Industria y Materiales

Mantenimiento de equipos y maquinarias

Compartir 1 Me sirvió 0 No me sirvió

1.- INTRODUCCIÓN.

En toda empresa uno de los aspectos más importantes es el mantenimiento de los equipos, maquinarias e instalaciones, ya que un adecuado plan de mantenimiento aumenta la vida útil de éstos reduciendo la necesidad de los repuestos y minimizando el costo anual del material usado.

Sin un adecuado mantenimiento la maquinaria interrumpe su operación con mucha frecuencia, alterando considerablemente los programas de producción y fallándole a los clientes. En muchas ocasiones, provoca un incremento de la cantidad de material en proceso, lo que implica:

Mayor espacio utilizado.
Mayor inversión inmovilizada.
Problemas de calidad en el producto acumulado.
Personal desmotivado.
Mayor desperdicio de materiales.
Mayores costos en las reparaciones.

Por tanto puede decirse que el mantenimiento afecta a:

La eficiencia.
Los costos.
La calidad.
La confiabilidad.

Así puede definirse el mantenimiento industrial como el conjunto de acciones encaminadas a la conservación de la maquinaria, equipo e instalaciones, de tal manera que permanezcan sirviendo en óptimas condiciones, alcanzando el objetivo para el cual fueron adquiridas, evitando o minimizando las fallas durante su vida útil.

En la actualidad, el mantenimiento está adquiriendo una importancia creciente puesto que los adelantos tecnológicos han impuesto un mayor grado de mecanización y automatización de la producción, lo que exige un incremento constante de la calidad. Por otro lado, la fuerte competencia comercial obliga a alcanzar un alto nivel de confiabilidad del sistema de producción o servicio, a fin de que éste pueda responder adecuadamente a los requerimientos del mercado.

El mantenimiento pasa a ser así una especie de sistema de producción o servicio alterno, cuya gestión corre paralela a éste. En consecuencia, ambos sistemas deben ser objetos de similar atención, aunque la experiencia demuestra que la mayor atención se centra en la actividad productiva o de servicio propiamente dicha.

Está demostrado que las organizaciones eficientes tienen un eficaz sistema de mantenimiento. La actividad de mantenimiento debe entenderse como la adopción de un sistema que se adapte a las necesidades de cada empresa así como a las características y el estado técnico del equipamiento instalado en ellas.

En el área de mantenimiento existen diversas estrategias para la selección del sistema a aplicar en cada equipo; sin embargo, la mayoría de ellas no tienen en cuenta la naturaleza del fallo, aunque este elemento es de vital importancia para un empleo óptimo de los recursos en el área analizada.

Otros aspectos que tampoco suelen tenerse en cuenta para la selección de las posibles estrategias de mantenimiento son el nivel de riesgo que ofrece el fallo para los operarios o para el medio ambiente y las afectaciones de calidad para el proceso.

Cada equipo, independientemente de su naturaleza, presenta un determinado patrón de fallo, el cual es obtenido a partir del tiempo medio entre fallos. Pueden darse dos situaciones:

El patrón de fallo refleja que se trata de un equipo cuya falla está relacionado con la edad.
El patrón de fallo refleja que se trata de un equipo cuya falla no está relacionado con la edad.

En mantenimiento, se agrupan una serie de actividades cuya ejecución permite alcanzar un mayor grado de confiabilidad en los equipos, máquinas, construcciones civiles, instalaciones, etc.

La confiabilidad es la probabilidad de que un producto desempeñe correctamente la actividad para la que se había propuesto, durante un tiempo establecido y bajo determinadas condiciones de operación. Si este criterio lo aplicamos a los productos que sólo se usan una vez puede darnos una idea relativamente falsa de su significado. Un ejemplo típico es la confiabilidad de un clavo: al usarlo, puede funcionar correctamente o, doblarse y en este último caso, no sería "confiable". Por ello, normalmente su significado se aplica a conjuntos de piezas o sistemas, formados por un ensamble serie/paralelo en el que individualmente, cada pieza, posee su propia confiabilidad según cómo se encuentre formado dicho ensamble.

Cabe destacar que la confiabilidad de un sistema complejo, compuesto por una serie de piezas, puede llegar a ser muy mala a pesar de no presentar una mala confiabilidad individual.

De todo lo anterior puede deducirse que es de "urgencia" mejorar nuestro sistema de mantenimiento.

2.- ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO.

Las actividades de mantenimiento pueden ser realizadas según diferentes sistemas, que luego trataremos, y que se aplican según las características de los bienes y criterios de gestión.

Las tareas de mantenimiento se aplican sobre las instalaciones fijas y móviles, sobre equipos y maquinarias, sobre edificios industriales, comerciales o de servicios específicos, sobre las mejoras introducidas al terreno y sobre cualquier otro tipo de bien productivo. De la misma forma alcanza a máquinas, herramientas aparatos e instrumentos, a equipos de producción, a los edificios y todas sus instalaciones auxiliares.

La finalidad del mantenimiento es:

Evitar, reducir y reparar las fallas sobre los bienes de la organización.
Disminuir la gravedad de las fallas que no se lleguen a evitar.
Evitar detenciones inútiles o paros de máquinas.
Evitar accidentes.
Evitar daños ambientales.
Evitar incidentes y aumentar la seguridad para las personas.
Conservar los bienes producidos en condiciones seguras y preestablecidas de operación.
Lograr un uso eficiente y racional de la energía.
Mejorar las funciones y la vida útil de los bienes.

El mantenimiento adecuado, tiende a prolongar la vida útil de los bienes, a obtener un rendimiento aceptable de los mismos durante más tiempo y a reducir el número de fallas. Decimos que algo falla cuando deja de brindarnos el servicio que debía darnos o cuando aparecen efectos indeseables, según las especificaciones de diseño con las que fue construido o instalado el bien en cuestión. En general, todo lo que existe, especialmente si es móvil, se deteriora, rompe o falla con el correr del tiempo. Dicho deterioro puede ser a corto plazo o a muy largo plazo.

Por tanto, el paso del tiempo provoca en algunos bienes, disminuciones evidentes de sus características, cualidades o prestaciones. En otro tipo de bienes, el deterioro se acentúa principalmente por su uso, como es el caso de todas las piezas móviles de una maquinaria o instalación.

Las fallas se presentan en mayor medida al principio de la vida útil para luego estabilizarse durante un tiempo relativamente largo, en un valor que depende del tipo y características del bien, para luego comenzar a ascender, lo cual marca en general, el límite de la vida útil de ese bien.

Este tipo de gráfico se conoce con el nombre de curva bañera (por analogía con la forma del artefacto sanitario) INCLUIR LA FORMA DE LA CURVA.

Según el momento de la vida útil en el que aparecen las fallas, éstas pueden ser clasificarlas en:

Fallas tempranas. Corresponden al período de mortalidad infantil, por lo que ocurren al principio de la vida útil constituyendo un porcentaje pequeño del total de fallas. Pueden ser causadas por problemas de materiales, de diseño o de montaje. Suelen presentarse de forma repentina y causar graves daños. Actualmente este tipo de fallas se encuentra en regresión.
Fallas adultas. Son las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Derivan de las condiciones de operación y se presentan más lentamente que las anteriores.
Fallas tardías. Representan una pequeña fracción de las fallas totales y ocurren en la etapa final de la vida útil del elemento.

Algunas fallas no avisan, o avisan poco antes de su producción, por ejemplo, al encender una lámpara incandescente ésta sufre la rotura del filamento y no se logra su encendido. Otros tipos de fallas dan indicios con bastante anticipación a su producción, como es el caso del filo de una herramienta de corte el cual se mantiene en buenas condiciones durante un tiempo, luego el mismo se va perdiendo paulatina y continuamente, hasta llegar a límites inaceptables para el producto

3.- EFECTIVIDAD DEL MANTENIMIENTO.

Para que los trabajos de mantenimiento sean eficientes son necesarios el control, la planificación del trabajo y la distribución correcta de la fuerza humana, logrando así que se reduzcan costos, tiempo de paro de los equipos de trabajo, etc. A continuación se verá algunas características del servicio de mantenimiento, que llevan a que el mismo sea considerado efectivo.

Hemos dicho que la confiabilidad o fiabilidad es la probabilidad de que un bien funcione adecuadamente durante un período determinado, bajo condiciones operativas específicas. En la práctica, la fiabilidad está medida como el tiempo medio entre ciclos de mantenimiento o el tiempo medio entre dos fallas consecutivas (TMEF) Un sistema, dispositivo, máquina o equipo, resulta entonces más confiable, a medida que dicho tiempo TMEF es mayor.

La confiabilidad de un equipo, máquina o instalación, simple o que posee pocos componentes en serie, resulta mayor que la de una instalación compleja con muchos componentes en serie. Basta recordar que en una sucesión de procesos en línea, cuando se detiene uno de ellos, se detiene toda la línea.

En caso de que una máquina posea dos componentes que actúan uno a continuación de otro, es decir sólo dos elementos en serie, y que la confiabilidad de cada uno sea del 90%, tendremos una confiabilidad conjunta de: 0,90 x 0,90 = 0,81 o expresado porcentualmente del 81%.

Observemos que la confiabilidad del sistema, resulta menor que la confiabilidad de los componentes. Si con igual confiabilidad individual, la máquina poseyera cuatro componentes en serie, la confiabilidad conjunta de la máquina, disminuiría al 65,61%, producto de 0,90 elevado a la cuarta potencia, o bien, 0,90 x 0,90 x 0,90 x 0,90 (o 0,904)

Por tanto, una forma evidente de aumentar la confiabilidad del sistema, es aumentar la confiabilidad de cada uno de sus componentes. Otras formas son: mejorar las condiciones de trabajo, considerar el mantenimiento preventivo de los elementos críticos, poseer equipos de reserva o en stand-by, etc.

También interesa disminuir la gravedad de las fallas, lo cual lleva a que el bien aumente en alguna medida su confiabilidad, dado que en muchos casos, al ser menos grave la falla, es menor en magnitud o extensión.

Asimismo, la confiabilidad se verá tanto más facilitada o mejorada, a medida que su diseño permita un mejor servicio de mantenimiento y/o que su diseño haya sido previsto con criterio redundante, es decir, con vías de funcionamiento alternativas. El criterio de redundancia se logra con elementos alternativos colocados en paralelo y que actúan en los casos en que los elementos básicos previstos, entran en falla y no pueden sostener un adecuado funcionamiento.

La medida de la facilidad con que se puede realizar el mantenimiento de un bien, da origen al vocablo mantenibilidad, atributo que se expresa en términos de frecuencia, de duración o de costos de mantenimiento.

En definitiva, puede decirse que un mantenimiento efectivo debe combinar disponibilidad, eficiencia, calidad y costos.

La disponibilidad del equipo a mantener puede obtenerse como:

Disponibilidad = (TP - TI)/ TP

TP = tiempo programado de funcionamiento

TI = tiempo de inactividad por falla

Como resulta obvio deducir, la disponibilidad es función de la frecuencia de las fallas y de su duración, asimilado al tiempo de reparación.

También interesa conocer la eficiencia de un bien de producción, la cual determina el régimen de funcionamiento. Se mide como cociente entre el tiempo estándar para realizar una actividad y el tiempo real de la misma.

Eficiencia = Te/Tr

Te = tiempo estándar para realizar una actividad

Tr = tiempo real de funcionamiento

La calidad del servicio de mantenimiento es otra medida a tener en cuenta. Ésta indica en qué medida el bien a mantener elabora los productos con la calidad especificada por el diseño.

Indice de calidad = (CP - D)/ CP

CP = cantidad elaborada por el bien

D = cantidad que presenta defectos

Resulta común definir una medida del desempeño de los equipos, mediante el índice o tasa de efectividad, obtenida como el producto de las tasas de disponibilidad, eficiencia y calidad.

Tasa de efectividad = disponibilidad x eficiencia x índice de calidad

Con relación a los costos, debe señalarse que normalmente se dispone de un presupuesto anual destinado a mantenimiento, sobre el que frecuentemente se echa mano para destinarlo a otros gastos considerados como prioritarios. Como consecuencia, las partidas destinadas al mantenimiento no alcanzan para alimentar un sistema de producción de una organización en marcha y que aspire a convertirse en un productor de clase mundial.

Cuando una empresa está operando normalmente, los desvíos de fondos destinados a mantenimiento suelen ser escasos. En cambio, en situaciones de crisis, las empresas dejan, entre otras cosas, de invertir en mantenimiento y/o de abonar seguros.

En esos casos, si la situación se prolonga un tiempo suficiente, los bienes llegan a un deterioro tal, que las posteriores inversiones en mantenimiento deberán ser exorbitantes y por ello, imposibles de realizar, así se hace de que muchos de los bienes pueden llegar a ser económicamente irrecuperables. Se entra así en un círculo vicioso que no hace otra cosa que profundizar el estado de crisis inicial.

Para proporcionar un correcto servicio de mantenimiento, debemos tener en cuenta todos los costos asociados al servicio, esto es, por un lado, los costos que se evidencian a partir de la contabilidad como los correspondientes a los materiales o la mano de obra y, por otro lado, aquellos costos que no se registran en la contabilidad, tales como: el lucro cesante por paradas de máquinas o por disminución del ritmo de producción, el correspondiente a la pérdida de calidad de la producción, el que surge por la menor vida útil de los bienes, el del aumento del inventario en proceso y todos aquellos derivados de los accidentes.

Así, puede quedar ociosa la mano de obra directamente vinculada con el bien fuera de servicio; la producción de ese puesto se detiene y también puede ocurrir que se detenga la de los puestos sucesivos con posibilidad de falta de abastecimiento de productos; existe posibilidad de pérdida de la producción en proceso; el costo de la reparación propiamente dicha (mano de obra, materiales y servicios) incluido en la pieza fallada y a veces, el costo de otras piezas dañadas por arrastre; la sobreabsorción de costos fabriles por unidad de producto; los costos de un eventual accidente a los operarios, etc.

Por ello, un criterio sano para una empresa de clase mundial, es balancear adecuadamente los costos de mantenimiento y los correspondientes a las reales pérdidas de producción.

Ejemplo:

Una prensa produce carcasas para un motor especificado. El ciclo de tiempo estándar para este producto es de 12 min./unidad. El tiempo programado de trabajo es de 48 horas. La producción alcanzó a 216 carcasas, de las cuales 2 de ellas salieron con defectos. La prensa trabajó durante 44 horas.

TP = 48 horas

TP - TI = 44 horas

Disponibilidad = 44 hs./48 hs. = 0,9167.

Te = 12 min./unidad

Tr = (44 hs. X 60 min)/ 216 unidades = 12,22 min/unidad

Eficiencia = (12 min/unidad)/ 12,22 min/unidad = 0,982.

Indice de calidad = (216 - 2) carcasas/216 carcasas = 0,9907.

Tasa de efectividad = 0,9167 x 0,982 x 0,9907 = 0,8918.

4.- TIPOS DE MANTENIMIENTO.

Los sistemas de mantenimiento han ido evolucionando con el tiempo y hoy en día no pueden dejarse de lado ninguna de sus variadas formas y versiones.

Probablemente, en los primeros tiempos del desarrollo de las industrias, las tareas de mantenimiento estaban limitadas a efectuar reparaciones o cambios de piezas luego de que éstas fallaran o, en algunos casos, a realizarlas poco antes de arribar a las mismas.

Actualmente existen variados sistemas para encarar el servicio de mantenimiento de las instalaciones en operación, algunos de ellos no solamente centran su atención en la tarea de corregir las fallas, sino que también tratan de actuar antes de la aparición de las mismas haciéndolo tanto sobre los bienes, tal como fueron concebidos, como sobre los que se encuentran en etapa de diseño.

Los tipos de mantenimiento que trataremos son:

Mantenimiento correctivo. Se efectúa cuando las fallas han ocurrido. Puede ser de emergencia o programado.
Mantenimiento preventivo. Se efectúa para prever las fallas con base en parámetros de diseño y condiciones de trabajo supuestas.
Mantenimiento predictivo. Prevé las fallas con base en observaciones que indican tendencias.
Mantenimiento productivo total (TPM)

Muchas personas consideran los dos mantenimientos centrales como uno solo, ya que la línea que los separa es muy sutil.

Normalmente coexisten varios de ellos en una misma empresa, pues se trata de elegir el sistema que más convenga según el tipo de bien a mantener, la política empresaria en esta materia, la organización del mantenimiento y la capacidad del personal y de los talleres, la intensidad de empleo de los bienes, el costo del servicio o las posibilidades de aplicación.

4.1. MANTENIMIENTO CORRECTIVO.

Mantenimiento correctivo de emergencia.

Ambos mantenimientos correctivos actúan sobre hechos ciertos, consistiendo en reparar la falla a medida que se presentan lo más rápidamente posible con el objetivo de evitar costos y daños materiales y/o humanos mayores.

Dicho mantenimiento suele aplicarse a sistemas complejos, normalmente componentes electrónicos y en procesos que admiten ser interrumpidos en cualquier momento y durante cualquier tiempo, sin afectar la seguridad.

Sus principales ventajas son:

Si el equipo esta preparado, la intervención en el fallo es rápida y la reposición en la mayoría de los casos será con el mínimo tiempo.
No se necesita una infraestructura excesiva, un grupo de operarios competentes será suficiente, por lo tanto el costo de mano de obra será mínimo, por lo que será más prioritaria la experiencia y la pericia de los operarios, que la capacidad de análisis o de estudio del tipo de problema que se produzca.
Es rentable en equipos que no intervienen de manera instantanea en la producción, donde la implantacion de otro sistema resultaría poco económico.

Respecto a los principales inconvenientes destacar:

En primer lugar, la falla puede sobrevenir en cualquier momento, muchas veces, debido justamente a que en ese instante se somete el bien a una mayor exigencia. De esa forma, fallas no detectadas a tiempo, ocurridas en partes cuyo cambio hubiera sido realizado fácilmente, pueden causar daños importantes en otros elementos o piezas conexas que se encontraban en buen estado de uso y conservación.
Por otro lado, debe tenerse reservado una importante cantidad de piezas de repuesto puesto que la adquisición de muchos elementos que pueden fallar, suele requerir una gestión de compra y entrega no compatible en tiempo con la necesidad de contar con el bien en operación (por ejemplo: caso de equipos discontinuados de fabricación, partes importadas, desaparición del fabricante)

Por último, con referencia al personal que ejecuta el servicio éste debe ser altamente cualificado y sobredimensionado en cantidad pues las fallas deben ser corregidas de inmediato. Generalmente se agrupa al personal en forma de cuadrillas.

Mantenimiento correctivo programado.

Al igual que el anterior, corrige la falla y actúa muchas veces ante un hecho cierto. La diferencia con él, es que no existe el grado de apremio del anterior, sino que los trabajos pueden ser programados para ser realizados en un futuro normalmente próximo, sin interferir con las tareas de producción.

En general, se programa la detención del equipo, pero antes de hacerlo, se va acumulando tareas a realizar sobre el mismo y se programa su ejecución, la cual no podría realizarse con el equipo en funcionamiento. Lógicamente, se aprovecha las paradas, horas en contraturno, períodos de baja demanda, fines de semana, períodos de vacaciones, etc.

Si bien muchas de las paradas son programadas, otras, son obligadas por la aparición de las fallas. Por ello, este sistema comparte casi las mismas desventajas o inconvenientes que el método anterior.

De ambos mantenimientos correctivos puede decirse que primero deben realizarse acciones inmediatas para reencauzar la condición u operación. Una vez iniciada se debe empezar en cuanto sea posible la toma de decisiones sobre acciones mediatas que conduzcan a la solución del problema. Las condiciones resultantes del primer grupo de acciones son de carácter temporal. El segundo grupo de acciones debe conducir a soluciones tan permanentes o definitivas como sea posible.

A continuación se muestra el proceso descrito, al que se denomina acción de pinzas.

A fin de aclarar lo expuesto anteriormente se dan algunos ejemplos:

Cuando una persona con dolor de muelas recurre a un dentista, el médico lo seda (solución temporal) e inicia un tratamiento (solución permanente) para que la muela no vuelva a doler.
Cuando una persona tiene una herida grave, primero debe detenerse la hemorragia con un torniquete (solución temporal) y trasladar al herido a un hospital, en donde iniciarán acciones y tratamiento para curarlo (solución permanente)

4.2. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

El origen de este tipo de mantenimiento surgió analizando estadísticamente la vida útil de los equipos y sus elementos mecánicos, y efectuando su mantenimiento basándose en la sustitución periódica de elementos independientemente del estado o condición de deterioro y desgaste de los mismos.

Por tanto, puede decirse que este tipo de mantenimiento trata de anticiparse a la aparición de las fallas, evitando que éstas ocurran mediante el servicio, reparación o reposición programada. Evidentemente, ningún sistema puede anticiparse a ellas si no avisan por algún medio. La base de información surge de fuentes internas a la organización y de fuentes externas a ella.

Las fuentes internas están constituidas por los registros o historiales de reparaciones existentes en la empresa, los cuales informan sobre todas las tareas de mantenimiento que el bien ha sufrido durante su permanencia en nuestro poder. Se debe tener en cuenta que los bienes existentes pudieron ser adquiridos como nuevos o como usados. Forman parte de esta fuente, los archivos de los equipos e instalaciones con sus listados de partes, especificaciones, planos generales de detalle, de despiece, los archivos de inventarios de piezas y partes de repuesto, los archivos del personal disponible en mantenimiento con el detalle de su calificación, habilidades, horarios de trabajo, sueldos, etc.

Las fuentes externas. Están constituidas por las recomendaciones sobre el mantenimiento, que efectúa el fabricante de cada bien.

En ambas fuentes de información se encuentra implícito el conocimiento de la vida útil del bien. Es justamente la definición de una vida útil para los bienes y sus componentes, lo que nos facilita encarar este tipo de mantenimiento.

Por otro lado, para los casos en que no disponemos de información sobre la historia o sobre la vida útil de un bien, la recorrida periódica de todos ellos y la confección de un programa de reparaciones anticipadas, permite actuar antes que se produzcan muchas de las fallas.

Para desarrollar un plan de mantenimiento preventivo en un equipo debe determinarse previamente:

Que debe inspeccionarse.
Con qué frecuencia se debe inspeccionar y evaluar.
A qué debe dársele servicio.
Con qué periodicidad se debe dar el mantenimiento preventivo.
A qué componentes debe asignárseles vida útil.
Cuál debe ser la vida útil y económica de dichos componentes.

Para determinar lo que debe inspeccionarse se dan a continuación las recomendaciones siguientes:

Todo lo susceptible de falla mecánica progresiva, como desgaste, corrosión y vibración.
Todo lo expuesto a falla por acumulación de materias extrañas: humedad, envejecimiento de materiales aislantes, etc.
Todo lo que sea susceptible de fugas, como es el caso de sistemas hidráulicos, neumáticos, de gas y tuberías de distribución de fluidos.
Lo que con variación, fuera de ciertos límites, puede ocasionar fallas como niveles de depósito de sistemas de lubricación, niveles de aceite aislante, niveles de agua.
Los elementos regulares de todo lo que funcione con características controladas de presión, gasto, temperatura, holgura mecánica, voltaje, etc.

Las ventajas más importantes de este mantenimiento son las siguientes:

Seguridad. Las obras e instalaciones sujetas a mantenimiento preventivo operan en mejores condiciones de seguridad.
Vida útil. Una instalación tiene una vida útil mucho mayor que la que tendría con un sistema de mantenimiento correctivo.
Coste de reparaciones. Es posible reducir el costo de reparaciones si se utiliza el mantenimiento preventivo.
Inventarios. También es posible reducir el costo de los inventarios empleando este sistema de mantenimiento.
Carga de trabajo. La carga de trabajo para el personal de mantenimiento preventivo es más uniforme que en un sistema de mantenimiento correctivo.
Aplicabilidad. Mientras más complejas sean las instalaciones y más confiabilidad se requiera, mayor será la necesidad de mantenimiento.

Las desventajas que presenta este sistema son:

Cambios innecesarios. Al alcanzarse la vida útil de un elemento, se procede a su cambio, encontrándose muchas veces, que el elemento que se cambia, permitiría ser utilizado durante un tiempo más prolongado. En otros casos, ya con el equipo desarmado, se observa la necesidad de "aprovechar" para realizar el reemplazo de piezas menores en buen estado, cuyo costo es escaso frente al correspondiente de desarme y armado, en vista de prolongar la vida del conjunto.
Problemas iniciales de operación. Cuando se desarma, se montan piezas nuevas, se rearma y se efectúan las primeras pruebas de funcionamiento, pueden aparecer diferencias en la estabilidad, seguridad o regularidad de la marcha. Muchas veces, esto es debido a que las piezas no hermanan como cuando se desgastaron en forma paulatina en una posición dada, otras veces, es debido a la aparición de fugas o pérdidas que antes de la reparación no existían, o a que no se advirtió que también se deberían haber cambiado piezas que se encontraban con pequeños desgastes, o a que durante el armado se modificaron posiciones de piezas que provocan vibraciones de las partes rotantes.
Costo en inventarios. El costo en inventarios sigue siendo alto aunque previsible, lo cual permite una mejor gestión.
Mano de obra. Se necesitará contar con mano de obra intensiva y especial para períodos cortos.
Mantenimiento no efectuado. Si por alguna razón, no se realiza un servicio de mantenimiento previsto, se alteran los períodos de intervención y se produce un degeneramiento del servicio.

Forma de realizar el mantenimiento preventivo.

El mantenimiento preventivo puede realizarse de tres formas distintas:

Revisando las instalaciones con intervalos de tiempo iguales entre revisiones, desmontando los componentes objeto de revisión antes de que fallen y reponiéndose a tiempo cero. El informe de cada avería se plasma en un documento de diseño propio de cada empresa que se deberá tratar adecuadamente en función de la gravedad y la urgencia para ser reparada.
Revisando las instalaciones periódicamente y según su estado efectuar su sustitución si exceden sus límites de operación. Es apropiado cuando se trata de componentes eléctricos y electrónicos y en los instrumentos de control.
Desmontando los componentes para ser examinados y sustituyendo los que están en deficientes condiciones. Es adecuado en sistemas complejos electrónicos y en equipos donde resulta complicado predecir sus fallos. Cuando en el curso de una revisión planificada se detectan anomalías, estas se deben tratar tomando nota del elemento e identificándose la probabilidad de ocurrencia de la avería. Obviamente se reparan siempre que se tengan los elementos de recambio, o se programa para planificar su sustitución lo mas rápidamente posible. La detección de anomalías no prevista servirá al departamento para corregir y actualizar los procedimientos.

De esta forma tratando la información adecuadamente se podrían obtener los siguientes resultados:

Nivel medio de paro evitado aplicando el mantenimiento preventivo.
Conocimiento preciso de la influencia en la prevención de los paros de cada actividad de mantenimiento preventivo.
Empleo de los recursos de mantenimiento en actividades más efectivas y rentables.

Se estima que una sana combinación de mantenimiento correctivo y preventivo puede reducir los costos en 40 a 50 %. En la práctica es imposible realizar un sistema de mantenimiento 100% correctivo o 100% preventivo.

Medición y distribución de los tiempos del mantenimiento preventivo.

La medición del mantenimiento preventivo se hace teniendo en cuenta el tiempo necesario para realizar cada operación de mantenimiento y la frecuencia con que debe llevarse a cabo.

De la experiencia obtenida del estudio de los datos, los tiempos de mantenimiento tienden a estar distribuidos según distintas distribuciones estadísticas principalmente la distribución lognormal y la de Weibull. La distribución lognormal se usa cuando la tasa de fallos es constante lo cual se da en instalaciones en las que hay fatiga de metales, aislamientos eléctricos y numerosos casos de fallos de procesos continuos. Por otro lado cuando la tasa de fallos no es constante suele usarse la distribución de Weibull. Esta distribución resulta muy útil ya que su flexibilidad le permite manejar tasas de fallo variables con el tiempo aplicándose a fallos producidos en períodos que van desde el rodaje hasta el envejecimiento.

Estrategias del mantenimiento preventivo en función de la tasa de fallos.

La efectividad y la economía del mantenimiento preventivo puede maximizarse teniendo en cuenta la distribución de los tiempos de fallo de los elementos sujetos a mantenimiento y de la tendencia de la tasa de fallos del sistema.

Se define como tasa de riesgo la frecuencia (nº de ocasiones por año) en que una situación peligrosa se materializa.

Si un componente tiene una tasa de riesgo decreciente, ninguna sustitución incrementará la probabilidad de fallo; si la tasa de riesgos es constante, la sustitución no representará ninguna variación en la probabilidad de fallo y si un componente tiene una tasa de riesgos creciente, programando su sustitución en cualquier momento se incrementará teóricamente la fiabilidad del sistema. Sin embargo, si el componente tiene un parámetro de posición t0 >0 según la distribución de Weibull, la sustitución con anterioridad a este momento asegura que no ocurrirán fallos pues el componente es intrínsecamente fiable desde el momento en que fue puesto en servicio hasta que t = t0 .

Estos casos se muestran gráficamente en la siguiente figura. En ella se representa:

Caso a. Tasa de riesgo decreciente: programa de sustitución aumenta la posibilidad de fallo
Caso b. Tasa de riesgo constante: programa de sustitución no afecta la probabilidad de fallo
Caso c. Tasa de riesgo creciente: programa de sustitución reduce la probabilidad de fallo
Caso d. Tasa de riesgo creciente con tiempo de fallos superior a m: programa de sustitución hace que la probabilidad de fallo sea cero

Relaciones entre la fiabilidad y los programas de sustitución.

Todas estas consideraciones son teóricas. Se asume que las actividades de sustitución no introducen cualquier nuevo defecto y que las distribuciones de los tiempos de fallo están exactamente definidas. Sin embargo, es básico tener en cuenta las distribuciones de los tiempos de fallo de los componentes en la estrategia de la planificación del mantenimiento preventivo.

De cara a optimizar las sustituciones preventivas, es conveniente conocer los siguientes puntos de cada parte de una instalación peligrosa:

Los parámetros de las distribuciones de fallo para los modos de fallo principales. Para la distribución lognormal la media y la desviación estándar y para la distribución de Weibull los parámetros de forma ß, de escala o vida característica η y el de localización o vida mínima t0.
Efectos de todos los modos de fallo.
Costo de cada fallo.
Costo del programa de sustituciones.
Efecto probable del mantenimiento en la fiabilidad. Se ha considerado hasta ahora componentes que no avisan en el momento de iniciarse su fallo. Si mediante inspecciones, pruebas no destructivas, etc. se puede detectar un fallo incipiente, también se deberán considerar.
Modo en que los defectos se encadenan hasta provocar el fallo.
Coste de las inspecciones o pruebas.

Ejemplo:

Un cableado flexible de una parte de una instalación peligrosa tiene una distribución de tiempos de fallos tipo Weibull con los siguientes valores de los parámetros:

t0 = 150 h, ß = 1,7 y η = 300 h.

Nota: Significado de las variables de la distribución lognormal:

m* es la media aritmética del logaritmo de los datos o tasa de fallos
σes la desviación estándar del logaritmo de los da tos o tasa de fallos

Distribución de Weibull

t0 es el parámetro de posición (unidad de tiempos o número de operaciones ) y define el punto de partida u origen de la distribución.
η es el parámetro de escala, extensión de la distribución a lo largo del eje de los tiempos.
ß es el parámetro de forma que controla la forma de la curva.

Si se produce un fallo estando en uso la instalación, el coste de parar la línea y reemplazar el cable es de 5.000 unidades monetarias (u.m.), mientras que el coste de reemplazamiento según el plan de mantenimiento preventivo es de 500 u.m. Si la instalación funciona 5000 h/año y el programa de mantenimiento inspecciona la instalación cada semana (100 h), cuál sería el coste anual de sustitución si se programara una o dos veces por semana?

Solución.

En el caso de no existir un programa de mantenimiento preventivo la probabilidad de que ocurra un fallo en un tiempo de t horas o sea la función acumulativa de fallos es: