Ciclo de vida de Maquinas y Herramientas

Curva de la bañera.

La curva de la bañera, es un gráfica que representa los fallos durante el período de vida útil de un

sistema o máquina. Se llama así porque tiene la forma una bañera cortada a lo largo.

La vida útil es la duración estimada que un objeto puede tener cumpliendo correctamente con la

función para la cual ha sido creado. Normalmente se calcula en horas de duración.

Cuando se refiere a obras de ingeniería, como carreteras, puentes, represas, etc., se calcula en

años, sobre todo para efectos de su amortización, ya que en general estas obras continúan

prestando utilidad mucho más allá del tiempo estimado como vida útil para el análisis de factibilidad

económica.

Figura 1 Grafica de Bañera.

La curva de bañera (Bathtub Curve) representa la probabilidad de fallo instantáneo de un

elemento que se comporta inicialmente de forma decreciente (a esta zona se le denomina de

mortalidad infantil), en su vida media con una probabilidad de fallo casi constante (zona de

vida útil), y finalmente con probabilidad de fallo que aumenta con la edad (zona de desecho,

wearout). Esta curva es muy habitual en elementos reales, aunque en la práctica muchas veces se

simplifique estudiando únicamente su zona central, que tiene tasa de fallo constante.

La primera etapa de fallos iniciales o infantiles corresponde generalmente a la existencia de

dispositivos defectuosos o instalados indebidamente con una tasa de fallos superior a la

normal. Esta tasa de fallos elevada va disminuyendo con el tiempo hasta alcanzar un valor casi

constante. (β < 1)

La segunda etapa de fallos normales también llamada de fallos aleatorios, es debida principalmente

a operaciones con solicitaciones superiores a las proyectadas y se presentan de forma aleatoria

e inesperada. El comportamiento de la tasa es constante durante esta etapa y los fallos

son debidos a las propias condiciones normales de trabajo de los dispositivos o a solicitaciones

ocasionales superiores a las normales. (β = 1)

La tercera etapa de fallos de desgaste es debida a la superación de la vida prevista del

componente cuando empiezan a aparecer fallos de degradación como consecuencia del

desgaste. Se caracteriza por un aumento rápido de la tasa de fallos. (β > 1)

Evolución Histórica del Mantenimiento

La Evolución del Mantenimiento en el Ámbito Mundial, se percibe cómo a través del tiempo ocurrieron las sucesos y problemáticas que a su vez generaron la concepción del Mantenimiento, estos han servido a la humanidad como moduladores de una mejor definición y filosofía sobre el mantenimiento.

El Mantenimiento surge de una manera muy arcaica hace 120000 a.C. con el surgir del pensamiento y habilidades del hombre, durante esta época solo se realizaban trabajos de Mantenimiento Correctivo, en sus herramientas y utensilios.

En la actualidad se pueden distinguir varias etapas que muestran la evolución del mantenimiento a

través de la historia,

La Primera Generación

La Primera Generación cubre el periodo hasta la II Guerra Mundial. En esos días la industria no

estaba muy mecanizada, por lo que los periodos de paradas no importaban mucho. La maquinaria

era sencilla y en la mayoría de los casos diseñada para un propósito determinado. Esto hacia que

fuera fiable y fácil de reparar. Como resultado, no se necesitaban sistemas de mantenimiento.

Complicados, y la necesidad de personal calificado era menor que ahora.

La Segunda Generación

Durante la Segunda Guerra Mundial las cosas cambiaron drásticamente. Los tiempos de la Guerra

aumentaron la necesidad de productos de toda clase mientras que la mano de obra industrial bajó de

forma considerable. Esto llevó a la necesidad de un aumento de mecanización. Hacia el año 1950 se

habían construido máquinas de todo tipo y cada vez más complejas. La industria había comenzado a

depender de ellas.

Al aumentar esta dependencia, el tiempo improductivo de una máquina se hizo más patente. Esto

llevó a la idea de que los fallos de la maquinaria se podían y debían de prevenir, lo que dio como

resultado el nacimiento del concepto del mantenimiento preventivo. En el año 1960 esto se basaba

primordialmente en la revisión completa del material a intervalos fijos.

El costo del mantenimiento comenzó también a elevarse mucho en relación con los otros costes de

funcionamiento. Como resultado se comenzaron a implantar sistemas de control y planificación del

mantenimiento. Estos han ayudado a poner el mantenimiento bajo control, y se han establecido

ahora como parte de la práctica del mismo.

La Tercera Generación.

Desde mediados de los años setenta, el proceso de cambio en la industria ha cobrado incluso

velocidades más altas. Los cambios pueden clasificarse bajo los títulos de nuevas expectativas,

nueva investigación y nuevas técnicas.

Nuevas Expectativas: El crecimiento continuo de la mecanización significa que los periodos

improductivos tienen un efecto más importante en la producción, costo total y servicio al cliente. Esto

se hace más patente con el movimiento mundial hacia los sistemas de producción “justo a tiempo”,

en el que los reducidos niveles de stock en curso hacen que pequeñas averías puedan causar el

paro de toda una planta. Esta consideración está creando fuertes demandas en la función del

mantenimiento.

Una automatización más extensa significa que hay una relación más estrecha entre la condición de la

maquinaria y la calidad del producto. Al mismo tiempo, se están elevando continuamente los

estándares de calidad. Esto crea mayores demandas en la función del mantenimiento.

Otra característica en el aumento de la mecanización es que cada vez son más serias las

consecuencias de los fallos de una planta para la seguridad y/o el medio ambiente. Al mismo tiempo

los estándares en estos dos campos también están mejorando en respuesta a un mayor interés del

personal gerente, los sindicatos, los medios de información y el gobierno. También esto ejerce

influencia sobre el mantenimiento.

Finalmente, el coste del mantenimiento todavía está en aumento, en términos absolutos y en

proporción a los gastos totales. En algunas industrias, es ahora el segundo gasto operativo de coste

más alto y en algunos casos incluso el primero. Como resultado de esto, en solo treinta años lo que

antes no suponía casi ningún gasto se ha convertido en la prioridad de control de coste más

importante.

Nueva Investigación: Mucho más allá de las mejores expectativas, la nueva investigación está

cambiando nuestras creencias más básicas acerca del mantenimiento. En particular, se hace

aparente ahora que hay una menor conexión entre el tiempo que lleva una máquina funcionando y

sus posibilidades de falla.

Nuevas Técnicas: Ha habido un aumento explosivo en los nuevos conceptos y técnicas del

mantenimiento. Se cuentan ahora centenares de ellos, y surgen más cada vez. Estos incluyen:

Técnicas De "Condition Monitoring”

Sistemas Expertos

Técnicas De Gestión De Riesgos

Modos De Fallos Y Análisis De Los Efectos

Fiabilidad Y Mantenibilidad

Finalidad del Mantenimiento Industrial

La finalidad del mantenimiento es mantener operable el equipo e instalación y restablecer el equipo a

las 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.”

En consecuencia la finalidad del mantenimiento es brindar la máxima capacidad de producción a la

planta, aplicando técnicas que brindan un control eficiente del equipo e instalaciones. Actualmente el

mantenimiento se ha ganado un lugar dentro de la empresa, ya que los beneficios que le retribuye a

las áreas de contabilidad son bastante considerables por decir algo:

Mejorar las condiciones de operación de las maquinas.

Proporciona valor agregado al producto.

Aumenta la disponibilidad de los elementos susceptibles de mantenimiento de la empresa.

Reduce el consumo de materiales de la planta.

Se tiene un mayor control del consumo de energéticos de la empresa.

Se aumenta el control de las reparaciones que se hayan realizado en la planta.

Objetivos del Mantenimiento Industrial

Garantizar la disponibilidad y la confiabilidad de los equipos e instalaciones.

Satisfacer los requisitos del sistema de calidad de la empresa.

Cumplir todas las normas de seguridad y medio ambiente.

Maximizar la productividad y eficiencia.

Son los objetivos probables dentro de una industria, estos estarían garantizando la

disponibilidad de equipo y las instalaciones con una alta confiabilidad de la misma y con el

menor costo posible.

Variables del Mantenimiento

La Certeza de Funcionamiento de un Sistema se puede definir como la propiedad que permite que

sus usuarios coloquen una confianza justificada en los servicios que éste ofrece. Esta confianza está

ligada a la capacidad del sistema de resistir a las fallas de los materiales, logísticas y humanas, y

engloba todo eso que concierne a la concepción, implementación y operación de instalaciones

seguras. Sus variables son la Fiabilidad, Mantenibilidad, Disponibilidad y Seguridad del sistema.

La Confiabilidad:

Es la aptitud de un Sistema de cumplir la función para la cual fue diseñado, en condiciones dadas,

durante un intervalo de tiempo determinado.

La Mantenibilidad:

Es la aptitud de un sistema de ser mantenido o restablecido, en un tiempo dado, a su funcionamiento

normal cuando las operaciones de mantenimiento se realizan con los medios dados y siguiendo un

programa predeterminado.

La Disponibilidad:

Es la aptitud de un sistema de estar en un estado de cumplir una función requerida, en condiciones

dadas, en el instante requerido y por un intervalo de tiempo requerido, suponiendo que está

asegurada la provisión de los medios externos necesarios.

La Seguridad:

Es la aptitud de un sistema de no generar, en condiciones dadas, eventos críticos o catastróficos. La

Seguridad pone énfasis en la prevención de eventos que generen condiciones de riesgo inaceptables

para los trabajadores.

Tipos de Fallas que Atiende el Mantenimiento Industrial

Concepto de Falla

Es un suceso después del cual un equipo o sistema completo, deja de cumplir total o parcialmente

sus funciones. La falla es la alteración de la capacidad de trabajo del componente, equipo o sistema.

No necesariamente una falla es algo catastrófico, sino que se puede definir como cierto grado de

desviación de una característica de calidad respecto a su valor nominal.

Análisis de Falla

El análisis de falla consiste en la recopilación y almacenamiento de toda la información necesaria

referente a las fallas sucedidas en los equipos para utilizarla en futuros estudios y análisis

estadísticos que permiten conocer el comportamiento de las fallas que presenta determinado equipo.

Clasificación de las Fallas

Fallas Tempranas

Ocurren al principio de la vida útil y constituyen un porcentaje pequeño del total de fallas. Pueden ser

causadas por problemas de materiales, de diseño o de montaje.

Fallas adultas

Son las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Son derivadas de las condiciones

de operación y se presentan más lentamente que las anteriores (suciedad en un filtro de aire,

cambios de rodamientos de una máquina, etc.).

Fallas tardías

Representan una pequeña fracción de las fallas totales, aparecen en forma lenta y ocurren en la

etapa final de la vida del bien (envejecimiento de la aislación de un pequeño motor eléctrico, perdida

de flujo luminoso de una lampara, etc.

Actividades Administrativas y Técnicas del Mantenimiento

Las actividades técnicas de mantenimiento se pueden resumir en las siguientes:

Inspecciones:

Visitas al equipo para averiguar el estado en que encuentra. Se pueden realizar con el equipo

funcionando o detenido, con instrumentos sencillos o complejos. El objetivo es hacer un diagnóstico

de la situación y preparar medidas acordes. Con ocasión de la inspección se pueden realizar

pequeñas tareas de conservación o servicios. Estas tareas de inspección son el corazón del

Mantenimiento Preventivo.

Ajustes:

Acciones que “restablecen” el equipo a un estado de funcionamiento que ha perdido debido a las

condiciones operacionales. Se restablecen medidas, tolerancias, ajustes a valores originales

perdidos debidos al uso. Se ajusta la tensión de correas, la tolerancia entre piezas en movimiento, el

alineamiento de ejes, la corriente de partida, el voltaje de alimentación, la presión de aire o gases de

proceso, etc.

Cambios:

Acciones de reemplazo de piezas, repuestos, subconjuntos que han perdido sus condiciones

operacionales o que han fallado.

Reparaciones:

Acciones para corregir defectos producidos por fallas o deterioros que impiden seguir funcionando en

forma adecuada. Las correcciones son de todo tipo: mecánicas, eléctricas, hidráulicas, electrónicas.

Pueden ser programadas o no programadas. Siempre implican reconstruir parcial o totalmente un

elemento de una máquina, mecanismo o sistema que ha perdido su condición operacional.

Lubricación:

Acción destinada a rellenar niveles de lubricantes o grasas en depósitos o contenedores de

lubricantes o a reemplazarlo cuando ha perdido sus condiciones físicas y funcionales.

Servicio:

Acción destinada a facilitar o permitir la operación continúa de una máquina o sistema como el

relleno de niveles de líquidos o gases de operación, el aseo, el relleno o alimentación de

combustibles, el destape de ductos, el despeje de vías de acceso.

Reparaciones generales:

Son reparaciones que implican el equipo completo o un subconjunto importante que se somete a

diversas correcciones de todos sus elementos en una misma oportunidad. Se suele conocer como

“overhaul”. Los “paros de planta” suelen ser trabajos de este tipo porque implican intervenir

contemporáneamente mecanismos muy diversos de una misma instalación productiva o de servicios.

Acciones de Reemplazo de Equipos:

Estudios de ingeniería basados en modelos desarrollados como parte de la tecnología matemática

que se conoce como Investigación de Operaciones que determinan el momento más adecuado,

desde el punto de vista económico, para cambiar un equipo antiguo por uno nuevo.

Acciones de cambio en los diseños a fin de mejorar la Confiabilidad y la

Mantenibilidad:

Estudios de ingeniería, de las diversas especialidades, que se aplican a los equipos en uso en la

planta, para modificar el diseño original de fábrica a fin de evitar fallas, disminuir el efecto de daño o

mejorar el rendimiento.

Actividades Administrativas del Mantenimiento Industrial.

El Mantenimiento Industrial debe realizar las funciones administrativas: estas involucran las políticas,

establecimiento de un departamento y un sistema de mantenimiento, es decir la Planeación del

trabajo Organización, Programación, Ejecución y Control de las actividades de mantenimiento.

Mejoramiento de la capacidad y motivación de los trabajadores, registros e informes de

mantenimiento.

Propósitos de la administración del mantenimiento

Dentro de los propósitos tenemos los siguientes: Realizar un mantenimiento programado en lugar de esperar fallas. Proporcionar un control efectivo de los recursos. Proporcionar un nivel adecuado de mantenimiento. Mantener las instalaciones y equipos en óptimo funcionamiento. Iniciar una acción correctiva proactiva, en lugar de reactiva. Correlacionar los recursos de mantenimiento con la carga de trabajo. Proporcionar la información detallada necesaria para identificar las áreas problema que

necesitan atención específica.

Beneficios de la administración del mantenimiento

Obtención económica de la duración de vida anticipada de las instalaciones y equipos. Mejorar la confiabilidad y disponibilidad del equipo, y servicios esenciales. Mejorar el espíritu de trabajo del personal de mantenimiento. Incrementar la calidad en el personal de la unidad de mantenimiento. Disminuir la necesidad de inversión de capital, utilizando las instalaciones y equipos

existentes hasta su máxima expectativa de vida. Crear datos técnicos que permitan mejorar las instalaciones y equipos. Disponibilidad de datos que apoyen los requisitos del presupuesto.

Comparación de las Actividades Administrativas y Técnicas del Mantenimiento Industrial

ACTIVIDADES DEL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL DESDE LA PARTE ADMINISTRATIVA

Planear proyectos a mediano y a largo plazo de las acciones de mantenimiento que

dan dirección a la industria.

La planeación ayuda y mejora la ejecución del mantenimiento y la producción en la

industria

El seguir un proceso preestablecido y planificado.

La planeación del mejoramiento continuo

Balancear el costo de mantenimiento con el correspondiente al lucro cesante.

Programación de las actividades de mantenimiento en tiempo.

La programación del mantenimiento de acuerdo a su urgencia, disponibilidad del

equipo, y material necesario.

Se realiza un buen control de inventarios y una actualización continua; para esto es

necesario calcular, elaborar y controlar los presupuestos.

Realizar reportes donde se informa el desempeño de los equipos o máquinas dentro

de la industria y el modelo de mantenimiento que se le aplica.

ACTIVIDADES DEL MANTENIMIENTO DESDE LA PARTE TÉCNICA Medir Estadística Conocimientos básicos de mecánica, eléctrica, electrónica, química, informatico.etc Uso de tecnología como sensores, programas informáticos Medición de la amplitud de la vibración: Da un valor global del desplazamiento o velocidad de la vibración. Cuando la vibración sobrepasa el valor preestablecido el equipo debe ser revisado.Acciones de cambio en los diseños a fin de mejorar la Confiabilidad y laMantenibilidad.Inspecciones.Reparaciones generales.Acciones de Reemplazo de Equipos.Acciones de Reemplazo de Equipos.