Administración y Técnicas de Mantenimiento EMJ

S.E.P. TECNOLÓGICO NACIONAL DE MEXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTEPEC

MATERIA:

ADMINISTRACION Y TECNICAS DE MANTENIMIENTO CLAVE:

EMJ-1001 PROYECTO:

MATERIAL DIDACTICO PARA LA MATERIA “ADMINISTRACION “ADMINISTRACION Y TECNICAS DE MANTTO”

PRESENTA:

ACOSTA LOPEZ JATZIRI MONTSERRAT DOCENTE:

MC. GENARO DOMÍNGUEZ VILLALBA CARRERA:

INGENIERIA ELECTROMECANICA

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Datos Generales de la asignatura Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: asignatura: SATCA: Carrera:

Administración Administración y Técnicas de Mantenimiento EMJ-1001 4-2-6 Ingeniería Electromecánica

Competencia(s) a desarrollar Competencia(s) específica(s) de la asignatura

Desarrolla, implementa y administra programas de mantenimiento, utilizando un software relacionado con la programación del mantenimiento (MP8), para asegurar la disponibilidad de las instalaciones, vehículos y los diferentes equipos electro-mecánicos. Competencias previas • Analiza los niveles de vibración (amplitud y frecuencia). Aplica las diferentes técnicas de balanceo dinámico. Analiza sistemas de un grado de libertad cuando se excitan por fuerzas armónicas. Selecciona e integra los diversos elementos mecánicos en máquinas y sistemas mecánicos. Selecciona e instala máquinas y dispositivos eléctricos. Identifica y selecciona los dispositivos electrónicos industriales, utilizados para la automatización. Identifica y opera sistemas donde se efectúen procesos de transferencia de calor. Identifica y opera sistemas de fluidos en conductos cerrados. Identifica y opera sistemas e instalaciones hidráulicas. •

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2

INDICE Competencias previas  ....................................................................................................................... 2

INDICE ................................................................................................................................................. 3 INDICE DE IMÁGENES .......................................................................................................................... 5 0INDICE DE TABLAS ............................................................................................................................. 7

1. EVOLUCIÓN Y TAXONOMÍA DEL MANTENIMIENTO   ........................................................ 8 1.1

Evolución Del Mantenimiento   ......................................................................................... 8

1.2

Concepto E Importancia Del Mantenimiento Industrial.  ........................................... 21

1.3. Definición De Mantenimiento.   ........................................................................................... 29 1.4. Papel De Mantenimiento En La Industria   ....................................................................... 32 2. MANTENIMIENTO CORRECTIVO  ......................................................................................... 37 2.1.

Definición y características   ........................................................................................... 37

2.2.

Ventajas Y Desventajas.   ............................................................................................... 38

2.3. Programación   ...................................................................................................................... 41 3. MANTENIMIENTO PREVENTIVO  .......................................................................................... 44 3.1. Definición Y Características.   ............................................................................................. 44 3.2. Ventajas Y Desventajas.   ................................................................................................... 44 3.3. Programación.   ..................................................................................................................... 45 4. MANTENIMIENTO PREDICTIVO  ........................................................................................... 49 4.1. Definición y características   ............................................................................................... 49 4.2. Ventajas y desventajas   ...................................................................................................... 52 4.3. Programación.   ..................................................................................................................... 53 5 LUBRICACIÓN  ............................................................................................................................ 58 5.2. Clasificación de los lubricantes.   ....................................................................................... 59 5.2.1 CARACTERISTICAS DE LOS ACEITES .................................................................................. 62

5.3. Sistemas de aplicación de lubricantes.   ........................................................................... 75 5.4. Selección de lubricantes.   .................................................................................................. 80 5.5. Programa de lubricación.   .................................................................................................. 82 Diseño de un Programa de Excelencia en Lubricación ........................................................ 82 6.- Técnicas de mantenimiento Preventivo   ................................................................................ 92 6.1. Vibraciones mecánicas.   ..................................................................................................... 92 3

6.2. Análisis de aceites.   ............................................................................................................. 98 6.3. Ultrasonido  ......................................................................................................................... 104 6.4. Termografía   ....................................................................................................................... 109 6.5. Detección de grietas con electromagnetismo.  ............................................................. 113 6.6. Corrientes parásitas   ......................................................................................................... 117 7.- Montaje y técnicas de alineación   ......................................................................................... 119 7.1. Cimentación   ....................................................................................................................... 119 7.1.1. Requerimientos de cimentación.  ............................................................................. 119 7.1.2. Tipos de anclaje   ............................................................................................................ 120 7.2. Procedimiento del montaje. ............................................................................................. 127 7.3. Nivelación y alineación de equipos  ................................................................................ 130 7.3.1. Procedimientos y técnicas de alineación  ............................................................... 130 Valores permitidos del indicador para los controles de alineación  ............................... 131 NOTA: Los valores de lectura permitidos y especificados son válidos solamente a temperatura de funcionamiento. En condiciones de frío, se permiten otros valores. Debe usar las tolerancias correctas. De lo contrario, puede originar defectos en la alineación y disminuir la fiabilidad de la bomba.   ............................................................. 131 Cuando se utilizan indicadores de cuadrante para controlar la alineación final, la bomba y la unidad del motor están correctamente alineadas cuando se dan las siguientes condiciones:   ....................................................................................................... 131 • La desviación indicada total es de un máximo de 0,002 pulgadas (0,05 mm) a temperatura de funcionamiento.   ........................................................................................ 131 • La tolerancia del indicador es de 0,0005 pulgadas/pulgadas (0,0127 mm/mm) de separación del indicador de cuadrante a temperatura de funcionamiento.  ................ 131 Pautas para la medición de la alineación ................................................................................ 131

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INDICE DE IMÁGENES ILUSTRACIÓN 1 RELACION MANTENIMIENTO-CONSERVACION ................................... 19 ILUSTRACIÓN 2 GENERACIONES DEL MANTENIMIENTO  ................................................ 21 Ilustración 3 Relación entre los objetivos de la organización, el proceso de producción y el mantenimiento.   ............................................................................................................................... 24 ILUSTRACIÓN 4 ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO.  ..................................................... 25 ILUSTRACIÓN 5 EL CICLO DE DEMING ENFOCADO A LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO.   ........................................................................................................................ 27 Ilustración 6 Relación entre los objetivos de la organización, el proceso de producción y el mantenimiento   ................................................................................................................................ 28 ILUSTRACIÓN 7 MANTENIMIENTO EN UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO DE CAMERÚN.  ..................................................................................................................................... 29 ILUSTRACIÓN 8 DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIÓN DE MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO EN UNA PLANTA ...... 34 ILUSTRACIÓN 9 DIAGRAMA DE FLUJO DE FUTURO MANTENIMIENTO ....................... 35

ILUSTRACIÓN 10 HOMBRES REPARANDO UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA   ........................................................................................................................................................... 42 Ilustración 11 DEFECTO EN FASE DETECTADO POR CAMARA TERMOGRÁFICA ................. .......................... .............. ..... 50 Ilustración 12 SECUENCIA MANTENIMIENTO PREDICTIVO ............................................................... 53 Ilustración 13 DETECCION DE PROBLEMA ........................................................................................ 54 Ilustración 14 GRAFICA DE VIBRACIONES ......................................................................................... 55 Ilustración 15 HOMBRES TRABAJANDO EN TURBINA ....................................................................... 55 Ilustración 16 COLECTOR DE DATOS ................................................................................................. 56 Ilustración 17 RESULTADO DEL COLECTOR DE DATOS.................. ........................... .................. .................. .................. .................. ................ ....... 57 Ilustración 18 1 8 VISTA MICROSCÓPICA DE LA RUGOSIDAD ............... ........................ .................. .................. .................. .................. .............. ..... 58 Ilustración 19 GRAFICA DE LA VISCOCIDAD ...................................................................................... 63 Ilustración 20 ANTIDESGASTE ........................................................................................................... 68 Ilustración 21ACEITE SOMETIDO A DIFERENTES PRESIONES ............................................................ 69 Ilustración 22 COMPARACION DE GRADOS DE LA VISCOSIDAD ................. .......................... .................. .................. .................. ........... .. 75 Ilustración 23 CAMPOS DE APLICACION ........................................................................................... 76 Ilustración 24 SISTEMA DE LUBRICACION POR ACEITE PERDIDO .................. ........................... .................. .................. ................. ........ 76 Ilustración 25 SISTEMA DE LUBRICACION CON GRASA................... ............................ .................. .................. .................. .................. .............. ..... 77 Ilustración 26 RECIRCULACION DE ACEITE ........................................................................................ 78 Ilustración 27LUBRICACION AIRE/ ACEITE ........................................................................................ 78 Ilustración 28 2 8 VALVULAS DOSIFICADORAS PARA LINEA UNICA .................. ........................... .................. .................. .................. ........... .. 79 Ilustración 29 SISTEMA DE LINEA SIMPLE ......................................................................................... 80 Ilustración 30 CAMINO A LA EXCELENCIA EN LUBRICACION .................... ............................. ................... ................... .................. ............ ... 84 Ilustración 31GRAFICO DE ARAÑA .................................................................................................... 86 Ilustración 32 CAUSAS DE VIBRACION .............................................................................................. 96 Ilustración 33 ANALISIS DE LA FRECUENCIA...................................................................................... 97 Ilustración 34 Sonido continuo y por pulsos graficado vs tiempo .............. ....................... .................. .................. .................. ......... 106 Ilustración 35 DISEÑO INTERNO DEL DETECTOR ULTRASONICO ...................... ............................... .................. .................. ............ ... 108 Ilustración 36 IMAGEN TERMOGRAFICA ......................................................................................... 111 Ilustración 37 CLASIFICACION DE FALLAS ELECTRICAS ................................................................... 111 5

Ilustración 38 PROCESAMIENTO PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL INFRARROJA ......................... .................................. .................. .................. ............... ...... 112 Ilustración 39 TERMOGRAMA ......................................................................................................... 113 Ilustración 40 POD ........................................................................................................................... 114 Ilustración 41 CURVA RESULTANTE POD ........................................................................................ 115 Ilustración 42 ZAPATAS ARRIOSTRADAS A RRIOSTRADAS PARA VESSEL HORIZONTAL ............. ...................... .................. ................... .............. .... 121 Ilustración 43 ZAPATA OCTOGONAL Y PEDESTAL PARA ESFERA VERTICAL .................. ........................... .................. ......... 122 Ilustración 44CIMENTACIÓN TIPO BLOQUE .................................................................................... 123 Ilustración 45CIMENTACIÓN TIPO BLOQUE .................................................................................... 124 Ilustración 46 CIMENTACIÓN TIPO PÓRTICO (MESA ...................................................................... 124 Ilustración 47 CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN TIPO PÓRTICO (MESA) CON AISLADORES .......... ................... .................. .................. ............ ... 125 Ilustración 48CIMENTACIÓN BLOQUE CON EQUIPO ASENTADO EN RESORTES.................. ........................... ........... .. 125 Ilustración 49 BLOQUE DE INERCIA EN ESTRUCTURA. .................. ........................... .................. .................. .................. .................. .............. ..... 126 1 26 Ilustración 50 CIMENTACION TIPO CAJON ...................................................................................... 127

6

INDICE DE TABLAS TABLA 1 EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD.   .................................................................................. 23 TABLA 2 PRIORIDADES DE LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO. .............. ....................... .................. .................. .................. ........... .. 26 TABLA 3 SISTEMA DE ACTUACIÓN  ......................................................................................... 43 TABLA 4 CLASIFICACIÓN DE LOS LUBRICANTES   .............................................................. 59 Tabla 5Campo de aplicación ............................................................................................................. 60 Tabla 6 CARACTERISTICAS DEL ACEITE .............................................................................................. 71 Tabla 7 VISCOSIDAD DEL ACEITE SEGUN LA TEMPERATURA ............................................................ 72 Tabla 8 GRADOS DE VISCOSIDAD CINEMATICA ................................................................................ 74 Tabla 9 CLASIFICACION DE MAQUINAS POR NIVEL DE VIBRACION .................. ........................... .................. .................. .............. ..... 94 Tabla 10 Clasificación severidad de vibraciones ............................................................................... 95 Tabla 11 limites de audibilidad ....................................................................................................... 106

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1. EVOLUCIÓN Y TAXONOMÍA DEL MANTENIMIENTO 1.1 Evolución Del Mantenimiento Desde hace mucho tiempo el hombre ha utilizado la idea del mantenimiento, tanto para ahorrar costos como para maximizar la vida útil de las herramientas y maquinarias, en el tiempo actual el hombre ha transitado por grandes cambios y avances en el ramo del mantenimiento, a continuación, continua ción, una cronología del como ha venido surgiendo estas evoluciones: 

120000 a. C Inicio del pensamiento y habilidades del hombre, Solo realizaban trabajos de Mantenimiento Correctivo (MC) en sus herramientas y utens ilios.



1780-1830 Durante la Primera Revolución Industrial los bienes se fabricaban en forma manual, por lo que eran necesarios hombres diestros y hábiles. Como resultado, los productos fueron pocos, caros y de calidad variable.



Fábrica de papel 1780| El personal de producción, además de realizar realizar sus labores, cuidaba también las maquinas solo con acciones de MC, ya que no las consideraban tan importantes para el desarrollo de su trabajo.



1798 surgió la necesidad de mejorar mejorar el MC, MC, pues los trabajos eran muy tardados y frecuentemente exigían la atención de varios especialistas, ya aquellas piezas rotas tenían que volverse a hacer a la medida.



Eli Whitney1765-1825 En 1798 el inventor inventor norteamericano Eli Whitney desarrollo la idea de utilizar partes intercambiables en las armas de guerra, pues él ya lo hacía en sus máquinas algodoneras cinco años antes.



1879 debido a la proliferación de fábricas, en muchas se contrató personal sin preparación, lo cual implico fuertemente su adiestramiento y la 8

administración de las mismas fabricas; además, ambos problemas presionaban mucho para ser resueltos.



Frederick W. Taylor1856-1915 El trabajo trabajo de Taylor dio base a la Segunda Revolución Industrial al aumentar el interés por el cientificismo en el trabajo y en la administración, lo cual incremento de manera rápida la productividad; pero el Mantenimiento. A las maquinas seguía siendo correctivo.



1903 Los bienes que necesariamente tenían que ser de buena calidad eran muy caros y, por tanto, tenían poca po ca demanda; solo los ricos podían aspirar a comprar, por ejemplo, un automóvil. La división del trabajo era difícil de mejorar, pues se trabajaba con grupos de especialistas.



Henry Ford1879-1947 Estableció la producción industrial masiva de automóviles, su objetivo fue abaratar su producto a tal grado que pudiera ser comprado hasta por l agente del pueblo; lo cual obtuvo con la creación de un nuevo proceso de manufactura por medio med io de cintas transportadoras, que fue montado en 1914.



1910 Se incrementó la cantidad de máquinas, y por razón natural, el trabajador dedicado a la producción invirtió cada vez mas de su tiempo para hacer trabajos de arreglo a las mismas (MC).



Albert Ramondy Asociados Se formaron cuadrillas de MC con personal de baja calidad para liberar de este trabajo al personal de producción, el cual debía conocer y tener habilidad para producir lo que hacia la máquina.

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

1914-1918 La industria de guerra tuvo la necesidad de trabajar en forma continua, debido a la demanda urgente de sus productos, pero la cantidad de máquinas con fallas era cada día mayor.



Primera Guerra Mundial, Al personal de MC se le comenzaron a asignar labores de prevención para evitar que las maquinas más importantes fallaran. Nacieron los Departamentos de Mantenimiento Preventivo (PM).



1916 existían muchas maneras de aplicar la Administración Científica, cuando Fayol desarrollo su modelo de Administración Industrial y General. Dicho modelo fue integrado con cinco elementos: previsión, organización, dirección, coordinación y control.



Henry Fayol1841-1925 Se desarrolló el actual Proceso Administrativo, Administrativo, con cinco elementos: planeación, organización, integración, ejecución y control, dando un concepto holístico a los departamentos de cada empresa, lo cual hizo notaria la rivalidad existente entre el personal de Producción y el de Mantenimiento



1927-1931 Debido al cientificismo y a los trabajos de Taylor en la aplicación de tiempos y movimientos, creció el interés por el uso de la estadística en el trabajo, pero su aplicación era muy lenta y poco confiable. Los triunfos comprobados por el uso de la estadística en el trabajo industrial norteamericano hicieron que dicha rama de la matemática fuera aceptada como de empleo regular a nivel mundial.



Walter A. Shewhart 1891-1967 Shewhart desarrollo el Control Estadístico de Calidad (SQC) y Deming se le unió con su libro El Control Económico de la 10

Calidad del Producto Manufacturado). Deming continuó trabajando con Shewhart, mejorando con el SQC la industria norteamericana, hasta 19339 que con la llegada de la Segunda Guerra Mundial se aban donó esta práctica.



1937 El creciente número de trabajos que era necesario desarrollar en los activos físicos de una empresa obligo a analizar la importancia de cada uno y tomar acciones para priorizarlos.



Joseph Juran1904, Joseph Juran dio a conocer su regla del 80/20 a la cual llamo Principio de Paretto, y este permite establecer prioridades al determinar los ítems de influencia vital o importante a fin de atenderlos por orden de importancia con respecto al producto.



1939-1945 La Según da Guerra Mundial obligo a los países beligerantes, sobre todo a EUA, a trabajar con sus industrias de acero las 24 horas y a tomar a los obreros como administradores de primer nivel a fin de mejorar la comunicación y la toma de decisiones en la línea de trabajo.



Segunda Guerra Mundial, Se sistematizan sistematizan los los trabajos de MP, y en EUA se empezó a abandonar el Control Estadístico de Calidad, que habían establecido especialistas como Walter A. Shewhart y W. Edwards Deming, antes de la Segunda Guerra Mundial.



1946 El MP continuo sin proporcionar buenos resultados, pues no aseguraba que las maquinas entregaran el producto con la calidad y cantidad deseada, aunque se aumentaron fuertemente los costos.

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

American Society For Quality Quality Se creó la Sociedad Americana de Control de Calidad de la cual fue socio el Dr. W. W . Edwards Deming. Dicha sociedad ayudo al estudio estadístico del trabajo y mejoro, de manera posible, la calidad de los productos obtenidos.



1950 Durante la Segunda Segunda Guerra Mundial Japón quedo destrozado en su industria y en su campo, y el Comando Supremo de las Fuerzas Aliadas SCAP, al mando del general estadounidense Douglas MacArthur, estableció un programa de desarrollo con especialistas, entre ellos el principal fue W.Edwards Deming.



W. E. Deming1900-1993 Los trabajos de Deming dieron inicio a la la Tercera Revolución Industrial, al establecer en la industria japonés a el Control Estadístico de Calidad. Aplico el criterio de que la empresa empieza en el proveedor y termina en el cliente, al que se le considera como la parte más importante. Aplico el Ciclo Shewhart´ PDCA o PHVA, que significa: planificarhacer-verificar-actuar.



1950 debido al fuerte crecimiento de la productividad, la la exigencia de los mercados por la mejora aumento la calidad del producto.



Industriales de Estados Unidos de América América Se creó el concepto de Mantenimiento Productivo. Esto enfoco el trabajo de Mantenimiento. A obtener tanto calidad como cantidad de producto, y no solo a dedicarse al cuidado de las máquinas.

12



1951 aunque el uso de la la estadística en el trabajo era cada vez más frecuente, existían más problemas planteados por la seguridad del usuario, cuyo análisis exigía la intervención de especialistas y mucho tiempo.



Wallodi Weibull(1887-1979) Presento por escrito La Distribución Distribución Weibull de la que se deriva el Análisis de Weibull, técnica utilizada para estimar una probabilidad y basada en datos medidos o supuestos. supu estos. Ducha distribución fue aplicada para solucionar problemas de seguridad y Mantenimiento, lo cual ha hecho posible la seguridad en naves aéreas.



1960 En todo el mundo, a pesar del sobre mantenimiento. Y los altos costos, las naves aéreas sufrían, por cada millón de despegues, más de 60 accidentes catastróficos al año. Se comprobó que las intervenciones periódicas y el cambio de piezas usadas por nuevas, no aseguraban la calidad del servicio ofrecido, por lo que existían otros defectos que producían las fallas.

  ATAAir



Transport

Association

Se

especificaron

las

labores

de

mantenimiento. Necesarias para conservar el vuelo de una nave aérea. Se dio el concepto de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad. Comienza la aplicación del Sistema Equipo/Satisfactorios, el cual debe cuidar su equilibrio con respecto a las expectativas del usuario.



1960 en Japón la necesidad de mejorar la calidad de sus productos los llevo llevo a visitar, a principio de 1960, la industria de EUA, en la que ya se trabajaba con la filosofía del Mantenimiento Productivo, y en su administración intervenían obreros y supervisores. 13



Kaoru Ishikawa1915 Autor del Diagrama Ishikawa. Su experiencia en el estudio del PM estadounidense desarrollo los Círculos de Calidad (QC) y preparo cursos y materiales obteniendo magníficos resultados en la calidad y productividad. En la actualidad, estos círculos ya son muy conocidos en el ámbito mundial.

  1961 los desastres catastróficos con pérdidas de vidas humanas



representaban una alta tasa de errores humanos involuntarios, gener almente más en la operación de las máquinas que en el diseño. El operador no se daba cuenta de que la maquina presentaba defectos anunciándole la aproximación de la falla.



Shigeo Shingo1909-199| A partir de 1961 Shingo comenzó a desarrollar el sistema Poka-Yoke, que literalmente significa a prueba de errores´; este sistema es indispensable cuando lo que está en juego es la seguridad de la vida humana, además de cuidar la calidad del producto o servicio proporcionado por las máquinas.



1965 Cada decisión tomada para solucionar los problemas del trabajo presentaba una forma de pensar desordenada y ha sta absurda, por lo que la comunicación entre las personas tenía graves deficiencias.



Kepner Tregoe Presentación del libro El Directivo Racional, del cual se derivó derivó el actual Análisis-Causa-Raíz (RCA), que facilita la investigación de las causas que producen un efecto para obtener un buen diagnóstico. 14



1968 Durante más de 20 años la Aviación Civil Estadounidense investigo afondo los problemas de mtto., empleando toda clase de herramientas.



StanleyNowlan yHoward Heap(Air Trasnport Association) Publicaron su libro El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, del cual se derive el documento Evaluación del Mtto. Y Desarrollo del Programa revisado en 1988 y 1993.



1970 Se comenzó a difundir el uso de las computadoras en oficinas y fabricasen forma indiscriminada y sin integración a la administración total de las respectivas instalaciones. En esta época las computadoras se empleaban en los Departamentos de Producción y Mtto. Solo para el inventario de los activos fijos y no para su administración.



Ordenadores 1970 Se crea el software Computarizado para la Administración del Mantenimiento (CMMS) enfocado en resolver la problemática administrativa del área de Mtto. El software ha evolucionado los sistemas de  Administración de Activos de la Empresa (EAM) y Planeación delas Necesidades de la Empresa (ERB).



1971 Existían dos problemas perennes: la lucha intestina entre los Departamentos de Producción y Mtto. Y la pérdida de oportunidad por no aprovechar al personal de Producción para hacer con los activos, trabajos de Mtto. Autónomo.

15



Seiichi Nakajima 1928 Creo el Mtto. Productivo Total (TPM basado en el Mtto. Productivo (PM) estadounidense, integrando a todo el personal de la empresa para ejecutar todo tipo de Mtto. Se apoya en los Círculos de Calidad.



1978 Los fabricantes de naves aéreas tenían que conquistar y mantener en elámbito mundial sus mercados basados en la seguridad y ca lidad ofrecidas.



Air Trasnport Association Produjo la Guía MSG-3 MSG-3 dedicada a los fabricantes de naves aéreas para que hicieran sus programas de Mantenimiento.



1980 En las plantas generadoras de electricidad que funcionan con energía nuclear se detectó la existencia de sobre Mantenimiento. Y se deseó abatir costos, más que mejorar la calidad del producto. Se empezó a aplicar el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM).



Instituto para la Investigación de la Energía Eléctrica. El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad fue modificado en forma tan profunda que hadado lugar a la Optimización del Mantenimiento Planificado (PMO). De esta optimización obtenemos: Enfoque hacia la Confiabilidad=RCM Enfoque hacia los Costos=PMO



1980 Los avances obtenidos obtenidos en plantas aeronáuticas, eléctricas y de energía nuclear dieron la oportunidad de estudiar y probar su aplicación en el resto delas industrias.

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

John M. Moubray1949-2004 John M. Moubray y Asociados aplicaron el RCM en toda clase de industrias, empezando en Sudáfrica Sudáf rica e Inglaterra. Mejoraron el RCM sin perder su enfoque en la Confiabilidad y ofreciendo su versión RCM 2.



1995 Los lugares de trabajo generalmente generalmente eran sucios y desordenados, lo que ocasionaba que los tiempos perdidos por accidentes de trabajo y búsqueda de herramientas y refacciones fueran muy elevados, de lo cual no existía conciencia.



Hiroyuki Hirano Hirano 1946 Presento su libro 5 Pillars of Visual Visual Workplace (5S¶s) comúnmente llamado Las cinco eses. La aplicación de esta filosofía mejoro de manera notable el ambiente de trabajo, la limpieza de la fábrica, la definición y organización de herramientas y, sobre todo, la calidad y productividad.



2005 Hasta la fecha existe un gran problema con la palabra Mtto., pues se usa para tratar de explicar dos sistemas de trabajo diferentes. El primero es el cuidado del equipo y el segundo es el cuidado del producto o servicio que proporciona la máquina. Esto se presenta como una dicotomía, aunque sus efectos se interrelacionan y han traído como consecuencia una gran confusión, ya que no existe una taxonomía al respecto que nos permita hablar el mismo idioma.



Oportunidad de Desarrollo Desde hace más de 30 años flota en el ambiente mundial la existencia de una nueva filosofía, con características ecológicas: llamada Filosofía de la Conservación, la cual se basa en el principio ecológico: el equipo se preserva y el satisfactorio se mantiene, esto ha dado 17

lugar a la presencia de entidades y personas interesadas en estudiar el desarrollo de la Conservación Industrial (IC).



El mantenimiento de equipos, infraestructuras, herramientas, maquinaria, etc. representa una inversión que a mediano y largo plazo acarreará ganancias no sólo para el empresario quien a quien esta inversión se le revertirá en mejorasen su producción, pr oducción, sino también el ahorro que representa represen ta tener un trabajadores sanos e índices de accidentalidad bajos. El mantenimiento representa un arma importante en seguridad laboral, ya que un gran porcentaje de accidentes son causados por desperfectos en los equipos que pueden ser prevenidos. También el mantener las áreas y ambientes de trabajo con adecuado orden, limpieza, iluminación, etc. es parte del mantenimiento preventivo de los sitios de trabajo. El mantenimiento no solo debe ser realizado por el departamento encargado de esto. El trabajador debe ser concientizado a mantener en buenas condiciones los equipos, herramienta, maquinarias, esto permitirá mayor responsabilidad del trabajador y prevención de accidentes.

el término "mantenimiento" se empezó a utilizar en la industria hacia 1950 en EE.UU. en Francia se fue imponiendo progresivamente el término "entretenimiento". El concepto ha ido evolucionando desde la simple función de arreglar y reparar los equipos para asegurar la producción (ENTRETENIMIENTO) hasta la concepción actual del MANTENIMIENTO con funciones de prevenir, corregir y revisar los equipos a fin de optimizar el coste global:

18

ILUSTRACIÓN 1 RELACION MANTENIMIENTO-CONSERVACION MANTENIMIENTO-CONSERVACION

Los servicios de mantenimiento, no obstante, lo anterior, ocupan posiciones muy variables dependientes de los tipos de industria: 

posición fundamental en centrales nucleares e industrias aeronáuticas.



posición importante en industrias de proceso.



posición secundaria en empresas con costos de paro bajos.

En cualquier caso, podemos distinguir cuatro generaciones en la evolución del concepto de mantenimiento: 

1ª Generación: La más larga, desde la revolución revolución industrial hasta después de la 2ª Guerra Mundial, aunque todavía impera en muchas industrias. El Mantenimiento se ocupa sólo de arreglar las averías. Es el Mantenimiento Correctivo.



2ª Generación: Entre la 2ª Guerra Guerra Mundial y finales de los años años 70 se descubre la relación entre edad de los equipos y probabilidad de fallo. Se comienza a hacer sustituciones preventivas. Es el Mantenimiento Preventivo.

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

3ª Generación: Surge a principios de los años 80. Se empieza a realizar estudios CAUSA-EFECTO para averiguar el origen de los problemas. Es el Mantenimiento Predictivo ó detección precoz de síntomas incipientes para actuar antes de que las las consecuencias sean inadmisibles. Se comienza comienza a hacer partícipe a Producción en las tareas de detección de fallos.



4ª Generación: Aparece en los los primeros años 90. El Mantenimiento Mantenimiento se contempla como una parte del concepto de Calidad Total: "Mediante una adecuada gestión del mantenimiento es posible aumentar la la disponibilidad al tiempo que se reducen los costos. Es el Mantenimiento Basado en el Riesgo (MBR): Se concibe el mantenimiento como un proceso de la empresa al que contribuyen también otros departamentos. Se identifica el mantenimiento como fuente de beneficios, frente al antiguo concepto de mantenimiento como "mal necesario". La posibilidad de que una máquina falle y las consecuencias asociadas para la empresa es un riesgo que hay que gestionar, teniendo como objetivo la disponibilidad necesaria en cada caso al mínimo coste.

Se requiere un cambio de mentalidad en las personas y se utilizan herramientas como: 

Ingeniería del Riesgo (Determinar consecuencias de fallos que son no aceptables ).



Análisis de Fiabilidad (Identificar tareas preventivas factibles y rentables).



Mejora de la Mantenibilidad (Reducir tiempos y costes de mantenimiento).

20

ILUSTRACI ILUSTRACI N 2 GENERACION GENERACIONES ES DEL DEL MANTENIM MANTENIMIENTO IENTO

1.2 Concepto E Importancia Del Mantenimiento Industrial.  A lo largo de la historia el término calidad y mantenimiento m antenimiento ha sufrido numerosos

cambios que conviene identificarlos en cuanto su evolución histórica, por lo que describiremos en cada una de las etapas el concepto que se tenía de la calidad y del mantenimiento y cuáles eran los objetivos a perseguir.

Etapa

Concepto

Finalidad

21

bien



Satisfacer al cliente.

independientemente del costo



Satisfacer al artesano, por el

Hacer  Artesanal

las las

cosas

o esfuerzo necesario para ello. Hacer

Revolución Industrial

muchas

cosas

trabajo bien hecho. 

Crear un producto único.



Satisfacer una gran demanda

no

importando que sean de calidad

de bienes. de bienes.

(Se identifica producción con



Obtener beneficios.



Garantizar la disponibilidad de

calidad).  Asegurar

la

eficacia

del

Segunda

armamento sin importar el

Guerra

costo, con la mayor y más

un armamento eficaz en la

Mundial

rápida producción (Eficacia +

cantidad y el momento preciso.

Plazo = Calidad). Minimizar costos mediante la



Posguerra

Hacer las cosas bien a la

(Japón)

primera.

Calidad. 

Satisfacer al cliente.



Ser competitivo.



Satisfacer la gran demanda gran demanda de

Postguerra (Resto

del Producir, cuanto más mejor.

bienes causada por la guerra.

mundo)

Control de Calidad

Técnicas de inspección en Producción para evitar la salida de bienes defectuosos.

22

  Satisfacer las necesidades



técnicas del producto.

Sistemas y Procedimientos  Aseguramiento de la organización para evitar de la que se produzcan bienes Calidad

defectuosos. Teoría de la administración



Satisfacer al cliente.



Prevenir errores.



Reducir costes.



Ser competitivo.

  Satisfacer tanto al cliente



empresarial centrada en la Calidad Total

externo como interno.

permanente satisfacción de



Ser altamente competitivo.

las expectativas del cliente.



Mejora Continua.

TABLA 1 EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD. Esta evolución nos ayuda a comprender de dónde proviene la necesidad de ofrecer una mayor calidad del producto o servicio que se proporciona al cliente y, en definitiva, a la sociedad, y cómo poco a poco se ha ido involucrando toda la organización en la consecución de este fin. La calidad no se ha convertido únicamente en uno de los requisitos esenciales del producto, sino que hoy en día es un factor estratégico clave del que dependen la mayor parte de las organizaciones, no sólo para mantener su posición en el mercado sino incluso para asegurar su supervivencia. El hacer mantenimiento con un concepto actual no implica reparar un equipo roto tan pronto como se pueda; sino mantener el equipo en operación a los niveles especificados. En consecuencia, un buen mantenimiento no consiste en realizar el trabajo equivocado en la forma más eficiente; su primera prioridad es prevenir fallas y, de este modo reducir los riesgos de paradas imprevistas. Es el medio que tiene toda empresa para conservar operable con debido grado de eficacia y eficiencia su activo fijo. Engloba al conjunto de actividades necesarias para: 

Mantener una instalación o equipo en funcionamiento.



Restablecer el funcionamiento del equipo en condiciones predeterminadas. 23

El mantenimiento incide, por lo tanto, en la cantidad y calidad de la producción que está determinada por la capacidad instalada de producción y por su disponibilidad entendiéndose por tal al cociente del tiempo efectivo de producción entre la suma de este y el tiempo de parada por mantenimiento.

Ilustración 3 Relación entre los objetivos de la organización, el proceso de producción y el mantenimiento.

24

ILUSTRACIÓN 4 ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO.

25

Prioridades del trabajo de mantenimiento Marco de tiempo en Código

Nombre

que debe comenzar el Tipo de trabajo trabajo El

1

trabajo

debe Trabajo que tiene un efecto inmediato en

Emergencia comenzar

la seguridad, el ambiente, la calidad o

inmediatamente. El 2

Urgente

trabajo

que parara la operación. debe Trabajo que probablemente tendrá un

comenzar dentro de impacto en la seguridad, el ambiente, la las próximas 24 horas, calidad o que podrá parar la operación. El

3

Normal

trabajo

debe Trabajo que probablemente tendrá un

comenzar dentro de impacto en la producción dentro de una las próximas 24 horas. semana.

4

Programado

Según

está Mantenimiento preventivo y de rutina

programado. El

trabajo

todo el trabajo programado. debe

comenzar cuando se Trabajo que no tiene un impacto 5

Aplazable

cuente

con

recursos

o

los inmediato en la seguridad, la salud, en

el ambiente o las operaciones.

periodo de un paro. TABLA 2 PRIORIDADES DE LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO .

26

Las actividades de mantenimiento cuando se realizan con un enfoque de calidad, se realizan tomando como base el ciclo de Deming.

ILUSTRACIÓN 5 EL CICLO DE DEMING ENFOCADO A LOS TRABAJOS DE MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO.

27

Ilustración 6 Relación entre los objetivos de la organización, el proceso de producción y el mantenimiento

Para lograr el mejoramiento de la calidad se debe pasar por un proceso, para así poder alcanzar niveles de mantenimiento sin precedentes. Los pasos de este proceso pueden resumirse así: 1.

Probar la necesidad de mejoramiento.

2.

Identificar los proyectos concretos de mejoramiento.

3.

Organizarse para la conducción de los proyectos.

4.

Prepararse para el diagnóstico de las causas.

5.

Diagnosticar las causas.

6.

Proveer las soluciones.

7.

Probar que la solución es efectiva bajo condiciones de operación.

8.

Proveer un sistema de control para mantener lo ganado. 28

1.3. Definición De Mantenimiento. Se define el mantenimiento como todas las acciones que tienen como objetivo preservar un artículo o restaurarlo restaurar lo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función requerida. Estas acciones incluyen la la combinación de las acciones técnicas y administrativas correspondientes. En las ramas de la Ingeniería algunas especializaciones son: Ingeniería en mantenimiento industrial e Ingeniería en mantenimiento mecánico.

ILUSTRACIÓN 7 MANTENIMIENTO EN UNA REFINERÍA DE PETRÓLEO DE CAMERÚN.

Ingeniería En la industria y la ingeniería, la ingeniería, el  el concepto de mantenimiento tiene los siguientes significados: 1. Cualquier actividad como comprobaciones, mediciones, reemplazos, ajustes y reparaciones necesaria para mantener o reparar una unidad funcional de forma que esta pueda cumplir sus funciones. 2. Para materiales: mantenimiento 

Todas aquellas acciones llevadas a cabo para mantener los materiales materiales en una condición adecuada o los procesos para lograr esta condición. Incluyen acciones de inspección, comprobaciones, clasificación, reparación, etc.

29



Conjunto de acciones de provisión y reparación necesarias para que un elemento continúe cumpliendo su cometido.



Rutinas recurrentes necesarias necesarias para mantener unas instalaciones instalaciones (planta, edificio, propiedades inmobiliarias, etc.) en las condiciones adecuadas para permitir su uso de forma eficiente, tal como está designado.

Tipos de mantenimiento En las operaciones de mantenimiento pueden diferenciarse las siguientes definiciones: 1. Mantenimiento: es el conjunto de actividades actividades que tienen como propósito conservar o reactivar un equipo para que cumpla sus funciones. 1. Mantenimiento de conservación: Está destinado a compensar el deterioro de equipos sufrido por el uso, de acuerdo a las condiciones físicas y químicas a las que fue sometido. En el mantenimiento de conservación pueden diferenciarse: 1. Mantenimiento correctivo: Es el encargado de corregir fallas o averías observadas. 1. Mantenimiento correctivo inmediato: Es el que se realiza inmediatamente de aparecer la avería o falla, con los medios disponibles, destinados a ese fin. 2. Mantenimiento

correctivo

diferido:

Al

momento

de

producirse la avería o falla, se produce un paro de la instalación o equipamiento de que se trate, para posteriormente afrontar la reparación, solicitándose los medios para ese fin. 2. Mantenimiento preventivo: Dicho mantenimiento está destinado a garantizar la fiabilidad de equipos en funcionamiento antes de que pueda producirse un accidente o avería por algún deterioro 30

1. Mantenimiento programado: Realizado por programa de revisiones, por tiempo de funcionamiento, kilometraje, etc. 2. Mantenimiento predictivo: Es aquel que realiza las intervenciones prediciendo el momento que el equipo quedara fuera

de

servicio

mediante

un

seguimiento

de

su

funcionamiento determinando su evolución, y por tanto el momento en el que las reparaciones deben efectuarse. 3. Mantenimiento de oportunidad: Es el que aprovecha las paradas o periodos de no uso de los equipos para realizar las operaciones de mantenimiento, realizando las revisiones o reparaciones

necesarias

para

garantizar

el

buen

funcionamiento de los equipos en el nuevo periodo de utilización. 3. Mantenimiento de actualización: Tiene como propósito compensar la obsolescencia tecnológica o las nuevas exigencias que en el momento de construcción no existían o no fueron tenidas en cuenta pero que en la actualidad sí deben serlo.

Software de gestión de mantenimiento y reparación Esto es especialmente relevante en industrias como la aeroespacial, instalaciones militares, grandes complejos industriales o navieras. Una de las funciones de este software es la configuración de un conjunto de materiales, haciendo listados de las partes correspondiente a ingeniería y a manufactura y actualizándolas de “entregadas” a “mantenidas” y finalmente a “utilizadas”. Otra función es la planificación de proyectos logísticos, como por ejemplo la identificación de los elementos críticos de una lista que deben ser llevados a cabo (inspección, diagnóstico, localización de piezas y servicio) y el cálculo de tiempos de respuesta.

31

Otras tareas que este software puede gestionar son: 

Planificación de proyectos,



Gestión de la ejecución de proyectos



Gestión de activos (partes, herramientas e inventario de equipos)



Gestión del conocimiento en temas como: o

Histórico de mantenimiento

o

Número de serie de partes y material

o

Datos sobre fiabilidad: tiempo medio medio entre fallos y tiempo medio entre cambios

  Documentación y mejores prácticas (Best Practices) sobre

o

mantenimiento o

Documentos sobre garantías

Muchas de estas tareas se encuentran ya gestionadas por la gestión de mantenimiento asistido por computadora. 

Software de gestión de mantenimiento y reparación



Mantenimiento Correctivo

1.4. Papel De Mantenimiento En La Industria La Historia: Tradicionalmente, el papel asignado al mantenimiento en el proceso industrial fue el de prestar a los responsables de producción servicios encaminados a conseguir que las instalaciones estuvieran en disposición de producir, e inicialmente incluso de una forma totalmente supeditada a estos responsables de producción, que eran quienes tomaban las decisiones de cuándo y cómo tenía que intervenir el servicio de mantenimiento. 32

Consecuentemente, el equipo de mantenimiento man tenimiento estaba compuesto exclusivamente de una serie de espléndidos especialistas en los oficios considerados necesarios, según fueran las instalaciones de la planta gente poseedora de un enorme espíritu de sacrificio, así como unos mejor o pero dotados talleres donde ejecutar su labor. labor. Las consecuencias de este modelo de servicio de mantenimiento eran: 1. Un alto costo de un servicio servicio siempre obligado a intervenir en la realización de reparaciones de importancia, con necesidades y momentos de intervención totalmente aleatorios y, por tanto, programables. 2. Poca fiabilidad de las plantas, dejadas a la eventualidad del comportamiento de sus máquinas, lo que ponía en riesgo los compromisos de entrega de productos. Con el tiempo, la creciente complejidad de las máquinas , la introducción en ellas de nuevas tecnologías, la aparición de nuevas técnicas de mantenimiento, pero sobre todo el interés por controlar y reducir los costos, aconsejaron profesionalizar más los servicios de mantenimiento, dotándolos de mayores y más cualificadas estructuras de gestión y dándoles una mayor participación en la toma de las decisiones que afectaban a su área de competencia. Situación Actual: Existe actualmente en las empresas un departamento d epartamento específico de mantenimiento (a veces desempeñando también otros cometidos, pero sin perder en ningún caso el nombre de esta función), con un responsable de un nivel, dentro de la empresa, similar al del responsable de producción, dotado de la estructura técnica de gestión necesaria, el cual maneja, para realizar su labor un presupuesto establecido, considerado, para el tipo de instalaciones al que atiende, como suficiente. Este departamento tiene capacidad para diseñar la estrategia de mantenimiento más adecuada para la consecución de sus objetivos y se encuentra en un plano de igualdad con el resto de los departamentos de la fábrica, en el momento de armonizar las necesidades o intereses de todos los departamentos de la planta, 33

hasta decidir la estrategia que quedará como definitiva, para conseguir el rendimiento óptimo de la planta en cuestión.

ILUSTRACIÓN 8 DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIÓN DE MANTENIMIENTO EN UNA PLANTA

Desde luego, en el orden interno, siempre dentro de los límites del presupuesto fijado, tiene potestad y capacidad para organizar el servicio de la forma más conveniente y de dotarse de los recursos que considere necesarios, de esta forma deciden:



La dotación de recursos propios del personal.



La dotación dotación de medios materiales propios, talleres, equipos, herramientas, vehículos, herramientas de gestión, etc.



La subcontratación de servicios y la forma de realizarla (tipo (tipo de contrato).



La organización del servicio, horarios, etc.



La dotación en repuestos.



Los planes planes de formación del personal asignado a este servicio.

Como consecuencia de ese modelo, las empresas que lo han establecido consiguen los siguientes resultados: 

Un perfecto control “just in time” de los costos del servicio, costos que para un periodo establecido se fijan “a priori” y están dentro dentro de un nivel que es asumible. 34



Una mayor garantía de la capacidad de producción de la planta a lo largo de un periodo establecido. Una mayor garantía respecto de la fiabilidad de la instalación en el periodo fijado.



Un considerable alargamiento de la vida de los activos industriales, al mejorarles sus condiciones de trabajo, como consecuencia de un mejor mantenimiento.

El futuro: Es mucho más lo que un departamento de mantenimiento, puede aportar para mejorar el funcionamiento de una planta industrial, y es en la medida en que se avance en la articulación de estas aportaciones lo que hará posible, por un lado, explotar esta posibilidad de mejora en la empresa. No podemos olvidar que estamos en presencia de un colectivo con una sólida formación técnica, posiblemente su nivel medio es el más elevado de entre los departamentos que trabajan de forma permanente en una planta, un personal que integra en su seno una gran variedad de disciplinas y conocimientos técnicos, que vive permanentemente en contacto con las instalaciones.

ILUSTRACI ILUSTRACI N 9 DIAGRAMA DIAGRAMA DE FLUJO DE FUTURO FUTURO MANTENI MANTENIMIE MIENTO NTO

Las funciones donde podría el servicio de mantenimiento dar una valiosa participación serían: 35



Participación en la ingeniería de detalle, tanto de las modificaciones del proceso, como de las ampliaciones o incluso de la construcción de nuevas plantas de la misma empresa.



Participación en la elección de equipos a instalar en la planta, ya sea por sustitución de equipos obsoletos, como derivados de modificaciones o ampliaciones.



Participación en la negociación con los fabricantes de equipos en la fase de compra de los mismos.



Optimización de los rendimientos de los equipos.

36

2. MANTENIMIENTO CORRECTIVO 2.1.

Definición y características características

El mantenimiento correctivo es el conjunto de tareas que se llevan a cabo para corregir un fallo, una vez que éste se ha producido o al menos se ha iniciado el proceso que finalizará con la ocurrencia del fallo. Consiste pues en 'arreglar' lo que se rompe, en pocas palabras. Muchas organizaciones consideran este tipo de mantenimiento como la base indiscutible en la que asentar toda la estrategia estrate gia de mantenimiento de la instalación, lo que en po cas ocasiones da un buen resultado. resu ltado. A pesar de ello, es indiscutible que la estr ategia de trabajar exclusivamente cuando algo falla es la más extendida en las organizaciones de mantenimiento. Pincha aquí para conocer más sobre la estrategia correctiva. Siempre que se habla de mantenimiento correctivo es conveniente tener presente una serie de aspectos: 

Como se gestionan las reparaciones en la la organización, por lo que de una forma u otra es necesario establecer la secuencia de eventos que ocurren desde que alguien detecta un problema hasta el éste queda totalmente resuelto. Esta gestión puede implicar disponer de un sistema de órdenes de trabajo, la gestión de dichas órdenes, el diagnóstico de los fallos, la adquisición de herramientas y materiales, la propia realización de la reparación, las pruebas para comprobar que todo ha quedado correcto y el cierre de la intervención.



Como se priorizan las las intervenciones. En general no se dispone de un técnico en espera de que llegue la próxima orden de trabajo o el próximo aviso. Por ello, hay que establecer un sistema de prioridades que determine en qué orden cada uno de los técnicos debe ir resolviendo los trabajos de reparación pendientes.



La investigación posterior de las averías. averías. Algunas Algunas averías merecen ser investigadas, es decir, conocer la causa raíz que las provocó. En tanto en 37

cuanto no se resuelva esa causa, la avería puede suceder de nuevo una y otra vez. Tipos de mantenimiento Como tal, hoy en día se distingue entre dos tipos de mantenimiento correctivo: el mantenimiento correctivo contingente y el mantenimiento correctivo programado. 1. Mantenimiento correctivo contingente El mantenimiento correctivo contingente o no planificado es aquel que se realiza de manera forzosa e imprevista, cuando ocurre un fallo, y que impone la necesidad de reparar el equipo antes de poder continuar haciendo uso de él. En este sentido, el mantenimiento correctivo contingente implica que la reparación se lleve a cabo con la mayor rapidez para evitar daños materiales y humanos, así como pérdidas económicas. 2. Mantenimiento correctivo programado El mantenimiento correctivo programado o planificado es aquel que tiene como objetivo anticiparse a los posibles fallos o desperfectos que pueda presentar un equipo de un momento a otro. En este sentido, trata de prever, con base en experiencias previas, los momentos en que un equipo debe ser sometido a un proceso de mantenimiento para identificar piezas gastadas o posibles averías. De allí que sea un tipo de mantenimiento que procede haciendo una revisión general que diagnostica el estado de la maquinaria. Asimismo, este tipo de mantenimiento permite fijar con anterioridad el momento en que se va a realizar la revisión, de modo puedan aprovecharse horas de inactividad o de poca actividad.

2.2.

Ventajas Y Desventajas.

Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo La ventaja principal del mantenimiento correctivo es que permite alargar la vida útil de los equipos y maquinarias por medio de la reparación de piezas y la corrección 38

de fallas. En este sentido, libra a la empresa de la necesidad de comprar un nuevo equipo cada vez que uno se averíe, lo cual elevaría los costos. Además, otra de las ventajas de realizar mantenimiento correctivo es la posibilidad de programarlo con antelación a cualquier desperfecto, de modo que se puedan prevenir accidentes y evitar menguas en la producción. Las desventajas del mantenimiento correctivo están relacionadas con la imposibilidad, en muchas ocasiones, de predecir un fallo, lo cual obliga a una detención obligatoria de la producción mientras se detecta el problema, se consigue el repuesto y se resuelve el desperfecto. En este sentido, los costos y los tiempos de la reparación, cuando ocurre un fallo imprevisto, son siempre una incógnita. Ventajas: 

Una mayor duración tanto de los los equipos como de las instalaciones



Una reducción en los costos de reparaciones



Lograr uniformidad en cuanto a la la carga de trabajo para el personal encargado del mantenimiento se refiere, esto gracias a la programación de actividades



La confiabilidad que se logra en todo el personal al saber que se encuentran laborando en las mejores condiciones de seguridad posible

Desventajas: 

Es común que algunas fallas sean originadas al momento de la ejecución, ocasionando con ello que éste sea más tardado



Un precio de reparación que puede ser muy elevado, lo que a su vez podría afectar al momento de comprar los repuestos cuando sean necesarios



Resulta imposible garantizar el tiempo que se demorará el proceso de reparación de las fallas

El mantenimiento industrial no debe ser tomado a la ligera, pues es en el se engloban

temas

tan

importantes

y

trascendentales

aprovechamiento de los recursos y la seguridad del personal. 39

como

el

correcto

40

2.3. Programación La planificación y programación del  del  mantenimiento de una máquina depende del tamaño de la empresa, de la complejidad de los equipos, del número de máquinas iguales, de la naturaleza de las operaciones, del coste de las paradas, etc. Siempre es necesario un procedimiento que evite, o al menos reduzca las averías, detecte y diagnostique los defectos y repare o corrija los efectos del uso, sujetándose en todo momento a los presupuestos económicos de la empresa. No existe una clasificación rígida de los sistemas de mantenimiento, de forma cada empresa debe elegir el sistema adecuado para cada tipo de máquina. En algunas máquinas se precisa un sistema preventivo avanzado y, en cambio, a otras máquinas se las deja funcionar hasta la detención forzosa por avería. No es admisible es que una misma máquina participe de dos sistemas diferentes. Las políticas de mantenimiento pueden clasificarse de la siguiente forma: 

Corrección por avería: consiste avería: consiste en dejar los equipos en servicio hasta que aparezca un fallo, subsanándose la avería lo antes posible. Ello no implica la omisión del entretenimiento del primer escalón. Este sistema se utiliza en pequeñas empresas en las que no es justificable una plantilla para estos menesteres, acudiéndose a especialistas del exterior para las reparaciones.  A pesar de la aparente economía de este proceder, sólo se justifica en contadas ocasiones, o cuando se contase con muchas máquinas iguales y de capacidad holgada. El problema económico que provoca la paralización súbita e inesperada de una máquina es que puede d ejar fuera de producción a otros equipos dependientes de ella.



Mantenimiento rutinario: Se dan unas instrucciones generales para el entretenimiento de grupos homogéneos de máquinas para evitar los fallos. La frecuencia de las tareas normalmente se basa en el buen sentido y la experiencia del responsable de mantenimiento. Estas revisiones suelen incluir engrases, pruebas, inspecciones y reglajes. Es un sistema de coste 41

bajo, dada su simplicidad, y que puede resolver numerosas averías antes de producirse. 

Mantenimiento preventivo planificado: Se establecen ciclos de revisiones y sustituciones de los órganos más importantes de la maquinaria en función de las instrucciones del fabricante, de la forma o régimen de utilización, emplazamiento de la obra, etc. Este método permite un registro de averías, frecuencias, piezas dañadas, etc., que proporciona la esperanza de vida de los elementos en funcionamiento. Llegado el momento previsto, se sustituye la pieza o conjunto, aún encontrándolos en buenas condiciones de funcionamiento. La programación de las tareas se realiza según el “método de la pieza crítica”. crítica”. El elemento que presenta menor esperanza de vida establece la cadencia temporal de la sustitución del resto de las piezas.

ILUSTRACIÓN 10 HOMBRES REPARANDO UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

42

Sistema de actuación Objeto Facilitan

Actuaciones el

 A través de controles espectrofotométricos de desgaste periódicos

conocimiento de la Revisiones normales

Mediante inspecciones visuales punto por

situación de los

punto desde los conjuntos complejos a los

diferentes elementos de la máquina

elementos simples de cada uno  Atendiendo a las informaciones del propio operador Chequeos:

revisiones

normales

más

profundas de los distintos órganos Revisiones especiales

Encaminadas

a

detectar

la

proximidad de la

Comprobaciones: comparando los datos obtenidos mediante los útiles de diagnóstico

avería, tratando de con los parámetros de la máquina e interpretando los valores resultantes evitarla TABLA 3 SISTEMA DE ACTUACIÓN

43

3. MANTENIMIENTO PREVENTIVO 3.1. Definición Y Características. El mantenimiento preventivo es una técnica científica del trabajo industrial, que en especial está dirigida al soporte de las actividades de producción y en general a todas las instalaciones empresarias. El mantenimiento preventivo es, además, aquel que incluye las siguientes actividades: 1. Inspección periódica de activos y del equipo de la planta, para descubrir las condiciones que conducen a paros imprevistos de producción, o depreciación perjudicial. 2. Conservar la planta para anular dichos aspectos, adaptarlos o reparar-los, cuando se encuentren aun en una etapa incipiente

3.2. Ventajas Y Desventajas.  

Ventajas:

Disminuye el tiempo ocioso, hay menos paros imprevistos. 2. Disminuye los pagos por tiempo extra de los trabajadores de mantenimiento en ajustes ordinarios y en reparaciones en paros imprevistos. 3. Disminuye los costos de reparaciones de los defectos sencillos realiza-dos antes de los paros imprevistos. 4. Habrá menor número de productos rechazados, menos desperdicios, mejor calidad y por lo tanto el prestigio de la empresa crecerá. 5. Habrá menor necesidad de equipo en operación, reduciendo con ello la in versión de capital y aumenta la vida útil de los existentes. 6. Mayor seguridad para los trabajadores y mejor protección para la planta. 7. Cumplimiento con los cupos y plazos de producción comprometida. 44

8. Conocer anticipadamente el presupuesto de costos de mantenimiento. 9. Conocer los índices- de productividad por sector. 10. Accionar armónico del servicio de mantenimiento para atender la producción.  

DESVENTAJAS:

Entre sus pocas desventajas se encuentran: 1. Se requiere tanto de de experiencia del personal de mantenimiento mantenimiento como de las recomendaciones del fabricante para hacer el programa de mantenimiento a los equipos. 2.

No permite determinar con exactitud el desgaste desgas te o depreciación de las

piezas de los equipos

3.3. Programación . Hay algunos aspectos básicos que debe incluir un plan de mantenimiento preventivo básico, independientemente de si utilizas software GMAO o sistemas más rudimentarios: 

Desglose de activos. Deben localizarse todas las máquinas e instalaciones que van a ser objeto del plan de mantenimiento preventivo. En fábricas con muchas máquinas, o con varias unidades del mismo modelo, resulta útil asignar un código único a cada una. Así es más fácil identificarlas.



Procedimientos. Hay que definir cada procedimiento preventivo: trabajos a realizar, materiales y herramientas necesarias, medidas de seguridad específicas, etc. Se trata de tener toda la información relevante para agilizar el trabajo y evitar errores.



Planificación de las acciones. Es necesario planificar las acciones preventivas, para definir de qué forma van a repetirse, y cuándo toca la siguiente operación. Así la planificación se hace mucho más simple. Se pueden organizar siguiendo varios indicadores: 45

o

Tiempo natural, repitiendo la acción cuando ha transcurrido un tiempo determinado desde la última acción. Se usa cuando es difícil calcular el desgaste o medir otros parámetros.

o

Tiempo de trabajo, contando las horas de trabajo de la máquina. Es necesario que ésta tenga un contador de horas inco rporado. Con este sistema el tiempo contado guarda mayor relación con el desgaste de la máquina.

o

Ciclos de trabajo. Algunas máquinas cuentan los ciclos de trabajo (en el caso de una sierra el número de cortes, en una envasadora la cantidad de envases producidos…). Usar este factor es preferible a los anteriores.

o

Distancia recorrida. En los vehículos es más fácil usar el cuentakilómetros para calcular la siguiente acción preventiva.



Hay otra información que suele incluirse en los planes de mantenimiento preventivo, dependiendo de las necesidades de la empresa. En la práctica, suele depender del tamaño de la propia empresa, porque si se trata de un negocio modesto, controlar demasiados datos tiene un coste que no es proporcional a los resultados obtenidos, mientras que en el caso de una gran industria, cualquier información que ayude a tomar mejores decisiones tiene grandes beneficios. Algunas opciones complementarias son el análisis económico, la gestión de personal, gestión de repuestos, etc.



Cómo crear un programa de mantenimiento preventivo

Estos consejos sirven tanto si estás pensando en crear un programa de mantenimiento para una empresa en la que trabajas, como para un cliente, o simplemente estás pensando en crear en crear tu propia empresa de mantenimiento. No importa demasiado la tecnología utilizada. Las aplicaciones de mantenimiento más sofisticadas no sirven de mucho si no se alimentan con los datos adecuados. Sin embargo, con un software básico, incluso sin él (solo en pequeñas industrias o 46

talleres con cargas de trabajo mínimas), se puede gestionar el mantenimiento preventivo de forma eficaz. Los aspectos básicos son: 

Definir activos. Numerar cada máquina o instalación, darle un nombre para que todo el personal lo llame de la misma forma… En este paso sería conveniente definir la criticidad del activo, es decir qué importancia tiene, y qué pasa si queda fuera de servicio. Para ello es importante tener en cuenta las consecuencias de una parada. Por ejemplo, un compresor de aire puede parecer poco importante, pero hay muchas fábricas que quedan completamente paradas si todas las máquinas funcionan con un único compresor.



Definir procedimientos Lo ideal es empezar con la documentación del fabricante. La mayoría de acciones están recogidas en el manual de la máquina. Casi siempre será necesario añadir nuevas acciones, porque el entorno y uso no son exactamente como ha previsto el fabricante. Otra herramienta muy útil es el registro de averías de cada máquina. Con él se puede analizar qué ha fallado en el pasado, y cómo puede evitarse que la incidencia reaparezca de forma imprevista.



Definir cadencia. Los fabricantes suelen dar orientaciones sobre cada cuán to tiempo deben repetirse las acciones. Lo más fácil es aplicar e stas directrices, y modificarlas tras un tiempo, según los resultados. En determinados ambientes, las máquinas pueden sufrir un desgaste mayor o menor del previsto por el fabricante, así que debemos adaptar los períodos para optimizar la relación coste/beneficio.



Cómo implantar un plan de mantenimiento preventivo

En la práctica, implantar un programa de mantenimiento preventivo desde cero es bastante complicado. Lleva bastante tiempo, y hace falta ir corrigiendo muchos 47

procedimientos. Básicamente, hay dos formas de implantar el sistema de mantenimiento: 

Desde cero, creando todo el sistema y poniéndolo en marcha en un momento concreto. Es lo que se suele hacer hace r cuando se subcontrata la puesta en marcha del programa, o cuando se instala una aplicación informática en una empresa sin un sistema previo. Resulta muy arriesgado porque todos los problemas e imprevistos aparecen a la vez, y se generan mucho malestar. Hay que ser comprensivos y aceptar que es un proceso necesario.



Progresivamente, empezando por los procedimientos que evitan las acciones correctivas más graves, por seguridad, costes o recursos dedicados. Así se ven los resultados desde el primer día y aumenta la motivación. Además, al ir evitando averías imprevistas, se gana tiempo que se puede aplicar en implantar otros procedimientos. Otra gran ventaja es que, al construirse el sistema sobre la marcha, las correcciones aplicadas a los primeros procedimientos se tienen en cuenta para crear los siguientes, evitando muchas modificaciones.

48

4. MANTENIMIENTO PREDICTIVO 4.1. Definición y características características El mantenimiento predictivo son una serie de acciones que se toman y técnicas que se aplican con el objetivo de detectar posibles fallas y defectos de maquinaria en las etapas incipientes para evitar que estos esto s fallos se manifiesten en uno más grande durante su funcionamiento, evitando que ocasionen paros de emergencia y tiempos muertos, causando impacto financiero negativo. Su misión es conservar un nivel de servicio determinado en los equipos programando p rogramando las revisiones en el momento más oportuno. Suele tener un carácter sistemático, es decir, se interviene, aunque el equipo no haya dado ningún síntoma de tener problemas. El requisito para que se pueda aplicar una técnica predictiva es que el fa llo incipiente genere señales o síntomas de su existencia, tales como alta temperatura, ruido, ultrasonido, vibración, partículas de desgaste y alto amperaje, entre otras. Las técnicas para detección de fallos y defectos en maquinaria varían, desde la utilización de los sentidos humanos (oído, vista, tacto y olfato), hasta la utilización de datos de control de proceso y de control de calidad, el uso de herramientas estadísticas y técnicas de moda como el análisis de vibración, la termografía, la tribología, el análisis de circuitos de motores y el ultrasonido. 

Efectividad del mantenimiento predictivo

Para que un programa de mantenimiento predictivo se considere efectivo, este debe incrementar la fiabilidad (reliability) y el estado operacional de la maquinaria mientras que al mismo tiempo se reducen costos de producción, incluyendo los costos de mantenimiento. Para diseñar e incorporar un programa de mantenimiento predictivo efectivo es necesario determinar los equipos que van a utilizarse en este mantenimiento, así como las máquinas y procesos que justifiquen la implementación del programa tanto técnica como econ ómicamente. Para lograr esto se requiere:

49



Conocer los diferentes tipos de fallas y efectos negativos que estos causan sobre la maquinaria (análisis RCM)



Conocer las ventajas y limitaciones de las diferentes técnicas de mantenimiento predictivo para seleccionar la técnica más aplicable y  justificable económicamente



Contar con un equipo de técnicos altamente cualificados en las técnicas de mantenimiento predictivo

  Cambiar la cultura de mantenimiento correctivo a la cultura del



mantenimiento proactivo o predictivo.

Ilustración 11 DEFECTO EN FASE DETECTADO POR CAMARA TERMOGRÁFICA

MANTENIMIENTO PREDICTIVO INCLUYE : 

LA IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO PREDICTIVO



CURVAS DE PROBABILIDAD DE FALLO



OBJETIVOS DEL SEGUIMIENTO DE UNA VARIABLE FÍSICA



¿ES EL MANTENIMIENTO PREDICTIVO ALGO ÚTIL Y PRÁCTICO?



LA EVOLUCIÓN DEL VALOR MEDIDO



EL EQUILIBRIO TÉCNICO-ECONÓMICO Y LA INFORMACIÓN



LA JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA 50



LAS RUTAS PREDICTIVAS



EL PREDICTIVO COMO SUSTITUTO COMPLETO DEL SISTEMÁTICO



LA CALIDAD DE LOS EQUIPOS



EL INFORME TRAS UNA INSPECCIÓN PREDICTIVA



PUESTA EN PRÁCTICA DE LAS CONCLUSIONES





 ANÁLISIS DE VIBRACIONES o

La aplicación del análisis de vibraciones

o

Técnicas de análisis

o

Parámetros de las vibraciones

o

Principales características de un analizador

o

Tipos de transductores

o

Formas de fijación del sensor

o

Puntos de medición

o

Normas de severidad

o

Fallos detectables por vibraciones en maquinas rotativas

o

Los sistemas expertos

TERMOGRAFÍA o

La termografía como técnica predictiva

o

Principios básicos de la termografía

o

Parámetros de los que depende la radiación recibida

o

Ventajas de la termografía

o

Inconvenientes de la termografía

o

Principales características de una cámara termográfica

o

Reglas de oro para tomar una imagen termográfica

o 

 Aplicaciones de la termografía

INSPECCIONES BOROSCÓPICAS o

Las inspecciones bAroscópicas

o

El baroscopio

o

Defectos detectables mediante inspección baroscópica

o

Los tres aspectos importantes al realizar una baroscopia 51

o

 Aplicación

de

inspecciones

baroscópicas

en

instalaciones

industriales 



INSPECCIONES POR ULTRASONIDOS o

El empleo de ultrasonidos para localizar fallas

o

Características más importantes del medidor

 ANÁLISIS DE ACEITE o o

 Análisis de partículas de desgaste

o

 Análisis de otros contaminantes

o

 Análisis de las propiedades del aceite

o

 Análisis de aceite en transformadores

o o 

Equipos en los que resulta de utilidad

Normas elementales para las tomas de muestras de aceite  Análisis de aceite. Gratuidad del servicio y sus consecuencias

 ANÁLISIS DE HUMOS o

El analizador de humos

o

Utilidad del control de humos de combustión

o

La contratación del servicio de control de humos de combustión

4.2. Ventajas y desventajas Ventajas y desventajas del mantenimiento predictivo Ventajas: 

Las fallas se detectan en sus etapas iniciales iniciales por lo que se cuenta con suficiente tiempo para hacer la planificación y la programación de las acciones correctivas (mantenimiento correctivo o curativo) en paros programados y bajo condiciones controladas que minimicen los tiempos muertos y el efecto negativo sobre la producción y que, además, garanticen una mejor calidad en las reparaciones.



Las técnicas de detección del mantenimiento mantenimiento predictivo son en su mayor parte técnicas "on-condition", que significa que las inspecciones se pueden 52

realizar con la maquinaria en operación a su velocidad máxima no siendo necesario el desmontaje de la máquina. 

Anticipación a los fallos.



Ahorro de repuestos.



Mejora el conocimiento sobre la máquina.



Mejora fiabilidad.



Reducción del tiempo y costes en el mantenimiento.

Desventajas: 

Alta inversión inicial ya que requiere de equipos específicos y costosos.



La necesidad de un personal más cualificado.

4.3. Programación. Secuencia para realizar un buen mantenimiento predictivo

Ilustración 12 SECUENCIA MANTENIMIENTO PREDICTIVO

53

El saber cuando una máquina se va a romper antes de que suceda la avería, es muy importante para ahorrar costes de producción y mejorar la calidad de dicha producción. Para determinar un problema en la máquina se aplica lo que se denomina “mantenimiento predictivo”. Un programa de mantenimiento predictivo sigue una un a secuencia lógica desde que se detecta un problema, se estudia, se encuentra su causa, y finalmente se decide la posibilidad de corregirlo en el momento oportuno con la máxima eficiencia. Los pasos a seguir para realizar un buen mantenimiento predictivo son tres: 

Detección: Reconocimiento del problema.

Ilustración 13 DETECCION DE PROBLEMA 

 Análisis: Localización de la causa del problema.

54

Ilustración 14 GRAFICA DE VIBRACIONES 

Corrección: Encontrar el momento y forma de solucionar el problema.

Ilustración 15 HOMBRES TRABAJANDO EN TURBINA

La detección consiste en encontrar un problema en la maquinaria. Para ello es necesario un seguimiento constante y riguroso del nivel de vibraciones de una máquina. El intervalo entre mediciones depende de cada equipo y puede variar desde dos meses a una medición continua, según el tipo e importancia en el proceso. Los puntos elegidos para tomar vibraciones son aquellos don de puede ser posible encontrar un defecto que afecte al buen funcionamiento de la maquinaria, 55

serán lugares en los que se alojen rodamientos, ventiladores, engranajes o uniones entre ejes. En los puntos a medir se tomarán valores de velocidad, aceleración o desplazamiento, en función de la situación del punto y de las características de la maquina. El aparato utilizado será un colector de datos junto con un programa informático que almacene los valores recogidos en las revisiones rutinarias sobre los elementos de la fábrica. A partir de un histórico de datos de los puntos de cada máquina es posible detectar un problema cuando la tendencia de valores aumenta o se modifica notablemente.

Ilustración 16 COLECTOR DE DATOS

El siguiente paso es analizar el problema detectado, una vez que se ha encontrado éste, se identifican sus posibles causas. Este estudio es complicado, depende en cada caso del punto donde aparece el defecto, la posición y el entorno de la maquina. No existen rasgos que caractericen de una forma inequívoca una causa de exceso de vibración, si no que la experiencia, el sentido común y el conocimiento de cada máquina son puntos esenciales. 56

Ilustración 17 RESULTADO DEL COLECTOR DE DATOS

Por último, el paso a seguir es la corrección del fallo detectado y analizado, así, una vez encontrado un problema y analizado sus causas, es necesario estudiar las acciones a realizar para solucionarlo, a la vez que buscar el momento adecuado para su reparación, intentando que esta sea lo más eficiente posible y que afecte de forma mínima el proceso de producción, aprovechando para ello una parada o una situación en la que la carga de trabajo traba jo para la máquina sea menor que en otras.

57

5 LUBRICACIÓN 5.1. Principios Básicos De La Lubricación. Básicamente, la lubricación consiste en intercalar entre dos superficies que están dotadas de un movimiento relativo, una película de un material (lubricante) y de un espesor adecuado, a fin de: a) reducir la fricción, es decir la fuerza que se opone al movimiento, ya sea para iniciarlo (fricción estática) o para mantenerlo (fricción dinámica), y que limita la potencia útil que puede obtenerse de un mecanismo. b) reducir el desgaste mecánico que se produciría en las superficies de trabajo si se produjera el contacto entre ellas. Esto se puede lograr en distintas condiciones y en general durante el ciclo de operación de una máquina se verifica una transición y/o combinación de ellas. Las mejores condiciones de lubricación corresponden a la lubricación hidrodinámica o de película gruesa. En este caso, la película tiene un espesor considerablemente superior a la rugosidad de las superficies lo cual asegura que estas queden convenientemente separadas. Para que esta película pueda soportar totalmente a las cargas aplicadas, se requerirá no sólo que la forma geométrica y velocidad relativa de las superficies favorezcan la formación de una cuña del lubricante, sino que además éste tenga una viscosidad adecuada.

Ilustración 18 VISTA MICROSCÓPICA DE LA RUGOSIDAD

58

Cuando la película no tiene el espesor suficiente para separar completamente las superficies, es decir que resulta inferior a la rugosidad, la lubricación ( limite o de película escasa), es menos eficiente, ya que las superficies de trabajo deben soportar en gran parte las cargas aplicadas. De todos modos la fricción será siempre menor que la que se tendría de no estar presente el lubricante, pero aquí la naturaleza química del mismo juega un papel muy importante. Una combinación de las condiciones anteriores es la mixta o de película fina, y corresponde al caso en que el espesor de película es del mismo orden de magnitud que la rugosidad de las superficies. Pero, además de las funciones básicas mencionadas, para asegurar el correcto funcionamiento de un mecanismo y prolongar su vida útil, en general se requerirá que el lubricante además cumpla con otras funciones como ser: c) refrigerar las superficies de trabajo. d) mantener su limpieza. e) protegerlas de la acción de agentes agresivos ya sea durante los períodos de funcionamiento o bien de detención del equipo.

5.2. Clasificación de los lubricantes. lubricantes. 1.Clasificación de los lubricantes Existen distintos materiales que por su naturaleza ( fluida, semifluída o sólida ) pueden ser empleados como lubricantes. Fluídos

Semifluídos

Sólidos

 Agua

Grasas

Suspensiones Suspensiones

 Aceites

Polvos Pastas Barnices TABLA 4 CLASIFICACIÓN DE LOS LUBRICANTES

59

3. Campo de aplicación de cada tipo

Lubricación Hidrodinámica Lubricación Límite Refrigeración Refrigeraci ón Sellado

Aceites

Grasas

Sólidos

Excelente

Pobre

Inaplicable

Bueno

Bueno

Excelente

Excelente

Pobre

Inaplicable

Bueno

Excelente

Bueno

Tabla 5Campo de aplicación

CLASIFICACION:

1. Aceites minerales: Los aceites minerales son complejas mezclas de hidrocarburos de alto peso molecular que están contenidos naturalmente en el petróleo y que se obtienen como resultado de una compleja serie de procesos de refinación.

La primera etapa, es la destilación destilación atmosférica del crudo, en la cual este se calienta hasta aproximadamente 400°C y luego se lo envía a una columna de destilación. En ella condensan y se extraen cortes con distintas temperaturas de ebullición que constituyen el punto de partida para la elaboración de los distintos combustibles destilados ( nafta, gas-oil, jet , etc. )

 Al residuo ( líquido ) que se recupera en el fondo de la columna se lo lo somete a una segunda destilación, pero esta vez al vacío. Las fracciones más volátiles se emplean para la elaboración de combustibles destilados, las más pesadas para combustibles residuales y asfaltos mientras que las fracciones intermedias ( por lo general se obtienen cuatro ) constituyen la materia prima para producir las bases lubricantes. 60

 A estas fracciones se las somete primero a un tratamiento con propano y luego a una refinación con solvente que permite eliminar respectivamente a los componentes asfálticos y aromáticos residuales. El último paso es e l desparafinado ya sea por enfriamiento o por acción catalítica. Para algunas aplicaciones especiales ( aceites dieléctricos, blancos, medicinales, etc. ) es necesario un proceso adicional denominado hidrotratamiento que permite reducir a valores mínimos los contenidos de aromáticos y asfaltenos Finalmente, los aceites base se mezclan convenientemente entre sí, con e l eventual agregado de aditivos, a fin de lograr los grados de viscosidad y las características requeridas en cada aplicación para los lubricantes terminados.

2. Aceites sintéticos: Los aceites sintéticos, son compuestos que no están naturalmente contenidos en el petróleo y que se obtienen por reacciones o síntesis químicas, a partir de diversas materias primas.

En general las ventajas que presentan comparados con los aceites minerales son:

a) elevada resistencia a la oxidación. b) elevada estabilidad térmica. c) elevados índices de viscosidad. d) baja volatilidad e) buenas propiedades fricciónales

Sin embargo debido a que los costos de obtención son relativamente elevados, su uso en general esta limitado a aquellas aplicaciones en las cuales no se puede 61

alcanzar resultados satisfactorios con aceites minerales ( por ejemplo lubricantes de muy baja viscosidad, compresión de gases que reaccionan con hidrocarburos, etc. ).

Los productos sintéticos mas empleados son la oleofinas (aceites de motor), poliglicoles (aceites hidráulicos y engranajes), ésteres fosfatados (aeronáutica) y siliconas.

3. Aceites grasos o fijos. Los aceites grasos son hidrocarburos de origen animal o vegetal que a diferencia de los aceites minerales contienen además compuestos oxigenados ( glicéridos. En general tienen baja viscosidad y se adhieren mejor a las superficies me tálicas, pero son poco estables y se oxidan y polimerizan con facilidad. Debido a esto en general gener al no se los emplea como lubricantes en las aplicaciones industriales sino como aditivos, es decir mezclados en pequeñas proporciones con aceites minerales ( aceites compuestos. Así se les confiere a los aceites minerales las características que eventualmente sean necesarias en algunos casos particulares. Los más empleados son el aceite de castor y el aceite de pata. 5.2.1 CARACTERISTICAS DE LOS ACEITES

Los lubricantes se desarrollan y elaboran para cumplir con ciertas especificaciones que definen las propiedades requeridas en cada aplicación. Algunas de esas propiedades son absolutas, es decir que hacen a sus características físico químicas, en cambio otras son funcionales y están intrínsecamente ligadas a la aplicación en cuestión. Por esta razón se han desarrollado d esarrollado numerosos ensayos para evaluar las propiedades de los aceites y obviamente existen diferencias en los métodos empleados, aún para el caso de que el objetivo sea evaluar una misma propiedad. Los métodos de ensayo correspondientes a las propiedades mas importantes han sido estandarizados por distintos organismos internacion ales entre 62

los que se pueden citar la ASTM en Estados Unidos y el IP en el Reino Unido. 1. Viscosidad (ASTM D445-IP 71): La viscosidad dinámica de un fluído es la relación que existe entre la tensión de corte aplicada y el gradiente de velocidad, y es una indicación de la resistencia a fluir a una temperatura determinada. En el sistema CGS la unidad es el Poise (P) y usualmente se emplea el centipoise (cP). La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad de un fluído, y es una indicación de su resistencia a fluir por gravedad a una temperatura determinada. La viscosidad cinemática es por lo tanto proporcional al tiempo que un cierto volúmen de fluído tarda en escurrir a través de un capilar calibrado, y todos los métodos de medición están basados en este principio. En el sistema CGS la unidad es el Stoke (St) y usualmente se emplea el centistoke (cSt). La variación de la viscosidad cinemática de un aceite, con la temperatura es de tipo logarítmica, de modo que en una gráfica adecuada se puede representar mediante una recta.

Ilustración 19 GRAFICA DE LA VISCOCIDAD

2. Índice de viscosidad (ASTM D22270 - IP 73): El índice de viscosidad permite expresar la característica de variación de la viscosidad viscosida d con la temperatura mediante 63

un único número adimensional. Cuanto mayor es el índice menor es la variación de la viscosidad con la temperatura y viceversa. El índice se determina midiendo la viscosidad del aceite a 40 º C y 100 º C y comparándolas con aceites de referencia a los cuales se les asignó arbitrariamente los índices 0 y 100 respectivamente. 3. Punto de inflamación (ASTM D 92/93 - IP 34/36): Es la temperatura a la cual se desprenden suficiente cantidad de vapores como para producir una mezcla combustible con aire bajo condiciones estandarizadas. En el método COC (Cleveland) la muestra es calentada en e n una copa abierta y a intervalos especificados esp ecificados de temperatura se aproxima una llama de prueba. En el método PMC (Pensky Martens) la muestra es calentada en una copa cerrada. 4. Punto de escurrimiento (ASTM D 97 - IP 15): Es la mínima temperatura a la cual el aceite fluye por gravedad al ser enfriado a una cierta velocidad y examinado a intervalos especificados. 5. Numero de neutralización (ASTM D 664 - IP 177): Es una medida de la cantidad de sustancias ácidas o básicas presentes en la muestra. La acidez o alcalinidad se expresa como valor de neutralización es decir los mg de hidróxido de potasio ( KOH ) necesarios para neutralizar los ácidos en un g de aceite lo cual se denomina alcalinidad o Número Acido Total (T.A.N) o bien la cantidad de ácido requerida para neutralizar los componentes básicos, pero expresada también en su equivalente a mg de KOH que recibe el nombre de alcalinidad o Numero Base Total ( T.B.N). 6. Demulsibilidad (ASTM D 1401 - IP 19): Es una indicación de la capacidad de un aceite para separarse del agua y no formar emulsiones. Consiste en mezclar cantidades iguales de agua y aceite a una cierta temperatura, agitar y luego dejar reposar. Se mide el tiempo necesario para que la emulsión desaparezca y se separe el agua del aceite. 7. Espuma (ASTM D 892): Es una forma de evaluar la tendencia de un aceite a formar espuma. Consiste en insuflar aire en una muestra durante 5 minutos e inmediatamente medir el volumen de espuma formado. Luego se deja reposar y se mide nuevamente la espuma al cabo de 10 minutos. 64

 ADITIVOS Los aditivos son sustancias químicas que se agregan en pequeñas cantidades a un lubricante base, de modo que el lubricante terminado tenga las características necesarias para cumplir con las especificaciones requeridas en las distintas aplicaciones.

Si bien la cantidad y variedad de aditivos a ditivos empleados en la industria es muy extensa, es posible agruparlos en tres grandes categorías y describir los distintos tipos en términos de las funciones principales que cumplen. 

Aditivos que modifican las propiedades de los lubricantes

1.1 Depresores de punto de escurrimiento: a medida que disminuye la temperatura del aceite se incremente su viscosidad, pero además dependiendo de sus características, se van formando progresivamente cristales de parafina que impiden que el aceite escurra (aún lentamente).

Los depresores de punto de escurrimiento son compuestos orgánicos de alto peso molecular que bloquean el mecanismo de formación de dichos cristales impidiendo su crecimiento.

1.2 Mejoradores de índice de viscosidad: cuando un lubricante puede trabajar en un rango de temperaturas muy amplio, es deseable que la variación de su viscosidad sea poco sensible con la temperatura, es decir que el mismo tenga un alto índice de viscosidad.

Los mejoradores de índice de viscosidad son compuestos orgánicos ( polisobutenos, polimetacrilatos, copolímeros de oleofinas) que tienen largas cadenas moleculares. A bajas temperaturas, estas se encuentran plegadas sobre 65

sí mismas y por lo tanto no modifican apreciablemente la viscosidad d el aceite base. En cambio, medida que la temperatura aumenta las cadenas se van desplegando y forman una suerte de trama que restringe la fluidez del aceite lo cual tiende a compensar su caída de viscosidad.

1.3 Modificadores de fricción: en algunas aplicaciones se requiere que exista una gran diferencia entre los coeficientes de fricción estático y dinámico entre piezas que alternativamente entran en contacto y están lubricadas por aceite (por ejemplo: frenos húmedos, embragues, etc.). En otras en cambio se requiere que la diferencia entre ambos coeficientes sea mínima (por ejemplo: cajas sincronizadas, bancadas de máquinas herramientas, etc.).

Los modificadores de fricción son compuestos que permiten en cada caso lograr las características óptimas requeridas.



Aditivos que protegen al lubricante en sí

2.1 Antioxidantes: cuando un lubricante entra en contacto con aire, inevitablemente se oxida, con una cierta velocidad que depende básicamente de las características del aceite y de la temperatura. Además, este proceso puede ser acelerado si hay contacto con algunos metales (cobre e hierro) que actúan como agente catalítico, o bien por presencia de contaminantes en el aceite como ser agua, suciedad y partículas. Las reacciones de oxidación conducen a una degradación progresiva del aceite con formación de compuestos solubles (ácidos débiles) e insolubles ( lodos, lacas, depósitos carbonosos).

66

Los antioxidantes son compuestos que retardan los proceso de oxidación ya sea interrumpiendo la reacciones de oxidación ( fenoles, aminas ) o bien contrarrestando los efectos catalíticos de los metales ( compuestos orgánicos con azufre y/o fósforo ).

2.2 Antiespumantes: cuando se agita un aceite en presencia de aire, se forma una cierta cantidad de espuma, lo cual acelera los procesos de oxidación y reduce la efectividad de la lubricación.

Los antiespumantes son compuestos, generalmente a base de siliconas, que reducen la tensión superficial de las burbujas facilitando su ruptura.



Aditivos que protegen a las superficies de trabajo

3.1 Anticorrosivos: La presencia de ácidos débiles (orgánicos), y ácidos fuertes (inorgánicos) en los aceites puede dar lugar a un desgaste corrosivo de las superficies metálicas.

Los anticorrosivos son compuestos solubles que impiden la corrosión ya sea neutralizando los ácidos o manteniéndolo en suspensión, es decir evitando que tomen contacto con las superficies.

67

3.2 Antidesgaste: en tanto se mantenga una película lubricante de espesor adecuado, las superficies metálicas de un mecanismo no experimentarán un desgaste mecánico. Sin embargo y por distintas razones, es posible que la película lubricante sea insuficiente para evitar el contacto metal con metal aunque más no sea por un pequeño período (por ejemplo: el arranque). Ilustración 20 ANTIDESGASTE 

Los aditivos antidesgaste son compuestos de distinta naturaleza química ( ácidos orgánicos polares, tiofosfatos de Zinc, etc. ) cuyas cadenas se adhieren y se orientan perpendicularmente a las superficies metálicas con relativa facilidad, formando así una película delgada que resiste el cizallamiento y provee una efectiva lubricación límite bajo condiciones de cargas moderadas Formacion de

una pelicula organicapor adsorcion, sobre una superficie ferrosa. 3.3 Antiherrumbre: es inevitable que el aceite se contamine con agua y esta a su vez provoca el herrumbre de las aleaciones ferrosas.

Los antiherrumbre son compuestos ( generalmente ácidos orgánicos ) que previenen la formación de herrumbre herru mbre evitando de distintas formas que el agua tome contacto con el metal, por ejemplo: reaccionando con las superficies o bien formando una película protectora.

3.4 Dispersantes: en muchas aplicaciones el lubricante entra en contacto con contaminantes que son insolubles en el aceite, los cuales se aglomeran junto con los productos de oxidación y forman depósitos sobre las superficies metálicas. Estos depósitos pueden afectar el correcto funcionamiento de los mecanismo y eventualmente bloquear conductos de lubricación y o filtros 68

Los dispersantes son compuestos orgánicos polares, que previenen esta aglomeración manteniendo los productos insolubles en suspensión como partículas finamente divididas . De este modo se mantiene la limpieza de las superficies de trabajo y se prolonga la vida útil de los filtros.

3.5 Extrema Presión: bajo condiciones de carga muy severas

se

puede

producir

la

microsoldadura

o

engranamiento de las aristas de la rugosidad superficial.

Los aditivos extrema presión son compuestos a base de Cloro, Azufre y/o Fósforo que son muy estables a bajas temperaturas, pero que cuando se produce una elevación de temperatura localizada por contacto incipiente metal con metal ( por ejemplo en la superficie del diente de un engranaje se podrían alcanzar rápidamente temperaturas

Ilustración 21ACEITE SOMETIDO A DIFERENTES PRESIONES

del orden de 300°C ) se descomponen y reaccionan con la superficie metálica formando compuestos de bajo punto de fusión ( eutécticos ) que evitan la soldadura. GRADOS DE ACEITE Dada la gran diversidad de d e tipos y diseños de maquinaria empleada en los campos industrial y automotriz, y a la importancia que tiene el lubricante en la eficiencia de su operación y mantenimiento, se han desarrollado diferentes tipos de lubricantes.

 Algunos de ellos tienen múltiples funciones y otros en cambio se destinan a aplicaciones específicas. La viscosidad es en general una de las características más importantes de los aceites. Por esta razón es habitual que aparezca indicada 69

mediante un número, acompañando el nombre del producto. Los grados de viscosidad se designan del siguiente modo:

a) Aceites Automotrices mediante las clasificaciones SAE b) Aceites Industriales mediante la clasificación ISO c) Los grados que no coinciden con estas clasificaciones mediante letras.

Clasificación SAE de aceites para motor ( SAE J300 ) Los aceites de motor se clasifican por su viscosidad en grados de “verano” y grados de “invierno”. Los grados de invierno se identifican mediante un número acompañado de la letra W. Los grados de verano mediante un número. En ambos casos a medida que aumenta el número aumenta la viscosidad del aceite.

70

Grado

Viscosidad

SAE

dinámica

Temperatura en límite de

Viscosidad cinemática

Centipoises (cP) bombeo en °C Centistokes a la temperatura (2)

Viscosidad en dinámica en ( Centipoises ( cP) a

cSt ) a 100°C (3) 150°C (4) (5)

°C (1) máximo

máximo

min.

min.

máx. 0 W

3250 a -30

-35 3.8

5 W

3500 a -25

-30

3.8

10 W

3500 a -20

-25

4.1

15 W

3500 a -15

-20

5.6

20 W

3500 a -10

-15

5.6

25 W

6000 a -5

-10

9.3

20

5.6

2.6

9.3

2.9

<9.3 30

<12.5 40

12.5

3.7

<16.3 50

16.3

3.7

<21.9 60

21.9 <26.1

Tabla 6 CARACTERISTICA CARACTERISTICASS DEL ACEITE

1) Método

ASTM D2602 ( Simulador Cold Cranking )

2) Método

ASTM D4684 ( Viscosímetro minirotativo ) 71

3.7

3) Método 4) Método

ASTM D445 ( Viscosímetro capilar ) ASTM D4624, ASTM D4683, ASTM D4741, CEC-L-36-A-90 (

Viscosímetro Ravenfeld o TBS ) 5) Sólo

requerido para los correspondientes multigrados ( ejemplo: 5W-40, 10W-40,

etc. ) Clasificación SAE de aceites para transmisión ( SAE J306 ) Los aceites de transmisión se clasifican por su viscosidad en grados de “verano” y grados de “invierno”. Los grados de invierno se identifican mediante un número acompañado de la letra W. Los grados de verano mediante un número. En ambos casos a medida que aumenta el número aumenta la viscosidad del aceite

Grado

Máxima temperatura en °C Viscosidad cinemática en

SAE

para

una

viscosidad

de Centistokes

150000 cP (1)

( cSt ) a 100°C (2) min.

70 W

-40

4.1

75 W

-40

4.1

80 W

-26

7.0

85 W

-12

11.0

máx.

80

7.0

<11.0

85

11.0

<13.5

90

13.5

<24.0

140

24.0

<41.0

250 41.0 Tabla 7 VISCOSIDAD DEL ACEITE SEGUN LA TEMPERATURA

72

1) Método

ASTM D2893 ( Viscosímetro Brookfield )

2) Método

ASTM D445 ( Viscosímetro capilar )

Clasificación ISO de viscosidad de aceites industriales Los lubricantes industriales se clasifican por su viscosidad viscosida d en 18 grados de acuerdo a un sistema especificado por la ISO ( Organización Internacional de Estandarización ). Cada grado, cubre un rango de viscosidades cinemáticas medidas en cSt a 40°C. El punto medio de viscosidad de cada grado es aproximadamente 50 % superior al del grado precedente.

73

Grado ISO

Punto medio Límites de viscosidad de viscosidad cinemática

la cinemática ( cSt ) a 40°C mínimo

máximo

(cSt) a 40°C 2

2.2

1.98

2.42

3

3.2

2.88

3.52

5

4.6

4.14

5.06

7

6.8

6.12

7.48

10

10.0

9.00

11.0

15

15.0

13.5

16.5

22

22.0

19.8

24.2

32

32.0

28.8

35.2

46

46.0

41.4

50.6

68

68.0

61.2

74.8

100

100.0

90.0

110.0

150

150.0

135.0

165.0

220

220.0

198.0

242.0

320

320.0

288.0

352.0

460

460.0

414.0

506.0

680

680.0

612.0

748.0

1000

1000.0

900.0

1100.0

1500

1500.0

1350.0

1650.0

Tabla 8 GRADOS DE VISCOSIDAD CINEMATICA

74

4. Comparación entre clasificaciones. Las clasificaciones ISO y SAE están basadas en la medición de viscosidades a distintas temperaturas de referencia, (40ºC y 100ºC respectivamente). Entonces para poder establecer una correlación, es necesario presuponer un cierto índice de viscosidad. Así por ejemplo el siguiente cuadro comparativo comp arativo está basado en un IV= 95. La clasificación AGMA corresponde a la desarrollada por la Asociación  Americana de Fabricantes de Engranajes

Ilustración 22 COMPARACION DE GRADOS DE LA VISCOSIDAD

5.3. Sistemas de aplicación de lubricantes. lubricantes. LOS SISTEMAS DE LUBRICACION SE DISTINGUEN, GENERALMENTE, EN CUATRO CATEGORIAS: > Lubricación por Aceite 75

> Lubricación por Grasa > Recirculación de Aceite > Lubricación Aire/Aceite CAMPOS DE APLICACIÓN

Ilustración 23 CAMPOS DE APLICACION

LUBRICACION POR ACEITE PERDIDO la lubricación por aceite crea y mantiene una fina película de lubricante entre las partes en movimiento la cual se renueva a intervalos regulares mediante un sistema de lubricación centralizada.

Ilustración 24 SISTEMA DE LUBRICACION POR ACEITE PERDIDO

76

LUBRICACION POR GRASA la lubricación con grasa tiene un amplio campo de aplicaciones que van desde pequeñas máquinas, tales como maquinaria para trabajar la madera, a la industria pesada de gran tamaño como las plantas plan tas de acero o las fábricas de papel. la amplia lista de bombas, junto con las numerosas opciones de diseño personalizado, permite una lubricación con grasa desarrollada de forma fiable y rentable.

Ilustración 25 SISTEMA DE LUBRICACION CON GRASA

RECIRCULACION DE ACEITE el concepto de recirculación implica un flujo continuo de aceite al punto de lubricación. el aceite es recogido en contenedores que lo conducen a un tanque desde donde vuelve a ponerse en circulación llegando de nuevo al punto a lubricar. la estación de bombeo está dotada de mecanismos adecuados para el enfriamiento y calentamiento del aceite para poder mantener el lubricante a la temperatura óptima.

77

Ilustración 26 RECIRCULACION DE ACEITE

LUBRICACION AIRE/ACEITE la técnica de lubricación Aire/Aceite representa una realidad relativamente reciente y es el fruto de la introducción de avanzadas tecnologías industriales que han permitido su aplicación, principalmente, en el mecanizado en seco. Por otra parte, sustituye el tradicional sistema de “niebla de Aceite”, perjudicial  perjudicial   para el medio ambiente. consiste en una corriente de aire, que normalmente actúa continuamente proporcionando refrigeración en el punto de lubricación y como medio de transporte para conducir pequeñas cantidades de aceite al punto de lubricación. el aceite inyectado en la corriente de aire a intervalos regulares recubre las superfi cies a lubricar y reduce la fricción y el desgaste.

Ilustración 27LUBRICACION AIRE/ ACEITE

78

VALVULAS DOSIFICADORAS DE LINEA UNICA SON EL RESULTADO DE LA TECNOLOGIA MAS RECIENTE DESARROLLADA EN EL CAMPO DE LAS VALVULAS DOSIFICADORAS PARA LINEA SIMPLE. Permite dosificar, de manera precisa e infalible la cantidad de aceite necesaria, independientemente de su temperatura o presión. Además, gracias a los los terminales roscados combinados con adaptadores especiales, es posible realizar innumerables aplicaciones de todo tipo. las válvulas 33v utilizadas en combinación con la bomba eléctrica smart, constituyen un sistema de altas prestaciones al mismo precio que un sistema manual. un exclusivo sistema de montaje de conexión rápida permite reducir los costes adicionales.

Ilustración 28 VALVULAS DOSIFICADORAS PARA LINEA UNICA

SISTEMA DE LINEA SIMPLE 01 este sistema proporciona un método de lubricación por aceite muy efectivo en aplicaciones de máquinas pequeñas, en las que un sistema manual suele ser suficiente. el sistema 01 este compuesto por dosificadores (orificios calibrados) que desempeñan la función de mantener la presión sobre la línea de distribución y repartir el aceite desde la bomba proporcionalmente hacia los diferentes puntos de lubricación. utilizado conjuntamente con una de nuestras nuevas bombas manuales como la smile, el sistema 01 es hoy en día una de las soluciones más económicas presentes en el mercado.

79

Ilustración 29 SISTEMA DE LINEA SIMPLE

5.4. Selección de lubricantes.  A la hora de elegir un lubricante hay que considerar una serie de factores, sin embargo los más importantes son: la aplicación específica ( el tipo de máquina ), las condiciones de operación y el costo. Por lo general los fabricantes de los equipos especifican las características y/o propiedades del lubricante a emplear, de modo que la selección debería basarse preferentemente prefer entemente en dichas recomendaciones. De no contar con esta información o bien en caso de desarrollo de productos alternativos puede emplearse la siguiente guía: a) ¿ Cuál es la viscosidad adecuada ?

En lo que respecta a la la lubricación en sí, la viscosidad es la propiedad más importante y según el caso, esta se podrá podrá calcular o bien determinar en base a la experiencia. En general hay muchos parámetros de diseño que pueden influir en la decisión final, pero puede decirse que el objetivo será siempre la selección de un lubricante de la menor viscosidad posible que permita sustentar las cargas y minimizar las pérdidas de energía.

80

Hay que destacar que lo que importa determinar en esta etapa es la viscosidad a la temperatura de operación. Así por ejemplo, e jemplo, si para lubricar un cojinete es necesario nece sario una viscosidad de 10 cSt, la selección será totalmente distinta si la temperatura de operación es 100ºC (o sea el aceite debe tener 10 cSt a 100ºC ), que si la temperatura de operación es 30ºC ( o sea el aceite debe tener 10 cSt a -30ºC ). b) ¿Cuál es el Indice de viscosidad requerido?

Si bien la viscosidad a la temperatura de operación es importante, el lubricante deberá cumplir su función en un cierto rango de temperaturas. Esto implica que no podrá tener una viscosidad muy elevada para las temperaturas mínimas ( por ej. arranque en frío ) ni una viscosidad muy baja para las temperaturas máximas.

c) ¿ Cuál es el grado SAE o ISO requerido ?

Elegida la viscosidad más adecuada y el índice de viscosidad hay que determinar el grado correspondiente. Esto implica convertir la viscosidad a la temperatura de operación, en la viscosidad a la temperatura de referencia ( 40ºC para los grados industriales y 100ºC para los automotrices), utilizando ya sea tablas o gráficos que indican la variación de la viscosidad de los aceites con la temperatura.

d) ¿ Qué otras propiedades son necesarias ?

Dependiendo del tipo de máquina y de las condiciones de operación, el aceite puede tener una serie de requerimientos adicionales. En la mayoría de los casos esto implica el empleo de aditivos ya sea para reforzar las propiedades naturales de las bases o para impartirles propiedades nuevas o bien para combatir el deterioro prematuro que sufriría el aceite con el uso.

81

e) ¿ Cuáles son los costos ?

El precio de un lubricante es un factor importante, pero no es determinante en sí mismo. Por lo general tiene sólo una incidencia mínima en los costos generales de operación y de mantenimiento de una máquina. Así por ejemplo la lubricación lubricación con un aceite de bajo costo que se cambia con una alta frecuencia, puede fácilmente ser mas cara que con un aceite de mayor precio y de mayor durabilidad. Peor aún, podría ocasionar una falla mecánica o una parada del equipo muchísimo más costosa que la diferencia de precios en cuestión.

5.5. Programa de lubricación. Diseño de un Programa de Excelencia en Lubricación Este proceso inicia con el reconocimiento de la necesidad por cambiar y mejorar. Sin este reconocimiento, los esfuerzos serán vanos y frustrantes. Alguien que no reconoce que puede hacer las cosas mejor y permanece en el paradigma “Así hemos trabajado siempre”, siempre”, no tendrá la motivación y razón suficiente para mejorar. Lo que sigue generalmente, es la preparación de un plan y la asignación de tareas. Queremos calidad en nuestra organización, por lo tanto, contratamos ingenieros, asesores y administradores de calidad, para tratar de obtener una mejora en la confiabilidad y poder competir en este mundo global cada vez más pequeño. Nunca debemos olvidad que empresas en otras partes del mundo si están cambiando y haciendo esfuerzos para mejorar sus programas de lubricación y en un momento dado estas empresas estarán compitiendo directamente con las nuestras con costos muy ventajosos para ellos. La confiabilidad de nuestras plantas se convierte en ese momento en un factor de supervivencia sup ervivencia en el mercado más que una c uestión de mantenimiento y producción. La experiencia nos enseña que la confiabilidad y la calidad no pueden simplemente ser asignadas a alguien para conseguirlas, ya que ha y mucha gente involucrada en 82

este proceso y por consecuencia las afecta. Por el contrario, convertirse en una organización de calidad requiere un cambio fundamental en su forma global de hacer negocios. Es un hecho; expertos en la materia, pueden ayudarle a facilitar y supervisar el proceso, pero no pueden efectuar las tareas por sí mismos. Hay tantos factores y gente que tienen influencia en la lubricación de su maquinaria, que todos aquellos que afectan los activos productivos necesitan ser involucrados, conocer y compartir el concepto. Los diseñadores de maquinaria y equipo, fabricantes de equipo original, compras, gerentes, operadores, mecánicos, ingenieros de producción, técnicos de preventivo-predictivo, técnicos en lub ricación, proveedores de lubricantes, filtros y equipo de lubricación, consultores, instructores y todas aquellas personas que afecten la calidad de la lubricación. Lograr la excelencia requiere un cambio de raíz, un cambio realmente de fondo en la forma en la que trabajamos lo concerniente a la lubricación. Debemos cambiar la estructura actual en la que definimos la lubricación como algo importante, pero actuamos absolutamente de manera opuesta. El Programa de Lubricación de Clase Mundial, establece el enfoque de la excelencia en lubricación para construir confiabilidad. En este enfoque los lubricantes no son considerados como bienes consumibles o desechables, que deben ser comprados al menor precio y drenados cuando ya no sirven. La nueva visión define a los lubricantes como un activo importante durable y parte de la maquinaria, que debe ser adecuadamente administrado y protegido. Este proceso de protección inicia desde el día que el lubricante es especificado para cada maquinaria, se compra y recibe, hasta el momento en que es drenado del componente y dispuesto adecuadamente Vea ilustración 30.

83

Ilustración 30 CAMINO A LA EXCELENCIA EN LUBRICACION

I. Plan Maestro de Implementación: Todo proyecto que implica cambios, requiere una plataforma de arranque y elementos de comparación. Mediciones que nos indiquen el estado actual de la planta con respecto a las “mejores prácticas”, comparándolas con la Industria Mundial. Estas mediciones nos permitirán calificar los elementos clave de la excelencia en lubricación e identificar áreas de oportunidad. Los resultados, nos ayudan a efectuar una evaluación y asignar los recursos en aquellas áreas que pueden representar un mejor retorno de inversión y mejoras sustanciales a la confiabilidad. La comparación (“benchmarking”), también permite la revisión del avance del programa con respecto al tiempo. De esta manera podremos medir la efectividad de nuestros esfuerzos en la aplicación de la estrategia. Todos los cambios programáticos que entregan una contribución de valor sostenible, incluyen un mecanismo de comparación de su desempeño.

84

Para que un programa de lubricación sea efectivo, deben ser evaluadas todas las áreas de la planta y deberán efectuarse las mejoras necesarias, en línea con las mejores prácticas vigentes en la industria. El proceso de Diagnóstico Global de las plantas es denominado comúnmente: Lubrication Survey.

II. Lubrication Survey - Diagnóstico Global: El “Lubrication Survey” es un proceso de investigación, análisis y auditoría, para el reconocimiento de las fortalezas y debilidades de su programa de lubricación y análisis de aceite con un enfoque incremental, que establece el punto de partida y el rumbo para un proceso de mejora sostenido y cuantificable. Esta visión de inicio es un valioso primerpaso en la identificación y establecimiento de las áreas en las que deberán enfocarse las metas de corto y largo plazo. Son 13 áreas clave a considerar en este proceso: 1. Selección de lubricantes 2. Sistemas de aplicación de grasas grasas 3. Sistemas de aplicación de aceites 4. Exclusión de contaminantes 5. Remoción de contaminantes 6. Muestreo para análisis análisis de aceite 7. Pruebas de análisis de aceite 8. Alarmas, límites y metas del análisis de aceite 9. Inspecciones y pruebas de rutina de eficiencia en lubricación 10. Almacenamiento y manejo de lubricantes 11. Mediciones y seguimiento del desempeño desempeñ o 12. Educación, entrenamiento y certificaciones 13. Eficiencia de su programa Predictivo y Proactivo Proa ctivo Durante el proceso del Lubrication Survey, las plantas p lantas deberán ser auditado en cada área clave de la Excelencia en Lubricación y calificadas en una escala de 1 a 10. 85

Esta información se transfiere a un “gráfico de araña” como se muestra en la Fig. 31. Las áreas que se encuentren en los rangos de 1  –   –  4, requieren de acción inmediata, las áreas con resultados entre 4 – 4 – 7  7 significan resultados en conformidad con el promedio de la industria y aquellos mayores de 7, representan cumplimiento con los estándares de la industria. Este proceso de evaluac ión, puede ser efectuado anualmente para identificar las áreas de avance del programa y la eficacia de las acciones emprendidas. Podemos hablar de Excelencia en Lubricación, cuando se logre un diagrama completo por arriba de la escala de 7 (“llenar la telaraña”).

Ilustración 31GRAFICO DE ARAÑA

La utilización de este sistema, nos permite evaluar las áreas de oportunidad, pero no considera por si solo s olo aquellos factores que tiene un mayor impacto en los costos de mantenimiento en la planta. Para este efecto, se utiliza el principio de Pareto, el análisis de implicaciones financieras de Costo-Beneficio Costo -Beneficio y análisis de modo de falla (AMEF) para determinar las áreas más impactantes para mejorar la confiabilidad y reducir los costos de mantenimiento.

III. Comité de Excelencia en Lubricación: En las plantas es deseable la implementación de un Comité para la Imp lementación de la Excelencia en Lubricación (CIEL), en el que participen miembros de los diferentes departamentos de la planta. Sus funciones serán la dete rminación de las mejoras y la responsabilidad de su implementación. imp lementación. Este comité podrá reunirse con 86

una frecuencia determinada y utilizar los beneficios de la comunicación electrónica para mantener la retroalimentación y actualización de sus programas. Las políticas de Excelencia en Lubricación deberán emanar del CIEL para dar paso a la configuración de un Manual Corporativo de Lubricación Lub ricación - MCL, que servirá de base ba se a la documentación de las mejores prácticas, procedimientos y estándares.

IV. Implementación de mejoras a equipos y sistemas: s istemas:  Aquí inicia el trabajo de implementación de la Excelencia en Lubricación. Proveniente del proceso de Diagnóstico Global, del análisis financiero, de los análisis de Pareto y FMEA, se determinarán las mejoras que mayor impacto tienen en la maquinaria y componentes, para establecer la estrategia de atención en cada uno de los casos. Los proyectos podrán ser considerados individualmente y aplicados a unidades “piloto”, que permitan documentar los beneficios y evaluar su desempeño, para posteriormente poder ser aplicados de una manera general al resto de los equipos y plantas. De este proceso nacerán muchas de las acciones y mejores prácticas que se documentarán en el Manual Corporativo de Lubricación - MCL En esta etapa, se trabaja en las áreas de mayores oportunidades provenientes del Diagnóstico Global – Global – Survey  Survey para las mejoras a corto plazo y las que se consideran generales y que tienen que ver con la estandarización de los procedimientos y mejores prácticas en otras áreas Vea Fig. 3. Los aspectos considerados en esta etapa incluyen: • Equipo y facilidades de almacenamiento y manejo y manejo de lubricantes • Equipo y localización para muestreo de lubricantes • Equipo y estrategias de control de contaminación para:

87

o Partículas o Agua o Productos de oxidación o Aire atrapado y espumación • Entrenamiento o Técnicas de Lubricación – Lubricación – mecánicos  mecánicos y lubricadores o Lubricación de Maquinaria o Análisis de Aceite • Certificación o Técnicos en Lubricación de Maquinaria (MLT I ) o Analista de Lubricantes de Maquinaria (MLA I ) • Programa de análisis de lubricantes en uso o Pruebas o Objetivos y límites o Pruebas por excepción o Equipos de análisis en campo o Instrumentación en línea V. Manual Corporativo de Lubricación (MCL):

88

Este es el documento “vivo” en el que se concentra y actualiza la información y procedimientos procedentes de las mejores prácticas para que sean aplicadas en un marco de calidad por toda la organización. La construcción del manual comienza desde el proceso proces o del Lubrication Survey, para documentar las condiciones actuales de partida. Cada vez que se aplique y diseñe un nuevo procedimiento para una actividad específica esta será incluida en el manual. Este proceso no deberá considerarse una actividad terminal, ya que las mejores prácticas, los cambios y mejoras de tecnología surgen con frecuencia, requiriendo que el manual sea actualizado periódicamente. Todos los procedimientos, guías, normas y estrategias estarán identificados y podrán ser activados desde el documento original con hipervínculos para una mayor facilidad de aplicación desde su red interna, Vea Fig. 4. Conforme se avance en la implementación de las mejoras a los sistemas, estos serán incorporados al manual. Las mejores prácticas definidas por el CIEL y las referencias de la industria serán incluidas como procedimientos estándar. El alcance de este manual podrá ser definido en función de sus necesidades de tal manera que sea posible involucrar todos los conceptos que tienen que ver con la lubricación y el análisis de aceite de Clase Mundial:  Algunos de los temas y elementos a considerar en el MCL incluyen: 

Estándares de lubricantes



Estándares de filtración



Recepción, almacenamiento y manejo de aceite nuevo



Técnicas y procedimientos de muestreo



Estrategias de control de contaminación



Entrenamiento en línea



Bibliografía y recursos de información y consulta



Estrategias de análisis de lubricantes en uso 89



Estrategias de incorporación de tecnologías predictivas



Objetivos y límites para resultados normales y anormales



Matriz de resultados anormales y acciones recomendadas



 Árbol de decisión para resultados anormales por equipo



Prácticas y procedimientos de lubricación y re-lubricación por tipo de equipo



Tablas y asistentes interactivos para cálculo de beneficios



 Administración de residuos peligrosos de lubricantes



Prácticas de ecología y medio ambiente



Prácticas de seguridad – seguridad  – Información  Información de seguridad de los productos en uso - MSDS

Fctores de éxito en la implementación del Programa de Excelencia en Lubricación: La Excelencia en Lubricación – Lubricación  – (“las mejores prácticas en lubricación y análisis de aceite), deben ser consideradas como el producto de un proceso de ca mbio cultural, mejora tecnológica y aplicación práctica. Nuestro aporte consiste en facilitar el proceso de incorporación de los sistemas y tecnologías que han demostrado beneficios en aplicaciones similares en la industria y establecer el marco operativo y de control para la implementación de un programa de Lubricación de Clase Mundial. El programa tiene su fase crítica no sólo en el diseño, sino en la implementación y ejecución de las mejores prácticas y el aseguramiento de su aplicación dentro de un marco de mejora continua. La visión y alcance del programa establecen una estrategia basada en el re-diseño de la estructura actual de lubricación y por ende la modificación de conceptos arraigados de la lubricación que habrá que remover mediante la educación y actualización del personal a todos los niveles. Un factor que no habrá que perder de vista es que estos programas generalmente representan una carga adicional para quienes actualmente tienen una alta carga por sus actividades actuales, pero que 90

con el paso del tiempo y la aplicación de la estrategia, permitirán un desahogo de actividades de reparación. Los procedimientos y mejores prácticas sugeridas en este proceso deberán ser validadas por el Comité de Implementación de la Excelencia en Lubricación y adaptadas al entorno específico de operación. Nuestra experiencia nos ha enseñado que los procedimientos que son impuestos sin ser consultados con quienes los aplican, están destinados al fracaso. El ligar el programa de Excelencia en Lubricación a sus programas actuales de TPM o Manufactura de Clase Mundial, es clave para el logro de sus objetivos. Cuatro importantes productos de un programa de Excelencia en Lubricación son: 1. Mayor Confiabilidad de la maquinaria 2. Mayor Disponibilidad de la maquinaria 3. Mejor Calidad de producto terminado terminado 4. Mejor Seguridad de la la maquinaria La conformación de un equipo de trabajo entre Noria La tín América, la Dirección de Mantenimiento, el CIEL, los Gerentes de las plantas y los integrantes de los diferentes departamentos, son el punto fundamental del éxito del proyecto.

91

6.- Técnicas de mantenimiento Preventivo 6.1. Vibraciones mecánicas. Todas las maquinas presentan algunos niveles de vibración cuando se encuentran en funcionamiento, considerados como normales, cuando se predice una avería el nivel de vibración cambialo cual indica que algo no n o está funcionando correctamente y que es momento de realizar una revisión, debido a que existe una relación causa y efecto entre las vibraciones y las averías, “Cada máquina posee ensus condiciones normales de funcionamiento una curva vibratoria característica, tal como el ser humano tiene un electrocardiograma característico. Cuando una avería comienza a desarrollarse el comportamiento dinámico de la máquina se altera y, consecuentemente tambié también se altera su curva vibratoria”21, vibratoria”21, es por esto que se hace “necesario conocer los datos específicos de la máquina má quina como velocidad de giro, el tipo de cojinetes, de correas, el número de alabes, palas etc.”22, con esta información básica se puede fundamentar en que máquina se realizara la revisión y el equipo analizador. Entonces se puede entender que el nivel de vibración de un equipo nos puede indicarel “estado de salud”de la máquina, convirtiéndose en un buen índice para determinar si se va a presentar falla, la interpretación de las señales de vibración facilitarán la identificación del lugar y el tipo de falla que se está presentando, basándose en los niveles de tolerancia de la maquina dado por el fabricante o las normas técnicas.

2.1.1 Definiciones para análisis de vibraciones. Para poder entender y analizar este tipo de datos se hace necesario conocer algunos términos muy generales sobre vibración.

2.1.1.1 Vibración. Es la vibración de un cuerpo con respecto a un punto de referencia.

92

2.1.1.2 Desplazamiento. Indica la cantidad de movimiento que la masa experimenta con respecto a su posición de reposo.

2.1.1.3 Periodo. Es el tiempo que tarda la masa en realizar un ciclo completo. ocur ren en una unidad 2.1.1.4 Frecuencia. Es el número de ciclos que ocurren de tiempo.

2.1.1.5 Velocidad. Se refiere a la proporción del cambio de posición con respecto al tiempo.

2.1.1.6 Aceleración. Medida de cambio de la velocidad respecto al tiempo.

2.1.1.7 Amplitud. Es la magnitud de la señal vibratoria e indica la severidad de la falla.

2.1.2

Clasificación del nivel de vibración de las máquinas. Para la

implementación del análisis por vibraciones de la máquina se debe tener información un fichero que contenga la información básica para realizar una o de identificación, esquema de evaluación de acuerdo a los resultados, “códig “código la máquina con puntos y direcciones de medición, condiciones relacionados con el proceso como presión, temperatura, velocidades, etc. De igual manera se debe conocer dentro de cual clase se encuentra la maquina dependiendo del nivel de vibración basada en las normas internacionales sobre vibraciones mecánicas como se muestra a continuación.

93

Clases Clase I Clase II Clase III Clase IV

Potencias Máquina con potencia hasta 15kW Máquina con potencia entre (15-75)kW Máquinas grandes en rotación con fundamentos rígidos mayores a 75kW Máquinas grandes en rotación con fundamentos flexibles-Turbo maquinas

Tabla 9 CLASIFICACION DE MAQUINAS POR NIVEL DE VIBRACION

2.1.2.1 Clase I. Partes individuales de motores y máquinas, integradamente conectadas a la máquina completa en las condiciones normales de operación.

2.1.2.2 Clase I. Máquinas de tamaño medio típicamente motores eléctricos, sin apoyos especiales, motores rígidamente montados o máquinas sobre apoyos especiales.

2.1.2.3 Clase III. Grandes máquinas motrices y otras grandes máquinas con masas rotativas montadas sobre apoyos rígidos y pesados que son relativamente rígidos en la dirección de las medidas de vibración.

2.1.2.4 Clase IV. Grandes máquinas motrices y otras grandes máquinas con masas rotativas montadas sobre apoyos relativamente blandos en la dirección de las medidas de vibración, por ejemplo turbo generadores o turbinas de gas.

Con base en la categorización por grupos dependiendo del nivel de potencia, la máquina debe ser identificada en alguna clase para poder luego basados en la norma ISO 10816 “definir la severidad de una determinada vibración en varios umbrales, desde bueno hasta inaceptable.

94

Tabla 10 Clasificación severidad de vibraciones

2.1.3 Principales causas de vibración de la máquina. Partiendo que la máquina cuenta con múltiples piezas, la vibración que se genere en la máquina será entonces la suma de las vibraciones de todas las partes que componen la máquina. Las causas principales por las cuales se presenta vibración en la maquinaria son.

•

Diseño de equipos. posee el desbalance y unas fuerzas inerciales desequilibradas permitidas.

•

Tecnología usada de producción. cambios en la la estructura cristalina del material y alteraciones como formaciones de desperdicio, dislocaciones y poros.

•

Producción de las piezas equipo. alteraciones alteraciones en los planos planos en la producción de las piezas y mala calidad de ensamblaje. Explotación del equipo. desgaste y daños en los rodamientos, mala alineación y grietas en los rotores.

95

Ilustración 32 CAUSAS DE VIBRACION

2.1.3 Análisis de los resultados. La interpretación de los resultados de las vibraciones es el papel más importante, debido a que se realiza esta técnica con el fin de obtener información que servirá para poder obtener indicios de fallo, se distinguen dos tipos de técnicas para analizar los resultados el análisis de frecuencia y el análisis de tiempo.

2.1.3.1 Análisis de frecuencia. El espectro de la señal de vibración se conforma por el eje horizontal la frecuencia y el eje vertical a este eje dependiendo el parámetro que mayor información me suministre se le va a dar el valor de desplazamiento, velocidad o aceleración. Por ejemplo en las maquinas rotatorias la gráfica se utiliza con el eje vertical en velocidad, “en este tipo de gráficas, la frecuencia es un indicativo de la causa que produce la vibración mientras que la amplitud amplitud indica la gravedad de la falla”.

Debido a que la amplitud indica la gravedad de la falla es muy común utilizar este tipo de gráfica, cuando se comparan valores de amplitud de vibraciones, Se debe tener en cuenta los factores de escala. Estos son mediciones Pico, Pico-Pico o

96

RMS. La velocidad RMS es utilizada por la norma ISO 10816 donde también establece la severidad de vibración de las máquinas.

•

Pico. Representa la amplitud desde el valor cero de referencia al tope del

valor máximo. La amplitud pico es usada para medir aceleración, habitualmente calculada a partir del valor RMS. •

Pico-Pico. Es la amplitud medida desde el tope positivo al tope negativo. El

valor P-P resulta igual a 2 veces el valor Pico. •

RMS. En términos generales, el valor RMS (root mean square) es derivado

a través de una conversión matemática que relaciona la energía de la c.c con la de la c.a. Es generalmente usado para medir la energía efectiva de la vibración conformada por múltiples señales de distintas frecuencias. Si se mide una onda senoidal pura, el valor RMS es 0.707 del valor Pico. Hay dos componentes de la señal que deben ser observados en primera instancia, su amplitud y su frecuencia, la amplitud indicara la severidad de la falla, y la frecuencia el número de veces que se repite el ciclo en un periodo determinado.

Ilustración 33 ANALISIS DE LA FRECUENCIA

97

 Al conocer la frecuencia se tendrá puede obtener más información sobre la fuente de vibración, debido que “Los instrumentos y software de mantenimiento predictivo permiten apreciar las frecuencias de las vibraciones, como así mismo los cambios en amplitudes a frecuencias específicas, permitiendo detectar y aislar las fallas de las máquinas”.

2.1.3.2 Análisis de tiempo. “ Este análisis sirve para confirmar el diagnóstico en

aquellas fallas que poseen espectros muy parecidos”.

2.1.4 Fallas detectadas con co n el mantenimiento predictivo. Las fallas que se pueden detectar con este tipo de mantenimiento son: desbalanceo, desalineamiento, defecto de rodamientos, ejes torcidos, desajuste mecánico, defecto en transmisiones por correa, defectos de engranajes y problemas eléctricos.

Se puede considerar esta técnica como la más importante debido a “que permite detectar el 80% de los problemas presentados por la maquinaria industrial”, consta de dos partes esta técnica la adquisición de datos y el análisis de los mismos debido a que el resultado se presenta de forma gráfica y la persona que cuente con las capacidades para interpretar dichas gráficas, será el encargado de dar el diagnostico, esta persona se puede apoyar en varios criterios de referencia.

6.2. Análisis de aceites. El aceite en una maquina representa un papel muy importante debido a que gracias a él la maquina se protege del desgaste, ayuda a controlar la temperatura de la máquina y ayuda a la limpieza de sus impurezas, es por esto que se establece como una de las técnicas predictivas del mantenimiento debido a que la evaluación 98

de las propiedades físicas y químicas del aceite arrojara resultados de contaminación y/o degradación del aceite en grados en donde se determinara el funcionamiento correcto de la máquina.

“El grado de contaminación del aceite está relacionado con la presencia de partículas de desgaste y de sustancias extrañas, por tal razón es un buen indicador del estado en que se encuentra la máquina”, se enfoca en maquinaria la cual está involucrada en un proceso de producción y siempre tiene que contar con óptimas condiciones de lubricación para no desgastar la máquina.

Fundamentación análisis de aceite. Las superficies que componen una máquina, normalmente se encuentran separados por películas de lubricante, que busca que la máquina opere con poca fricción y esto llevara a que no se produzca desgaste, esto para que la máquina actúe de forma óptima que exista una total separación de entre las superficies metálicas y no exista contaminación en el aceite, pero en realidad no se garantiza que exista esta separación.

Las paradas prolongadas, los arranques y los sobreesfuerzos sobree sfuerzos puntuales hacen que se generen momentos de contacto metal-metal que como tal no afecta el rendimiento pero si va incidiendo en el desgaste de la máquina. Esta técnica de análisis permite cuantificar el nivel de contaminación del aceite y la degradación por medio de una serie de toma de datos de los aceites de la máquina, y que se puede tomar tanto como cuando está operando o cuando se encuentra apagada dependiendo donde se encuentre unidas las partes de la máquina debido a que el objetivo es no parar la producción produc ción y no ser una técnica de mantenimiento invasiva.

La contaminación del aceite está directamente relacionada con el nivel de partículas de desgaste de la máquina y de sustancias extrañas contenidas dentro de él, este nivel de contaminación arroja datos con los cuales se puede dete rminar 99

donde se encuentra el cambio de comportamiento de la máquina, por otro lado está el nivel de desgaste del aceite el cual determina la pérdida en la capacidad de lubricar por la alteración de sus propiedades, estas consecuencias pueden presenciarse por la fricción metal-metal, la cual cuando se presenta es desastrosa debido a que suele terminar en un fallo a corto tiempo, por eso es importante la aplicación de este tipo de técnica de mantenimiento.

2.4.2 Principales formas de lubricación. Cuando en la se presenta contacto superficie-superficie se presenta un nivel de fricción máxima, la cual debe reducirse con formas de lubricación que permitan reducir redu cir esos límites, debido a que un límite muy alto provocara el desgaste de manera demasiado rápido, para esto existen unas formas de lubricación que minimicen al máximo este desgaste, no en su totalidad pero si gran parte, a continuación se presentan tres principales formas.

2.4.2.1 Lubricación hidrodinámica. En este tipo de lubricación se separan los componentes por medio de una película completa o mediante una cuña de aceite que se produce hidrodinámicamente, “la formación de la película hidrodinámica depende de la superficie geométrica de la máquina, su velocidad, carga y viscosidad del aceite. La viscosidad y la velocidad están relacionadas inversamente a la carga, en la formación de lubr icación icación hidrodinámica”. Este tipo de lubricación no se alcanza durante el arranque y se pierde en el momento de parar el equipo.

2.4.2.2 Lubricación Elasto-Hidronámica (EHD). Se forma en contactos en donde las superficies convergen sobre un punto o línea. Cuando está en ejecución la máquina presenta presión en el punto o línea de contacto y por cual hay poca área disponible de contacto, pero debido a que los materiales son elásticos hasta cierto punto, durante la ejecución los metales se forman para producir una pequeña área en la cual se formara hidrodinámicamente la película, la cual depende de la deformación de los materiales de rodamiento esto es llamado Elasto-Hidronámico.

100

“Durante el período de alta presión transitoria, el aceite cambia momentáneamente momentánea mente de líquido a sólido. Una vez que la presión es liberada, el aceite regresa ileso a su estado líquido. Las presiones locales extremas en los contactos de rodamientos, incrementan la importancia de una lubricación efectiva”.

2.4.2.3 Lubricación límite. El control de la fricción depende de las características químicas del lubricante, en donde la condición son supe rficies opuestas que hacen contacto directamente, y no depende de la viscosidad para crear la película que las separe. “La lubricación bajo condiciones condiciones límites puede requerir el uso de algunos metales blandos que generen menor fricción de contactos o aditivos que produzcan una reacción química en la superficie de los componentes produciendo baja fricción de contacto, o lubricantes sólidos como el grafito o bisulfuro de molibdeno para reducir la fricción”.

2.4.3 Contaminantes más comunes en el aceite. La contaminación del aceite conlleva al mal funcionamiento del aceite, a continuación se presentan las formas más comunes de contaminación del aceite.

2.4.3.1 Contaminación por partículas. Las partículas se introducen al aceite y son responsables del desgaste que provoca fallas mecánicas, estas partículas se presentan de diferente tamaño, forma, dureza y composición, estas partículas tienen gran impacto en la maquinaria es por esto que se controla de manera más regular a las maquinas que presenten un proceso que se considera crítico.

Estas partículas afectan tanto al aceite como a la máquina, para el primer caso “las partículas, especialmente las partículas de metales catalíticos como el cobre, hierro y plomo incrementan la tasa a la cual ocurre la oxidación” y para el segundo caso estas partículas son las responsables de causar el desgaste que conduce a la falla mecánica, estas partículas entran en la película pe lícula de aceite y pueden producir cortes co rtes en el material, también este aceite puede causar desgaste erosivo. 101

Las partículas pueden ingresar de diferentes maneras, una cuando la máquina interactúa con el medio ambiente o por otro lado cuando se generan internamente, se presentan diferentes fuentes de ingreso a continuación.

•

Ventilas y respiradores.

•

Sellos de ejes eficientes o dañados y sellos limpiadores.

•

Aceite nuevo.

•  Filtros.

2.4.3.2 Contaminación por humedad.  Es una de la contaminación más destructiva. El ingreso de estas partículas ocurre cuando la máquina interactúa con el medio ambiente, el ingreso del agua puede ser de diferentes fuentes nombradas a continuación.

•  Atmosfera. •  Condensación. •

Figa de refrigerante. Una vez identificada la fuente de contaminación por agua del aceite, se debe establecer la condición del aceite, si las propiedades físicas y químicas del aceite no cambiaron, se podrá realizar la remoción del agua y dejar en condiciones óptimas para realizar su servicio de manera normal, los métodos de remoción incluyen, tanques de asentamiento, separadores centrífugos, destilación por vacío y filtros poliméricos.

2.4.3.3 Contaminación por combustible. Este tipo de contaminación ocurre principalmente en aplicación de motores automotrices, donde los aceites de motor tienden a acumular la dilución del de l combustible en cierto grado, el cambio de aceite 102

extendido y un mal funcionamiento lleva a la acumulación de combustible en el lubricante.

La entrada de este tipo de contaminación en el equipo se puede presentar por ingreso de los residuos de combustión, gases y las fugas, el efecto que esta contaminación tiene sobre el aceite es significativo debido a que reduce el desempeño del lubricante por oxidación prematura, pérdida de viscosidad, dilución de aditivos y acumulación por azufre, por otro lado el efecto que esta contaminación tiene en la máquina es el incremento del desgaste, el incremento en la corrosión y el riesgo de fuego y explosión. Debido a estos efectos la dilución por combustible debe ser detenida en su origen, y una vez que el aceite presente contaminación por combustible en exceso debe cambiar el aceite.

2.4.3.4 Contaminación por hollín. El hollín nace como subproducto de la combustión, cuando se presenta una acumulación anormal de hollín se tienen efectos dañinos al lubricante y a la máquina. Los efectos que se presentan en el aceite es la pérdida de dispersión, la pérdida anti-desgaste e incremento en la viscosidad. Para la máquina los efectos se presentan obstruyendo filtros, aumentando el desgaste masivo y formando depósito, lodo y bloqueando venas de lubricación.

El hollín suele ingresar al aceite por fuga de gases, la combustión y se ocasiona por baja expresión que produce mala combustión, la alta relación combustible-aire, aire muy frio, sobrecarga y excesiva marcha del vacío. Esta contaminación debe ser controlada corrigiendo la causa de ingreso, controlando operación o combustión, una vez contaminado el aceite no hay muchos procesos significativos de remoción debido a que suele poco se remueve.

103

2.4.3.5 Contaminación por glicol. Esta contaminación suele presentarse en sistemas que utilizan mezclas de glicol y agua para enfriamiento, especialmente en motores. Esta contaminación se introduce por sellos defectuosos, cavitación y erosión, corrosión y daño en el núcleo enfriador.

Los efectos que esta contaminación presenta en el aceite son la formación de gel y emulsiones, aumento de viscosidad y oxidación, formación de ácidos y bolas de aceite. Para la máquina se presentan de igual forma efectos debido a la contaminación de este tipo como el incremento de desgaste, incremento de corrosión y falta de filtros.

6.3. Ultrasonido Se define como un procedimiento de inspección no destructiva de tipo mecánico, que se basa en la impedancia acústica, la que se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonido entre la densidad de un material”, esto quiere decir que se basa en el estudio de las ondas sonoras que produce la maquina cuando está en funcionamiento y que cuando están presentando alguna falla el sonido se vuelve de alta frecuencia.

Cuando se presenta la falla la frecuencia con la que se produce el sonido es muy alta por lo cual no puede ser captado por el hombre debido a que “El oído humano puede percibir el sonido cuando su frecuencia se encuentra entre 20 Hz y 20

“El ultrasonido es una vibración mecánica con un rango mayor al audible por el oído humano que se transmite a través de un u n medio físico y es orientado, registrado y medido en Hertz con ayuda de un aparato creado para ese fin”

104

Estas ondas tienden a atenuarse rápidamente por su corta longitud, esto lo que produce es una detección rápida de la falla que se presenta, debido a que se identifica a pesar del ruido del ambiente.

Los medidores de ultrasonido o detectores ultrasonidos son los encargados de convertir las ondas de ultrasonido en ondas o ndas audibles al oído humano, estas señales pueden ser escuchadas una vez transformadas por audífonos o se convierten en imágenes que serán proyectadas en pantallas.

De acuerdo al comportamiento que las ondas presenten al interior de la máquina, a cada pieza o componente de la misma se conoce el estado por la propagación de las ondas en su exterior, “lo que permite evaluar aquella discontinuidad acerca de su forma, tamaño, orientación, debido que la discontinuidad opone resistencia (conocida como impedancia acústica) al paso de una onda”.

2.3.1 Definiciones para análisis por ultrasonido. Para entender este tipo de técnica debido a las especificaciones es necesario tener unos conceptos de física básicos los cuales se especifican a continuación.

2.3.1.1 Oscilación. “ Cambio periódico de la condición o el comportamiento del

cuerpo”.

2.3.1.2 Sonido. Onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico.

2.3.1.3 Periodo. Tiempo necesario para realizar una oscilación. 2.3.1.4 Frecuencia. El inverso del periodo. 2.3.1.5 Amplitud. “Es la máxima desviación del cuerpo oscilante desde la pos ición de equilibrio (posición cero)”. 105

2.3.2 Limites de audibilidad. Todos los tonos son audibles al ser humano esto varía dependiendo de las personas y de las edades, en donde la capacidad audible influye, es por esto que se calculan limites tanto inferiores como superiores para establecer rangos de audibilidad, el oído humano se en cuentra con un límite inferior de 16 Hz hasta los 20 Hz, de acuerdo con los convenios internacionales estos rangos se pueden subdividir en tres, subsónico, sonido audible y ultrasónico con los límites que se especifican (véase el cuadro 4). Rango Subsónico Sonido audible Ultrasonido

Limites Frecuencias menores a 16 Hz, no se escucha ningún tono no es percibido por el oído humano. Este rango va a partir de los 16Hz 1 6Hz hasta los 20 Hz, el oído humano percibe todo sonido dentro de este rango. r ango. Son frecuencias mayores a 20Hz, se encuentra por encima del sonido audible humano.

Tabla 11 limites de audibilidad

2.3.3 Subdivisión por durabilidad del sonido. De acuerdo a la duración del sonido se puede clasificar en dos tipos de duraciones, la primera es el sonido continuo en este tipo de sonido la duración es más larga que el tiempo de oscilación; como segunda división se encuentra el sonido pulsado, donde el intervalo de dos pulsos es más largo que la duración del pulso, (véase La Figura 34) donde se observa la gráfica de los dos tipos de sonido vs el tiempo.

Ilustración 34 Sonido continuo y por pulsos graficado vs tiempo

106

2.3.4 Herramienta de medición. Debido a que esta técnica está basada en el estudio de las ondas sonora, específicamente las de alta frecuencia las cuales superan el límite de zonas audibles, se fundamenta es transformar las ondas sonoras identificadas en audibles para el ser humano y con estos resultados identificados poder realizar el análisis de ellos e identificar el momento en el que se presente alguna alteración del funcionamiento normal de la máquina.

Se utiliza un detector de ultrasonido que es el encargado de capturar las ondas ultrasónicas y convertir estas en ondas con frecuencias audibles, este tipo de herramienta cuenta con la posibilidad de que estas ondas puedan ser convertidas en audibles o visualizarse por un display. Debido a que esta herramienta está basada en la generación de ondas sonoras de alta frecuencia que se presentan con corta longitud y rápida absorción de la energía, permite la identificación rápida y precisa donde los equipos presentan problemas y predecir de manera adecuada las fallas para poder realizar la acción pertinente que no interrumpa el desarrollo normal de la máquina que es el objetivo fundamental de este e ste tipo de mantenimiento como se expresado anteriormente.

El detector de sonido es la herramienta con la que el empleado o persona encargada del mantenimiento puede ubicar la fuente del problema debido a un aumento en la frecuencia del sonido se presentara como un punto con un sonido mucho más fuerte, debido al diseño interno del detector ultrasónico (véase La Figura 12), en el que se “cuenta con cuentan con un selector de frecuencias que le permite al usuario filtrar el ruido del ambiente y escuchar la onda ultrasónica con total claridad”.

107

Ilustración 35 DISEÑO INTERNO DEL DETECTOR ULTRASONICO

2.3.5 Aplicaciones. Las aplicaciones del ultrasonido son muy amplias y abarcan industrias de toda clase, desde la metalurgia hasta la industria aeronáutica, a continuación se presentan tres aplicaciones que se aplican principalmente.

2.3.5.1 Monitoreo de rodamientos. Debido a que cualquier tipo de rodamiento sin importar si es nuevo o usado produce fricción entre sus partes, el ultrasonido puede detectar cualquier tipo de variación que emitan e identificar la falla.

2.3.5.2 Detección de fugas de presión o vacío. Este tipo de detección la realiza el ultrasonido debido a que la turbulencia del escape de pr esión o vacío se detecta fácilmente.

2.3.5.3 Inspección de instalaciones eléctricas. En este tipo identifica el ultrasonido el efecto corona y las descargas eléctricas.

 Además de estas aplicaciones la técnica del ultrasonido detecta y caracteriza discontinuidades, mide espesores, extensión y grado de corrosión, determina características físicas y las características de enlaces entre materiales.

108

6.4. Termografía Como su nombre lo indica es una herramienta que se encargara de evaluar la temperatura de los equipos, para determinar su correcto funcionamiento. Es una herramienta que permite conocer el estado del equipo y predecir la falla sin interrumpir el proceso de producción y de una manera no invasiva, da resultados rápidos debido a que una alteración mínima de temperatura que no cumpla las especificaciones del fabricante en condiciones normales de funcionamiento del equipo indica que algo está funcionando de manera anormal.

Debido a que la toma de este tipo de medida de temperatura supone un personal con conocimiento específico y maquinaria especializada, las empresas optan por contratar terceros para la realización de estas medidas de temperatura además que “La “La energía infrarroja no se puede ver, pero con el desarrollo de la tecnología, ya existen equipos especializados en captar esta energía y transformarla en imágenes visibles que permiten determinar la temperatura de los objetos” se hace necesario establecer la rutina de recolección de datos e identificar la información suministrada por la temperatura.

2.2.1 Definiciones para análisis de mantenimiento predictivo. 2.2.1.1 Energía térmica. Se le denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza, mediante la combustión de algún combustible fósil (petróleo, gas natural o carbón), mediante energía eléctrica por efecto Joule, por rozamiento, por un proceso de fisión nuclear o como residuo de otros procesos mecánicos o químicos.

2.2.1.2 Calor. Sucede cuando la energía térmica fluye de un cuerpo a o tro, siempre de uno de mayor temperatura (mayor energía térmica) a otro de menor temperatura

109

(menor energía térmica), conforme a la segunda ley de la termodinámica, y es considerada como una energía en tránsito.

2.2.1.3 Radiación Térmica o Calor. Según Olarte, es la transferencia de energía generada por los cuerpos cuando poseen una temperatura superior al cero absoluto (0 K o - 273 °C), la cual cua l se propaga en forma de ondas o ndas electromagnéticas. 2.2.3 Principio de termografía. El principio por el cual se rige esta técnica es el de la termografía. “Todos los cuerpos cuya temperatura excede el cero absoluto abso luto (0 K o - 273 °C) emiten una radiación térmica que el ojo humano no alcanza a lcanza a percibir. La magnitud de dicha radiación está relacionada directamente con la temperatura del objeto y se puede calcular por medio de la siguiente ecuación”.

=

Donde. ε es la emisividad θ es la constante de Stefan Boltzman

  es la temperatura del objetivo medida en ℮

K.

2.2.4 Herramientas de medición termográfica. La energía que los equipos emiten viajan en forma de ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz, es por esto que no es captable por el ojo humano, y se requiere de un instrumento especializado que transforme esta medición en un espectro visible, instrumento que se conoce hasta el momento es la cámara termo gráfica, quien es la encargada de transformar la energía que es emitida por el equipo en una imagen de radiación infrarroja a partir de la temperatura.

t e ́ rmica de los 2.2.4.1 Cámara termográfica. “Es un equipo que mide la radiación te cuerpos y la convierte en una imagen visible de varios colores los cuales están establecidos por su temperatura”. Estas cámaras pueden entregar dos tipos de medidas: cualitativas y cuantitativas, las primera medidas son imágenes que arroja la cámara termo gráfica que poseen colores y se puede identificar de manera 110

inmediata la variación de temperatura en la máquina o la uniformidad de la misma, las medidas cuantitativas son valores exactos de los puntos calientes, mediante estos resultados se determina la gravedad y el diagnóstico del equipo. La siguiente figura (véase La Figura 6) muestra la imagen que se obtiene al utilizar esta herramienta.

Ilustración 36 IMAGEN TERMOGRAFICA

2.2.4.2 Clasificación de fallas eléctricas. Existe una tabla de clasificación de fallas eléctricas según NETA (national electric), la cual cua l es un “buen parámetro para identificar la relevancia de la falla fall a y la acción que se recomienda seguir”.

Ilustración 37 CLASIFICACION DE FALLAS ELECTRICAS

111

2.2.5 Análisis de resultados. La información que arroja la cámara termo gráfica se denomina termo grama y el color que este termo grama e videncia una interpretación térmica de fácil reconocimiento, la relación entre energía y temperatura es directamente proporcional, pues entre más energía infrarroja emita, mayor temperatura presenta el equipo, por lo general un incremento en la temperatura se ve relacionado con un problema tipo electromecánico. Las áreas donde son más utilizadas las cámaras termo gráficas son instalaciones eléctricas, equipos mecánicos y estructuras refractarias. El proceso de la señal infrarroja, sucede después de pasar por un lente, filtro, sensor y finalmente muestra el procesamiento, “La energía radiante que produce cualquier equipo es captada por los lentes de la cámara a través de un sensor; este sensor transforma la señal radiante en una señal eléctrica para que pueda ser procesada y presentada en una pantalla o display”, (véase La Figura 38).

Ilustración 38 PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL INFRARROJA

La temperatura es entonces una evidencia clara del comportamiento de la maquinaría en la cual se observa la degradación funcional, “dicha temperatura provoca, como ya se ha dicho, una radiación, y los sistemas de termografía infrarroja son capaces de captar dicha radiación y de convertirla en una imagen que representa la distribución de temperatura superficial del objeto observado” (véase La Figura 39) a continuación donde la imagen refleja claramente una alteración de la distribución de la temperatura en el equipo, debido al impacto visual que maneja esta técnica, se hace más fácil identificar el lugar donde se está alterando el comportamiento. 112

Ilustración 39 TERMOGRAMA

6.5. Detección de grietas con electromagnetismo. Las grietas y la propagación de grietas son una preocupación en la industria aeroespacial. Si una grieta en la superficie o una grieta cerca de la superficie está presente en equipos de metal, tiene el potencial de crecer hasta una longitud crítica, lo que podría afectar la integridad estructural. De ahí que los métodos para detectar grietas son una parte fundamental de los programas de garantía de calidad en el vuelo para el equipo del motor comercial, militar y de cohete. Varios métodos de ensayo no destructivos se utilizan para detectar grietas en equipos de metal. Dos ejemplos son la inspección de corrientes inducidas, que utiliza el principio del electromagnetismo para detectar grietas de superficie o cerca de la superficie, la inspección penetrante fluorescente, que utiliza tinte fluorescente y la inspección visual bajo luz negra para detectar sólo grietas en la superficie.

113

Ilustración 40 POD

Figura 40 - POD es el área bajo la curva normal. El tamaño de la grieta es un factor que afecta afec ta la capacidad de detección. Grietas en la superficie de mayor tamaño, por ejemplo, tienden a producir una mayor resp uesta de señal CE y emiten una fluorescencia más brillante que las grietas superficiales más pequeñas. Por lo tanto, como aumenta el tamaño de la grieta, la probabilidad de detección tiende a aumentar. Dados datos de END (ensayos no destructivos) generados a través de un experimento controlado, un modelo lineal generalizado es comúnmente usado en la industria aeroespacial para determinar la grieta de tamaño típico que se puede detectar con una probabilidad dada bajo la operación del sistema de END estándar. En esencia, un GLM es una generalización del modelo de regresión lineal clásico que puede dar cabida a una estructura de error no normal. Por ejemplo, la forma teórica

de

un

GLM

con

una

sola

variable

de

predicción

es:

 = 0 +  ∙  +  donde: donde:  es la variable de respuesta y  es  es la variable de predicción  x  es  es la función que vincula la variable de respuesta con la variable de predicción g  es  y  β1 son los coeficientes del modelo  β0  y 114

 es el término de error que sigue una de las distribucione s en la familia exponencial εi  es (por ejemplo: normal, binomio, Poisson). La función de enlace apropiada y la distribución asumida del término de error dependen de la naturaleza de la variable de respuesta. Por ejemplo, cuando la variable respuesta es continua con una estructura de error normal y la función de enlace identidad   g(y) = y  se   se utiliza, el resultado es el modelo de regresión lineal simple

clásico

con

fórmula

de

predicción:

̂=  0 +  ∙  dónde: dónde: está la respuesta promedio para un valor dado de variable de predicción  x   y b1 son los coeficientes estimados del modelo. b0  y

Ilustración 41 CURVA RESULTANTE POD

Los datos generados por un sistema de inspección CE son continuos. Cuando una sonda CE explora a través de una grieta superficial o una grieta cerca de la superficie, el instrumento de prueba CE procesa la señal y la muestra como una cantidad mensurable. La respuesta de la señal CE medida para grietas del mismo tamaño puede variar debido a otras características físicas de la grieta, como la profundidad y la variabilidad inherente en el proceso de inspección de la CE. Esta variación se supone que se distribuye normalmente en una escala logarítmica. Por 115

lo tanto, un modelo común que se ajusta a los datos CE es el modelo de regresión lineal simple:

ln̂ = 0 +  ∙ln ∙ln  donde

está la respuesta de la señal CE medida y a es el tamaño de la grieta

conocida. La teoría de la probabilidad normal se utiliza para de terminar el POD para un tamaño de grieta dado. En general, la probabilidad está representada por el área bajo la curva normal. Por lo tanto, POD equivale al área bajo la curva normal por encima del valor más pequeño de la respuesta de la señal medida que puede ser considerada un hallazgo. Por ejemplo, si una respuesta de la señal medida por encima de 1 se considera un hallazgo, entonces POD equivale al área bajo b ajo la curva normal más allá de uno como se ilustra en la Figura 40. POD se puede calcular para cada tamaño de grieta y se representó para establecer lo que se conoce comúnmente como una curva POD como se ilustra en la Figura 41. La "curva POD" resultante se utiliza para estimar el tamaño de la grieta típica que puede ser detectada con una probabilidad dada. Los datos generados por un sistema de inspección FP son binarios. Es decir, la grieta fue encontrada o no encontrada durante la inspección visual. Una posible función de enlace de datos binarios que se utiliza a menudo con datos de la inspección FP es la función de enlace logito:

 =ln =ln 1 −  Cuando se utiliza el enlace logito, el modelo es conocido como un modelo de regresión logística. Un posible modelo predictivo que se ajusta a los datos de inspección FP es:

ln( ln (1 − ) = 0 +  ∙ln ∙ln  116

donde p = POD. Tenga en cuenta que el modelo se puede expresar en términos de POD. Esto es:

exp0 +  ∙ln )  = (1+exp ∙ln  0 +  ∙ln Por lo tanto, el modelo de regresión logística es la propia curva de POD (y tendrá un aspecto similar a la Figura 41), mientras que el modelo lineal simple es el primer paso para generar la curva de POD. En general, cada GLM tiene sus propias suposiciones subyacentes, una de los cuales se ocupa de la distribución del término de error. Como se señaló anteriormente, el modelo de regresión lineal simple que asume el término de error normalmente se distribuye. El modelo de regresión logística asume el término de error seguido de una distribución binomial. b inomial. Si alguno de los supuestos subyacentes no se sostienen, entonces el modelo predictivo no es válido y puede ser totalmente confuso. Por lo tanto, se requiere un conocimiento básico de los supuestos del modelo. Dos normas ASTM están disponibles como recurso. La próxima re visión de E2586, Práctica para el cálculo y el uso de estadísticas básicas, incluirá la regresión lineal simple. ASTM E2862, Práctica para el análisis de probabilidad de detección para datos de prueba y error, analiza GLM para datos binarios que se aplican a POD. El libro de McCullagh y Nelder, Modelos lineales generalizados es útil como referencia para cualquier persona que pueda estar interesada en aprender más sobre los GLM.

6.6. Corrientes parásitas Si entre los polos de un imán potente hacemos oscilar un péndulo, observará que sus oscilaciones se frenan rápidamente; además, la masa pendular se calienta. ¿Qué ha ocurrido?, que el campo magnético ha variado al moverse el péndulo, por 117

lo cual, de acuerdo con el efecto de Faraday, de  Faraday, en  en la masa pendular debe aparecer corrientes eléctricas, que son las que producen el calentamiento. ¿Cuál será el sentido de esas corrientes? Como la acción que las genera es el movimiento, circularan como para impedir ese movimiento, es decir, en el sentido requerido para frenar el péndulo.

Estas corrientes, llamadas parásitas, de Foucault o de Eddy, porque consumen energía y no rinden provecho. Como aparecen en los núcleos metálicos, se las combate eficazmente con la construcción de los núcleos de los motores, dínamos, transformadores, etc., con chapas, aisladas entre sí por barniz, brea, óxido de hierro, etc. De este modo se consigue que entre chapa y chapa haya una gran resistencia eléctrica, suficiente como para que las corrientes parásitas se reduzcan al mínimo.

Pero no en toda ocasión las corrientes de Foucault son “parásitas” e inútiles. inútiles. El calor que ellas generan puede ser aprovechado, y eso es lo que se hace en los hornos eléctricos de inducción. Esos hornos consisten, en esencia, en una bobina por la cual circula la corriente alterna; la masa metálica que se va a fundir hace las veces de núcleo de dicha bobina; las corrientes de Foucault que en ella se inducen provocan el calentamiento y la fusión.

Como las corrientes de Foucault se oponen al movimiento que las genera, puede ser empleada como freno magnético. El movimiento de la aguja indicadora de instrumentos tales como amperímetros, voltímetros, balanzas, voltímetros,  balanzas, medidores  medidores eléctricos domiciliarios, etc., se frena mediante frenos magnéticos. La aguja que deber ser frenada, lleva un pequeño disco, de cobre o aluminio, a luminio, que gira entre los polos de un imán. Al moverse se generan en el disco las corrientes de Foucault que detienen el movimiento. 118

7.- Montaje y técnicas de alineación 7.1. Cimentación Una cimentación es la encargada de la transmisión de cargas de la estructura, maquinaria o equipo que esté soportando, al suelo. Teniendo en cuenta que el principio de diseño de una cimentación no varía, se debe sin embargo, hacer ciertas consideraciones especiales en los parámetros usados para cimentar equipo industrial, específicamente elementos presentes en las facilidades petroleras. La diferencia principal radica en que los equipos transmiten no solo carga estática como cualquier edificación, sino que además se suman las cargas dinámicas provenientes del funcionamiento mismo de la máquina. Ahora bien, no todos los equipos o estructuras industriales transmiten cargas dinámicas, pero también tienen un tratamiento especial debido a las grandes cargas estáticas que traspasan a la cimentación. Es por tanto que el análisis de una cimentación para equipo industrial, presenta un grado mayor de dificultad, ya que se debe combinar correctamente los criterios de la ingeniería estructural, geotecnia y el análisis de vibraciones; además del dominio de la normativa y su aplicación oportuna. 7.1.1. Requerimientos de cimentación. En general las cimentaciones se las categoriza como superficiales y profundas. La elección de la adecuada cimentación, dependerá siempre del estudio de suelos, que proporcionará la profundidad de desplante de la cimentación. La Norma Ecuatoriana de la Construcción, NEC-11, indica un criterio para la clasificación de las cimentaciones: 119

 4 

 4 

En donde: Df es la profundidad de desplante de la cimentación dada por el estudio de suelos correspondiente. B es el ancho de la cimentación. Lo anterior sin embargo, en el caso de cimentación cimentación para equipo industrial está condicionado a otros parámetros adicionales. Por ejemplo, es usual que para realizar ampliaciones o nuevas cimentaciones se tome en cuenta las estructuras aledañas y a pesar de realizarse un estudio de suelos, muchas empresas optan por adoptar un diseño parecido par ecido al existente, más aún si éste ha funcionado adecuadamente.

7.1.2. Tipos de anclaje CIMENTACIONES PARA VESSELS (RECIPIENTES) HOROZONTALES E INTERCAMBIADORES DE CALOR Son generalmente pedestales que descansan sobre zapatas, ya sea individuales (unidas con una viga a manera de trabe o arriostramiento); zapatas corridas o sobre pilotes directamente. Dichos pedestales suelen estar elevados varios centímetros del nivel de suelo terminado, debido a requerimientos de paso de tuberías y conexiones. Su configuración 120

dependerá de las sillas del vessel y sus anclajes y de la magnitud y dirección de las fuerzas a las que los pedestales serán sometidos.

Ilustración 42 ZAPATAS ARRIOSTRADAS PARA VESSEL HORIZONTAL

La forma prismática del pedestal es la más común, sin embargo pueden ser necesarios otros tipos de elementos como refuerzos si las fuerzas horizontales son muy grandes. CIMENTACIONES PARA VESSELS (RECIPIENTES) ESFÉRICOS Se trata de bases para cada “pata” del equipo, en disposición anular. Estos pedestales descansan en zapatas corridas individuales, en una losa continua o en un anillo circular, hexagonal u octogonal. Debe cuidarse los asentamientos diferenciales que puedan existir.

121

Ilustración 43 ZAPATA OCTOGONAL Y PEDESTAL PARA ESFERA VERTICAL

CIMENTACIONES PARA MAQUINARIA-HERRAMIENTA Son en general, losas construidas a nivel de piso, las mismas que pueden o no ser soportadas en pilotes; todo de acuerdo a las características del suelo.

CIMENTACIONES PARA EQUIPO ELÉCTRICO Y SU ESTRUCTURA DE  APOYO El equipo eléctrico se compone normalmente de transformadores, interruptores, variadores; cuyas cimentaciones son diseñadas para cargas muertas, vivas, sísmicas, de montaje y operación. Dichas cimentaciones son 122

losas de cimentación, a veces soportadas en pilotes. En el caso de cimentaciones para equipo dinámico, el reporte ACI 351.3R04, “Foundations for Dynamic Equipment”; hace referencia a los siguientes tipos de cimentaciones

TIPO BLOQUE Se diseñan como estructuras rígidas, su respuesta ante cargas dinámicas depende de: la carga dinámica, la masa de la cimentación y las características del suelo.

Ilustración 44CIMENTACIÓN TIPO BLOQUE 

TIPO BLOQUE COMBINADO Para soporte de maquinaria cercana. Presentan dificultad en el diseño pues la combinación de las fuerzas de cada equipo puede ocasionar falta de rigidez o la necesidad de tener tener una losa base de mayor espesor. En nuestro medio, se la conoce también como “tortugas” a los bloques donde se asienta as ienta 123

cada equipo.

Ilustración 45CIMENTACIÓN TIPO BLOQUE 

TIPO MESA

Ilustración 46 CIMENTACIÓN TIPO PÓRTICO (MESA

También conocidas como cimentaciones tipo pórtico. Se consideran como cimentaciones flexibles, una losa apoyada en vigas y columnas; la determinación de su respuesta dinámica es compleja, depende tanto de los elementos que la componen.

124

TIPO MESA CON AISLADORES Se usan aisladores (resortes, amortiguadores) entre la mesa y las columnas, para minimizar los efectos de las cargas dinámicas.

Ilustración 47 CIMENTACIÓN TIPO PÓRTICO (MESA) CON AISLADORES

EQUIPO MONTADO SOBRE RESORTES (AMORTIGUADORES) Se monta el equipo sobre resortes, los mismos que descansan sobre una cimentación tipo bloque. Tienen un comportamiento similar a las cimentaciones tipo mesa con aisladores.

Ilustración 48CIMENTACIÓN BLOQUE CON EQUIPO ASENTADO EN RESORTES

125

TIPO BLOQUE DE INERCIA EN ESTRUCTURA Se diseña con el fin de alejar el valor de la frecuencia natural del bloque, de la frecuencia de operación de la máquina; además para resistir amplitudes incrementado la fuerza de inercia resistente.

Ilustración 49 BLOQUE DE INERCIA EN ESTRUCTURA.

Las cimentaciones antes mencionadas, pueden o no estar apoyadas sobre pilotes, cuidando siempre revisar el cálculo de los elementos, e lementos, adicionando la capacidad portante de los pilotes; que seguramente definirá nuevas dimensiones para el bloque o marco; y también otra armadura. Existen también variaciones de los bloques de cimentación, en las que se tiene una especie de cajón, como un bloque hueco, que soporta a la maquinaria en el interior, ver fig. 50 La dificultad de una cimentación de e ste tipo, no radica únicamente en su diseño, sino más bien en su construcción, el encofrado y fundida de un cajón de hormigón sin duda representará un costo adicional.

126

Ilustración 50 CIMENTACION TIPO CAJON

7.2. Procedimiento del montaje. El montaje de una estructura consiste en la colocación de piezas previamente fabricadas en el taller y en el lugar de la obra, las cuales deberán ser colocadas en su posición correcta de acuerdo a un plano de montaje para formar la estructura proyectada. Se recomienda que el proceso de montaje sea considerado desde el proceso de fabricación en taller, es decir, durante el proceso de fabricación se preverán las posibles necesidades requeridas para cada elemento desde su transporte hasta su fijación definitiva, siguiendo y respetando las medidas y especificaciones dadas en los planos de taller.

Cumpliendo con los lineamientos que requieren de un buen montaje, es decir, se deberá cumplir con el plomeo, alineamiento, fijación provisional, procesos de unión mediante cualquier método, seguridad, equipos, restricciones, complicaciones, mano de obra calificada, etc.

Se considera que las operaciones básicas para llevar a cabo un proceso de montaje de una estructura son las siguientes: a.- Traslado de las piezas del taller a la obra. b.- Descarga de las piezas y materiales complementarios en la obra. c.Montaje, presentación, plomeo, alineación y fijación provisional de las piezas. d.Fijación definitiva de los elementos. e.- Control de calidad. 127

V.1 Métodos de montaje. La elección del método dependerá de múltiples factores dentro los cuales se deberá considerar el tamaño de la estructura a montar (cantidad, dimensión y peso de las piezas a maniobrar) y tipo (industrial, habitacional, etc), de las condiciones de acceso al área donde se realizara el montaje, tanto para los equipos como para la entrega y descarga de elementos fabricados en taller, para la realización de maniobras (calles estrechas), obstrucciones (cables eléctricos, teléfono, iluminación), de la disponibilidad y calidad de la mano de obra, la disponibilidad de equipo adecuado, el costo, la rapidez del montaje, los tiempos de entrega, las condiciones del terreno para determinar el tipo de equipo que se empleará o bien de trabajos complementarios para hacer uso de determinado equipo.

El proceso de montaje de la estructura se realizará de acuerdo con las indicaciones contenidas en el programa de montaje y a la experiencia del equipo de montadores, dentro de las cuales deberá estar garantizada la resistencia, estabilidad y seguridad de la estructura, por lo que se recomienda iniciar con los elementos rígidos que garanticen la estabilidad de los elementos que se montarán posteriormente.

Se deberá considerar las piezas con pesos y tamaños excesivos para prever el equipo adecuado para el montaje, así como las condiciones del terreno requeridas para el equipo de montaje de estas piezas.

Como se mencionó anteriormente el método de montaje varía según el tipo y tamaño de la estructura, a las condiciones del lugar, a la disposición del equipo, a los tiempos de entrega y en ocasiones a la preferencias del equipo de montadores que en la mayoría de las ocasiones utilizan su ingenio y su experiencia para crear 128

y diseñar su mismo equipo de montaje, aunque los métodos no pueden regularizarse completamente, debido a que cada proyecto tiene sus características especiales, pero por lo general se emplean los siguientes métodos de montaje: 1.- Método de montaje con plumas, normalmente utilizado para edificios de varios pisos. 2.- Método de montaje con grúa, normalmente utilizado para nuestro caso, para edificaciones de tipo industrial o de baja altura.

Por último debe de compararse el tiempo que se requiere el equipo, el costo, la eficiencia y la seguridad del método seleccionado, y en general el que dé el mejor resultado a menor costo.

Durante el proceso de montaje es muy importante que el operador de la grúa tenga comunicación con una persona encargada de señalar al operador la ubicación y posición correcta de cada elemento, para esto el operador deberá de realizar una serie de maniobras, las cuales serán indicadas por la persona ubicada en la posición del elemento.

129

7.3. Nivelación y alineación de equipos 7.3.1. Procedimientos y técnicas de alineación Métodos de alineación Se utilizan tres métodos de alineación comunes: Indicador de cuadrante Indicador de cuadrante reverso   Láser   

Siga las instrucciones del fabricante del equipo cuando use el indicador de cuadrante inverso o los métodos láser. En este capítulo c apítulo encontrará instrucciones ins trucciones detalladas para utilizar el método de indicador de cuadrante. Cuando realizar las comprobaciones de alineación Debe realizar los controles de alineación en las siguientes circunstancias: Cambia la temperatura de proceso. Cambian las tuberías. Se ha realizado el mantenimiento de la bomba.

•

•

•

Tipos de controles de alineación Tipo de control Comprobación de alineación inicial (alineación en frío) Comprobación de alineación final (alineación en caliente)

Cu ndo se util utiliz iza a

Antes del funcionamiento, cuando la bomba y el motor se encuentran a temperatura ambiente. Después del funcionamiento, cuando la bomba y el motor se encuentran a temperatura de funcionamiento.

Comprobaciones Comprobaciones de alineación inicial (alineación en frío)

Cu ndo Antes de aplicar mortero a la plancha de  base Después de aplicar mortero a la plancha de  base Después de conectar las tuberías

Por qu Esto garantiza que se pueda lograr la alineación.

Esto garantiza que no se hayan producido cambios durante el proceso de inyección. Esto garantiza que las deformaciones de la tubería no hayan alterado la alineación. Si se han producido cambios, debe modificar la tubería  para quitar las cargas de ésta en las bridas de la bomba.

130

Controles de alineación final (alineación en caliente) ca liente) u n o Después de la primera vez que se pone en funcionamiento Periódicamente

or qu Esto garantiza una correcta alineación cuando la bomba y el motor alcanzan la temperatura temper atura de funcionamiento. De acuerdo con los procedimientos de funcionamiento de la planta.

Valores permitidos del indicador para los controles de alineación NOTA: Los valores de lectura permitidos y especificados son válidos solamente a temperatura de funcionamiento. En condiciones de frío, se permiten otros valores. Debe usar las tolerancias correctas. De lo contrario, puede originar defectos en la alineación y disminuir la fiabilidad de la bomba. Cuando se utilizan indicadores de cuadrante para controlar la alineación final, la bomba y la unidad del motor están correctamente alineadas cuando se dan las siguientes condiciones: La desviación indicada total es de un máximo de 0,002 pulgadas (0,05 mm) • a temperatura de funcionamiento. La tolerancia del indicador es de 0,0005 pulgadas/pulgadas (0,0127 • mm/mm) de separación del indicador de cuadrante a temperatura de funcionamiento. Pautas para la medición de la alineación Pauta

Explicación

Gire la mitad del acoplamiento de la bomba y la mitad del Esto evita las mediciones incorrectas. acoplamiento del motor al mismo tiempo para que las varillas del indicador hagan contacto con los mismos puntos en la mitad del acoplamiento del motor. Mueva o separe sólo el motor para realizar ajustes.

Esto evita deformaciones en las instalaciones de la tubería.

Asegúrese de que los pernos de sujeción de las patas del motor estén apretados al tomar las medidas del indicador.

Esto mantiene el motor estacionario, ya que el movimiento hace que la medición sea incorrecta.

Asegúrese de que los pernos de sujeción de las patas del motor estén sueltos antes de realizar correcciones de alineación.

Esto hace que se pueda mover el motor al realizar las correcciones de alineación.

Verifique la alineación nuevamente después de cualquier ajuste mecánico.

Esto corrige los defectos de alineación que  podría haber provocado un ajuste.

Acoplamiento de los indicadores de cuadrante para la alineación

Debe tener dos indicadores de cuadrante para completar este procedimiento. 1. Acople dos indicadores de cuadrante en la mitad de acoplamiento de la bomba (X): 131

a) Acople un indicador (P) para que la varilla del indicador entre en contacto con el perímetro de la mitad de acoplamiento del motor (Y). Este indicador se utiliza para medir la desalineación en paralelo. b) Acople el otro indicador (A) para que la varilla del indicador entre en contacto con el extremo interior de la mitad de acoplamiento del motor. Este indicador se utiliza para medir defectos en la alineación angular.

2. Gire la mitad de acoplamiento de la bomba (X) para controlar que los indicadores estén en contacto con la mitad del acoplamiento de la bomba (Y) pero no la parte inferior. 3.

De ser necesario, ajuste los indicadores.

Instrucciones de alineación de la bomba con el motor Realice una alineación angular para una corrección vertical 1. Coloque el indicador de alineación angular a cero en la posición central superior (posición de las 12 en punto) de la mitad del acoplamiento del motor (Y). 2. Gire el indicador a la posición central inferior (posición de las 6 en punto). 3.

Registre la lectura del indicador.

132

Cuando el valor de lectura es...

Entonces...

Negativo

Las mitades de acoplamiento están más separadas en el lado inferior que en el superior. Realice uno de estos pasos: •

•

Positivo

 Agregue separadores para elevar el pie del motor en el extremo del eje. Extraiga separadores para bajar el pie del motor en el otro extremo.

Las mitades de acoplamiento están más cerca en el lado inferior que en el superior. Realice uno de estos pasos: •

•

Extraiga separadores para bajar el pie del motor en el extremo del eje.  Agregue separadores para elevar el pie del motor en el otro extremo.

Imagen 8: Vista lateral de una alineación vertical incorrecta 4. Repita los pasos anteriores hasta lograr el valor de lectura permitido. Valor máximo permitido para la alineación angular: X 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento Realice una alineación angular para una corrección horizontal 1. Coloque el indicador de alineación angular (A) en cero en el lado izquierdo de la mitad del acoplamiento del motor (Y), 90° desde la posición central superior (en la posición de las 9 en punto). 133

2. Gire el indicador pasando por la posición central superior hasta el lado derecho, 180° de la posición inicial (en la posición de las 3 en punto).

Cuando el valor de lectura Entonces... 3. es... Las mitades de acoplamiento están más Negativo separadas en el lado derecho que en el lado izquierdo. Realice uno de estos pasos: Deslice el extremo del eje del motor hacia la izquierda. Deslice el extremo opuesto hacia la derecha. Las mitades de acoplamiento están más Positivo cerca en el lado derecho que en el lado izquierdo. Realice uno de estos pasos: Deslice el extremo del eje del motor hacia hac ia la derecha. Deslice el extremo opuesto hacia la izquierda. Registre la lectura del indicador. •

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Imagen 9: Vista superior de una alineación horizontal incorrecta 134

Repita los pasos anteriores hasta lograr el valor de lectura permitido. Valor máximo permitido para la alineación angular: 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento Realice una alineación en paralelo para una corrección vertical 1.

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 Antes de iniciar este procedimiento, asegúrese de que los indicadores de cuadrante estén regulados de manera adecuada. Una unidad se encuentra en alineación en paralelo cuando el indicador indicador de paralelo (P) no varía más de 0,002 pulg. (0,05 mm) al medirlo en cuatro puntos separados a 90°, a la temperatura de funcionamiento.  Al alinear una unidad fría, consulte la tabla de configuración en frío para la la alineación en paralelo vertical. 1. Coloque el indicador de alineación en paralelo a cero en la posición central central superior (posición de las 12 en punto) de la mitad del acoplamiento del motor. 2. Gire el indicador a la posición central inferior (posición de las 6 en punto). 3. Registre la lectura del indicador. n onces... Cuando el valor de lectura es... La mitad del acoplamiento de la bomba (X) está más baja Negativo que la mitad de acoplamiento del motor (Y). Quite separadores de un espesor igual a la mitad mitad del valor de lectura del indicador debajo de cada pie del motor. La mitad del acoplamiento de la bomba (X) está más alta Positivo que la mitad de acoplamiento del motor. Añada separadores de un espesor igual a la mitad del valor de d e lectura del indicador en cada pie del motor. NOTA: Para evitar la falta de alineación, debe utilizar una cantidad de espaciadores igual a la cantidad de pies del motor. De lo contrario, puede dañarse daña rse el equipo o disminuir el rendimiento.

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Imagen 10: Vista lateral de una alineación vertical incorrecta Repita los pasos anteriores hasta lograr el valor de lectura permitido. Durante la instalación, con la bomba fría, ajuste de alineación vertical en paralelo a un valor valor que permita las tasas de expansión de d e la bomba y el e l motor a temperatura de funcionamiento: Tabla 6: Configuración en frío de la alineación vertical paralela Si la temperatura de Establezca la alineación en paralelo funcionamiento del fluido vertical del eje del motor... bombeado es... 50° F (10° C) 0,002 pulgadas (0,05 mm), bajo 150° F (65° C) 0,001 pulgadas (0,03 mm), alto 250° F (120° C) 0,005 pulgadas (0,12 mm), alto Realice una alineación en paralelo para una corrección horizontal 4.

Una unidad se encuentra en alineación en paralelo cuando el indicador indicador de paralelo (P) no varía más de 0,002 pulg. (0,05 mm) al medirlo en cuatro puntos separados a 90°, a la temperatura de funcionamiento. 1. Coloque el indicador de alineación en paralelo en cero en el lado izquierdo de la mitad del acoplamiento del motor (Y), 90° desde la posición central superior (en ( en la posición de las 9 en punto). 2. Gire el indicador pasando por la posición central superior hasta el lado derecho, 180° de la posición inicial (en la posición de las 3 en punto). 3. Registre la lectura del indicador.

Cuando el valor Entonces... de lectura es... La mitad del acoplamiento del motor está a la Negativo izquierda de la mitad del acoplamiento de la bomba. 136

La mitad del acoplamiento del motor está a la derecha de la mitad del acoplamiento de la bomba. 4. Deslice con cuidado el motor en la dirección correcta

Positivo

uniforme. De De lo NOTA: Asegúrese de colocar el motor de manera uniforme. contrario, puede afectar negativamente a la corrección angular horizontal.

Imagen 11: Vista superior de una alineación horizontal incorrecta 5.

Repita los pasos anteriores hasta lograr el valor de lectura permitido. Valor Valor máximo permitido para la alineación en paralelo: 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento •

Realice una alineación completa para una corrección vertical Una unidad se encuentra en alineación completa cuando los indicadores A (angular) y P (paralelo) no varían más de 0,002 pulg. (0,05 mm) según se mide en cuatro puntos separados por 90°. 1. Coloque los indicadores de cuadrante angular y en paralelo a cero en la posición central superior (posición de las 12 en punto) de la mitad del acoplamiento del motor (Y). 2. Gire los indicadores a la posición central inferior (posición de las 6 en punto). 3. Registre las lecturas del indicador. correcciones según las instrucciones 4. Realice independientes que vienen para la alineación en paralelo y angular hasta lograr los valores de lectura permitidos. Valor máximo permitido para la alineación angular: 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento Valor máximo permitido para la alineación en e n paralelo: 0,002 pulgadas (0,05 (0,05 mm) de desviación indicada total a 



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temperatura de funcionamiento Una vez completado el procedimiento, la alineación angular y paralela debe cumplir las tolerancias permitidas. Realice una alineación completa para una corrección horizontal Una unidad se encuentra en alineación completa cuando los indicadores A (angular) y P (paralelo) no varían más de 0,002 ipulg. (0,05 mm) según se mide en cuatro puntos separados por 90°. 1. Coloque los indicadores de cuadrante angular y en paralelo a cero en el lado izquierdo de la mitad del acoplamiento del motor (Y), 90° desde la posición central superior (posición de las 9 en punto). pu nto). 2. Gire los indicadores pasando por la posición central superior hasta el lado derecho, 180° de la posición inicial (en la posición de las 3 en e n punto). 3. Registre las lecturas del indicador. 4. Realice correcciones según las instrucciones independientes que vienen para la alineación en paralelo y angular hasta lograr los valores de lectura permitidos. Valor máximo permitido para la alineación angular: 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento Valor Valor máximo permitido para la alineación a lineación en paralelo: 0,002 pulgadas (0,05 mm) de desviación indicada total a temperatura de funcionamiento •

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