Proceso de fabricación del cemento 13
Descripción del proceso de fabricación del cemento 13
Carga y acarreo 13
Trituración 14
Pre-homogenización 14
Reclamo de mezcla y almacenamiento 15
Molienda de materia prima 15
Calcinación y clinkerización 16
Molienda del cemento 16
Almacenamiento y despacho del cemento 17
Capítulo I 18
Mantenimiento 18
Generalidades 18
Objetivos del Mantenimiento 19
Finalidad del Mantenimiento 19
Cantidad del Mantenimiento 20
2
Tipos de Mantenimiento 21
Mantenimiento Correctivo 21
Mantenimiento no planificado 21
Mantenimiento planificado 21
Mantenimiento predictivo 21
Mantenimiento preventivo 22
Modelo correctivo 23
Modelo condicional 23
Modelo sistemático 23
Modelo de alta disponibilidad 23
Planeación del mantenimiento 24
Principios de Mantenimiento 24
¿Qué es planear? 25
Análisis de fallas 25
Causas 25
Fallas físicas 25
Falla funcional 26
Criticidad 26
Toma de decisiones 27
Capítulo II 28
Evolución del mantenimiento 28
Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM II) 29
Patrones de comportamiento por la ocurrencia de falla 30
Patrón A 31
3
Patrón B 32
Patrón C 32
Patrón D 33
Patrón E 34
Patrón F 34
Confiabilidad 35
Mantenimiento centrado en confiabilidad 35
Preguntas clave que sirven de guía de mantenimiento
centrado en confiabilidad 36
Plan de mantenimiento que se genera a partir del análisis de RCM II 37
Beneficios de uso de mantenimiento centrados en confiabilidad RCM II 37
Capítulo III 38
Caso de aplicación centrado en la confiabilidad 38
Plan de mejora 39
Objetivo de la implementación del plan de mejora 39
Equipo afectado 39
Ubicación: Reclamador de mezcla de semi crudo 39
Características del reclamador 39
Marco de referencia y antecedentes 40
Subsistemas que componen el reclamador 44
Subsistema rueda excavadora de cangilones del reclamador 45
Funciones de la rueda excavadora de cangilones del reclamador 47
Subsistema carro de traslación de la rueda 48
Funciones del carro de traslación de la rueda excavadora
del reclamador 48
4
Proceso de implementación de mantenimiento centrado
en confiabilidad RCM II 51
Integración de los equipos de análisis 51
Capacitación al personal en filosofía RCM II 51
Listado de equipo de críticos implementar RCM II 52
Definición de funciones y parámetros de funcionamiento 52
Vista inicial o vista cero 52
Contexto operativo del equipo 53
Descripción de cada una de las funciones que debe realizar el activo 54
Enunciar los diferentes modos de falla para cada una de las funciones 54
Detallar las causas por la que ocurren las fallas y sus consecuencias 55
Generar plan de mantenimiento 55
Documentar 55
Programar la nueva estrategia de mantenimiento 55
Capacitación al personal 56
Evaluación de la implementación en campo 56
Documentar y actualizar periódicamente los beneficios de RCM II 56
Retroalimentación y mejora continua 56
Beneficios de la implementación de RCM II 57
Costos de mantenimiento 58
Resumen de beneficios luego de la implementación
de mantenimiento centrado en confiabilidad RCM II 58
Conclusiones 59
Glosario 61
5
FUNDAMENTACION
La alta competitividad que le exige a la industria la actual globalización obliga a
las empresas a mejorar continuamente la productividad de sus procesos para asegurar
la rentabilidad y supervivencia en el negocio. Los programas de mantenimiento
centrado en confiabilidad para los activos productivos dan a las organizaciones una
ventaja competitiva, ya que los mantiene en las mejores condiciones posibles al mejor
costo, permitiendo que hagan lo que se espera de ellos para cumplir los programas de
producción en el tiempo establecido, ya que se minimizan los paros inesperados por
fallas, cumpliendo así con el volumen y calidad, proporcionando seguridad para el
personal y los activos, permitiendo también que su desempeño ambiental cumpla los
estándares nacionales e internacionales que correspondan.
El mantenimiento dentro de la industria es el motor de la producción, ya que sin
él no hay producción. En cualquier organización, todo equipo está sujeto a normas
constantes de mantenimiento, dando así alta confiabilidad a la industria. Este es un
proceso en el que interactúan máquina y hombre para generar ganancias. Las
inspecciones periódicas ayudan a tomar decisiones basadas en parámetros técnicos, el
desempeño de la empresa dependerá de la calidad de mantenimiento que se provea a
cada uno de los elementos, por lo que es de suma importancia tener una visión a futuro
para, planificarlo y programarlo para cubrir toda el área en un periodo de tiempo
determinado, ya sea a mediano o largo plazo, además de optimizar costos de
repuestos y materiales para un mejor desempeño; el mantenimiento está enfocado en
la mejora continua y prevención de fallas, pero si se cuenta con una buena
organización de ella, además de cumplir con la documentación de la misma incentivará
al trabajo en equipo y a la preparación constante para actuar sin dejar caer la
producción. De tal forma que en la industria el jefe de mantenimiento debe ser un
especialista en organización gerencial asegurando de esta forma que todas las tareas
de mantenimiento se hagan correcta y eficientemente.
6
INTRODUCCION
En este trabajo de tesis se describen aspectos generales del mantenimiento y
específicamente del que está centrado en la confiabilidad, se hace hincapié en la
metodología para diseñar este tipo de plan de mantenimiento con esta filosofía, las
ventajas y los beneficios. Así mismo se hace mención de que el mantenimiento debe
considerar las refacciones y su almacenamiento, por lo que a través del planteamiento
de un caso de aplicación del mantenimiento “centrado en la confiabilidad” desarrollado
en un área de la industria cementera.
Se refieren aspectos relevantes de la empresa Cemex a nivel mundial, sus
plantas dentro del país y específicamente la de Atotonilco. Se describe también con
cierto detalle el proceso de producción del cemento.
Es importante mencionar que en el campo de la industria y la ingeniería, el
concepto de mantenimiento tiene los siguientes objetivos:
Realizar rutinas programadas para llevar a cabo: comprobaciones, mediciones,
remplazos, ajustes y reparaciones todo ello necesario para mantener en
operación o reparar un activo productivo de tal forma que este pueda cumplir sus
funciones de acuerdo a su contexto operacional.
Utilizar herramientas de diagnóstico predictivo para programar la realización de
tareas proactivas de mantenimiento a condición para anticipar el punto de falla
en la maquinaria, evitando con ello, paros inesperados que perjudican la
producción y/o calidad del producto.
Específicamente hablando de refacciones, el mantenimiento se entiende como:
Todas aquellas acciones llevadas a cabo para mantener las refacciones en
condiciones óptimas y los procesos necesarios para lograr esta condición.
Incluyen acciones de inspección, comprobaciones, clasificación, reparación, etc.
7
Es un conjunto de acciones de provisión y reparación de las refacciones
necesarias para que estos continúen cumpliendo su cometido cuando sean
requeridas para su instalación, en sustitución de las que estaban en uso.
Un plan de mantenimiento debe incluir rutinas preventivas para las instalaciones
como son almacenes, bodegas y edificios, para conservarlos en condiciones
adecuadas para llevar a cabo este proceso, por lo que se incluyen los accesos a
los almacenes para permitir su uso de forma eficiente, tal como fue diseñado,
evitando daños al realizar el manejo de las refacciones.
8
Empresa de aplicación del proyecto de mantenimiento.
CEMEX es una compañía global de soluciones para la industria de la
construcción, que ofrece productos de alta calidad y servicio confiable a clientes y
comunidades en más de 50 países en el mundo. CEMEX mejora el bienestar de todas
sus audiencias mediante un proceso de mejora continua y esfuerzos permanentes para
promover un futuro sostenible.
Fundada en 1906, CEMEX ha evolucionado de ser un pequeño competidor local
a ser una de las compañías líderes en soluciones para la industria de la construcción.
Hoy, la compañía está estratégicamente ubicada en América, Europa, África, Medio
Oriente y Asia.
La misión de CEMEX es satisfacer globalmente las necesidades de construcción
de los clientes y crear valor para sus accionistas, empleados y otras audiencias clave,
consolidándose como la compañía de soluciones para la industria de la construcción
más eficiente y rentable del mundo.
CEMEX es una compañía global en crecimiento dedicada a la creación de
soluciones para la construcción que produce, distribuye y comercializa: cemento,
concreto, agregados y materiales relacionados con los clientes y las comunidades en
más de 50 países.
Esta empresa cuenta con:
Ventas anuales de US $16 mil millones.
Es uno de los tres productores de cemento más importantes del mundo con una
capacidad de aproximadamente 97 millones de toneladas al año.
Líder en los mercados de concreto premezclado y agregados, con niveles de
producción anuales de 75 millones de metros cúbicos y 170 millones de
toneladas, respectivamente.
Cuenta con 65 plantas de cemento, más de 1,700 plantas de concreto
premezclado y una participación minoritaria en 15 plantas cementeras.
9
Es uno de los principales comercializadores de cemento y clínker del mundo,
con relaciones comerciales en más de 90 países.
Tiene más de 50,000 empleados a nivel mundial.
CEMEX MEXICO
En México, CEMEX tiene 15 plantas cementeras y más de 210 plantas
concreteras, además cuenta con 68 centros de distribución terrestre y 8 terminales
marítimas que hacen posible la distribución de productos a todas las regiones de
América en donde se comercializa. Las plantas cementeras producen en conjunto
alrededor de 20 millones de toneladas de cemento al año que se destinan al consumo
interno y a la exportación a EEUU y a otros países de Centro y Sudamérica.
La misión de la Vicepresidencia de Operaciones de CEMEX MEXICO es
“producir cemento eficientemente con las características de calidad especificadas, de
tal forma que en cada una de las etapas de la fabricación se aprovechen mejor los
recursos, cumpliendo con las normas de seguridad y ambientales, siendo una Unidad
de Negocio rentable para la compañía y salvaguardando los activos de la misma”.
Como política corporativa, entre otras, CEMEX ha implementado las normas ISO
9001, ISO 14001, “Industria Limpia” e “Industria Socialmente Responsable”, así como
la certificación de excelencia en seguridad otorgada por FM Global (High Protection
Risk).
10
Contexto Operacional de Planta Atotonilco
PLANTA ATOTONILCO
Una de las 15 plantas de CEMEX MEXICO es la Planta Atotonilco, que fue
fundada en 1959. Está ubicada a 60 km de la zona norte de la ciudad de México. Tiene
una capacidad instalada de 1.6 millones de toneladas de cemento al año. Actualmente
tiene una producción anual de 1.3 millones de toneladas de cemento, como se puede
ver en la figura 1.1., se presenta el proceso de producción.
EExplotacion y acarreo de materia prima
Trituracion de materia prima
Pre homogenizacion y Reclamo
mezcla de semi crudo
Molienda de harina cruda,
almacenamiento y homogenizacion
Horno de clinker
Molienda de cemento Portland
Envase y despacho de cemento
Figura 1.1., Diagrama esquemático del proceso de producción del cemento Portland
El proceso de producción de cemento es un proceso continuo hasta la molienda
de cemento (figura 1.1.). El envase y embarque de cemento se realiza por lotes.
Actualmente están en operación: los molinos de crudo 1, 2 y 3; hornos 1, 3 y 4; molinos
de cemento 3, 4, 5 y 6. La capacidad de almacenaje de cemento es de 20,000
toneladas, pero normalmente los silos de cemento se mantienen al 80 % de su
11
capacidad, equivalente a aproximadamente 4 días de detención de planta, con unas
salidas promedio de 3,000 toneladas de cemento y una cama muerta del 15 %.
La planta opera las 24 horas, los 365 días del año. Una política de CEMEX, con
el objeto de hacer eficientes los procesos, es que los hornos solamente pueden ser
parados una vez al año de manera programada para propósitos de mantenimiento. Por
lo que cada horno es programado para mantenimiento mayor en diferentes fechas y se
busca que los paros duren el menor tiempo posible (comúnmente 15 días). El resto del
año debe asegurarse la continuidad de operación de todas las líneas. Un objetivo es
que los hornos trabajen campañas de un año sin paros por fallas y sin requerir paros
para mantenimiento con una Confiabilidad de 1,022 hrs. en los hornos y de 200 hrs.
para los molinos de materia prima y de cemento. Se pretende pararlos cada que
cumplan 500 hrs. trabajadas para mantenimiento en diferentes fechas.
La planta Atotonilco cuenta con 151 trabajadores sindicalizados y 34 empleados.
El personal técnico de producción trabaja en turnos de 8 horas. El personal de
mantenimiento mecánico consta de 34 técnicos, de los cuales 2 están en
mantenimiento predictivo, 3 en lubricación, 2 en trituración, 2 en envase de cemento, 7
se distribuyen en turnos según se requiera para los mantenimientos correctivos y los
otros 18 mecánicos de planta en el mantenimiento preventivo. El personal eléctrico se
integra con 19 técnicos de planta, los cuales están distribuidos de la siguiente forma; 1
en mantenimiento predictivo, 2 en el área de envase, 9 cubren turnos de 8 hrs para la
atención de emergencias, y los 8 eléctricos restantes en los mantenimientos
preventivos programados. Se cuenta con personal contratista mecánico y eléctrico que
puede apoyar cuando se requiera, como en caso de una falla que el personal de
guardia no pueda solucionar, el tiempo de respuesta del resto del personal de
mantenimiento puede ser de hasta 4 horas para llegar y diagnosticar e igual tiempo
para que lleguen los contratistas al área de trabajo.
El aseguramiento de la calidad de los productos y servicios es una política
establecida en la Planta Atotonilco de CEMEX, ya que se tiene implantado el sistema
de gestión de calidad ISO 9001.
12
En la Planta Atotonilco se tiene como objetivo cero accidentes y se busca
continuamente disminuir los índices de accidentabilidad (actualmente tiene un valor de
0.04 y la meta anual es 0.02), así como prevenir enfermedades laborales.
La Planta Atotonilco está ubicada dentro de la zona urbana de la Comunidad. En
caso de emisiones de gases o polvo, que sean visibles al exterior, desde algún punto
de la misma, o emisiones de ruido que molesten al exterior, los vecinos podrían
quejarse con el personal de la planta o con las autoridades ambientales locales o
estatales, lo que afectaría la imagen de Cemex, provocando el cargo de multas o en
caso extremo, causando la clausura de la planta.
Los programas ISO 14001, prevención de riesgos certificada por FM Global e
Industria Limpia, se implementaron para cumplir con el cuidado adecuado del medio
ambiente, además de contribuir a la seguridad de las comunidades vecinas y de la
propia planta. En el caso de Planta Atotonilco, por encontrarse enclavada en la
comunidad, se sabe que cualquier queja por bajo desempeño ambiental que se haga
pública repercutiría directamente en la operación de la misma impactando fuertemente
en los costos de la compañía.
Planta Atotonilco utiliza como combustibles para los hornos: coque, aceites
usados, gas natural y fracción inorgánica de residuo sólido urbano (FIRSU). El manejo
de estos combustibles implica que en caso de alguna falla, represente riesgos
ambientales que deben ser vigilados.
Por la criticidad y preocupación de CEMEX por el cuidado ambiental, la Planta
cuenta con un departamento de Relaciones con la Comunidad, cuya función principal
es proveer de un canal de comunicación directa para atender las quejas y fomentar una
buena relación de CEMEX con los vecinos.
13
PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO
Descripción del proceso de fabricación del cemento.
A continuación se presenta una breve descripción de los diferentes sub procesos
involucrados en la fabricación del cemento, (www.cemex.com, 2010):
Figura 1.2. Explotación de la materia prima.
Aquí es donde da inicio el proceso, como se observa en la figura 1.2., las
materias primas principales; caliza y arcilla, las cuales son extraídas de la cantera a
través del proceso de explotación en los bancos en proporciones que permitan cumplir
con los parámetros químicos de calidad.
Carga y acarreo.
Figura 1.3. Extracción de materias primas
14
Una vez que las materias primas son extraídas, como se observa en la figura
1.3., se trituran para reducir su granulometría. Luego se transportan mediante el uso de
maquinaria pesada como los cargadores frontales y camiones fuera de carretera y/o
bandas trasportadoras hacia la planta.
Trituración.
Figura 1.4. Reducción de granulometría.
Las piedras de caliza de la cantera posteriormente son alimentadas a los
trituradores para reducir su granulometría como máximo a 40 mm. tal como se observa
en la figura 1.4.
Pre homogenización.
Figura 1.5. Pre homogenización.
Posteriormente, durante la formación de las pilas se lleva a cabo mediante la pre
homogenización como se observa en la figura. 1.5., con una mezcla predeterminada de
distintos materiales dosificados para control de la calidad química.
15
Reclamo de mezcla y almacenamiento
Figura 1.6. Reclamo de mezcla y almacenamiento
En esta parte del proceso de Reclamo de mezcla y almacenamiento, como se
observa en la figura 1.6., la mezcla de semi crudo es reclamada para luego ser
transportada a las tolvas de almacenamiento. Posteriormente son dosificadas con
proporciones específicas para cada tipo de cemento, gris o blanco. La pre
homogenización y dosificación rigurosa se realizan para obtener una mezcla
homogénea de calidad controlada por el laboratorio, de tal forma que proporcione una
mejor estabilidad operativa durante el proceso de clinkerización en el interior de los
hornos de calcinación.
Molienda de materia prima.
Figura 1.7. Molienda de materia prima
En la molienda de materias primas, como se observa en la figura 1.7., se
pulveriza el material a través de molinos horizontales de bolas o verticales de rodillos
dando lugar a la harina cruda. El producto de esta molienda es almacenado
nuevamente en silos en donde ocurre otra etapa de homogenización.
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Calcinación y clinkerizacion.
Figura 1.8. Calcinación y clinkerizacion.
La etapa de calcinación es el corazón del proceso de fabricación de cemento. En
esta etapa, como se observa en la figura 1.8., la harina cruda es calcinada a
temperaturas de hasta 1400°C, para transformarse en clínker. El clínker toma la forma
de nódulos grises de 30 a 40 mm de diámetro.
Molienda de cemento.
Figura 1. 9. Molienda de cemento
En la molienda de cemento, como se observa en la figura 1.9., el clínker se
muele junto con otros aditivos en molinos horizontales o verticales. Se le agregan los
aditivos que sirven para proporcionar las propiedades físicas y químicas a cada tipo de
cemento.
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Almacenamiento y despacho de cemento.
Figura 1. 10. Almacenamiento
El cemento se almacena, como se observa en la figura 1. 10. en silos para
después ser extraído para ser envasado y despachado en sacos de papel o bien
cargado en tolvas de tracto camión y de ferrocarril para su transporte a granel.
18
Capítulo I
Mantenimiento
El mantenimiento industrial es uno de los ejes fundamentales dentro de la
empresa, está cuantificado en la cantidad y calidad de la producción; el mismo que ha
estado sujeto a diferentes cambios al paso del tiempo: en la actualidad el
mantenimiento se ve como una inversión que ayuda a mejorar y mantener la calidad en
la producción.
Mantenimiento son todas las actividades necesarias para conservar el equipo e
instalaciones en condiciones adecuadas cumpliendo la función para la que fueron
creadas; además de mejorar la producción buscando máxima disponibilidad y
confiabilidad de los equipos e instalaciones.
El mantenimiento está basado en los principios como el respeto para todos los
empleados y funcionarios, liderazgo, trabajo en equipo, compartir responsabilidades,
compromiso con la seguridad y medio ambiente, así como también, se debe propiciar el
desarrollo de conocimientos y habilidades técnicas para todo el personal de
mantenimiento y operación de la empresa.
Generalidades
El mantenimiento se entiende también como todas las acciones que tienen como
objetivo mantener un artículo o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo
alguna función requerida. Estas acciones incluyen la combinación de las operaciones
técnicas y administrativas.
El concepto de mantenimiento ha evolucionado a la par con el desarrollo
tecnológico; a los inicios era visto como una serie de actividades correctivas para
solucionar fallas. Las actividades de mantenimiento originalmente eran realizadas por
los operarios de las máquinas; con el desarrollo de las máquinas se organizó a los
19
departamentos de mantenimiento no solo con el fin de solucionar fallas sino de
prevenirlas. Actuar antes de que se produzca la falla, en esta etapa se tiene ya
personal dedicado a estudiar en que periodo se producen con el fin de prevenirlas y
garantizar eficiencia para evitar los costos por averías.
Actualmente el mantenimiento busca aumentar la confiabilidad de los equipos
para asegurar la producción; es así que aparece el mantenimiento preventivo,
predictivo, proactivo, la gestión de mantenimiento asistido por computadora y el
mantenimiento basado en la confiabilidad.
Objetivos del Mantenimiento:
1. Garantizar disponibilidad y confiabilidad regular de todos los activos productivos,
instalaciones y servicios.
2. Evitar el envejecimiento prematuro de los equipos que forman parte de las
instalaciones.
3. Conseguir ambos objetivos al mejor costo.
4. Maximizar la productividad y la eficiencia.
Finalidad del mantenimiento
La misión es implementar y mejorar en forma continua la estrategia de
mantenimiento para asegurar el máximo beneficio a nuestros clientes mediante
prácticas innovadoras, económicas y seguras, así como a mantener el equipo e
instalaciones operables, restablecer el equipo a las condiciones de funcionamiento
predeterminadas, con eficiencia y eficacia para obtener la máxima capacidad de
producción en la planta, aplicando técnicas que brindan un control eficiente del equipo
e instalaciones.
La cantidad de mantenimiento que se debe realizar en la industria está en
función del nivel mínimo permitido de las propiedades del equipo definidas por el
20
fabricante y del uso de los mismos en el tiempo por la carga operativa que se les
asigne.
La finalidad del mantenimiento es preservar en operación el equipo, así como las
instalaciones en condiciones de funcionamiento predeterminado; con eficiencia y
eficacia para obtener la máxima productividad. “El mantenimiento incide por lo tanto en
la calidad y cantidad de la producción”.
Por consecuencia, el mantenimiento debe suministrar la máxima capacidad de
producción a la planta, aplicando técnicas que brindan un control eficiente del equipo e
instalaciones.
Cantidad de mantenimiento
En este espacio analizamos la cantidad de mantenimiento que se debe realizar en una
industria.
a) La cantidad de mantenimiento está en función del nivel mínimo permitido de las
propiedades del equipo definidas por el fabricante del mismo.
b) Está en función también del tiempo de uso o de funcionamiento durante el cual
el equipo está en marcha.
c) Está en función de la forma en que los equipos están sometidos a esfuerzos,
cargas, desgaste, corrosión, etc. que causan perdidas de las propiedades de los
mismos.
Resumiendo, la cantidad de mantenimiento está directamente relacionada con el
uso de los equipos, la carga y operación de los mismos, así como también el contexto
operativo.
El mantenimiento no debe considerarse como un costo si no como una
inversión, ya que está ligado directamente a la producción, calidad y eficiencia; como
21
ya se mencionó, el personal de esta área debe estar calificado y motivado para llevar a
cabo la tarea de mantenimiento; se debe tener presente la construcción, diseño y
modificaciones de la planta industrial, así como también debe tener a la mano la
información del equipo, herramientas, e insumos necesarios para su realización.
El mantenimiento requiere planeación, calidad, productividad, trabajo en equipo,
para reducir costos y pérdidas.
Tipos de mantenimiento
Mantenimiento Correctivo: Es aquel mantenimiento que se realiza con el fin de
corregir los defectos que se han presentado en el equipo, se clasifican en:
Mantenimiento No planificado: Es el mantenimiento de emergencia. Debe
efectuarse con urgencia ya sea por una avería imprevista a reparar lo más
pronto posible o por una condición imperativa que hay que satisfacer (problema
de seguridad, de contaminación, de aplicación de normas legales, etc.).
Mantenimiento Planificado: Se sabe con anterioridad que es lo que debe
hacerse, de modo que cuando se pare el equipo para efectuar la reparación, se
disponga del personal, repuesto y documentos técnicos necesarios para
realizarla correctamente.
Mantenimiento Predictivo: Este mantenimiento está basado en la inspección con el
uso de herramientas de diagnostico para determinar el estado y operatividad de los
equipos, mediante el conocimiento de valores de variables que ayudan a descubrir el
estado de operatividad; esta inspección se realiza a intervalos regulares para prevenir
las fallas o evitar las consecuencias de las mismas. Para este mantenimiento es
necesario identificar las variables físicas, como son: temperatura, presión, vibración,
etc., cuyas variaciones estén apareciendo y puedan causar daño al equipo. Es el
22
mantenimiento más técnico y en algunos casos requiere del uso de equipos de
diagnóstico sofisticados.
Ejemplos del uso de técnicas de mantenimiento predictivo en la industria
cementera son:
Análisis periódico de aceite.
Análisis de vibraciones mecánicas.
Inspección con líquidos penetrantes.
Partículas magnéticas.
Ultrasonido.
RX.
Termografía.
Análisis de Cromatografía, etc.
Mantenimiento Preventivo: Es el mantenimiento que se realiza con el fin de prevenir
la ocurrencia de fallas, y mantener en un nivel determinado la operación de los equipos.
Se conoce también como mantenimiento preventivo directo o periódico, por cuanto a
sus actividades están controladas por el tiempo; se basa en la confiabilidad de los
equipos.
Los tipos de mantenimiento analizados son los principales; en la aplicación de estos a
los equipos apreciamos que se requiere de una mezcla de ellos, es por esto que
hablaremos en los párrafos siguientes de los modelos de mantenimiento que son
aplicables a cada uno de los equipos.
Se dividen en cuatro posibles modelos. Pueden identificarse claramente 4 de estas
mezclas, las cuales son complementadas con otros dos tipos de tareas adicionales.
23
Cada uno de los modelos que se exponen a continuación incluye varios de los tipos
anteriores de mantenimiento, en la proporción que se indica. Además, todos ellos,
como ya se mencionó incluyen dos actividades: inspecciones visuales y lubricación.
Modelo correctivo: Es un modelo en donde se realiza la reparación de averías y
además se incluye una inspección visual y lubricación.
Modelo condicional: Modelo de mantenimiento en donde además de las actividades
anteriores se incluye una serie de pruebas y ensayos que condicionan la actuación a
futuro del equipo. Es aplicado a equipos cuya probabilidad de falla es baja.
Modelo sistemático: En este modelo se realizan una serie de tareas sin importar las
condiciones del equipo, llevando a cabo una serie de pruebas y ensayos para planificar
tareas de mayor importancia, se aplica a equipos que deben tener tareas constantes de
mantenimiento, las que pueden ser planificadas en el tiempo, sin importar el tiempo
lapso que lleve funcionando el equipo.
Modelo de alta disponibilidad: Este modelo de mantenimiento incluye el modelo
condicional y sistemático, se lleva a cabo mediante paradas en periodos largos de
tiempo, puede ser anual y en esta parada realizar todas las correcciones,
modificaciones, reparaciones que pudieron presentarse a lo largo del periodo operativo.
En general todo modelo debe poseer las siguientes características:
a) Metas claras y precisas.
b) Incluir a toda la organización con su respectivo personal como gestores del
proceso de mantenimiento.
c) Enfoque a los ejes funcionales de la empresa.
d) Considerar el proceso de mantenimiento dentro de todas las fases de la
empresa y no solo al de operación.
e) Orientado a la evolución y a la mejora continua.
24
f) Incluir aplicaciones sistemáticas y de prioridad para optimizar los planes de
mantenimiento y asegurar la confiabilidad.
Planeación del mantenimiento
La planeación nos permite programar los proyectos a mediano y largo plazo de
las acciones de mantenimiento que dan la dirección a la industria. Muchos son los
beneficios alcanzados al llevar a cabo un programa establecido de modelos de
mantenimiento, programación y control del área, citamos algunos:
Menor consumo de horas hombre.
Disminución de inventarios.
Menor tiempo de parada de equipos.
Mejora el clima laboral en el personal de Mantenimiento.
Mejora la productividad (eficiencia y eficacia).
Optimiza los costos.
La confiabilidad de la planta productiva dependerá de la planeación que se
realice con un enfoque eficiente.
Principios
La planeación del mantenimiento está centrada en la producción, el trabajo es
para limitar, evitar y corregir fallas. En la planeación centrada en los procesos, toda
actividad de este tipo debe seguir un desarrollo preestablecido y planificado según el
manual de mantenimiento de la empresa.
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Para el mejoramiento continuo, la implementación y desarrollo de este proceso
ayuda a evaluar y optimizar la ejecución del mantenimiento y la producción en la
industria.
¿Qué es planear?
Es estructurar un proyecto que contenga los siguientes puntos:
El que: alcance del trabajo o proyecto. En este punto se plantea una lista de
órdenes de trabajo a efectuarse, incluyendo solo las necesarias.
El cómo: procedimientos, normas, procesos. Forma a efectuar el trabajo, incluye
documentación técnica, procedimientos y maniobras.
Los recursos: humanos horas hombre necesarias según especialidades,
equipos, herramientas, materiales etc.
La duración: tiempo del proyecto o trabajo.
En el mantenimiento básicamente planeamos estos puntos que estarán en
concordancia con los objetivos generales de la empresa. Todo tipo de trabajo de esta
área debe ser evaluado y documentado llevando una descripción de los procesos que
sigue el equipo.
Análisis de fallas
Causas
Son diferentes las causas dentro de una industria para que se produzca una falla
en los equipos, estas están vinculadas con el desempeño del equipo. Tenemos fallas
físicas y fallas funcionales:
Fallas físicas: están relacionadas con la magnitud física como: temperatura, presión,
vibración, etc.
26
Falla funcional. Está relacionada con la función que desempeña el activo productivo
dentro de la industria y deja de hacerla. Las fallas se pueden corregir pero no todas
dependen del uso y de las inspecciones básicas que se les realice, el operador debe
estar atento al desempeño del equipo.
Para priorizar las actividades de mantenimiento preventivo, en la industria se
debe implementar un plan de contingencia de fallas que contenga: partes, piezas,
repuestos, material de los equipos de alta criticidad. Comúnmente se le conoce
simplemente como falla o avería.
Criticidad
Es la herramienta de orientación efectiva para la toma de decisiones en relación
a qué equipo o a que parte de la industria le doy prioridad en la actividad de
mantenimiento.
La criticidad consiste en determinar o clasificar los equipos existentes según la
importancia que tienen para cumplir los objetivos de la empresa. Los equipos críticos
son aquellos que al fallar pueden afectar la seguridad del personal, el entorno
ambiental, provocar un paro parcial o total de la producción o incrementar el costo de
mantenimiento. El objetivo es priorizar el esfuerzo de mantenimiento, enfocado a la
satisfacción del cliente, favoreciendo y promoviendo el aprovechamiento de los
recursos del área en las actividades de mayor valor. Para determinar la criticidad dentro
de la planta es necesario asignar valores a la máquina o equipo de cero a diez a cada
ítem en consideración.
Los criterios para analizar la criticidad son los siguientes:
Seguridad.
Medio ambiente.
Producción.
Costos.
27
Confiabilidad (Tiempo medio entre fallas).
Frecuencia de falla.
Para mayor detalle, ver Anexo No. 1.
Toma de decisiones.
Una vez realizado el ejercicio anterior para obtener la criticidad de los equipos
de la empresa, estaremos en condiciones de aplicar el mantenimiento a los que mayor
impacto tienen para el desempeño global de la Planta ya que de esta forma, estaremos
direccionando los recursos asertivamente a los equipos responsables del 80% de la
capacidad productiva de la empresa.
La criticidad e historial de Confiabilidad son parámetros que hay que tener en
cuenta para la planificación del mantenimiento y gestión de recursos materiales,
repuestos, etc. El responsable del mantenimiento es el encargado de gestionar todos
los procesos para que los recursos materiales y humanos sean óptimos. Buscando
continuamente proveer al cliente interno de la máxima productividad y eficiencia sin
afectar el medioambiente y dando seguridad a los gestores que intervienen en el
proceso. Todo proceso de mantenimiento debe ser evaluado constantemente para
buscar prevenir, corregir, mejorar el sistema de calidad y confiabilidad de la empresa.
28
Capítulo II
Evolución del mantenimiento
A continuación, como se ve en el diagrama 1, presentamos la línea del tiempo respecto
a la Evolución de las técnicas mantenimiento industrial.
Diagrama 1., Línea del tiempo de la Evolución de las técnicas mantenimiento industrial.
Primera generación: Mantenimiento Correctivo
Segunda Generación: Mantenimiento Preventivo
Tercera Generación: Mantenimiento Preventivo + Mantenimiento Predictivo
Cuarta Generación: RCM II (Mantenimiento centrado en Confiabilidad).
29
Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM II)
El concepto de mantenimiento centrado en confiabilidad fue desarrollado en la
industria de la aviación comercial de Estados Unidos en coordinación con la NASA y
algunos constructores de naves de la Aeronáutica para disminuir los accidentes.
Posteriormente la industria militar lo empezó a utilizar a mediados de los años 70’s.
Es una metodología con bases científicas que permite diseñar la estrategia de
mantenimiento centrado en la confiabilidad para que la gestión de mantenimiento
contribuya con uno de los principales objetivos del mantenimiento que es el de
incrementar la disponibilidad y confiabilidad de los activos.
Lo anterior es posible a través del diseño de la estrategia de mantenimiento para
que los activos sean capaces de realizar la función prevista sin fallos durante un
periodo determinado bajo el contexto operativo en que fue considerado. Sin embargo,
si cambia el contexto operativo, la estrategia de mantenimiento también debe cambiar y
en algunos casos, requiere rediseñar algo en el sistema. Es decir, la estrategia es
válida cuando el valor del estándar de funcionamiento deseado es igual, o se encuentre
dentro de los límites del estándar de ejecución asociado a su capacidad de diseño o a
su confiabilidad de diseño.
Promueve el uso de tareas proactivas de Mantenimiento Preventivo y sobre todo
de Predictivo, a través del uso de herramientas de diagnostico que permiten anticipar a
las fallas detectando indicios de falla a temprana edad, antes de que ocurra la misma,
optimizando así el uso de los recursos y privilegiando la protección integral de las
personas, equipos y medio ambiente, siempre con actividades preventivas para evitar
fallos inesperados.
Desde luego, el mantenimiento preventivo es mejor que mantener cuando ocurre
la falla, sin embargo, existe la desventaja de que algunas tareas resultan
contraproducentes por errores inherentes a fallas humanas, lo que ocasiona que
inmediatamente después de la intervención de mantenimiento ocurran las falla, o bien,
la realización de muchas tareas que no llevan a nada porque aún no se requerían.
30
Como ejemplo típico de lo anterior podemos citar el mantenimiento preventivo
cíclico que recomiendan los fabricantes de maquinaria pesada para los cambios de
aceite y filtros al motor cada 250 horas. En la práctica se ha demostrado que con el uso
de técnicas predictivas de Tribología (análisis periódico de aceite) para que en
condiciones normales de operación se puedan realizar cada 400 horas sin poner en
riesgo la vida útil de la maquinaria, inclusive incrementando la vida útil del motor por la
eliminación de variables que ocasionan fallas como la contaminación del aceite, con lo
que esto representa en el aspecto económico, ya que se optimizan la mano de obra y
el consumo de refacciones.
Patrones de comportamiento para la ocurrencia de fallas.
Antes de la aparición del mantenimiento centrado en confiabilidad se daba por
hecho que había solo dos patrones de comportamiento de falla en un activo;
considerando únicamente la mortalidad infantil por la falta de habilidad con el que un
activo fue ensamblado, errores de ajuste, errores de montaje, falta de lubricación,
embalaje incorrecto de refacciones, defectos de calidad, etc. y el transcurso del tiempo
para que irremediablemente aparecieran fallas e inmediatamente después llegara el fin
de la vida útil. Con el paso del tiempo y la evolución del mantenimiento, se ha
demostrado mediante estudios científicos que no solo existen estos dos patrones de
comportamiento, si no que existen seis, los cuales se muestran en la figura 2.1:
31
Figura 2.1 Patrones de falla a través de la evolución del mantenimiento.
Patrón A.
Pro
ba
bilid
ad
Co
nd
icio
nal
de
fa
lla
Edad
A
zonas de probabilidad condicional de falla
Figura 2.2 Patrón A curva de la bañera
Patrón de probabilidad de falla conocido también como la curva de la bañera (fig.
2.2), presenta las fallas durante la puesta en marcha de un activo nuevo, ocurriendo lo
que se conoce como mortalidad infantil, lo cual depende en gran medida de la calidad
de la mano de obra, ya que se presenta por errores de montaje, ajustes incorrectos,
manejo incorrecto, e incluso por defectos de calidad en la fabricación. Posteriormente,
a medida que pasa el tiempo se presentaran las fallas hasta llegar al final de la vida útil.
32
Patrón B
EdadP
rob
ab
ilid
ad
Co
nd
icio
nal
de
fa
lla
B
zona de probabilidad
condicional de falla
Figura 2.3 Patrón B, deterioro debido al tiempo y esfuerzos
Tiene que ver con la edad (tiempo) y el deterioro que se presenta por la
exposición cíclica a los esfuerzos (fig. 2.3), durante el cual el activo paulatinamente
comienza a perder su capacidad, por lo que el grado de deterioro del activo está
directamente relacionado con el tiempo debido a que ningún activo es sometido
exactamente a los mismos esfuerzos que otro, ni su resistencia es la misma por las
pequeñas diferencias que hay en su proceso de fabricación: tolerancias, control de
calidad, etc. Existen también otros factores que se deben considerar como el ambiente
al que están sometidos, la oxidación y la corrosión entre otros. Algunos ejemplos claros
de la influencia de estos factores son aquellos activos ubicados en zonas cercanas o
dentro del mar, en instalaciones petroleras, en las minas, en la industria química y en la
cementera.
Patrón C
Figura 2.4 Patrón C, falla presentada por esfuerzos de forma uniforme.
Este patrón muestra como la probabilidad de falla se incrementa uniformemente,
de manera que no es posible identificar un punto que indique el momento en el que
33
aparecerá (figura 2.4). La principal causa que ocasiona la falla en este tipo de
comportamiento es la fatiga, luego de que el activo es sometido a esfuerzos cíclicos,
los cuales en la práctica son variables, por lo que la capacidad para soportar la fatiga
será diferente para cada componente o elemento. En estos casos, es muy difícil
determinar en qué momento aparecerá la falla, por lo que conveniente recurrir a la
evidencia de que está apareciendo el desgaste en un componente, ya que
regularmente, el deterioro se acelera una vez que aparece el desgaste, precipitando
también la aparición de la falla por fatiga.
Patrón D
Figura 2.5 Patrón D, Falla debido a la intervención del mantenimiento
En el patrón D (figura 2.5), al igual que en los patrones E y F, la edad del activo
prácticamente no tiene que ver con la aparición de las fallas, más bien tienen que ver
con la intervención de mantenimiento, ya que inmediatamente después de hacerlo
ocurren las fallas. Para los activos que se comportan bajo el patrón de comportamiento
D es muy mala idea incluir en el plan de mantenimiento la sustitución cíclica de
elementos o la realización de tareas proactivas simplemente en base a horas de
operación o días del calendario, ya que se corre el riesgo de introducir la variable de la
mortalidad infantil en elementos nuevos y/o aparición de fallas por errores humanos.
La mejor estrategia de mantenimiento para estos activos es la del mantenimiento
a condición, haciendo uso de herramientas de diagnostico Predictivo para determinar la
realización o no de tareas proactivas.
34
Patrón E
Figura 2.6 Patrón E, fallas aleatorias
En este patrón (fig.2.6) las fallas aleatorias, se presentan independientemente
de la edad del activo. Es importante determinar el tiempo medio entre fallas para
activos con el patrón de comportamiento E, para lo cual es fundamental documentar en
la estadística de fallas los intervalos de ocurrencia de las fallas potenciales y las fallas
funcionales. Lo anterior para determinar los intervalos de inspección antes de que
ocurra la falla funcional, dado que estas no tienen nada que ver con la edad del activo.
Patrón F
Figura 2.7 Patrón F. Fallas debidas a la edad.
Es el patrón más común de todos (figura 2.7). La aparición de las fallas
verdaderamente depende de la edad del activo, en donde la mayor probabilidad de falla
se tiene cuando es nuevo o luego de haber realizado el reacondicionamiento cíclico
(mortalidad infantil). De las cuales ya hemos mencionado las causas: diseño incorrecto,
errores de montaje, mano de obra no calificada, operación incorrecta, mantenimiento
innecesario, embalaje y manejo incorrecto.
35
Durante el análisis de mantenimiento centrado en confiabilidad para diseñar la
estrategia de mantenimiento a llevar a cabo para un activo, es de gran importancia
identificar los patrones de falla, ya que de ello dependerá también la frecuencia que se
establecerá para las tareas proactivas o rutinas de mantenimiento, que en todos los
casos, nuestro objetivo es anticiparnos a que ocurra una falla funcional.
Confiabilidad
Podríamos definir Confiabilidad como la capacidad para que un activo
desempeñe las funciones requeridas bajo las condiciones establecidas durante un
periodo de tiempo determinado sin que ocurran fallas atribuibles al mantenimiento. El
indicador de confiabilidad es TMEF (tiempo medio entre fallas) y se expresa en horas.
En términos más simples, es el tiempo promedio que debe pasar para que se presente
una falla atribuible al mantenimiento.
Mantenimiento centrado en confiabilidad
El plan de mantenimiento preventivo fundamentado sistemática y científicamente
en la filosofía del mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM II por sus siglas en
Ingles: Reliability-centred Maintenance), el cual se genera para asegurar que los
activos permanezcan realizando lo que los usuarios quieren que hagan. Para ello se
consideran las especificaciones técnicas de la máquina para determinar la capacidad
real del sistema. Posteriormente se realiza el análisis de cada una de las funciones del
activo y sus modos de falla, así como las consecuencias de las mismas, incluyendo las
ambientales y de seguridad, las consecuencias operacionales y las consecuencias no
operacionales que solamente implican costo para su reparación.
Es indispensable la formación de equipos interdisciplinarios de análisis
integrados por personal técnico y empleados de mantenimiento y producción, incluso el
36
Asesor de seguridad industrial, el Asesor Ambiental, el especialista de Control de
Calidad y/o de la disciplina que corresponda según sea el caso para el análisis de cada
activo del proceso para diseñar el plan de mantenimiento, lo cual nos permitirá
anticiparnos a las fallas realizando tareas proactivas de mantenimiento, siempre y
cuando valgan la pena hacerlas.
Cada grupo de análisis es moderado por un facilitador, mismo que tiene mayor
grado de conocimiento de la Filosofía a través de la capacitación. Cabe señalar que
todos los integrantes del equipo deben recibir capacitación previa con la filosofía de
mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM II).
El proceso de implementación de RCM II da inicio cuando el equipo de análisis
empieza a reunirse periódicamente para documentar el contexto operativo de la
máquina en cuestión, de acuerdo a su función en el proceso productivo
correspondiente, y a partir de allí, plantear las siete preguntas básicas que utiliza la
metodología de RCM II.
Los Coordinadores de cada especialidad reunirán los manuales de operación y
mantenimiento de la máquina que analizaran, los reportes históricos de operación,
estadísticas de paros y demoras para un periodo no menor a dos o tres años. También
es indispensable tener a la mano los indicadores de desempeño aplicables. Lo anterior
para que el plan de mantenimiento corresponda con las necesidades de la empresa y si
es el caso, detectar los cuellos de botella y necesidades de inversión de acuerdo a la
capacidad requerida.
Preguntas clave que sirven de guía para aplicar adecuadamente la metodología
de mantenimiento centrado en confiabilidad:
1. ¿Cuáles son las funciones y los parámetros de funcionamiento asociados al
activo en su actual contexto operacional?
2. ¿De qué manera falla en satisfacer dichas funciones?
3. ¿Cual es la causa de cada falla funcional?
37
4. ¿Que sucede cuando ocurre la falla?
5. ¿En qué sentido es importante cada falla?
6. ¿Que puede hacerse para prevenir o predecir cada falla?
7. ¿Que debe hacerse si no se encuentra una tarea proactiva adecuada?
Luego de analizar las siete preguntas básicas, se plantean todos los modos de
falla así como las causas funcionales que las generan, de tal modo que se deben
plantear las tareas proactivas a realizar que serán incluidas en el plan de
mantenimiento centrado en confiabilidad.
Plan de mantenimiento que se genera a partir del análisis de RCM II, incluye:
1. Tareas de reacondicionamiento cíclico.
2. Tareas de sustitución cíclica y
3. Tareas a condición que se detectan durante las inspecciones de mantenimiento
predictivo.
A continuación es necesario capacitar a todo el personal de mantenimiento y
operación que realizará las rutinas de mantenimiento con las tareas seleccionadas
durante el análisis y finalmente, se debe programar el plan de mantenimiento en el
sistema computarizado que administra el mantenimiento de la Planta.
Beneficios del uso de mantenimiento centrado en confiabilidad
Mejora la seguridad y la integridad ambiental.
Mejora el desempeño operacional: volumen de producción, calidad del producto
y mejor servicio al cliente.
Mejor costo-beneficio del Mantenimiento.
Se incrementa la vida útil de los componentes.
Mejora la motivación del personal.
Favorece el trabajo en equipo.
38
Capítulo III
Caso de aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad
Justificación. Todo da inicio realizando el ejercicio en la herramienta para
determinar la criticidad de los activos de Planta Atotonilco, el cual contiene la base de
datos con todos los activos. Dicha herramienta pondera el desempeño del año 2010 en
seguridad, ambiental, costo, producción y confiabilidad. De acuerdo a este ejercicio, el
reclamador de mezcla de semi crudo aparece con la criticidad número 4 en la
clasificación que arroja la herramienta.
Considerando que los tres primeros de la clasificación ya fueron analizados e
implementados con RCMII, el siguiente activo de la lista para analizar e implementar es
el reclamador.
Entre otras razones que dan peso a esta decisión, tenemos lo siguiente:
1. Mejorar la seguridad del personal operario y de mantenimiento, acorde con la
política de seguridad de la compañía de cero accidentes, en virtud de que
durante el año 2009 ocurrió uno incapacitante en el reclamador de mezcla.
2. Eliminar riesgo para la continuidad operativa del proceso en los dos hornos de
calcinación para clinker gris, en virtud de la baja confiabilidad de este activo,
considerando que la capacidad de almacenamiento del sistema es de 13 horas.
3. Y con la finalidad de optimizar los recursos destinados a mantenimiento e
incrementar la confiabilidad del reclamador, disminuir la cantidad de paros
imprevistos, así como el consumo innecesario de refacciones y mano de obra.
39
Plan de mejora: Diseñar el plan de mantenimiento centrado en confiabilidad para los
activos productivos del sub proceso de pre homogenización y reclamo de mezcla de
material semi crudo para la fabricación de cemento Portland.
Objetivo de la implementación del plan: Mejorar desempeño de confiabilidad del
activo seleccionado así como el desempeño en seguridad para el personal eliminando
condiciones de riesgo.
Equipo afectado: Reclamador de mezcla de semi crudo.
Ubicación: Reclamador de mezcla de semi crudo
El reclamador se encuentra ubicado después de la tercera etapa de trituración,
es el equipo que realiza la función de reclamar la mezcla cruda que alimenta a los
molinos de crudo. Con lo cual concluye el proceso de pre homogenización de la mezcla
cruda, este equipo es crítico debido a que es el único que provee de manera controlada
la mezcla pre homogenizada para los 3 molinos de crudo gris, que es la materia prima
de los hornos 3 y 4.
Se reviso la estadística de paros del molino de crudo 3 durante el año 2010 y se
encontró que la principal causa de paros de este equipo tuvo su origen en las fallas en
el reclamador, por lo que se decidió realizar el análisis de RCM II de este equipo.
Características del reclamador son:
Marca: Hewitt-Robbins.
Tipo: Prehomogenizador disco.
Capacidad 500 TPH.
Potencia 45 Kw.
Rascador: de rueda de cangilones.
Velocidad fija de reclamo: 1.82 m/min.
40
Marco de referencia y antecedentes
La pre homogenización y reclamo de mezcla de semi crudo son una parte
estratégica del proceso de fabricación del cemento, ya que con esta mezcla se
alimentan los molinos de crudo gris, que a su vez suministran la harina cruda para los
dos hornos de calcinación de clinker gris. Una falla prolongada que rebase la capacidad
de almacenamiento de harina cruda del sistema; 13 horas como máximo, impacta la
continuidad operativa de los hornos.
La política de seguridad de la compañía establece cero accidentes al año, y
durante los últimos diez años se tienen documentados dos accidentes en el
reclamador, los cuales aunque no han tenido mayores consecuencias, la posibilidad de
que ocurra un accidente en este equipo se considera alta, incluso de que suceda
alguna fatalidad. Lo anterior porque este activo no tiene las condiciones de seguridad
mínimas para garantizar la integridad del personal operario o de mantenimiento en la
operación de invertir la rotación de los cangilones de la rueda para reclamar la otra pila,
debido a que no tiene transmisión auxiliar para posicionar la rueda e invertir uno a uno
los cangilones y tampoco tiene un freno que asegure la rueda para que no gire
inesperadamente por desbalance mientras se realiza el cambio de fijación de los
cangilones a la otra posición. Esta actividad la realiza el operador en la parte superior
de la rueda y a un costado, según corresponda a la pila que se va a reclamar. La
operación consiste en voltear uno a uno cada cangilón, moviendo la rueda a su
velocidad de trabajo, lo que representa un riesgo por el desbalance que se presenta al
voltearse cada cangilón.
En la etapa de trituración terciaria se realiza la mezcla de los 3 componentes de
la materia prima para la elaboración de la harina cruda, los cuales son: caliza 80%,
barro 18% y Mineral de Hierro 2%; las proporciones van siendo ajustadas de acuerdo a
la calidad de la materia prima. En cuanto a la granulometría de la mezcla cruda; esta
debe tener un retenido de 0% en malla de 3/4”. Estos materiales debidamente
dosificados son enviados por medio de bandas transportadoras a los parques de pre
41
homogenización, utilizando un apilador para la formación de dos pilas pre
homogeneizadas con capacidad de 20,000 toneladas cada una. El apilador realiza la
formación de pilas por el método Chevron que consiste en depositar el material de
forma longitudinal, mientras que el reclamador lo colecta por el método de pre
homogenización de disco, que consiste en reclamarlo transversalmente.
La operación de estos equipos es de forma alternada, de manera que mientras
que el apilador realiza la formación de una pila, el reclamador está reclamando la pila
previamente formada por el apilador, las pilas se forman con una altura de 9 metros de
alto +/- 0.25 metros, con una longitud de 135 metros y un ancho de 19.7 metros.
El material es reclamado por medio de la rueda de cangilones Hewitt Robbins,
los cangilones son tipo BR-500-25-R-1-W-1, que esencialmente es una unidad de
excavación montada sobre el puente, extendido a lo ancho de la pila. La rueda de
cangilones está montada sobre un carro para su traslación sobre el puente, este carro
cuenta en ambos lados con un rastrillo ajustable provisto de dientes salientes los
cuales aflojan el material de la pila y permiten que fluya el material a una razón
constante hacia la base de la pila, donde es recogido por la rueda de cangilones, la
inclinación del rastrillo puede ser ajustada al ángulo de reposo del material que se esté
reclamando. Con un ajuste manual posterior del rastrillo se puede regular la cantidad
de alimentación a la rueda de cangilones.
Para cambiar la dirección de reclamo, los 10 cangilones de la rueda excavadora
deben de ser girados manualmente 180 grados; para girar el cangilón se requiere
retirar la cuña de fijación y darle vuelta sobre los pernos de sujeción, sujetándolo
nuevamente en la posición opuesta con la misma cuña. El carro está provisto con una
velocidad de traslación variable para igualar las variaciones en cantidad y calidad del
material, que pudieran existir si esta velocidad fuera constante debido a la forma
triangular de la cara de la pila. El carro transversal recorre lo ancho de la pila de 19
metros con 3 velocidades de traslación, que están determinadas por los pulsos que
envía un sensor instalado en el eje de transmisión del carro transversal, de tal manera
que la velocidad alta se da en la zona de los extremos de la base de la pila, (4.40
42
metros), la velocidad intermedia en la zona del metro 2 al 4, y en velocidad baja en la
zona central de la pila.
Figura 3.1 Pila de mezcla de semi crudo
El desplazamiento longitudinal del Reclamador, para atacar la pila (figura 3.1)
que está en reclamo y alimentarle material a la rueda de cangilones, tenemos que
consta de 2 velocidades: una baja, para cuando el reclamador ataca hacia lado planta,
debido al desnivel del terreno y una velocidad alta para cuando el reclamador ataca
hacia lado cantera, para compensar las pendiente del terreno. La duración del avance
longitudinal del reclamador está determinado por un relevador de tiempo que establece
el tiempo de ataque, entre 6 y 10 segundos, de los 4 motores de traslación.
43
Lado de la
Cantera
Lado de la fabrica
de cemento
Pila 1
Pila 2
BANDA TRANSPORTADORA 5-2A las tolvas de los
molinos de crudo
Figura.3.2. banda transportadora 5-2
El material reclamado por la rueda de cangilones es colectado en la banda del
puente, la cual lo transporta a la descarga que lo transfiere a la banda transportadora 5-
2, para ser enviado a las tolvas de alimentación de los molinos de crudo 2 y 3. (figura
3.2.)
El sistema de reclamo está equipado con 7 motores eléctricos, 7 reductores,
tableros eléctricos, interruptores de limite, iluminación y dispositivos de seguridad
requeridos, entre otros. La energía de suministro es de 440 Voltios 60 Hertz, 3 fases,
por medio de un cable dispuesto en un carrete que permite la alimentación de energía
durante el desplazamiento longitudinal a lo largo de las 2 pilas de material.
44
Fig.3.3 Subsistemas del reclamador.
Los subsistemas que componen el reclamador son los siguientes (fig.3.3):
1. Subsistema rueda excavadora de cangilones.
2. Subsistema carro de traslación de la rueda.
3. Subsistema del puente de Traslación.
4. Subsistema de avance longitudinal del reclamador.
5. Subsistema de transporte de material hacia tolvas de molinos.
45
El subsistema a analizar, considerando la cantidad de fallas repetitivas
encontradas durante el año 2010 es el reclamador de mezcla de semi crudo.
Subsistema rueda excavadora de cangilones del reclamador.
Consta de 4 ruedas de carga de 800 mm de diámetro, para soportar el peso de
la rueda, permitiendo la libre rotación de la misma en ambos sentidos (según
sea la dirección de ataque de la pila) sobre los aros de rodadura en ambos lados
de la rueda. Los dos aros de rodadura son de acero AGMA 7 de 100 mm de
ancho por 110 mm de altura, se fijan a la rueda por medio de tornillos y están
localizados en la parte lateral de la rueda; Su función es mantener la rueda
girando sobre las ruedas de carga y la alineación longitudinal a través de las
ruedas guía. Tiene 4 ruedas guías superiores de 300 mm, las cuales mantienen
la alineación longitudinal superior de la rueda con respecto a la pila de material.
Tiene 2 ruedas guías inferiores de 300 mm de diámetro, las cuales mantienen la
alineación longitudinal inferior de la rueda con respecto a la pila de material. 4
ruedas de ajuste vertical de 500 mm, las cuales mantienen alineada la rueda en
sentido vertical y mantienen el contacto entre la transmisión piñón corona,
durante el reclamo del material. Tiene una transmisión tipo piñón – corona. La
corona está montada en la cara lateral de la rueda, de 106 dientes y paso 240, la
cara lateral de la transmisión funciona como pista de deslizamiento de las
ruedas guías, el piñón consta de 25 dientes, paso 240 el cual está montado en la
flecha de salida del reductor con un ajuste de 0.003” y cuña rectangular, la
transmisión es lubricada manualmente con grasa de transmisión abierta a toda
perdida FUCS KG 2500. En lado opuesto de la transmisión está instalada una
rueda en la cual la cara lateral funciona como pista de deslizamiento de las
ruedas guía superiores de lado cabina. El reductor de velocidad es de ejes
perpendiculares, modelo 2100, con relación de velocidad de 1800 / 37 RPM y
una Potencia de 75 HP, auto lubricado con aceite Mobil Gear 632, y esta
acoplado por medio de un cople de rejilla a la flecha del motor. El motor eléctrico
es de 60 HP, trifásico, jaula de ardilla, de 1800 RPM a 440 Volts, cuenta con
una botonera de campo, para accionar la transmisión localmente y posicionar los
46
cangilones para el cambio de ataque de la pila nueva y también tiene dos
botones de paro de emergencia. El arranque del motor es del tipo a tensión
reducida por medio de un auto transformador.
La transmisión está montada en una base plana pivotada en un eje móvil, para
amortiguar la vibración generada durante la operación del reclamador. La rueda
tiene 10 cangilones para el reclamo del material, están montados sobre una
base soldada a la rueda y sujetos por unos pernos pivotados que permiten la
orientación del cangilón hacia la pila que este en reclamo. Los cangilones son de
acero de fundición de 239 dm3. Los cangilones se fijan para el reclamo de la pila,
por medio de cuñas metálicas y seguros de madera, su función es la de
mantener el cangilón fijo de acuerdo al sentido de ataque. Los cangilones tienen
un recubrimiento de soldadura dura en ambos lados del ataque del material,
para protegerlos de la abrasión durante el reclamo de la mezcla cruda, esté es
conducido entre la pista fija y las parte laterales de la rueda, la cual viene
provista de un blindaje de placa anti desgaste atornillada.
La rueda de cangilones tiene un diámetro de 5600 mm, gira a una velocidad de
4.164 rpm, cuenta con una pista metálica donde la mezcla cruda reclamada, por
los cangilones es contenida durante su traslado hasta depositarla en el chute
central de descarga hacia la banda del puente, la pista tiene 4 dispositivos que
ajustan su posición con respecto a la rueda del cangilones para evitar fugas de
material, además cada cangilón cuenta con un empaque de hule que permite el
sello con la pista para que la mezcla cruda reclamada sea transportada en su
totalidad hasta el shute central de descarga.
Se cuenta con un paro de emergencia para detener la rueda de cangilones y en
secuencia la traslación del carro y el ataque del reclamador.
Los silos de crudo B tienen una capacidad de almacenamiento 14,000 toneladas
y los silos de crudo A tienen una capacidad de 4,000 toneladas, en promedio se
47
mantiene un nivel de 9,700 y 1,600 toneladas, respectivamente; se tiene una cama
muerta de material de 2,400 toneladas en silos “B” y 300 toneladas en silos “A” (8,600
toneladas útiles). Si se encuentran trabajando los hornos 3 y 4, con 100 y 160
toneladas por hora de alimentación, respectivamente, el material existente alcanza para
33 horas antes de que un paro del reclamador que obligaría a parar los hornos de
clinker gris (3 y 4).
En caso de que el nivel de silos de crudo baje a 6,000 toneladas de existencia
por fallas como la falta de energía eléctrica, bandas transportadoras dañadas, etc.,
dado que únicamente se almacenan 3,300 toneladas útiles, reduciendo el tiempo de
tolerancia por paro imprevisto en el reclamador máximo de 13 horas.
Funciones de la rueda excavadora de cangilones del reclamador.
1. Excavar material de la pila de Mezcla, a razón de 400 toneladas por hora.
2. Operar manualmente en ambas direcciones durante el cambio de posición de
ataque de los cangilones.
3. Girar en alguna de las dos direcciones en automático de acuerdo a la pila que se
esté reclamando.
4. Mantener la integridad del personal durante su operación.
5. Mantener lubricado el sistema de la rueda del reclamador.
6. Transportar material de la pila de mezcla hacia el chute central de la rueda, con
mínimo de fugas de mezcla.
7. Mantenerse alineada durante su funcionamiento con un margen de
desalineamiento para no dañar los ejes.
8. Mantener aislados del polvo los rodamientos de las ruedas de carga.
9. Mantener aislados del polvo los rodamientos de las ruedas guía.
10. Mantener limpia la pista por donde pasan las ruedas de carga, durante la
operación.
11. Mantener asegurada la posición de los cangilones durante la operación.
48
12. Detener la rueda de cangilones en caso de emergencia.
Subsistema carro de traslación de la rueda:
La rueda de cangilones está montada sobre un carro para su traslación sobre el
puente, este carro cuenta en ambos lados con un rastrillo ajustable provisto de dientes
salientes los cuales aflojan el material de la pila y permiten que fluya el material a una
razón constante hacia la base de la pila, donde es recogido por la rueda de candilones,
la inclinación del rastrillo puede ser ajustada al ángulo de reposo del material que se
esté reclamando. Con un ajuste manual posterior del rastrillo se puede regular la
cantidad de alimentación a la rueda de candilones.
El carro está provisto con una velocidad de traslación variable para igualar las
variaciones en cantidad y calidad del material, que pudieran existir si esta velocidad
fuera constante debido a la forma triangular de la cara de la pila. El carro transversal
recorre lo ancho de la pila de 19 metros con 3 velocidades de traslación, que están
determinadas por los pulsos que envía un sensor instalado en el eje de transmisión del
carro transversal, de tal manera que la velocidad alta se da en la zona de los extremos
de la base de la pila, (4.4 metros), la velocidad intermedia en la zona del metro 2 al 4, y
en velocidad baja en la zona central de la pila.
Funciones del Carro de traslación de la Rueda excavadora del Reclamador
1. Soportar a las 4 ruedas de carga sobre las cuales gira la rueda de cangilones
durante la operación del reclamador.
2. Trasladar a la rueda de cangilones de manera transversal, a lo ancho de los 19
metros de la pila de mezcla, con 3 velocidades de traslación, (velocidad alta a
1800 rpm, velocidad media 1200 rpm y velocidad baja 900 rpm).
3. Realizar el cambio de velocidades de acuerdo a la zona en la cual se está
reclamando la pila, (Velocidad alta en los extremos de la pila hasta el metro 4.5,
la velocidad intermedia del metro 4.5 al 6.5 y velocidad baja en la parte central
de la pila 6 metros).
49
4. Trasladarse libremente sobre el puente de manera transversal en las dos
direcciones a lo ancho de la pila para poder realizar el reclamo del material.
5. Soportar las transmisiones de la rueda de cangilones, ruedas guía, transmisión
del propio carro, los rastrillos, los pasillos, barandales y guardas.
6. Aflojar el material de la pila por medio de los dientes salientes del rastrillo,
ajustándose al ángulo de reposo del material de la pila para dosificar la cantidad
de material.
7. Desplegar y replegar los cables eléctricos planos durante la traslación del carro.
8. Mantener lubricado el sistema de traslación del carro del reclamador (cadenas,
catarinas, ruedas de transporte y ruedas guías del carro).
9. Mantener alineado el carro del reclamador.
10. Mantener la integridad del personal durante la operación y en el mantenimiento
del carro del reclamador.
11. Mantener limpios y pintados equipos, pasillos y barandales, de acuerdo al código
de colores de Cemex.
12. Detener el carro de cangilones en caso de emergencia.
Operativamente tenemos que el proceso de pre homogenización y reclamo de
mezcla de semi crudo de las pilas es una operación estratégica para alimentar y
garantizar posteriormente la estabilidad química de la harina en los dos hornos de
calcinación de clinker gris.
Esta importante etapa del proceso de fabricación del cemento se realiza una con
una máquina giratoria que consiste de tres principales componentes: una rueda de
cangilones para hacer el reclamo de material en el sentido longitudinal de las pilas, un
puente que sirve para desplazar transversalmente la rueda del reclamador a todo lo
ancho de cada pila y descargar la mezcla al transporte de material que va hacia las
tolvas de los molinos de crudo, y el carro de deslizamiento del reclamador, el cual
suministra avance a velocidad controlada permitiendo el ataque del reclamador a las
pilas en el sentido longitudinal.
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A continuación se ilustran los parques o pilas de mezcla de semi crudo (fig.3 y 4)
para ubicar el reclamador de mezcla al que nos hemos referido para mostrar la
aplicación del mantenimiento centrado en confiabilidad.
Figura 3.3. Ubicación del reclamador de mezcla
Fig.3.4 Vista general del Reclamador de mezcla de semi crudo
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Proceso de implementación de Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM II)
1. Integración de los equipos de análisis. Se debe seleccionar a personal
proactivo, de preferencia el más experto en su área con cualidades de liderazgo,
ya que son ellos los que posteriormente capacitaran al resto de sus compañeros
durante la implementación en campo de la estrategia de mantenimiento que se
obtendrá del análisis que se realiza.
Conformación típica del equipo trabajo para análisis e implementación de RCM II
Figura 3.5. Equipo típico de especialistas para la implementación de RCM II
2. Capacitación al personal en Filosofía RCM II de acuerdo a su rol en la
organización. Es recomendable que todo el personal de la organización conozca
la Filosofía del mantenimiento centrado en confiabilidad, ya que se trata de una
nueva forma de pensar y de hacer las actividades de mantenimiento y
52
operación. Lo anterior sirve de plataforma para romper paradigmas y evolucionar
la organización a la nueva manera de hacer el mantenimiento centrado en
confiabilidad.
3. Listado de equipos críticos implementar RCM II. En esta etapa, el
facilitador con su equipo de análisis se reúnen para seleccionar por prioridad los
activos a los cuales se les implementara el mantenimiento centrado en
confiabilidad. Para ello se utilizan herramientas sencillas de cálculo que
consideran la importancia para la producción en la línea de producción, la
calidad, el costo, la seguridad y el desempeño ambiental. La herramienta
pondera todas las variables, dando como resultado un listado de activos con
orden de prioridad.
Previamente se debe revisar en la estadística el desempeño de los últimos dos o
tres años los principales indicadores de Productividad, Confiabilidad, Seguridad
y desempeño ambiental del activo físico que se va a analizar. Ver Apéndice 1.
4. Definición de funciones y parámetros de funcionamiento. Una vez que
se han definido los activos para implementar RCM II, cada coordinador de cada
especialidad obtiene de los manuales de operación y mantenimiento del activo
que se va a analizar, la información técnica correspondiente que fundamentará y
soportará la base del diseño con la capacidad de las máquinas, lo que servirá
para describir las funciones y parámetros de funcionamiento del activo.
5. Visita inicial o visita cero al equipo a analizar para elaborar el plan de
acción inmediato para mejorar condiciones inmediatas. Esta actividad tiene
como objetivo que el equipo de implementación detecte oportunidades de
mejora importantes que requieren atención inmediata, sin necesidad de esperar
a que concluya todo el proceso de análisis para determinar el plan de
mantenimiento centrado en confiabilidad, lo cual puede llevar varios meses, ya
que de ellas depende mejorar la seguridad, el desempeño ambiental o bien el
régimen productivo o la calidad del producto. Cabe aclarar que el plan inicial es
53
dinámico, ya que durante el proceso de análisis, es posible que a partir de los
modos de falla para las funciones definidas se detecten algunas necesidades
prioritarias e importantes de realzar, como puede ser algún rediseño para
mejorar la seguridad o el desempeño ambiental.
A continuación en la Tabla 3.1., se muestra formato de control con ejemplo de
seguimiento a algunas acciones incluidas en la visita cero al Reclamador de mezcla de
semi crudo.
Seguimiento a evaluacion de Planta
MEXICO 3 Fecha: 08/22/2007 Fecha: 08/22/2007
México 7 Dir. de Planta: Dir. de Planta: Eduardo Gonzalez
Atotonilco Lider Evaluador: 5 Seguimiento: Salvador Segura
Localizacion Especialidad Condición Recomendacion Responsable O.T. Inversion est. % Avance
en MUSD
Puente
ReclamadorEléctrica
Micro de fin de carrera del carro del
reclamador dañado por golpe despues de
un mantenimiento.
Instalar una guarda al micro de fin de
carrera para evitar que lo dañen durante
el mantenimiento.
Héctor Trejo
Puente
ReclamadorMécanica
Rotulas de apoyo del puente del
reclamador, agarrotadas por falta de
lubricacion debido que no hay rutina de
lubricación.
Realizar y difundir procedimiento para la
rutina de lubricación de las rotulas de
apoyo del puente del reclamador.
Sabas Serrano
Puente
ReclamadorMécanica
Lubricante contaminado por mal manejo, en
Rotulas de apoyo del puente del
reclamador.
Realizar y difundir procedimiento del
correcto manejo de la grasa de
lubricacion.
Sabas Serrano
Puente
ReclamadorOperación
Banda de puente, tirando material debido a
sobrecarga, cuando se opera manualmente
al inicio y al final de la pila, por error
humano.
Capacitar al personal de producción en la
correcta operación de forma manual del
reclamador
Pablo Chavez
PLANTA
REPORTE QUICK HIT EVALUACION TASK FORCE ATOTONILCO
PUENTE RECLAMADOR
PLAN DE ACCION
Fecha de
inicio
Fecha de
terminacion
Tabla 3.1., Formato de control
6. Contexto operativo del equipo. Líneas arriba describimos ya el contexto
operativo de la planta Atotonilco de Cemex. Para nuestro ejemplo de aplicación,
es fundamental que para hacer el análisis e implementar la estrategia de
mantenimiento adecuada para que el activo físico, reclamador de mezcla de
semi crudo y para fundamentar los requerimientos de mantenimiento acordes a
ese contexto, en nuestro caso de tesis se realice lo que la empresa requiere que
haga.
54
Queda claro que cada paro de los activos físicos reduce la capacidad para
producir en el tiempo, por lo que en algunos casos es necesario incluir
redundancia para poder realizar el mantenimiento que el activo físico necesita y
que además pueda cumplir con el volumen de producción, de acuerdo a los
estándares de calidad, seguridad y de medio ambiente.
Esta parte del proceso de análisis para la implementación del mantenimiento
centrado en confiabilidad es fundamental, ya que es aquí donde debemos
plasmar todos los estándares de funcionamiento cuantitativos cualitativos, por
ejemplo el rendimiento de un triturador en ton/hr, tamaño máximo de la
granulometría y % del retenido en cada tamaño, tamaño máximo de
alimentación al triturador, % máximo de humedad en la materia prima que se
alimentara, tipo de material a alimentar: caliza, arcilla, yeso, puzolana, clinker,
etc.
7. Descripción de cada una de las funciones que debe realizar el activo.
Para asegurar que la estrategia de mantenimiento sea integral y correcta, se
deben identificar todas las funciones primarias y secundarias para el activo,
asociando a ello los parámetros de funcionamiento, como la velocidad, volumen
y capacidad. En general, las funciones primarias son la razón de existir del
activo, por ejemplo: un triturador es para triturar y un molino para moler, sin
embargo el reto es identificar las funciones secundarias, las cuales por facilidad
se deben investigar considerando lo siguiente: seguridad tanto del personal
como de los mismos activos, desempeño ambiental, calidad del producto.
apariencia, control, confort, economía, eficiencia, etc.
8. Enunciar los diferentes modos de falla para cada una de las funciones.
A partir de que todo evento que cause una falla funcional al activo, es necesario
identificar todos los modos de falla posibles, de acuerdo a un nivel razonable de
profundidad que dará al análisis del activo para considerarlos en el análisis de
modos de falla y efectos (AMFE).
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A continuación se presenta en la Tabla 3.2., el siguiente ejemplo:
1 Excavar material de la pila de A Incapaz de excavar (reclamar) 1 Dañarse dientes de la transmisión piñón - corona.
mezcla a razon de 400 toneladas mezcla de la pila. 2 Dañarse rejilla del cople de alta velocidad del reductor
por hora. 3 Barrerse dentado del cople de alta velocidad del reductor
4 Quemarse motor de la rueda excavadora.
5 Dañarse engranage de alta velocidad del reductor.
6 Caparse flecha de alta velocidad del reductor.
B Transfiere menos de 400 toneladas 1 Caerse un cangilón a la rueda excavadora.
por hora. 2 Bloqueo parcial del chute de la descarga de la rueda
3 Fuga de material en los cangilones de la rueda.
FALLA FUNCIONAL (Perdida de funcion) MODO DE FALLA (Causa de la falla)FUNCION
SISTEMA:
SUB-SISTEMA:
Sistema de reclamo de mezcla de semi crudo
Rueda Excavadora del reclamador
Tabla 3.2. Análisis de modos de falla y efectos (AMFE).
9. Detallar las causas por las que ocurren las fallas y sus consecuencias para
la producción, la calidad, el medio ambiente, la seguridad del personal y de los
activos, el medio ambiente o si las causas no son operacionales. En esta parte
del proceso se plantean las consecuencias que se tienen cuando suceden las
fallas, clasificándolas para facilitar su análisis de lo que ocurre y como impactan
la producción, al medio ambiente, la seguridad, o si tiene consecuencias que no
son operacionales.
10. Generar plan de mantenimiento. Utilizar la estrategia que derivo del análisis,
incluyendo las rutinas y procedimientos de mantenimiento proactivo
correspondientes para prevenir o predecir las fallas.
11. Documentar que se debe hacer si no se encuentran tareas proactivas
adecuadas para integrarlas al plan de mantenimiento.
12. Programar la nueva estrategia de mantenimiento para el activo en la
plataforma empresarial correspondiente de acuerdo a lo que se genero en el
análisis de RCM II. Para el caso de Cemex, se utiliza SAP.
56
13. Capacitación al personal con las nuevas rutinas y procedimientos para realizar
la implementación en campo.
14. Evaluación de la implementación en campo. Medir y evaluar los resultados de
desempeño para comparar contra los anteriores a la implementación para
observar la efectividad de la estrategia de mantenimiento que se obtuvo a partir
del análisis, documentando inicialmente cada semestre los resultados de
confiabilidad, costos de mantenimiento, desempeño ambiental y seguridad.
15. Documentar y actualizar periódicamente los beneficios de RCM II. En el
entendido de que lo que no se mide no se puede controlar, como parte de la
implementación es necesario que periódicamente se midan los resultados. Al
principio puede hacerse cada seis meses y luego una vez al año.
16. Retroalimentación y mejora continua. En coordinación con la Gerencia, se
debe utilizar la información de la evaluación para detectar oportunidades de
mejora en caso de observar un pobre desempeño en los principales indicadores
de mantenimiento del activo, revisando en el análisis de RCM II, los modos de
falla que se hubieran presentado contra los que se plantearon inicialmente, de
manera que si se presento alguno que no se había considerado para que se
incluya actualizando el análisis para plantear las tareas proactivas adicionales o
bien, si actualizar con la nueva información las tareas proactivas que se habían
considerado de acuerdo a lo ocurrido.
En resumen, los resultados de la(s) evaluación(es) servirán para comparar
contra los resultados anteriores a la implementación para tomar acciones de
mejora si es el caso, o bien, para confirmar la efectividad de la implementación.
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Beneficios de la implementación de RCM II
A continuación se muestran los beneficios en el reclamador de mezcla de semi
crudo a raíz de la implementación del mantenimiento centrado en confiabilidad RCM II
con datos del año 2012.
Especialidad No. Paros hrs. perdidas Especialidad No. Paros hrs. perdidas
Mecanico 14 40.9 Mecanico 4 5.9
Electrico 8 47.6 Electrico 3 8.8
Operacion 9 14.9 Operacion 9 25.8
31 103 16 41
1er Semestre 2012
Antes de RCM2
2o Semestre 2012
Despues de implementar RCM2
Tabla 3.3. Comparativos de implementación del RCM II
Como se puede observar, la cantidad de averías por mantenimiento en el Molino de
Crudo 3, así mismo las horas perdidas por estas fallas disminuyeron
considerablemente luego de la implementación del plan de mantenimiento centrado en
confiabilidad, teniendo como consecuencia disponibles 35 horas más al año,
equivalentes a 8,050 toneladas de harina cruda.
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Costos de Mantenimiento
MO Ref Total MO Ref Total
Faldones de hule banda del puente: 13,008$ 98,400$ 111,408$ 1,084$ 52,036$ 53,120$
Rieles del carro de traslacion: 8,352$ 60,561$ 68,913$ 6,669$ 30,168$ 36,836$
180,321$ 89,956$
Ahorro anual en costo de Mantenimiento: 90,365-$
Antes Despues de RCM2
Tabla 3.4. Comparativa de consumo de refacciones en el reclamador de mezcla.
En la tabla 3.4., comparativa de consumo de refacciones en el reclamador de mezcla,
podemos observar una mejora considerable posterior a la implementación del
mantenimiento centrado en la confiabilidad, reflejándose en el costo de mantenimiento,
logrando mejor desempeño, ya que la durabilidad de las refacciones que se
sustituyeron por las anteriores incrementó su vida útil, además de que las emisiones de
polvo fugitivo en la transferencia a la banda transportadora también disminuyeron. El
ahorro anual en refacciones ascendió a $ 90,365.00 pesos.
Resumen de beneficios luego de la implementación de mantenimiento centrado
en confiabilidad.
Reducción de tiempos perdidos Molino de Crudo 3: - 39%
Reducción del número de paros Molino de Crudo 3: - 52%
Costo de mantenimiento anual en el Reclamador: - $90,365
Seguridad: Índice de accidentabilidad se redujo a 0 en el área del Reclamo de
mezcla de semi crudo.
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CONCLUSIONES
1. En la industria, tener alta disponibilidad y confiabilidad de los activos es una
ventaja competitiva que le permite a cualquier organización tener certeza de
que el negocio se realizará de acuerdo a lo planeado, con el volumen y calidad
que el cliente le demanda.
2. La alta disponibilidad y confiabilidad de los activos se logra a través de un buen
sistema de mantenimiento.
3. Solo a través del sistema de mantenimiento es posible tener disponible a su
máxima capacidad la planta productiva.
4. A través del tiempo, el mantenimiento ha evolucionado de un sistema correctivo,
al preventivo y en la actualidad al proactivo, contribuyendo de manera
importante para mejorar la productividad y rentabilidad de la industria.
5. El uso de estrategias de mantenimiento centrado en confiabilidad permite
optimizar todos los recursos destinados para mantenimiento, ya que todas las
actividades se realizan de acuerdo a su condición.
6. El mantenimiento predictivo permite optimizar las actividades de mantenimiento,
ya que mediante el uso de herramientas de diagnóstico se anticipa a las fallas
funcionales, reduciendo al mínimo las averías y paros no programados.
7. Otra de las ventajas competitivas del mantenimiento centrado en confiabilidad es
que garantiza el buen desempeño ambiental de la empresa y la seguridad del
personal que lo opera.
8. La confiabilidad de un activo no necesariamente depende de la edad, ya que
existen seis distintos patrones de comportamiento que así lo demuestran.
9. La alta competitividad dentro de la industria ha obligado a las empresas a una
mejora continua. Por lo que el mantenimiento industrial ha ocupado un punto
60
muy importante dentro de las mismas. De acuerdo a las necesidades de cada
empresa, el mantenimiento industrial nos ha ayudado a través del tiempo en las
tomas de decisiones, para la productividad de la empresa, para la seguridad de
la misma y así conservar por más tiempo operando, nuestros equipos de
producción.
10. El mantenimiento ha tenido una serie de cambios a través del tiempo, por lo
que cada industria ha tenido que adaptarse a los tiempos por los que ha pasado
el mantenimiento, que son:
Primera Generación: Mantenimiento correctivo.
Segunda Generación: Mantenimiento preventivo.
Tercera Generación: Mantenimiento preventivo + Mantenimiento
predictivo.
Cuarta Generación; RCM II (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad).
11. La importancia que existe del Mantenimiento Industrial dentro de las empresas,
ha mejorado la vida de los activos, se han perfeccionado también los productos
que se elaboran dentro de las plantas de producción y se han reducido los
accidentes en las mismas.
12. El Mantenimiento Industrial en todos sus niveles dentro de la industria, ha
contribuido a mejorar los sistemas de gestión ambiental.
13. Los activos en mejores condiciones motivan al personal a producir una mejor
calidad de los productos, coadyuvando a la integración del trabajo en equipo.
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GLOSARIO
Mantenimiento centrado en confiabilidad: Es el método que facilita la identificación
de modos de fallas y ayudando a priorizar estos, reflejando la importancia de los
mismos hacia la funcionalidad del sistema. Además se dice que se deben de alcanzar
estos objetivos identificando las necesidades de ser efectivos en los costos de las
actividades preventivas realizadas.
Confiabilidad: Es la capacidad de una máquina de desempeñar una función requerida
en condiciones establecidas durante un periodo de tiempo determinado.
Activo: Es toda aquella instalación, sistema, equipo y/o dispositivo que sea utilizado
para producir.
Clinker: Es el principal componente del cemento portland, el cemento más común y por
lo tanto del hormigón.
Clinkerización: Proceso químico que se realiza en el interior del horno que consiste en
la transformación de la harina cruda conformada por minerales como la caliza y arcilla
para formar un nuevo producto denominado clinker, el cual está formado por minerales
sintéticos como la fase de silicatos, fase de aluminatos y ferritos de calcio, que son los
que darán las propiedades hidráulicas al cemento.
Mantenimiento Correctivo: Es aquel que corrige los defectos observados en los
equipamientos o instalaciones en la forma más básica de mantenimiento y consiste en
localizar averías o defectos y corregirlos o repararlos
Mantenimiento Preventivo: Es aquel que se hace previamente en equipos en
funcionamiento, para posteriores averías, garantizando un periodo de uso fiable.
Mantenimiento Predictivo: El concepto se basa en que las máquinas darán un tipo de
aviso antes de que fallen y este mantenimiento trata de percibir los síntomas para
62
después tomar acciones y decisiones de reparación o cambio antes de que ocurra una
falla.
Mantenimiento Proactivo: También llamado Mantenimiento de Precisión o
mantenimiento basado en la confiabilidad es un proceso de gestión de riesgos que
permite mejorar continuamente estrategias de mantenimiento y rendimiento de
maquinaria y su objetivo es eliminar los fallos repetitivos o posibles problemas
recurrentes.
TPM: Mantenimiento Productivo Total (Del ingles de Total Productive Maintenance). Es
una filosofía originaria de Japón el cual se enfoca en la eliminación de pérdidas
asociadas con paros, calidad y cortes en los procesos de producción industrial.
63
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