Mantenimiento Predictivo de La Planta Cementera
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Universidad Estatal de Milagro Unidad Académica Ciencias de la Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial Programa de mantenimiento predictivo- proactivo. Vicente Gabriel García Granizo Mantenimiento predictivo-proactivo Ing. Ítalo Mendoza.
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Universidad Estatal de Milagro
Unidad Académica Ciencias de la Ingeniería
Carrera de Ingeniería Industrial
Programa de mantenimiento predictivo-proactivo.
Vicente Gabriel García Granizo
Mantenimiento predictivo-proactivo
Ing. Ítalo Mendoza.
Trabajo final
Septiembre del 2012
Noveno Semestre [email protected]
INDICE.
1. INTRODUCCIÓN. ..................................................................................................... 1
2. ANTECEDENTES. .................................................................................................... 1
3. OBJETIVO GENERAL. ............................................................................................. 2
3.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..........................................................................................2
4. HIPÓTESIS. .............................................................................................................. 2
5. ALCANCE. ................................................................................................................ 3
6. JUSTIFICACIÓN. ...................................................................................................... 3
7. DESCRIPCIÓN Y BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA EMPRESA. ..................... 4
7.1. MISIÓN....................................................................................................................4
7.2. VISIÓN.....................................................................................................................4
7.3. VALORES.................................................................................................................4
7.4. ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA................................................................................6
7.5. ORGANIGRAMA DEL DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO..........................7
8. METODOLOGÍA TEÓRICA. ..................................................................................... 8
8.1. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CEMENTO PORTLAND.................................................8
8.2. MANTENIMIENTO PREDICTIVO- PROACTIVO................................................................9
8.3. TAREAS “A CONDICIÓN”......................................................................................10
8.3.1. TAREAS BASADAS EN CONDICIÓN (MANTENIMIENTO PREDICTIVO).........................10
8.3.2. TAREAS DE REACONDICIONAMIENTO CÍCLICO Y SUSTITUCIÓN CÍCLICA..................11
8.4. PARÁMETROS PARA CONTROL DE ESTADO...............................................................12
8.5. ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO.........................14
8.5.1. PREPARACIÓN INICIAL..........................................................................................14
8.5.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS......................................................................................15
8.5.3. ELABORACIÓN DE LA MATRIZ DE CRITICIDAD.........................................................16
8.5.4. CÁLCULO PARA LA FRECUENCIA DE INSPECCIÓN DE MANT. PREDICTIVO.................17
8.6. MANTENIMIENTO PREDICTIVO-PROACTIVO EN CEMENTERAS.....................................20
8.6.1. EXTRACCIÓN, CARGUÍO Y ACARREO DE PIEDRA CALIZA.........................................22
8.6.2. REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA CALIZA Y SU HOMOGENIZACIÓN............................26
8.6.3. OBTENCIÓN DEL CLINKER....................................................................................30
9. MARCO TÉCNICO. ................................................................................................ 35
9.1. DETERMINACIÓN DE LA CRITICIDAD DE LAS MÁQUINAS QUE ACTÚAN EN EL PROCESO DE
PRODUCCIÓN DE CEMENTO...............................................................................................35
9.2. DATOS DE PLACA DE LOS EQUIPOS.........................................................................38
9.3. MATRIZ DE CRITICIDAD PARA LOS EQUIPOS DEL PROCESO.......................................40
9.4. SELECCIÓN DE TÉCNICA PREDICTIVA PARA CADA EQUIPO DE LA PLANTA...................64
9.4.1. RESUMEN DE TÉCNICAS PREDICTIVAS A UTILIZAR EN LOS EQUIPOS QUE INTERVIENEN
EL PROCESO PRODUCTIVO................................................................................................70
10. EVALUACIÓN ECONÓMICA. ............................................................................... 72
10.1. COSTOS POR MANTENIMIENTO CORRECTIVO Y PREVENTIVO...................................72
10.2.1. DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO.................80
11. CONCLUSIÓN. ..................................................................................................... 87
12. RECOMENDACIONES. ........................................................................................ 88
13. BIBLIOGRAFÍA. .................................................................................................... 88
1. Introducción.
La producción de cemento constituye uno de los procesos industriales con
mayor exposición a condiciones adversas de trabajo (presencia de polvo,
sílice, partículas de gran dureza), por lo tanto son sus maquinarias y equipos
un punto importante que se debe tomar en cuenta para evitar que sean
afectados por los factores que caracterizan al proceso como generador de
condiciones adversas, por tal motivo se procede al desarrollo de un programa
de mantenimiento predictivo- proactivo con el que se buscará disminuir la
probabilidad de fallo de las maquinarias y equipos aumentando su vida útil, con
el fin de mitigar paradas por fallas inesperadas.
El mantenimiento predictivo-proactivo es una combinación muy poderosa para
la eficiente gestión del mantenimiento en una organización, ya que sigue los
parámetros más representativos de las máquinas para poder predecir su
estado mediante la proyección de su tendencia en el tiempo, eliminando las
causas por la cual estos parámetros se desvían de sus valores normales.
2. Antecedentes.
La empresa Clinkerar S.A. sufre de varias paradas por fallos en sus
maquinarias en el año, afectando gravemente en el cumplimiento del plan de
producción. Esto se da porque se cuenta con maquinarias que tienden a
deteriorarse rápidamente, sobre todo sus pares tribológicos debido a la
presencia en un alto grado de partículas abrasivas, producto del ambiente en
que las máquinas laboran. Entonces se procedió a implantar un plan de
mantenimiento preventivo que tenía como objetivo evitar que se llegue a la
para de la producción por fallas catastróficos, pero los costos de este
mantenimiento no encajaban en el presupuesto de la empresa, teniendo en
aquel entonces ganancias poco significativas.
Debido al interés de obtener mas ganancias en el periodo, se optó por
considerar la implementación de un plan de mantenimiento predictivo-proactivo
el cual trataría de eliminar las causas de fallo en los pares tribológicos
principalmente en aquellas máquinas que están en contacto directo con la
1
transformación de la materia prima (piedra caliza) y permitir que la planta
labore ininterrumpidamente durante el periodo de producción y cada año se
trataría de ir mejorando en la planeación de este mantenimiento con el fin de
cumplir con los requisitos del ciclo de Deming.
3. Objetivo general.
Generar un programa de mantenimiento predictivo-proactivo que permita a la
organización Clinkerar S.A. ampliar la vida útil de sus maquinarias más
influyentes en sus procesos productivos.
3.1. Objetivos específicos.
El objetivo general será alcanzado con el cumplimiento de los siguientes fines:
Determinar las máquinas críticas del proceso productivo.
Elegir la o las técnicas adecuadas de mantenimiento predictivo para
cada máquina crítica.
Disminuir los costos debido al mantenimiento preventivo y correctivo.
Disminuir la probabilidad de fallo de las maquinarias.
4. Hipótesis.
Las fallas en las maquinarias se originan por la cantidad de materiales
abrasivos en el ambiente de trabajo, el desconocimiento sobre el estado de los
equipos no va a permitir efectuar una buena gestión del mantenimiento del
mismo, esto lleva al descuido de la maquinaria y su pronto deterioro. Es posible
que con la implementación de un programa de mantenimiento predictivo-
proactivo generar datos acerca del estado de la maquinaria en el tiempo y
poder tomar decisiones acertadas para el aumento de la vida útil del bien
(máquina) disminuyendo la probabilidad de fallo y por ende disminuir el número
de horas de tiempo perdido en producción.
2
5. Alcance.
El plan de mantenimiento predictivo-proactivo, constará con la debida selección
de las máquinas críticas para poder incluirlas en el programa, máquinas que
se encuentran situadas en todas las partes constitutivas del proceso de
elaboración de cemento, determinando que tipo de técnica predictiva se elegirá
para ser realizada en dichas maquinarias, además incluirá las viabilidad
económica de dicho programa en base a la comparación de los costos que se
incurren por no predecir las fallas, los costos de las inspecciones predictivas y
por último se darán recomendaciones de mejora según el análisis de los datos
históricos de fallo de las máquinas.
Se buscará con este trabajo disminuir un 4 % de tiempo perdido en
mantenimiento por medio de la eliminación de las causas que ocasionan los
fallos en las maquinarias, el cual se traduce en disminución de horas de
mantenimiento tradicional (correctivo, preventivo)
6. Justificación.
El mantenimiento predictivo permitirá la disminución de las paradas
inesperadas de las máquinas, ya que sigue la tendencia del estado de las
mismas, permitiendo con el mantenimiento proactivo eliminar las causas de las
fallas. Estas fallas generan perdidas de producción impidiendo la correcta
ejecución del plan productivo. El mantenimiento predictivo-proactivo
disminuirán los hechos imprevistos que solo conducen a mantenimientos de
emergencia el cual es muy costoso, y con esto aumentar la disponibilidad de la
máquina, la cual se refleja en la disminución en un cierto porcentaje de las
horas en que las máquinas se encuentran paradas.
En este mantenimiento se utilizarán técnicas, cuyos costos son bajos en
comparación con los costos de mantenimiento correctivo y preventivo, el cual
podría llegar a un 10 % del costo por el mantenimiento tradicional (preventivo,
correctivo).
3
7. Descripción y breve reseña histórica de la empresa.
Clinkerar S.A fue fundada el 17 de mayo del 2006, en la ciudad de Guayaquil,
teniendo en cuenta el elevado requerimiento de viviendas y obras públicas
efecto del crecimiento de la población en los últimos tiempos, el mismos que
hicieron del sector de la construcción un ente de desarrollo por su gran
demanda de productos relacionados con este sector, entre los cuales está el
cemento que es uno de los materiales más importante para la construcción.
Actualmente Clinkerar S.A. produce cemento portland el cual está dirigido hacia
el sector de la construcción, esta empresa cuenta con equipos y maquinarias
de última tecnología, necesarios para la producción. Sus procesos se
encuentran gobernados por un sistema de gestión por procesos (transversal)
encaminado a la mejora continua, el mismo que le ayudó a alcanzar la
certificación de la norma ISO 9001, actualmente se encuentra en proceso de
implementación del sistema de gestión de seguridad y salud en el trabajo para
la certificación OHSAS 18001.
7.1. Misión.
Producir cemento portland con las características necesarias para satisfacer las
necesidades de nuestros clientes, con un sistema de producción eficiente y
ecológico.
7.2. Visión.
Ser una empresa que lidere en la producción de cemento portland a través de
la ventaja competitiva creada por la mejora continua de sus sistemas.
7.3. Valores.
Los valores de Clinker S.A. son la integridad, perseverancia y liderazgo, estos
son los principios básicos que rigen en el desempeño de nuestros empleados y
en el desarrollo de sus actividades para así alcanzar tanto la misión como la
visión de la empresa.
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Integridad, en todos los procesos para demostrar que cumplimos con lo que
nos proponemos.
Perseverancia, para alcanzar todas nuestras metas.
Liderazgo, en todas nuestras líneas, involucrando de manera directa a todos
los empleados en el desarrollo de la organización.
5
7.4. Organigrama de la empresa.
7.5. Organigrama del departamento de mantenimiento mecánico.
6
8. Metodología teórica.
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8.1. Proceso de producción de cemento portland.
Para la elaboración del cemento portland se emplea una serie de procesos
(figura. 1) donde la piedra caliza es triturada y mezclada con distintos
componentes para lograr su conversión en producto final.
El proceso inicia con la extracción de la piedra caliza que se encuentra en la
cantera con la ayuda de máquinas perforadoras, las perforaciones realizadas
son cargadas con explosivos para su respectiva voladura, con esto se tiene
material estéril y piedra caliza esta última adecuada para el proceso, luego se
realiza la operación de carguío y acarreo.
Una ves extraída la piedra caliza continúa hacia el proceso de molienda y
homogenización en el que la piedra caliza es convertida en un fino polvo que
es denominado crudo para después ser homogeniza con respecto a su calidad
y ser pasada al horno, todo esto para la obtención del clinker que es un
producto intermedio entre la piedra caliza y el cemento.
En la etapa de transformación de caliza a clinker, esta se mezcla con cal y se
traslada hacia una etapa de cocción mediante precalentadores, hornos y
enfriadores.
Con la obtención del clinker este es llevado hacia una cancha de
almacenamiento donde es enfriado para luego ser transportado hacia los
molinos en el que es mezclado con yeso aproximadamente 3.8 % y así
constituir el cemento portland que es el producto final.
Figura 1. Proceso de producción de cemento portland.
8
8.2. Mantenimiento predictivo- proactivo.
El mantenimiento predictivo también denominado mantenimiento según estado
o según condición. Se trata de un conjunto de técnicas que, debidamente
seleccionadas, permiten el seguimiento y examen de ciertos parámetros
característicos del equipo en estudio, que manifiestan algún tipo de
modificación al aparecer una anomalía en el mismo. El mantenimiento
proactivo toma los datos recogidos del diagnostico predictivo, los analiza e
intenta eliminar las causa por las cuales los parámetros característicos de un
sistema varían, con el fin de mejorar las condiciones de funcionamiento de las
maquinas y asegurar su correcto desempeño.
Objetivos:
1. Minimizar el mantenimiento correctivo
2. Detectar fallas primarias.
3. Evitar fallas secundarias.
4. Prolongar la vida útil de los equipos
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5. Aumentar disponibilidad de los equipos
6. Establecer fechas de intervenciones
La aplicación del mantenimiento predictivo se apoya en dos pilares
fundamentales:
La existencia de parámetros funcionales.
La vigilancia continua de los equipos.
Los equipos a los que actualmente se les puede aplicar distintas técnicas de
control de estado con probada eficacia son básicamente los siguientes:
Máquinas rotativas
Motores eléctricos
Equipos estáticos
Aparamenta eléctrica
Instrumentación
8.3. Tareas “A CONDICIÓN”.
Técnica que se basa en el hecho de que la mayoría de las fallas dan alguna
advertencia. Estas advertencias se conocen como fallas potenciales. Son
condiciones físicas identificables que dicen que va a ocurrir una falla.
Los elementos se dejan funcionar “A CONDICIÓN” que continúen satisfaciendo
los estándares de funcionamiento deseado.
8.3.1. Tareas Basadas en Condición (Mantenimiento Predictivo).
Son tareas programadas usadas para detectar fallas potenciales. Estas
deben satisfacer los siguientes criterios.
Debe existir una falla potencial claramente definida.
Debe existir un intervalo P-F identificable (o periodo para el desarrollo
para la falla).
Figura 2. Curva P-F.
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El tiempo mas corto entre la detección de una falla potencial y la
ocurrencia de una falla funcional (el intervalo P-F menos el intervalo de
una tarea) debe ser suficientemente largo para determinar la acción a
ser tomada a fin de evitar, eliminar o minimizar las consecuencias del
modo de falla.
8.3.2. Tareas de Reacondicionamiento Cíclico y Sustitución Cíclica.
Los equipos son revisados o sus componentes reparados a frecuencias
determinadas, independiente de su estado en ese momento.
Si la falla no es detectable con suficiente tiempo para evitarla, RCM pregunta si
es posible reparar el modo de falla para reducir la frecuencia de falla.
Si ninguna de los dos puntos anteriores es práctica, entonces hay que
considerar el cambio del equipo
Al establecer las frecuencias de mantenimiento, considerar:
Historia de esa falla es lo más importante.
Las fallas no sucederán exactamente con esa frecuencia.
La información que tiene puede ser errónea o incompleta.
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Escoja las frecuencias en base a: tiempo, unidades producidas,
distancias recorridas, ciclos, etc
8.4. Parámetros para control de estado.
Los parámetros utilizados para el control de estado de los equipos son aquellas
magnitudes físicas susceptibles de experimentar algún tipo de modificación
repetitiva en su valor, cuando varía el estado funcional de la máquina.
Existen muchos parámetros que se pueden utilizar con este fin, siempre que se
cumplan las condiciones expresadas:
que sea sensible a un defecto concreto.
que se modifica como consecuencia de la aparición de alguna anomalía.
que se repite siempre de la misma forma.
Así las distintas técnicas utilizadas para el mantenimiento preventivo se pueden
clasificar en dos grupos básicos:
Técnicas directas. En las que se inspeccionan directamente los elementos
sujetos a fallo:
Inspección visual (la más usada),
Inspección por líquidos penetrantes, por partículas magnéticas,
Ultrasonidos,
Análisis de materiales,
Inspección radiográfica, etc.
Técnicas indirectas. Mediante la medida y análisis de algún parámetro con
significación funcional relevante, estas son:
Análisis de vibraciones (mas usado),
Análisis de lubricantes, de ruidos, de impulsos de choque,
Medida de presión, de temperatura, etc.
En las tablas siguientes se resumen las técnicas y parámetros utilizados
actualmente para el control de estados para distintos tipos de equipos.
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Equipos dinámicos.
Parámetro indicador. Técnicas.
Inspección visual Uso de endoscopios, mirillas, videos
Vibraciones Análisis espectral y de tendencias
Presión, caudal, temperatura Seguimiento de evolución
Ruido Análisis de espectro
Degradación y contaminación de
lubricantes
Análisis físico-químicos, ferrografía
Estado de rodamientos Impulsos de choque
Estado de alineación Laser de monitorización
Control de esfuerzos, par y potencia Extensometría, torsiómetros
Velocidades críticas Amortiguación dinámica
Equipos estáticos.
Parámetro indicador. Técnicas.
Observación Visual Testigos, Endoscopios
Corrosión Testigos, Rayos X,
Ultrasonidos
Fisuración Líquidos Penetrantes,
Partículas Magnéticas, Rayos
X, Ultrasonidos, Corrientes
Parásitas.
Estado de Carga Entensometría, Células De
Carga
Desgaste Ultrasonidos, Corrientes
Inducidas,
Flujo magnético
Fugas Ultrasonidos, Ruidos, Control
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Atmósfera por medida de
gases
8.5. Establecimiento de un sistema de mantenimiento predictivo.
El fundamento del mantenimiento predictivo es la medida y valoración periódica
de una serie de variables de estado (parámetros de control) lo que implica el
manejo de una ingente cantidad de datos que requieren medios:
Físicos (hardware)
De gestión (software)
Humanos
Los medios físicos son los instrumentos de medida y los de captura y registro
de datos. Los programas de gestión informáticos manejan los datos captados
elaborando informes y gráficos de evolución. Finalmente los medios humanos
incluyen el personal que hace las medidas rutinarias, que deben ser
profesionales cualificados y con conocimientos específicos del tipo de equipos
a tratar y, además, el personal técnico altamente cualificado capaz de
desarrollar análisis y diagnóstico de averías.
La implantación requiere unos pasos sucesivos:
Preparación inicial
Implantación propiamente dicha
Revisión de resultados
8.5.1. Preparación inicial
La preparación inicial supone desarrollar las siguientes tareas:
Definición de las máquinas:
Identificación, estudio, de sus características y calificación de su
importancia en el proceso productivo.
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Determinar los parámetros y técnicas de medidas
Para cada máquina crítica en particular y para cada familia de máquinas
genéricas se determinan los parámetros y técnicas más adecuados a
utilizar para llevar a cabo el control.
Estructurar la base de datos
Para cada máquina se decide y cargan los siguientes datos:
Frecuencia de chequeo o medida
Alcance de las medidas de cada parámetro
Definición de rutas
Definición de alarmas, para cada parámetro
Formación del personal.
8.5.2. Selección de equipos.
Una ves determinada la viabilidad económica del programa de mantenimiento,
se procederá a decidir que equipo se incluirá en el programa clasificándolos en
función de su funcionalidad y su repercusión económica.
Esto se debe realizar teniendo en cuenta el criterio de seleccionar aquellos
cuyo fallo supone una parada de la producción, disminución de su capacidad
productiva, una merma de calidad o un peligro inminente.
La criticidad de los equipos se la puede determinar a través de una matriz de
criticidad en la cual se usa la clasificación ABC.
Clase A. Equipo cuya parada interrumpe el proceso (o servicio), llevando a la
facturación cesante;
Clase B. Equipo que participa del proceso (o servicio) pero que su parada por
algún tiempo no interrumpe la producción;
Clase C. Equipo que no participa del proceso (o servicio).
La criticidad de los sistemas ayuda a tomar decisiones más acertadas sobre el
nivel de equipos y piezas de repuesto que deben existir en el almacén central,
así como los requerimientos de partes, materiales y herramientas que deben
estar disponibles en los almacenes de planta, es decir, podemos sincerar el
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stock de materiales y repuestos de cada sistema y/o equipo logrando un costo
optimo de inventario.
8.5.3. Elaboración de la matriz de criticidad.
Para realizar la matriz de criticidad se deben tener en cuenta varios factores los
mismos que son representación directa del grado de importancia o incidencia
del proceso de producción estos son:
Impacto en la calidad.
Frecuencia de fallas.
Costos de reparación.
Tiempo de ubicación de repuestos en el mercado.
Importancia con respecto a la continuidad del proceso.
Tiempo de mantenimiento.
Figura 3. Matriz de criticidad.
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8.5.4. Cálculo para la frecuencia de inspección de mantenimiento
predictivo.
Hoy en día, resulta relativamente fácil encontrar las estrategias a seguir en
cuanto al escogencia del tipo de mantenimiento adecuado para cada falla, sin
embargo, a la hora de calcular la frecuencia de inspección del mantenimiento
predictivo, la literatura actual nos ofrece una manera que se basa en la curva
P-F, donde el tiempo entre inspecciones para algunos, debe ser la mitad del
tiempo entre falla potencial y la falla funcional (intervalo P-F) y para otros, el
tiempo entre inspecciones debe ser menor que el intervalo P-F asegurando que
la diferencia entre ambos sea mayor al tiempo de reparación.
Pero esta forma de determinar la frecuencia de mantenimiento predictivo tiene
sus inconvenientes.
1. No se posee suficiente data para construir una curva para cada modo de
falla.
2. La curva varía si es afectada por factores externos tales como
variaciones en el contexto operativo, fallas operacionales y deficiencias
relacionadas con ingeniería y mantenimiento.
En la mayoría de los casos, la frecuencia es calculada con la ayuda de una
curva P-F general solo para algunos componentes principales del equipo a ser
inspeccionados, o criterios gerenciales no formales, basados en el costo de las
inspecciones versus el costos de las inspecciones versus el costo e no poder
predecir la falla.
Debido a lo anteriormente expuesto y como una forma para calcular de manera
la frecuencia de las inspecciones predictivas, tomando en cuenta la relación
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riesgo-costo beneficios, y justificando así, las decisiones del gerente del área
de mantenimiento, en lo concerniente al impacto de las estrategias a ser
tomadas en el presupuesto de gastos de fabrica, se desarrolla a continuación
un modelo matemático que pretende dar una idea cercana del valor del tiempo
entre inspecciones predictivas.
El valor del intervalo entre inspecciones predictivas será directamente
proporcional a tres factores de costos, el factor de falla y el factor de ajuste.
Así, la relación matemática estará definida como:
I=C x F x A
C = factor de costo.
F = factor de falla.
A = factor de ajuste.
8.5.4.1. Factor de costo.
Se define como factor de costo, el costo de una inspección predictiva dividido
entre el costo en que se incurre por no detectar la falla. En general, este costo
es igual al tiempo que tarda llevar el repuesto desde el almacén (externo o
propio) en condición de parada no planificada hasta el lugar donde ocurre la
falla, multiplicado por la cantidad de dinero que se pierde por unidad de tiempo
de parada del equipo que la presenta. Otros costos asociados a no poder
predecir la falla tienen que ver con el impacto de esta en la calidad de los
productos, la seguridad industrial y el cuidado del ambiente. Para los casos
donde la seguridad industrial y el ambiente se puedan ver perjudicados se
recomienda el monitoreo continuo de la condición del equipo ya que los costos
de una lesión o del impacto ambiental son inestimables, o en el mejor de los
casos, su valor tiende a ser tan alto que el intervalo de inspección tiende a 0.
La relación del factor de costo es la siguiente:
C=C i /C f Adimensional.
Donde:
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Ci es el costo de una inspección predictiva (en unidades monetarias).
Cf es el costo en que se incurre por no detectar la falla (en unidades
monetarias).
8.5.4.2. Factor de falla.
Se define como factor de falla la cantidad que pueden detectarse con, la
inspección predictiva dividida entre la rata de fallas.
La relación del factor de fallas es la siguiente:
F=F iλ
Donde:
Fi es la cantidad de modos de falla que pueden ser detectados utilizando la
tecnología predictiva (expresada en fallas por inspección) y λ es la rata de
fallas presentada por el equipo, y que además, podrían ser detectadas por la
tecnología predictiva a ser aplicada (expresada en fallas por año)
Nótese que la unidad del factor de falla es años por inspección.
8.5.4.3. Factor de Ajuste.
Una vez calculado el producto entre el factor de costo y el factor de falla, se
procede a multiplicarlo por un factor de ajuste, el cual, estará basado en la
probabilidad de ocurrencia de mas de 0 fallas en un año utilizando la
distribución acumulativa de Poisson con media igual a λ (rata de fallas
expresada como fallas por año). Para calcular este factor utilizaremos la
función matemática logaritmo natural multiplicada por –1 (-ln), la cual, se
comporta de una manera muy parecida al criterio gerencial de incremento o
decremento del intervalo de inspección al tomar en cuenta la probabilidad de
ocurrencia de mas de 0 fallas en un año. Para valores de probabilidad de
ocurrencia entre 0 y valores cercanos a 0.37, la función arroja resultados desde
infinito hasta 1 y para valores de probabilidad entre 0.37 y 1 la función arroja
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resultados entre 1 y 0. Por lo que a mayor probabilidad de ocurrencia, el
intervalo de inspección predictiva se reducirá de forma exponencial.
El factor de ajuste será el siguiente:
A=−ln (1−e−λ ) Adimensional .
Con lo anterior, los intervalos de inspección predictiva queda definido como:
I=−Ci x F iC f x λ
x ln (1−e− λ)
Expresada en años por inspección, el cual su inverso nos dará la frecuencia de
las inspecciones predictivas.
f=1I
Expresados en inspecciones por año.
8.6. Mantenimiento predictivo-proactivo en cementeras.
En las empresas productoras de cemento casi todas las máquinas realizan
toda la transformación de la materia prima en cada etapa del proceso, es por
eso que la continuidad del proceso productivo durante un gran periodo de
tiempo depende del funcionamiento normal de estas máquinas.
Los motores eléctricos para el accionamiento de sopladores, molinos,
trituradoras, machacadoras y hornos se hallan particularmente expuestos si el
polvo volátil penetra por los filtros de aire y atasca las ranuras de ventilación del
bobinado del estator y, finalmente provoca el fallo de la máquina operadora.
Los equipos de explotación también están expuestos a las condiciones
adversas que pueden imposibilitar su correcto desempeño. Para ello se pueden
utilizar las técnicas de manteamiento predictivo, con el propósito de establecer
una tendencia del estado de las maquinas.
20
Figura 4. Máquinas que intervienen el proceso productivo de cemento.
21
8.6.1. Extracción, carguío y acarreo de piedra caliza.
En la extracción de la cantera se obtiene piedra caliza y material estéril, ambos
deben ser trasladados hacia otro sitio, especialmente la piedra caliza que
trasladada hacia la planta, para ello se emplean varios equipos en el
cumplimiento de este propósito utilizando cargadores frontales, camiones para
la caliza y para el material estéril, palas hidráulicas y tractores de oruga.
Figura 5. Equipo de carguío y acarreo.
8.6.1.1. Tractor.
El tractor es un equipo para movimiento de tierra de gran potencia y robustez
que fue diseñado especialmente para el trabajo de corte (excavar) y al mismo
tiempo de empuje (transportar, estoquear). El tractor además tiene la
posibilidad de empujar a otras máquinas cuando estas lo necesiten.
Figura 6. Tractor de oruga.
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El tractor ó bulldozer tiene como principal función producir material, acarrearlo y
empujarlo.
El tractor también es usado para hacer los caminos que facilitarán la
movilización vehicular dentro de la cantera tanto para equipos pesados como
para vehículos livianos.
8.6.1.2. Excavadora.
Se trata de un tipo particular de máquinas autopropulsada con una
superestructura capaz de efectuar una rotación de 360°, cuya función básica es
la de ser capaces de remover tierra u otros objetos que se encuentran en el
camino.
Las excavadoras en una cantera son utilizadas para explotar y cargar el
material. La excavadora es empleada para cortar cuando la roca es blanda ó
fracturada. Este equipo corta usando el cucharon que posee en el extremo de
su brazo.
Figura 7. Excavadora.
8.6.1.3. Retroexcavadora.
Las Retroexcavadoras son en realidad tres piezas de equipo en una, y la
diversidad de la herramienta permite en la obra diferentes tareas que deben
completarse con relativa facilidad.
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El tractor es la principal parte de la retroexcavadora y permite a los usuarios
trasladarse con facilidad sobre diferentes tipos de terrenos. La retroexcavadora
(cucharon) y el cargador se adjuntan al tractor y agregan elementos en
términos de utilidad. El cargador se puede utilizar para limpiar material de obra
y para el movimiento de tierra de un lugar a otro.
Figura 8. Retroexcavadora.
Cumple con las funciones producir, transportar y cargar el material. Para la
etapa de producción de material, la retroexcavadora usa el cucharón con el
cual corta la roca y al mismo tiempo lo va estoqueando.
Con su pala cargadora realiza la acción de cargar el material para depositarlo
en los volquetes ó para ella misma transportarlo.
8.6.1.4. Camión de transporte.
Para el transporte de material pétreo se emplean los camiones los cuales son
equipos de transporte para cortas y largas distancias.
Los camiones de transporte de material se clasifican según la capacidad de su
caja en:
Camión Normal de capacidad entre 7 a 10 metros cúbicos
Mula con capacidad entre 12 a 16 metros cúbicos.
Bañera con capacidad entre 20 a 24 metros cúbicos.
24
Figura 9. Camión de transporte.
En la explotación de una cantera los camiones cumplen una función muy
importante ya que son los encargados del transporte del material que puede
ser a la planta o al lugar donde se lo requiera.
8.6.1.5. Cargadora frontal.
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La cargadora frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que
tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal. Las cargadoras son
equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo
solo se recomienda realizarlo cuando las distancias a recorrer son cortas.
Este equipo caminero da soluciones modernas a un problema de acarreo y
carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la
producción.
En la explotación de una cantera la cargadora frontal cumple con las funciones
de cargar y transportar. Su uso en las canteras ayuda a que las maquinas de
explotación se encarguen sólo de producir material y no de transportarlo o
llenar los camiones, volquetas, etc.
Equipos utilizados en la cantera.
10 camiones de 50 Tn para piedra caliza
8 camiones de 90 Tn para material esteril.
2 cargadores frontales de 10 metros cúbicos.
4 tractores oruga del tipo Caterpillar DN 10
2 palas P&H 23000 XPC.
2 motoniveladoras.
3 Bulldozers.
2 preforadoras.
2 Wheel Dozer
8.6.2. Reducción del tamaño de la caliza y su homogenización.
Para la obtención del clinker la piedra caliza es triturada hasta conseguir un
polvo muy fino para que así sea mezclado con cal y poder ser convertido en
clinker para ello debe pasar por una chancadora primaria, una chancadoras
secundarias y Zarandas, Pre-homogeneización, Molino de Crudo, Prensas de
Rodillos y Silos de Homogeneización.
26
8.6.2.1. Chancadora primaria.
Realiza el proceso inicial en la planta la piedra caliza que llega desde tamaño
máximo de 1.50 metros hasta un mínimo de 25 cm.
Figura 10. Chancadora de cono.
Equipos que intervienen en la chancadora de conos:
Motor eléctrico.
Transmisión de poleas.
Bomba de aceite.
Tanque de aceite.
8.6.2.2. Elevador de cangilones.
Es un medio de transporte mecánico vertical, es muy utilizado en la industria,
su diseño vertical ahorra espacio en el terreno además todas sus partes son
antiadherentes y asegura una larga vida del servicio.
Partes principales.
Cadena de acero sin rodillos.
Un elevador que transporta, 150 Ton/H, con un motor cuya potencia es
de 100 HP.
27
Figura 11. Elevador de canjilones.
8.6.2.3. Molino de bolas.
Los molinos de bolas son cilindros de acero que tienden a girar y en cuyo
interior se encuentran bolas de acero los mismos que permiten que el material
en su interior en este caso la piedra caliza se convierta en un fino polvo,
generalmente convierte partículas de 5 a 250 mm en partículas de 10-300
micrones.
28
Figura 12. Molino de bolas.
Equipos constituyentes del molino de bolas:
Motor de inducción.
Reductor de velocidad.
Bolas de acero.
Cilindro contenedor.
8.6.2.4. Prensa de rodillos.
La prensa de rodillos también se encarga de triturar reduciendo la caliza en
finas partículas, consta de dos rodillos macizos que giran en sentido contrario
permitiendo que la caliza o el Clinker sean comprimidos.
Figura 12. Prensa de rodillos HKD.
29
Equipos que conforman el sistema de prensado:
2 Motores eléctricos.
2 ejes cardanes de conexión al motor.
2 reductores planetarios.
2 rodillos macizos con estoperoles.
Bomba de aceite.
Tuberías y conexiones.
Tanque de aceite.
8.6.3. Obtención del Clinker.
El Clinker se lo obtiene al hacer pasar la piedra caliza a través d un pre-
calentador, un horno y un enfriador de aire.
8.6.3.1. Pre-calentador.
Estos son edificios que cuentan con torres de ciclones, en las que el crudo se
pasa por cada ciclón calentándose con ayuda de los gases generados por el
quemador del horno rotatorio.
Consta con un extractor de aire residual en la salida
8.6.3.1.1. Torre de ciclones.
Es un intercambiador de calor en cual se calienta el crudo de cemento con los
gases procedentes del horno, la temperatura a la que saldrá de la torre es de
450 ºC.
30
Figura 13. Torre de ciclones.
Los tubos de ciclones tiene la función de separar el material sólido (cemento
crudo) del material gaseoso (gases del horno) y realizar un intercambio de calor
por difusión lenta y no por convección rápida.
8.6.3.2. Horno rotativo.
Este horno es el encargado de proporcionar al crudo (piedra caliza reducida a
un fino polvo), el calor suficiente para que se convierta en Clinker.
Figura 14. Horno rotativo.
El horno tiene forma cilíndrica con un accionamiento electro- mecánico el
mismo que está provisto de un potente motor y reductores planetarios, consta
además con dos estaciones de rodillos los mismos que le permite girar al
horno, la estación de entrada es la que es accionada por el conjunto motor
reductor. El reductor es de tipo planetario.
31
Figura 15. Accionamientos electro-mecánicos del horno rotativo.
El horno rotatorio consta de las siguientes partes:
Quemador.
Bomba de alimentación.
Motor eléctrico de la bomba.
Tanque de combustible.
Líneas de suministro de combustible.
2 Motor eléctrico para hacer girar el horno.
2 Reductores planetarios.
Rodillos de transmisión de giro.
8.6.3.3. Transportador de tipo gusano.
Se les conoce como transportador de tornillo o rosca, se trata de tornillos
helicoidales (tornillos de Arquímedes) a los que el motor imprime un
movimiento rotatorio.
Motor reductor.
Tornillo sin fin.
32
Figura 15. Transportador de tornillo sin fin.
8.6.3.4. Elemento filtrante.
Consta de un filtro SFDW que con ayuda de un impeler de succión accionado
por un sistema de transmisión por poleas, absorbe el gas que sale de la torre
de ciclones para pasarlo al filtro y eliminar la partículas de cemento reduciendo
la contaminación por material particulado de cemento.
Figura 16. Filtros para partículas de cemento.
33
Figura 17. Motor accionador de ventilador.
8.6.3.5. Enfriador de Clinker.
El Clinker luego de pasar por los hornos rotatorios va hacia el enfriador que a
través de ventiladores insufla aire, enfriando el Clinker desde los 1200 ºC hasta
los 180 ºC.
Figura 18. Enfriador de Clinker.
Consta con dos ventiladores como se puede observar en la figura de arriba.
34
9. Marco técnico.
9.1. Determinación de la criticidad de las máquinas que actúan en el
proceso de producción de cemento.
Las máquinas tomadas en cuenta para la determinación de la criticidad en el
proceso, son aquellas que actúan en las distintas zonas de la fábrica, como
explotación, trituración, cocción, molienda. Todas estas máquinas están
provistas de distintos elementos como motores, ventiladores, etc. Los cuales de
una u otra forma contribuyen con funciones específicas para el desarrollo de
las actividades que se realizan en las distintas zonas antes citadas.
Las máquinas para determinación de su criticidad se mostrarán en la siguiente
tabla.
Cantidad. Elemento del proceso. Zona de operación.
10 Camiones de 50 Tn para
piedra caliza
Explotación.
8 Camiones de 90 Tn para
material esteril.
2 Cargadores frontales de
10 metros cúbicos.
4 Tractores oruga del tipo
Caterpillar DN 10
2 Palas P&H 23000 XPC.
2 Motoniveladoras.
3 Bulldozers.
2 Perforadoras.
2 Wheel Dozer
1 Motor eléctrico de 220
KW
Chancado primario
(Trituradora de conos)
1 Transmisión de poleas.
1 Bomba de aceite.
35
1 Tanque de aceite.
1 Cangilones con Cadena
de acero sin rodillos. Transporte
(Elevador de cangilones)1 Motor eléctrico.
1 Motor de inducción.
Chancado secundario
(Molino de bolas)
1 Reductor de velocidad.
1 Conjunto de bolas de
acero.
1 Cilindro contenedor.
1 Bomba de aceite.
1 Tanque de aceite.
1 Líneas de transmisión
hidráulica.
2 Motor eléctrico.
Chancado secundario
(Prensa de Rodillos)
2 Eje cardán de conexión
al motor.
2 Reductores planetarios.
2 Rodillos macizos con
estoperoles.
1 Bomba de aceite.
1 Tanque de aceite.
1 Sistema de transmisión
de aceite
4 Torre de Ciclones Cocción
(Pre-calentador)1 Extractor de gases.
1 Filtro SFDW
Cocción
(Filtrado de aire)
1 Impeler de succión
1 Motor eléctrico
36
1 Transmisión de poleas.
1 Quemador.
Cocción
(Horno rotatorio)
1 Motor bomba de
alimentación de
combustible.
1 Tanque de combustible.
1 Líneas de suministro de
combustible.
2 Motor eléctrico del
horno.
2 Reductores planetarios.
1 Conjunto de rodillos de
transmisión de giro.
1 Tornillo sin fin Cocción
(Transportador tipo
gusano.)1 Motor-reductor
2 Ventilador. Cocción
(enfriador de Clinker)
1 Motor de inducción.
Molienda de Clinker
(Molino de bolas)
1 Reductor de velocidad.
1 Conjunto de bolas de
acero.
1 Cilindro contenedor.
1 Bomba de aceite.
1 Tanque de aceite.
1 Líneas de transmisión
hidráulica.
2 Motor eléctrico.
2 Eje cardán de conexión
al motor.
2 Reductores planetarios.
37
Molienda de Clinker
(Prensa de rodillos )2 Rodillos macizos con
estoperoles.
1 Bomba de aceite.
1 Tanque de aceite.
1 Sistema de transmisión
de aceite
Total 101
9.2. Datos de placa de los equipos.
Trituradora de conos.
Modelo: GP300S
Peso total: 16200 Kg.
Capacidad: 1600 Ton/h.
Reducción desde 1 m (máximo) hasta 25 cm (máximo).
Motor eléctrico.
Modelo: W21
Marca: WEG
Potencia: 250 KW.
Frecuencia: 60 Hz.
Voltaje: 380 V.
Peso: 1490 Kg.
Revoluciones: 2970 RPM.
Carcasa: IEC 3156
Corriente nominal: 467.37 A.
38
Elevador de cangilones.
Motor eléctrico.
Marca: Baldor.
Modelo: IDM4410T-4
Potencia: 125 HP
RPM: 1780
Corriente: 44 A
Voltaje: 460 V
Fases: 3
Molino de bolas.
Motor eléctrico.
Marca: ABB.
Modelo: M3000.
Potencia: 75 HP.
RPM: 1150.
Torque: 531 Nm.
Peso: 650 Kg.
Factor de potencia: 0.84.
Alimentación: 440-480 V.
Frecuencia: 60 Hz.
Reductor de velocidad.
39
Marca: R.A.I.S.A
Modelo: GS-254 con salida izquierda.
Potencia de entrada: 75 HP
Potencia de salida: 70HP.
Velocidad de salida: 152 RPM.
Prensa de rodillos.
Marca: HKD.
Modelo: RP-Z10 -140/140B.
Revestimiento autógeno con stud (estoperoles).
Reductores planetarios.
Marca: FLENDER.
Modelo: P2SA 27
Motor eléctrico.
Marca: ABB.
Potencia: 1200 KW.
Revoluciones: 1488 RPM.
9.3. Matriz de criticidad para los equipos del proceso.
Chancado primario.
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
Importan
cia del
MTTR
40
($) mercado
(meses)
equipo
Motor
eléctrico
trituradora
1.077 10598 Afecta a la
calidad del
producto
0.5 Causa la
parada de
la planta.
7.72
Bomba de
aceite
4.560 560 No afecta la
calidad del
producto
0.5 Causa
parada
parcial de
la planta
3.25
Trituradora
de cono.
1.050 11489 Afecta a la
calidad del
producto
1.7 Causa la
parada de
la planta
10.28
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Mult. 4
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult.
3
Total
Puntuación
Motor
eléctrico
trituradora
8 4 4 12 20 12 61
Bomba de
aceite
2 1 1 12 20 6 52
Trituradora
de cono.
8 4 4 16 20 12 64
Número de máquinas A: 2
Número de máquinas B: 1
Equipos de carguío y acarreo.
41
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importan
cia del
equipo
MTTR
Camión 50
Ton (1)
0.92 10598 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
11.62
Camión 50
Ton (2)
0.63 5600 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
10.73
Camión 50
Ton (3)
0.80 13000 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
9.60
Camión 50
Ton (4)
0.75 12590 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.00
Camión 50
Ton (5)
0.66 11684 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.66
Camión 50
Ton (6)
0.92 10256 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.92
Camión 50
Ton (7)
0.57 16202 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
9.14
Camión 50
Ton (8)
0.66 15025 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
9.38
42
la planta
Camión 50
Ton (9)
0.63 9561 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
9.52
Camión 50
Ton (10)
0.74 10254 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
9.31
Camión 90
Ton (1)
0.60 11254 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
9.1
Camión 90
Ton (2)
0.80 9541 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.86
Camión 90
Ton (3)
0.71 8971 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.71
Camión 90
Ton (4)
0.63 10254 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.53
Camión 90
Ton (5)
0.66 11251 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.61
Camión 90
Ton (6)
0.60 9821 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.60
Camión 90
Ton (7)
0.63 15002 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
8.63
43
la planta
Camión 90
Ton (8)
0.57 15621 No afecta la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada
parcial de
la planta
8.48
Cargador
frontal 10
m^3 (1)
0.51 15231 No afecta la
calidad del
producto
1.20 Causa la
parada
total de la
planta
4.65
Cargador
frontal 10
m^3 (2)
0.36 5698 Afecta a la
calidad del
producto
1.20 Causa
parada
parcial de
la planta
4.66
Tractor
oruga N10
(1)
0.31 10245 No afecta la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
parcial de
la planta
4.55
Tractor
oruga N10
(2)
0.26 6429 No afecta la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
parcial de
la planta
7
Tractor
oruga N10
(3)
0.33 7589 No afecta la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
parcial de
la planta
5.10
Tractor
oruga N10
(4)
0.26 8952 No afecta la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
parcial de
la planta
5.10
Palas P&H
23000 XPC
(1)
0.27 10058 No afecta la
calidad del
producto
1.2 Causa
parada
total de la
planta.
8.11
Palas P&H
23000 XPC
(2)
0.36 9568 No afecta la
calidad del
producto
1.2 Causa
parada
total de la
11.30
44
planta.
Motonivela
dora (1)
0.76 11569 No afecta la
calidad del
producto
1.5 Causa
parada
parcial de
la planta
14.06
Motonivela
dora (2)
0.63 9857 No afecta la
calidad del
producto
1.5 Causa
parada
parcial de
la planta
12.89
Bulldozer
(1)
0.60 11546 No afecta la
calidad del
producto
1 Causa
parada
parcial de
la planta
11.75
Bulldozer
(2)
0.57 12546 No afecta la
calidad del
producto
1 Causa
parada
parcial de
la planta
10.71
Bulldozer
(3)
0.46 9871 No afecta la
calidad del
producto
1 Causa
parada
parcial de
la planta
9.88
Perforador
a (1)
0.54 10254 No afecta la
calidad del
producto
1.7 Causa
parada
total de la
planta.
14.18
Perforador
a (2)
0.48 9865 No afecta la
calidad del
producto
1.7 Causa
parada
total de la
planta.
12.32
WHEEL
DOZER (1)
0.52 15474 No afecta la
calidad del
producto
1.2 Causa
parada
parcial de
la planta
11.08
WHEEL
DOZER (2)
0.55 12356 No afecta la
calidad del
producto
1.2 Causa
parada
parcial de
8.40
45
la planta
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Mult. 4
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
Puntuación
Camión 50
Ton (1)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 50
Ton (2)
8 3 1 16 15 6 48 B
Camión 50
Ton (3)
8 3 1 16 15 6 49 B
Camión 50
Ton (4)
8 4 1 16 15 6 48 B
Camión 50
Ton (5)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 50
Ton (6)
8 6 1 16 15 6 48 B
Camión 50
Ton (7)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 50
Ton (8)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 50
Ton (9)
8 3 1 16 15 6 48 B
Camión 50
Ton (10)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (1)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (2)
8 3 1 16 15 6 48 B
Camión 90 8 4 1 16 15 6 49 B
46
Ton (3)
Camión 90
Ton (4)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (5)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (6)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (7)
8 4 1 16 15 6 49 B
Camión 90
Ton (8)
8 4 1 16 15 6 49 B
Cargador
frontal (1)
8 4 4 16 20 6 55 A
Cargador
frontal (2)
8 4 1 16 15 3 47 B
Tractor
oruga N10
(1)
8 4 1 16 15 3 47 B
Tractor
oruga N10
(2)
8 3 1 16 15 3 46 B
Tractor
oruga N10
(3)
8 3 1 16 15 3 46 B
Tractor
oruga N10
(4)
8 3 1 16 15 3 46 B
Palas P&H
23000 XPC
(1)
8 4 1 16 20 6 55 A
Palas P&H
23000 XPC
(2)
8 3 1 16 20 6 54 A
Motonivela
dora (1)
8 4 1 16 15 6 50 B
Motonivela 8 3 1 16 15 6 49 B
47
dora (2)
Bulldozer
(1)
8 4 1 16 15 6 50 B
Bulldozer
(2)
8 4 1 16 15 6 50 B
Bulldozer
(3)
8 3 1 16 15 6 49 B
Perforador
a (1)
8 4 1 16 20 6 55 A
Perforador
a (2)
8 3 1 16 20 6 54 A
WHEEL
DOZER (1)
8 4 1 16 15 6 50 B
WHEEL
DOZER (2)
8 4 1 16 15 6 50 B
Máquinas A: 5
Maquinas B: 30
Elevación y transporte de caliza.
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importan
cia del
equipo
MTTR
Motor
eléctrico
de 100 HP
0.52 5460 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada de
la planta.
7.82
Elevador
con
cadenas
sin
rodillos.
0.60 1500 Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa
parada de
la planta
9.55
Transmisió 0.50 2545 Afecta a la 1.25 Causa la 3.25
48
n de
poleas.
calidad del
producto
de la
planta
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Mult. 4
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
Puntuación
Motor
eléctrico de
100 HP.
8 3 4 16 20 3 54 A
Transmisió
n de
poleas.
8 3 4 16 20 3 54 A
Elevador
de
cangilones.
8 3 4 16 20 6 57 A
Numero de maquinas A: 3
Chancado secundario.
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
Importan
cia del
equipo
MTTR
49
(meses)
Motor de
inducción.
0.63 8954 Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa la
parada
total de la
planta.
8.74
Cilindro
contenedor
.
1.33 598 Afecta a la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
total de la
planta
4.00
Bolas de
trituración.
1.50 5269 Afecta a la
calidad del
producto
1.50 Causa la
parada
total de la
planta
3.63
Reductor
de
velocidad.
0.75 9872 Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa la
parada
total de la
planta
9.38
Bomba de
aceite. 1.00 3562
Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
7.17
Tanque de
aceite. 1.09 369
No afecta a la
calidad del
producto.
1.00
Causa la
parada
parcial de
la planta
7.55
Sistema de
transmisió
n de aceite.
1.00 5691
Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa la
parada
total de la
planta
5.83
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
50
Factor
Mult. 4
Puntuación
Motor de
inducción.
8 3 4 16 20 6 57 A
Cilindro
contenedor
.
8 1 4 16 20 3 52 B
Bolas de
trituración.
8 3 4 16 20 3 54 A
Reductor
de
velocidad.
8 3 4 16 20 6 57 A
Bomba de
aceite. 8 2 4 16 20 3 53 A
Tanque de
aceite. 8 1 4. 16 20 3 52 A
Sistema de
transmisió
n de aceite.
8 3 4 16 20 3 54 A
Número de máquinas A: 5
Número de máquinas B: 2
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importan
cia del
equipo
MTTR
Motor
eléctrico
de 1200
KW (1)
0.57 10255
Afecta a la
calidad del
producto
1.25
Causa la
parada
total de la
planta.
9.05
51
Motor
eléctrico
1200Kw (2)
0.57 10259
Afecta a la
calidad del
producto
1.25
Causa
parada
total de la
planta
8.44
Reductor
planetario
(1).
0.60 11548
Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
8.70
Reductor
planetario
(2).
0.71 11455
Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
9.59
Rodillos.
0.80 9862
Afecta a la
calidad del
producto
1.50
Causa la
parada
total de la
planta
9.40
Bomba de
aceite. 1.33 5984
Afecta a la
calidad del
producto
1
Causa la
parada
total de la
planta
6.44
Tanque de
aceite. 2 598
No afecta a la
calidad del
producto.
0.5
Causa la
parada
parcial de
la planta
1.33
Sistema de
transmisió
n de aceite.
1.09 1254
Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta
4.36
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
52
Mult. 4
Puntuación
Motor
eléctrico de
1200 KW
(1)
8 4 4 16 20 6 58 A
Motor
eléctrico
1200Kw (2)
8 4 4 16 20 6 58 A
Reductor
planetario
(1).
8 4 4 16 20 6 58 A
Reductor
planetario
(2).
8 4 4 16 20 6 58 A
Rodillos. 8 3 4 16 20 6 57 A
Bomba de
aceite.
8 3 4 16 20 3 54 A
Tanque de
aceite.
8 1 4 16 15 3 47 B
Sistema de
transmisió
n de aceite.
8 1 4 16 20 3 52 B
Número de máquinas A: 6
Número de máquinas B: 2
Proceso de cocción.
Equipo MTBF Costo de Impacto en la Tiempo en Importan MTTR
53
(mese
s)
mant.
($)
calidad. ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
cia del
equipo
Torre de
Ciclones (1).
0.80 9547 Afecta a la
calidad del
producto
1
Causa la
parada
total de la
planta.
8.93
Torre de
ciclones (2).
0.75 8951 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
8.44
Torre de
ciclones (3).
0.75 12546 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
9.31
Torre de
ciclones (4).
0.80 5695 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
8.93
Extractor de
gases.
0.86 8548 Afecta a la
calidad del
producto
1.50
Causa
parada
total de la
planta
9.21
Filtro SFDW 0.71 7854 Afecta a la
calidad del
producto
1.25
Causa la
parada
total de la
planta
8.24
Impeler de
succión
0.71 6895 Afecta a la
calidad del
producto
1
Causa la
parada
total de la
planta
8.29
Motor
eléctrico.
0.86 10254 Afecta a la
calidad del
producto
1.75
Causa la
parada
total de la
planta
8.36
54
Transmisión
de poleas.
0.60 3562 Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
7.25
Quemador. 0.71 5654 No afecta a la
calidad del
producto.
1
Causa la
parada
parcial de
la planta
8.29
Motor
bomba de
alimentació
n de
combustible
.
0.98 6985
Afecta a la
calidad del
producto
1.20 Causa la
parada
total de la
planta
8.61
Tanque de
combustible
.
1.20 1254 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
7.3
Líneas de
suministro
de
combustible
.
0.92 2564 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
5.61
Motor
eléctrico del
horno (1).
0.75 10254 Afecta a la
calidad del
producto
1.75 Causa la
parada
total de la
planta.
9.69
Motor
eléctrico del
horno (2).
0.71 10156 Afecta a la
calidad del
producto
1.75 Causa la
parada
total de la
planta.
8.29
Reductor
planetarios
(1).
0.80 7844 Afecta a la
calidad del
producto
1.50 Causa la
parada
total de la
9.53
55
planta.
Reductor
planetarios
(2).
0.80 7895 Afecta a la
calidad del
producto
1.50 Causa la
parada
total de la
planta.
9.27
Conjunto de
rodillos de
transmisión
de giro.
0.92 6582 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
8.77
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Mult. 4
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Tota
l
Clas.
Puntuación
Torre de
Ciclones
(1).
8 3 4 16 20 6 57 A
Torre de
ciclones (2).
8 3 4 16 20 6 57 A
Torre de
ciclones (3).
8 3 4 16 20 6 57 A
Torre de
ciclones (4).
8 3 4 16 20 6 57 A
Extractor de
gases.
8 3 4 16 20 6 57 A
Filtro SFDW 8 3 4 16 20 6 57 A
Impeler de
succión
8 3 4 16 20 6 57 A
Motor 8 4 4 16 20 6 58 A
56
eléctrico.
Transmisió
n de poleas.
8 3 4 16 20 3 54 A
Quemador. 8 3 4 16 20 6 57 A
Motor
bomba de
alimentació
n de
combustibl
e.
8 3 4 16 20 6 57 A
Tanque de
combustibl
e.
8 1 4 16 20 3 52 B
Líneas de
suministro
de
combustibl
e.
8 1 4 16 20 3 52 B
Motor
eléctrico del
horno (1).
8 4 4 16 20 6 58 A
Motor
eléctrico del
horno (2).
8 4 4 16 20 6 58 A
Reductor
planetarios
(1).
8 3 4 16 20 6 57 A
Reductor
planetarios
(2).
8 3 4 16 20
6
57 A
Conjunto de
rodillos de
transmisión
de giro.
8 3 4 16 20 6 57 A
Maquinas tipo A: 16
57
Máquinas tipo B: 2
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importan
cia del
equipo
MTTR
Tornillo
sin fin
0.80 5935 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta.
9.66
Motor-
reductor
0.71 6549 Afecta a la
calidad del
producto
1.50
Causa
parada
total de la
planta
8.65
Ventilado
r (1).
0.80 8541 Afecta a la
calidad del
producto
1.30
Causa la
parada
total de la
planta
8.73
Ventilado
r (2).
0.92 7582 Afecta a la
calidad del
producto
1.30
Causa la
parada
total de la
planta
9.23
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en
mercado
(meses)
Factor
Mult. 4
Importanci
a del
equipo.
Factor
Mult. 5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
Puntuación
Tornillo 8 3 4 16 20 6 58 A
58
sin fin
Motor-
reductor
8 3 4 16 20 6 58 A
Ventilado
r (1).
8 3 4 16 20 6 58 A
Ventilado
r (2).
8 3 4 16 20 6 58 A
Maquinas tipo A: 4
Proceso de molienda de Clinker.
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importan
cia del
equipo
MTTR
Motor de
inducción.
0.75 7582 Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa la
parada
total de la
planta.
9.94
Cilindro
contenedor
.
0.71 6897 Afecta a la
calidad del
producto
1.30 Causa
parada
total de la
planta
10.60
Bolas de
trituración.
0.66 5692 Afecta a la
calidad del
producto
1.50 Causa la
parada
total de la
planta
9.28
Reductor
de
velocidad.
0.63 6548 Afecta a la
calidad del
producto
1.25 Causa la
parada
total de la
9.64
59
planta
Bomba de
aceite. 0.86 8987 Afecta a la
calidad del
producto
1.50 Causa la
parada
total de la
planta
6.93
Tanque de
aceite. 1.20 152 Afecta a la
calidad del
producto
1.00 Causa la
parada
total de la
planta
6.50
Sistema de
transmisió
n de aceite.
1.09 3698 Afecta a la
calidad del
producto
1.20 Causa la
parada
total de la
planta
5.82
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en mercado
(meses)
Factor Mult.
4
Importancia
del equipo.
Factor Mult.
5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
Puntuación.
Motor de
inducción.
8 3 4 16 20 6 57 A
Cilindro
contenedor.
8 1 4 16 20 3 52 B
Bolas de
trituración.
8 3 4 16 20 3 54 A
Reductor de
velocidad.
8 3 4 16 20 6 57 A
Bomba de
60
aceite. 8 3 4 16 20 3 54 A
Tanque de
aceite. 8 1 4 16 20 3 52 B
Sistema de
transmisión
de aceite.
8 3 4 16 20 3 54 A
Máquinas tipo A: 5
Máquinas tipo B: 2
Equipo MTBF
(meses)
Costo de
mant.
($)
Impacto en la
calidad.
Tiempo en
ubicar
repuestos en
mercado
(meses)
Importanci
a del
equipo
MTTR
Motor
eléctrico de
1200 KW
(1)
0.75 15181 Afecta a la
calidad del
producto
1.25
Causa la
parada
total de la
planta.
9.75
Motor
eléctrico
1200Kw (2)
0.57 14845 Afecta a la
calidad del
producto
1.25
Causa
parada
total de la
planta
8.43
Reductor
planetario
(1).
0.60 10214 Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
8.70
Reductor
planetario
(2).
0.71 11542 Afecta a la
calidad del
producto
1.20
Causa la
parada
total de la
planta
9.59
Rodillos. 0.80 9522 Afecta a la
calidad del
Causa la
parada
9.40
61
producto 1.50 total de la
planta
Bomba de
aceite.
1.33 1524 Afecta a la
calidad del
producto
1
Causa la
parada
total de la
planta
6.44
Tanque de
aceite.
2.00 152 No afecta a la
calidad del
producto.
0.5
Causa la
parada
parcial de
la planta
1.33
Sistema de
transmisión
de aceite.
1.09 1256 Afecta a la
calidad del
producto
1 Causa la
parada
total de la
planta
4.36
Equipo MTBF
(meses)
Factor
Mult. 2
Costo de
mant.
($)
Factor
Mult. 1
Impacto
en la
calidad.
Factor
Mult. 1
Tiempo en
ubicar
repuestos
en mercado
(meses)
Factor Mult.
4
Importancia
del equipo.
Factor Mult.
5
MTTR.
Factor
Mult. 3
Total Clas.
Puntuación
Motor
eléctrico de
1200 KW
(1)
8 4 4 16 20 6 58 A
Motor
eléctrico
1200Kw (2)
8 4 4 16 20 6 58 A
Reductor
planetario
(1).
8 4 4 16 20 6 58 A
Reductor
planetario 8 4 4 16 20 6 58 A
62
(2).
Rodillos. 8 3 4 16 20 6 57 A
Bomba de
aceite. 8 1 4 16 20 3 54 A
Tanque de
aceite. 8 1 4 12 20 3 48 B
Sistema de
transmisión
de aceite.
8 1 4 16 20 3 52 B
Máquinas tipo A: 6
Máquinas tipo B: 2
Número de máquinas según clasificación A,B,C.
Proceso. Máquinas A. Máquinas B. Máquinas C.
Carguío y
acarreo.5 30 0
Chancado
primario.2 1 0
Transporte.
Elevador de
cangilones.
30 0
Chancado
secundario. 12 4 0
Cocción. 20 2 0
Molienda de
Clinker.12 4 0
Total. 54 41 0
63
9.4. Selección de técnica predictiva para cada equipo de la planta.
La matriz de criticidad nos ayudó a determinar la jerarquización de las
maquinarias en base a su importancia dentro del proceso productivo, ahora
debemos seleccionar la técnica predictiva que se le realizará a cada máquina
según el siguiente criterio.
Máquinas tipo A rotativas: Análisis de vibraciones, termografía,
estroboscopia.
Máquinas tipo A estáticas: Medición de espesores, inspección de
soldaduras.
Máquinas tipo A eléctricos: Termografías, inspecciones ultrasónicas,
limpiezas energizadas.
Máquinas tipo B rotativas: Análisis de vibraciones, termografía.
Máquinas tipo B estáticas: Medición de espesores.
Máquinas tipo B eléctricos: Termografía.
Máquinas rotativas.
Cant. Zona de operación. Elemento del proceso. Claf.
Aná
lisis
de
vib
raci
ones
.
Ter
mog
rafía
.
Est
robo
scop
ia.
1
Chancado primario
(Trituradora de
conos)
Motor eléctrico de 220
KW
A X X
1 Transmisión de
poleas.
A X X
1 Motor-Bomba de
aceite.
A X X
1
Cangilones con
Cadena de acero sin
rodillos.
A X X
64
1
Transporte
(Elevador de
cangilones)
Motor eléctrico de
120Hp. A X X
1Chancado
secundario
(Molino de bolas)
Motor de inducción. A X X
1
Reductor de velocidad.
A X X X
1 Bomba de aceite. A X X
1 Chancado
secundario
(Prensa de Rodillos)
Motor eléctrico. A X X
2 Eje cardán de
conexión al motor.
A X X
2 Reductores
planetarios.
A X X X
2 Rodillos macizos con
estoperoles.
A X X
1 Bomba de aceite.
A
X X
1 Cocción
(Pre-calentador) Extractor de gases. A X X X
1
Cocción
(Horno rotatorio)
Impeler de succión A X X
1 Motor eléctrico A X
1 Transmisión de
poleas.
A X X
1 Motor bomba de
alimentación de
combustible.
A X X
2 Motor eléctrico del
horno.
A X X
2 Reductores A X X X
65
Cocción
(Transportador tipo
gusano.)
planetarios.
1 Conjunto de rodillos de
transmisión de giro.
A X X
1 Tornillo sin fin A X X
1 Motor-reductor A X X X
2
Cocción
(Transportador tipo
gusano.)
Cocción
(enfriador de
Clinker)
Ventilador. A X X
1 Motor de inducción. A X X
1 Molienda de Clinker
(Molino de bolas)
Reductor de velocidad. A X X X
1Molienda de Clinker
(Molino de bolas)
Bomba de aceite. A X X
2Motor eléctrico. A X
2Molienda de Clinker
(Prensa de rodillos )
Eje cardán de
conexión al motor.
A X X
2
Molienda de Clinker
(Prensa de rodillos )
Reductores
planetarios.
A X X X
2 Rodillos macizos con
estoperoles.
A X X
1 Bomba de aceite. A X X
Total. 42 39 10
66
Máquinas estáticas.
Cant. Zona de
operación.
Objeto de
mantenimiento.
Claf.
Ultr
ason
ido.
Med
ició
n
de
espe
sore
s.
Tin
tas
pene
tran
tes.
Par
tícul
as
mag
nétic
as.
Insp
ecci
one
s d
e
sold
adur
a.
Ter
mog
rafía
.
1
Chancado
primario
(Triturador
a de
conos)
Tanque de
aceite. B X
1 Conjunto de
bolas de acero. A X X X
1 Cilindro
contenedor.
A X X X
1 Tanque de
aceite.
B X
1 Líneas de
transmisión
hidráulica.
B X
1Chancado
secundario
(Molino de
bolas)
Tanque de
aceite.
B X
1 Sistema de
transmisión de
aceite. B X
1
Cocción
(Pre-
calentador
y filtrado de
aire, horno
rotativo.)
Líneas de
suministro de
combustible.
B X
4 Torre de
Ciclones.
A X X X X
1 Filtro SFDW
A X
67
1 Quemador.
A X
1 Tanque de
combustible. B X
1
Chancado
secundario
(Prensa de
Rodillos)
Conjunto de
bolas de acero.A
X X X
1 Cilindro
contenedor.
A X X X
1 Tanque de
aceite.
B X
1 Líneas de
transmisión
hidráulica.
B X
1Molienda
de Clinker
(Molino de bolas)
Tanque de
aceite.
B X
1 Sistema de
transmisión de
aceite.
B X
Total. 2 6 7 8 6 12
Análisis de aceite.
Aceites para análisis de aceite en las distintas máquinas.
Aceite de transmisión. Aceite hidráulico. Aceite de mandos finales.
Aceites para transmisión.
Estos aceites son especialmente formulados para ser utilizados en
transmisones y diferenciales. El verdadero valor de un vehículo depende en
gran parte de la eficacia de la transmisión y el diferencial. Estos se encargan de
68
transformar la energía generada por el motor en movimiento con las menores
perdidas. Tambien la eficacia de los equipos dependen de la eficacia de sus
engranajes.
Aceites hidraulicos.
Estos aceites cumplen las siguientes funciones:
Función principal: transmisión de energía.
Funciones secundarias:
Lubricar los mecanismos y piezas en movimiento.
Sellar interiormente los asientos metalicos directos.
Proteger las partes del sistema contra la oxidación.
Soportar presiones y temperaturas elevadas fluctuantes.
Evacuar al exterior el calor desarrollado en el sistema.
Eviatra la formacón de espuma.
No atacar las partes componentes del sistema.
Equipo Cantidad. Puntos de toma
de muestra.
Camión 50 Ton. 11 33
Camión 90 Ton. 8 24
Cargador frontal 10 m^3. 6 18
Tractores (de oruga N10,
bulldozer y welldozer)
9 27
69
Palas P&H 23000 XPC. 6 18
Motoniveladora. 6 18
Prensa de rodillos. 1 1
Chancadora cónica. 1 1
Total 141
9.4.1. Resumen de técnicas predictivas a utilizar en los equipos que intervienen el proceso productivo.
Por el impacto que tienen en los procesos de producción es necesario incluir al
programa de monitoreo de condiciones todo aquel equipo que por criterio debe
pertenecer a dicho programa. En la tabla siguiente se encuentra la cantidad
total de equipos que den estar integrados al programa de monitoreo de
condiciones.
A continuación se muestra el resumen de las técnicas predictivas a utilizar en
las máquinas elegidas para la realización de los diagnósticos.
Ultr
aso
nido
.
Me
dici
ón
de
esp
esor
es.
Tin
tas
pene
tran
tes.
Par
tícu
las
ma
gné
ticas
.
Insp
ecci
ones
de s
olda
dura
.
Te
rmo
gra
fía.
Aná
lisis
de
vibr
aci
one
s.
Est
rob
osco
pia
.
TOTALE
S.
2 6 7 8 6 51 42 10
70
10.Evaluación económica.
La determinación de los costos de realización del mantenimiento predictivo es
muy importante, porque permite justificar su implantación, comparándolo con
los costos debido a la ocurrencia de fallas imprevistas o de emergencia.
No es viable aplicar algún método que no traiga beneficios, y es que el
mantenimiento de las máquinas requiere de técnicas o métodos que
encaminen a la mejora, la cual se ve reflejada en el aumento de disponibilidad
de los equipos, por motivo de esto las técnicas predictivas persiguen la
disminución de paradas que disminuyen la producción programada, estas
paradas son generadoras de costos que si se siguen dando en todo el periodo
del ejercicio, representarían costos importantes.
Los generadores de costos son los siguientes:
Costos por mantenimiento (correctivo, preventivo).
Costos por mantenimiento predictivo.
71
10.1. Costos por mantenimiento correctivo y preventivo.
Los costos de mantenimiento correctivo corresponden a los incurridos por fallas
imprevistas las cuales causan la parada de la planta. Es decir por no haber
predicho la falla, esto da como resultado, costos de mano de obra, costos por
material de repuesto, costos por perdidas de producción debido al tiempo en el
equipo está fuera de servicio.
Además tenemos los costos resultantes del mantenimiento preventivo los
cuales también se traducen en perdidas de dinero por parada ya que el equipo
debe ser interrumpido en su operación para la realización del mantenimiento de
acuerdo al programa preventivo es decir para para inspeccionar.
Horas de parada y costos por mantenimiento correctivo en mes.
Equipo. Horas de mantenimiento.Costos de
mantenimiento ($).
Camión de 50 Ton (1) 151 10598
Camión de 50 Ton (2) 204 5600
Camión de 50 Ton (3) 144 13000
Camión de 50 Ton (4) 128 12590
Camión de 50 Ton (5) 156 11684
Camión de 50 Ton (6) 116 10256
Camión de 50 Ton (7) 192 16202
Camión de 50 Ton (8) 169 15025
Camión de 50 Ton (9) 162 9561
Camión de 50 Ton (10) 149 10254
Total 1571 114770
Se extrae diariamente 18000 toneladas de piedra caliza, las toneladas que
pueden acarrear y cargar los camiones son:
50Ton x camiones=50Ton x10=400Ton.
Cantidad de piedra caliza cargada por hora:
72
18000Tondía
x 1día24h=750 Ton
h
Número de carguíos en el día.
18000Ton400Ton
=45carguios
Tiempo en hora por carguío.
45carguios1día
x1día24 h
=1.87 carguioshoras
Cantidad de piedra caliza cargada por hora por camión.
50Ton x1.87=93.5 Tonh
Toneladas transportadas en el año.
Como los camiones laboran en el año 480 horas.
93.5Tonhx 480
hmes
=44880 Tonmes
x12meses=538560 Tonaño
Toneladas de carguío perdidas.
93.5Tonhx 1571h=146888,5 Ton
añox1año12meses
=12240.71 Tonmes
x1mes30 días
=408 Tondía
Con 18000 Ton de caliza se produce 4000 Ton de clinker por día, entonces con
17592.
180004000
17592 x
x=17592x 400018000
x=3909Ton.
Perdida de producción por día 91 Ton de clinker, por camiones parados.
73
Chancado primario.
Equipo. Horas de mantenimiento.Costos de
mantenimiento ($).
Chancadora de conos. 155 9505
La capacidad de la chancadora de conos es de 1600 Ton por hora.
1600Tonhx8hdía
=12800 Tondía
Las toneladas chancadas perdidas debido a paradas son.
1600Tonhx 155h=248000 Ton
añox1año12meses
x1mes30días
=12111 Tondía
Si se produce 4000 Ton de Clinker por día con 16000 Ton chancadas,
entonces cuanto se producirá con 12111 Ton de material chancado.
128004000
12111x
x=12642.22x 400012800
x=3784Ton .
La perdida de producción de Clinker diario debido paradas en chancadora
de cono es de 215 Ton.
La siguiente tabla fue realizada en Excel donde fueron efectuados los cálculos
anteriores para cada máquina pertinente al proceso productivo.
Equipo.
Horas de
mantenimi
ento.
Costos de
mantenimi
ento ($).
Capacid
ad de
producc
ión
(Ton/h)
Ton
produci
das al
día
Ton
perdid
as al
día.
Ton al
día
ton de
clinker
produci
das al
día
Ton
clinke
r
perdid
as por
día.
74
Chancado
ra de
cono.
155 9505 1600 12800 688,8912111,
113784,72 215,28
Molino de
bolas.225 34515 130 1040 81,25 958,75 3687,50 312,50
Prensa de
rodillos.175 64236 330 2640 160,42
2479,5
83756,94 243,06
Torre de
ciclones145 36739 300 2400 120,83
2279,1
73798,61 201,39
Horno
roptativo.150 16457 4000 32000
1666,6
7
30333,
333791,67 208,33
Total. 850 161452
Perdida
de
produccio
n de
clinker
por día
total
1271,56
Perdida de
produccion
de clinker
por hora
total
158,94
Perdida
de
producc
ion de
clinker
en el
mes.
38146,
67
Las perdidas totales de la producción Clinker son de 38146,66 Ton al mes.
La producción mensual de cemento portland es de 129032 Ton por mes.
El 93 % del cemento portland es Clinker por lo tanto se necesita 120000 Ton de
Clinker para producir 129032 Ton de cemento portland en el mes, es decir se
pierde de producir al mes 41017,914 Ton de cemento portland.
El precio de venta del cemento es de $ 6.15 incluido IVA, por el saco de 50 Kg,
el costo de producción de 50 Kg de cemento portland es de $ 4.31.
Se estima que el 30 % del precio de venta es el margen de ganancia por lo
tanto se tiene $1.85 ganados por cada saco de 50 Kg.
Los kilogramos que se pierde de producir al mes son:
41017,914 Ton x1000KgTon
=41017914Kg .
Que equivalen a:
75
41017914 Kgx 1saco50Kg
=8203054.28 sacos
Con lo cual se deja de ganar 8203054.28 x $1.85=$1517662.818 al mes.
El costo de mantenimiento es de $ 161422.
Costos mensuales.
Coste por pérdida de producción. Costo por mantenimiento.
$ 1517662.818 $ 161422
10.2. Costo por mantenimiento predictivo.
Los costos de mantenimiento predictivo incluirán:
Costos por análisis de vibraciones.
Costos por adquisición de cámara termográfica y entrenamiento.
Costo por realización de END (tintas penetrantes, medición de
espesores, partículas magnéticas, ultrasonido, inspección de
soldaduras).
Costos por análisis de aceite.
Costo por adquisición de estreboscopio.
Costo por adquisición de cámara termográfica.
Cámara termográfica Fluke Ti10.
76
Características de la cámara termográfica .
Cámara termográfica de 9 Hz
Lente de 20 mm.
Incluye:
Adaptador de red/cargador de batería CA (incluido adaptador de
conector).
Tarjeta de memoria SD.
Lector de tarjeta SD (USB) para descargar imágenes a un ordenador.
Software SmartView™ con actualizaciones gratuitas de por vida.
Maletín de transporte rígido.
Estuche de transporte flexible.
Correa.
Manual de usuario.
Tarjeta de registro de garantía.
Costo de adquisición: $ 5208.
Costo por entrenamiento de personal: $ 3600
Sueldo del personal encargado: $ 800.
Número de personas encargadas de termografía: 2
Costo por Estroboscopía.
77
El costo del por adquisición del estroboscopio.
Estroboscopio a prueba de chapeo, 115 V AC.
Modelo: DT-311J
Costo de adquisición: $ 1080.
Costo por capacitación personal: $ 1500.
Sueldo de personal encargado: $ 700.
Número de personas encargadas: 1.
Costo por análisis de aceite.
El costo por enviar muestra de aceite para su análisis es de $ 1000.
Costo por análisis de vibraciones.
El costo por contratación de una empresa de servicio de mantenimiento
predictivo encargada de hacer análisis de vibraciones es de $ 1700.
Costos por realización de END.
El costo de cada prueba no destructiva y depende del lugar de don se
encuentre el objeto a realizársele la inspección y la complejidad de la pieza. Un
promedio de los costos es:
78
Partículas magnéticas: $ 4750.
Líquidos penetrantes: $ 3500.
Ultrasonido: $ 4500.
La siguiente tabla constará con los costos por inspección predictiva.
Técnica predictiva. Costo por inspección.
Termografía. $ 1600
Análisis de vibraciones. $ 1500
Líquidos penetrantes. $ 3500.
Ultrasonido. $ 4500.
Partículas magnéticas $ 4750.
Estroboscopio. $ 700.
Análisis de aceite. $ 1700.
Costos por capacitación y adquisición de equipos.
Técnica predictiva. Costo por capacitación y
adquisición.
Termografía. $ 8808.
Estreboscopio. $ 2580.
10.2.1. Determinación de la frecuencia de mantenimiento predictivo.
Frecuencia de inspección termográficas.
El costo por inspección termográfica es de $ 1600, y los puntos posibles a
realizar la inspección son 25. El costo por no detectar la falla es de $ 562541. La
rata de falla es de 0.8
Factor de costo.
C=1600/562541
79
C=2.84 x 10−3
Factor de falla.
F=25Fallasinsp
0.8Fallasaño
F=31.5 añosinsp
Factor de ajuste.
A=−ln (1−e−0.5 )
A=0.59
Intervalo de inspecciones predictivas.
I=C x F x A
I=2.84 x 10−3 x31.25 x0.59
I=0.05236 añosinsp
Frecuencia de inspección.
f=1I
f= 10.05236
f=19 inspaño
Frecuencia de inspección por análisis de vibraciones.
80
El costo por análisis de vibraciones es de $ 1500, y los puntos posibles a
realizar la inspección son 36. El costo por no detectar la falla es de $ 785950. La
rata de falla es de 0.6
Factor de costo.
C=1500/785950
C=1.91 x10−3
Factor de falla.
F=36Fallasinsp
0.8Fallasaño
F=45 añosinsp
Factor de ajuste.
A=−ln (1−e−0.6 )
A=0.79
Intervalo de inspecciones predictivas.
I=C x F x A
I=1.91 x10−3 x 45 x0.79
I=0.0678 añosinsp
Frecuencia de inspección.
f=1I
81
f= 10.0678
f=14.73≈15 inspaño
Frecuencia de inspección por END.
El costo por END es de $ 12750, y los puntos posibles a realizar la inspección
son 83. El costo por no detectar la falla es de $ 1587416. La rata de falla es de
0.9
Factor de costo.
C=12750/1587416
C=8.03 x10−3
Factor de falla.
F=83Fallasinsp
0.9Fallasaño
F=92.22 añosinsp
Factor de ajuste.
A=−ln (1−e−0.6 )
A=0.92
Intervalo de inspecciones predictivas.
I=C x F x A
I=8.03 x10−3 x 92.22 x0.52
82
I=0.385 añosinsp
Frecuencia de inspección.
f=1I
f= 10.0678
f=2.59≈3 inspaño
Frecuencia de inspección análisis de aceite.
El costo por análisis de aceite es de $ 1700, y los puntos posibles a realizar la
inspección son 56. El costo por no detectar la falla es de $ 987514. La rata de
falla es de 0.75
Factor de costo.
C=1700/987514
C=1.72 x10−3
Factor de falla.
F=56Fallasinsp
0.75Fallasaño
F=74.66 añosinsp
Factor de ajuste.
A=−ln (1−e−0.75 )
A=0.68
83
Intervalo de inspecciones predictivas.
I=C x F x A
I=1.72 x10−3 x74.66 x 0.68
I=0.087 añosinsp
Frecuencia de inspección.
f=1I
f= 10.087
f=11.45≈12 inspaño
Tabla de costos por mantenimiento predictivo y frecuencias de
inspección.
Técnica predictiva. Costo de mant. Pred. Por
año ($).
Frecuencias de
inspección.
Termografía. 30400 19
Análisis de
vibraciones.22500 15
END. 38250. 3
Análisis de aceite. 20400. 12
Total. 52900
Porcentaje del costo de mantenimiento predictivo con relación al costo por
mantenimiento correctivo y preventivo.
1937064100%
5290 x
84
x=5290 x100%1937064
x=5290 x100%1937064
x=0.27%
Ahorro.
Costo toal de mant. Pred. mas
adquisición de equipos y capacitación
$ 64288.
Costos de mantenimiento corerectivo y
preventivo.
$ 1937064.
Ahorro. $ 1872776
Si logramos reducir las horas de mantenimiento correctivo y preventivo un 4 %
y en total por horas de mantenimiento tenemos 855 horas entonces las horas
se reducen a 820.8.
El costo por perdida de producción es $ 1517662.818 al mes entonces con 855 horas de parada.
El costo por pérdida de producción en 820.8 h es de:
855h $1517662.818
820.8h x
x=$ 1517662.818x 598.5h855h
x=$ 1517662.818x 598.5h855h
x=$1455536.27 x12
x=$17466435.24
Dinero ganado en el año por aumento de la producción.
85
Costo por 855 h de parada. $ 18211953.82.
Costo por 598.5 h horas de parada. - $ 17466435.24
Ahorro. $ 745518.58
Aumento de las ganancias por aumento de la producción y disminución de los
costos de mantenimiento preventivo y correctivo.
Utilidad adicional obtenida por aplicación del mantenimiento predictivo.
Utilización de técnicas predictivas. $ 1872776
Aumento de la producción. + $ 745518.58
Ahorro. $ 2618294.5
En total se tiene una utilidad adicional de $ 2618294.5 por concepto de
disminución de mantenimiento correctivo y preventivo.
11.Conclusión.
En la determinación de los equipos a los cuales se les practicará las técnicas
mantenimiento predictivo, se ha escogido las máquinas de tipo A y B según la
matriz de criticidad, la máquinas fueron clasificadas según su relevancia con
respecto a la calidad del producto, su disponibilidad en la planta, el costo que
tiende a generar con respecto al mantenimiento tanto correctivo y preventivo y
la disponibilidad de repuestos.
Es necesario indicar que los sistemas de lubricación de la prensa de rodillos y
el molino de bolas, fueron puntuados según la matriz de criticidad como clase
B, aunque desde el punto de vista funcional es una parte crítica ya que
disminuye la fricción y el desgaste en los pares tribológicos de los equipos
antes mencionados, esta puntuación es debido a que se consideró un factor
que tiene que ver con el producto, por lo tanto el sistema de lubricación no
86
afecta al producto final del proceso, pero con respecto a la funcionalidad de la
máquina es una parte crítica, así que se los consideró como clase A.
La integración de la cámara termográfica y del estroboscopio dio la necesidad
de incluir personal para que realice las inspecciones predictivas, además es
necesaria la capacitación pertinente a esta técnica predictiva, con ello se tendrá
información necesaria para poder analizar y realizar un buen mantenimiento
proactivo.
El análisis de vibraciones, los END y el análisis de aceite serán contratados a
empresas de servicios de mantenimiento.
Debido al inconveniente de no tener suficientes datos históricos, el análisis
para la determinación de las frecuencias de mantenimiento, fueron tomadas en
base a un análisis riesgo-costo-beneficio y no un análisis de la curva P-F.
Con la disminución del 4 % del tiempo por mantenimiento correctivo y
preventivo es decir reducir de 855 h a 820.8 h se obtiene una ganancia de $
745518.58.
El costo por realizar el mantenimiento predictivo representa el 0.27 % del costo
por mantenimiento correctivo o de emergencia y el costo por mantenimiento
preventivo.
12.Recomendaciones.
Revisar y actualizar la clasificación de criticidad de maquinarias incluyendo el
análisis con respecto a su influencia de aporte hacia otras maquinarias.
Acumular la mayor cantidad de datos posibles de las inspecciones predictivas y
mantener las gráficas de tendencia, con el fin de poder determinar las
frecuencias de inspecciones, no solo con el análisis riesgo-costo beneficio, sino
también con la utilización la curva P-F.
87
Se recomienda incluir el análisis de corrientes en los motores de los molinos,
chancadora y prensas, si el análisis de vibraciones no cubre con la predicción
de fallas concernientes a la parte eléctrica de los motores.
13.Bibliografía.
Félix Cesáreo Gómez de León .1998. Tecnología del Mantenimiento Industrial.
Primera edición. Universidad de Murcia España.
Manés Fernández Cabanas y otros. 1998 Técnicas del Mantenimiento y
Diagnóstico de Máquinas Eléctricas Rotativas. Marcobombo S.A. Barcelona
España.
Manual de Mantenimiento, División Sector industria y de la Construcción,
Divulgación Tecnológica Santa Fe de Bogotá, 1991.
R. B. Abernethy, the new Weibull handbook, 4 edición, 1998, USA.
Artículos.
Proceso de Producción de la Planta Atocongo- Lima.
Importancia del cemento. Producciones: Mundial y española.
Mantenimiento industrial. Ingeniería de proyectos.
Rendimiento de Equipo Pesado para la Explotación de una Cantera de Cielo
Abierto. María Isabel Chiriboga Fernández, José Luis Pillasagua Carrera,
Eduardo Santos Baquerizo. Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra.
Escuela Superior Politécnica del Litoral
Páginas de internet.
www.industrialtijuana.com
www.abq-instrumentos.com
88
www.checkline.com
www.mantenimientoplanificado.com
89
