INDICE TEMATICO
Resumen
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Introducción y Origen
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Objetivo General
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Objetivo específico
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Metodología del Trabajo
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Aplicando RCM equipo de Aire Acondicionado
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1.
Resumen:
Los data center`s se caracterizan por las elevadas exigencias de calidad y confiabilidad de sus equipos. El adecuado mantenimiento del equipamiento es uno de los pilares para garantizar la calidad del servicio y la continuidad del funcionamiento. Ya que si los equipos de aire acondicionado dejaran de funcionar se elevaría la temperatura en la sala y dejarían de funcionar los servidores de procesamiento de datos y consigo dejarían de operar los servicios, por ejemplo de un banco: cajeros automáticos, operaciones, transacciones bancarias, Etc…. En este trabajo se muestra la aplicación del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM: Reliability Centered Maintenance) en una máquina crítica de aire acondicionado de precisión, identificada a través del empleo de herramientas de decisión multicriterio implementada con la participación de personal de diferentes áreas de la empresa. Esta máquina se tomó como prototipo para realizar una experiencia piloto que luego será extendida a todo el equipamiento más relevante de la planta. El RCM es una metodología que permite determinar el tipo de mantenimiento más adecuado para que un equipo cumpla con las funciones de diseño, considerando su contexto operacional actual. Se caracteriza por ser una herramienta estructurada, que usa procedimientos estandarizados bajos normas técnicas. Uno de los objetivos del RCM es reducir la actividad y el costo de mantenimiento al valor justo y necesario, procurando hacer foco en las funciones principales de un equipo y en los riesgos más importantes, evitando acciones de mantenimiento superfluas o que no sean estrictamente necesarias. Como resultado del empleo de la metodología se definió la planificación de las actividades de mantenimiento para las principales componentes de la máquina seleccionada para esta aplicación. 2.
Introducción y Origen:
2.1. Introducción.
. En un ambiente tan competitivo como en el que se desenvuelven hoy las entidades bancarias, Los data center`s constituye un área muy especial, que se caracteriza por presentar fuertes requisitos de calidad de sus equipos y de seguridad en sus procedimientos, por conservar la base de datos e información de las operaciones bancarias de todo un país y el extranjero, en este contexto, la confiabilidad de sus equipos es fundamental para poder atender los estándares de calidad y los requerimientos de temperatura y humedad y lograr un ambiente confort para las maquinas. El proceso de funcionamiento en este tipo de ambientes es bastante particular, ya que se debe trabajar bajo condiciones de asepsia total, por lo que las intervenciones de mantenimiento deben ser cuidadosamente planificadas y ejecutadas bajo estrictos controles para ello conocimiento de las últimas técnicas de gestión del mantenimiento siempre constituyen un camino adecuado para alcanzar una mejora en la eficiencia y en la calidad de servicio. pág. 3
Por lo tanto resulta imprescindible determinar las políticas de mantenimiento más adecuadas, por un lado para minimizar las paradas, que en este ámbito de la industria provocan numerosos trastornos que van más allá de la caída de los servidores. Es necesario procurar intervenciones intervenciones planificadas, ya que el personal de mantenimiento debe cumplir con las normas de higiene y seguridad. La aplicación del modelo de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM, por sus siglas en Inglés, (RCM: Reliability Centered maintenance), ha dado muy buenos resultados en el manejo de activos. Los beneficios de esta aplicación se verán reflejados en la gestión del mantenimiento de la Gerencia de Plantas, como de la Gerencia de Servicios y Suministros, al realizar una gestión en RCM en los equipos de Aire Acondicionado de Precisión (APC) para que posteriormente se puedan tomar decisiones con una mayor cantidad de información, lo que permitirá que las acciones de esta sea aún más acertada. La motivación central del desarrollo de RCM para este equipo, se basa por de alta criticidad, y la pérdida de sus funciones durante una situación de emergencia causaría serios problemas a los diferentes tipos de servidores en el DATA CENTER DEL BANCO DE CREDITO. 2.2. Origen.
En 1960 el gobierno de los EEUU formó un grupo de trabajo que incluía representantes de la Agencia Federal de Aviación y de las aerolíneas, para investigar las capacidades del mantenimiento preventivo. Esos primeros estudios, dirigidos por Stanley Nowlan y Howard Heap, originaron el RCM, de las palabras en inglés Reliability Centred Maintenance, traducido al español como Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad y fue el título del informe que en la Confiabilidad y fue el título del informe que presentaron sobre los procesos para preparar los programas de mantenimiento para aeronaves. La aplicación de los criterios de RCM permitió bajar la incidencia en los noventa a razón de dos accidentes graves con fatalidades por cada millón de despegues. En la década de los ochenta, la técnica RCM comenzó a penetrar en la industria en general. Comenzó a penetrar en la industria en general. John Moubray y sus asociados fueron pioneros en elaborar una rigurosa metodología de aplicación de esta técnica en la industria, comenzaron a trabajar en los sectores de la minería y manufacturas, usaron una versión levemente modificada del diagrama de Nowlan y Heap, dando lugar a RCM2. 3.
Objetivo: Objetivos Generales:
Elaborar un plan de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM para aumentar la disponibilidad de los servidores del Banco de Crédito. pág. 4
Objetivos Específico:
• Comprender el proceso, para garantizar la calidad de servicio y la continuidad del funcionamiento. • Identificar el equipo y los sistemas que lo componen. • Comprender y aplicar el método RCM en el equipo de aire acondicionado de precisión marca: APC, modelo: InRow SC ACSC100 definiendo funciones, fallas funcionales, modos de falla, efectos de las fallas y asignándole a cada una su tarea proactiva adecuada, todo esto dentro del contexto operacional del equipo. • Desarrollar un plan de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad en los Equipos de Aire Acondicionado APC, el que incluye: la Hoja de Información, Hoja de Decisión y Hoja de trabajo de RCM. 4.
Metodología del Trabajo:
“MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD EN LA CONFIABILIDAD (RCM)” Reliability Centred Maintenance (RCM) Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (MCC) Aplicado a un equipo de Aire Acondicionado de precisión para un data center. 4.1 Implementación y desarrollo del RCM:
Los data center`s se caracterizan por las elevadas exigencias de calidad y confiabilidad de sus equipos. El adecuado mantenimiento del equipamiento es uno de los pilares para garantizar la calidad del servicio y la continuidad del funcionamiento. Ya que si los equipos de aire acondicionado dejaran de funcionar se elevaría la temperatura en la sala y dejarían de funcionar los servidores de procesamiento de datos y consigo dejarían de operar los servicios, por ejemplo de un banco: cajeros automáticos, operaciones, transacciones bancarias, Etc…. En este trabajo se muestra la aplicación del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM: Reliability Centered Maintenance) en una máquina crítica de aire acondicionado de precisión, identificada a través del empleo de herramientas de decisión multicriterio implementada con la participación de personal de diferentes áreas de la empresa. Esta máquina se tomó como prototipo para realizar una experiencia piloto que luego será extendida a todo el equipamiento más relevante de la planta. El RCM es una pág. 5
metodología que permite determinar el tipo de mantenimiento más adecuado para que un equipo cumpla con las funciones de diseño, considerando su contexto operacional actual. Se caracteriza por ser una herramienta estructurada, que usa procedimientos estandarizados bajos normas técnicas. Uno de los objetivos del RCM es reducir la actividad y el costo de mantenimiento al valor justo y necesario, procurando hacer foco en las funciones principales de un equipo y en los riesgos más importantes, evitando acciones de mantenimiento superfluas o que no sean estrictamente necesarias. Como resultado del empleo de la metodología se definió la planificación de las actividades de mantenimiento para las principales componentes de la máquina seleccionada para esta aplicación. 4.2 Descripción de la máquina equipo de aire acondicionado de precisión Equipo:
Se trata de una máquina de aire acondicionado de precisión, construida y diseñada principalmente para acondicionamiento de temperatura de máquinas y no para confort (personas), ya que esta máquina extrae más calor sensible (maquinas) que calor latente (personas), también contiene un sistema de humectador y deshumidificador para controlar el nivel de humedad en la sala del data center. Marca del equipo: APC Modelo: InRow SC ACSC100
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En la Fig. 1 se muestra un plano general de la máquina y fig. 2 una foto del equipo. 1
Serpentín del condensador
2
Ventiladores del condensador
3
Compresor Flotadores de la bandeja condensación Ventiladores del evaporador Serpentín Serpentí n del evaporador
4 5 6 7
Válvula de expansión TXV
8
Filtro/secador de refrigeración Válvula de derivación de 9 gas caliente 10 Suministro de alimentación de 11 Bomba de condensación 12 Caja de alta tensión 13 Filtro de aire de 1/2 pulg. lavable estándar 14 Panel de la interfaz de usuario
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Fig. Nº 3
1 2 3 4 5
Conducto de aire de entrada 7
Pata niveladora ajustable Puerta trasera extraíble 8 Interfaz de pantalla Puerta delantera Pestillo del panel lateral 9 extraíble Cerradura de la Panel lateral extraíble 10 puerta Ruedas traseras (no 11 Conducto de aire de giratorias) escape
6 Ruedas delanteras (giratorias) pág. 8
El equipo de precisión no cuenta con presos tatos de alta y baja presión como se muestra en la figura de detalle de componentes (fig. 1). Se tomó solo la unidad condensadora del equipo de aire acondicionado de precisión como primer subconjunto a analizar, ya que es por donde se registran más fugas de gas refrigerante debido a una alta presión en el equipo y por consecuencia al evacuarse el gas también se elimina el aceite del sistema ocasionando varias averías y trabajos en condiciones anormales del equipo. Aqui se describen las principales funciones y elementos el ementos (subconjuntos) que forman parte del funcionamiento de la unidad condensadora. A. Motor compresor B. Serpentín de cobre del condensador C. Filtro secador D. Ventilador del condensador E. Sistema eléctrico y electrónico F. Bomba de condensado
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4.3 Metodo de resolucion:
“RCM es la metodología para elaborar planes de mantenimiento para el desarrollo de estrategias de mantenimiento, esta metodología es parte de la filosofía del del mantenimiento mantenimiento moderno.” moderno.”
La metodología propuesta por el RCM parte de un análisis tipo FMEA (Failure Modes and Effects Analysis), desarrollado en un formato denominado “Hoja de Información RCM”, donde se describe para cada equipo la siguiente información: Función. Falla
Funcional. Modo de cada falla. Efecto de la falla. Consecuencias de la falla Actividad de mantto que pueda predecir o prevenir la falla Definir actividad “a falta de” A partir de la Hoja de Información y utilizando el “Diagrama de Decisión RCM” (Figura 4), a través de una secuencia lógica de análisis se obtiene el listado de las tareas de mantenimiento a desarrollar. Para cada Fallo de Función establecido en la Hoja de Información, se recorre el Diagrama de Decisión desde la parte superior izquierda hacia la parte derecha y hacia abajo respondiendo a las preguntas planteadas en dicho diagrama Según la norma SAE JA 1011 las 7 preguntas básicas del proceso RCM son: 1. ¿Cuál es la función?, La cual debe contener: verbo + objeto + parámetro de operación. 2. ¿Cuál es la falla funcional? Razones por las que deja de hacer lo que el usuario desea que haga. 3. ¿Cuál es el modo de falla? Que pudo causar la falla funcional. 4. ¿Cuál es el efecto de la falla?, Que ocurre cuando la falla se produce. 5. ¿Cuál es la consecuencia de la falla? Razones por las que importa que falle. 6. ¿Qué se puede hacer para evitar o minimizar la consecuencia de la falla? 7. ¿Qué se hace si no se encuentra ninguna tarea para evitar o minimizar la consecuencia de la falla?
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CONTEXTO OPERACIONAL DEL MCC Se debe tomar en cuenta los factores que influyen sobre el mantenimiento de ello, tales como: 1.- Factores climáticos (cambios excesivos o constantes) 2.- Normas y Reglamentaciones especiales (específicas y legales) 3.- Tipo de proceso (continuo 24hs / por lotes, etc.) 4.- Redundancia (o formas alternativas de producción) 5.- Estándares de Calidad.- (dan específicas condiciones a la operación.) 6.- Estándares Medio Ambientales (impacto en el medio ambiente) 7.- Riesgos a la Seguridad (razones de cuidados)
8.- Limites de uso (elementos mecánicos, eléctricos, hidráulicos, neumáticos, electrónicos, etc.)
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4.3 Aplicando RCM RCM equipo de Aire acondicionado APC: RCM, permite mantener las funciones del sistema dentro de los parámetros específicos, considerando las fallas comunes y potenciales para el diseño de un plan de mantenimiento óptimo para cada una de ellas
Sistema de Aire Acondicionado de precisión APC La unidad condensadora es la parte del equipo encargada de enfriar el refrigerante y disipar el calor que extrae del ambiente (data center) y condensar el refrigerante y enviarlo en forma de líquido hacia el evaporador pasando antes por la válvula de expansión. A- El motor compresor succiona el gas refrigerante a baja presión 60psi y descarga gas a alta presión hacia el condensador. B- En el serpentín del condensador se disipa el calor extraído del ambiente y se condensa el gas refrigerante y se envía hacia el evaporador líquido a alta presión 200 psi.
4.3 Aplicando RCM RCM equipo de Aire acondicionado APC: RCM, permite mantener las funciones del sistema dentro de los parámetros específicos, considerando las fallas comunes y potenciales para el diseño de un plan de mantenimiento óptimo para cada una de ellas
Sistema de Aire Acondicionado de precisión APC La unidad condensadora es la parte del equipo encargada de enfriar el refrigerante y disipar el calor que extrae del ambiente (data center) y condensar el refrigerante y enviarlo en forma de líquido hacia el evaporador pasando antes por la válvula de expansión. A- El motor compresor succiona el gas refrigerante a baja presión 60psi y descarga gas a alta presión hacia el condensador. B- En el serpentín del condensador se disipa el calor extraído del ambiente y se condensa el gas refrigerante y se envía hacia el evaporador líquido a alta presión 200 psi. C- El filtro fi ltro secador o’ deshidratador, su función es atrapar impurezas y humedad del sistema de refrigeración. D- El motor ventilador de la unidad condensadora es la encargada de hacer la transferencia de calor y condensar el gas refrigerante. E- La parte eléctrica y electrónica el ectrónica de control y fuerza de la unidad donde están conectados los motores. F- La bomba de condensado es la encargada de impulsar el agua producto de la extracción de humedad del ambiente producida en el evaporador. SUB – Sistema Condensador 1.- CUALES SON LAS FUNCIONES DEL EQUIPO
Primarias: Condensar gas refrigerante, se efectúa a alta presión Secundarias: Seguridad, confort a los servidores 2.- CUALES SON LAS FALLAS FUNCIONALES
Perdida de la capacidad de condensar refrigerante. 3.- CUALES LOS MODOS DE LA FALLA:
Cañerías de cobre con fugas de gas refrigerante. Falle en el ventilador del condensador. Falla en el el presostato. El equipo se encuentra con baja presión (15 PSI) funcionamiento normal (60 PSI).
4.- CUALES SON LOS EFECTOS DE LA FALLA Funcionamiento inadecuado del sistema sistema de Aire Acondicionado en la sala de servidores, se caracterizan por las elevadas temperaturas en la sala y dejarían de funcionar los servidores de procesamiento de datos y consigo dejarían de operar los servicios, por ejemplo de un
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banco: cajeros automáticos, operaciones, transacciones bancarias, Etc…. Desprestigio para la entidad bancaria. Quejas y denuncias por falta de atención
5.- CONSECUENSIAS DE LA FALLA: 5.1 OPERACIONAL:
El equipo se queda sin gas gas bajando la capacidad de enfriamiento. Congelamiento del equipo en la unidad evaporadora, conllevaría a un goteo por excesiva condensación esto es muy grave en un data center. Recalentamiento y/o quemado quemado del moto compresor hermético al quedarse sin aceite. Fuga de gas en el serpentin.
5.2 NO OPERACIONALES:
Dejarían de funcionar los servidores de procesamiento de datos y consigo dejarían de operar los servicios, por ejemplo de un banco: cajeros automáticos, operaciones, transacciones bancarias, Etc….
5.3 SEGRIDAD Y MEDIO AMBIENTE:
La fuga de gas R-22 al medio ambiente es altamente contaminante ya que en su composición química contiene CLORO agente principal del deterioro de la capa de ozono. 5.4 FALLAS OCULTAS:
Alta y baja presión del equipo, no hay como controlar las presiones en el equipo.
6.- ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO QUE PUEDA PREDECIR Y PREVENIR LA FALLA:
6.1 Mantenimiento baso en la condición. Detección de temperatura y humedad del ambiente a través del termo higrómetro instalado en la sala de date center. Medición de la temperatura de descarga del aire del equipo con termómetro infrarrojo tipo pirómetro, pirómetro, medición de presiones al equipo con el manómetro 6.2 Reacondicionamiento Cíclico 6.3 Reemplazo Cíclico.- Mantenimiento cíclico preventivo: Requiere tomar parámetros de presiones en alta y baja presión de equipos y detectar una alta o baja presión en el equipo y la frecuencia con que ocurren para establecer el periodo de cambio. 7.- ACTIVIDADES “A FALTA DE”:
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Mantenimiento mejorativo: Requiere un rediseño del sistema de
refrigeración e instalar presos tatos de alta y baja presión en el equipo de aire acondicionado. Presos tatos de alta presión: este dispositivo de seguridad y
protección del equipo nos permitiría proteger al serpentín del condensador y evitar una rotura o fisura en la tubería y evitar fugas. Ver fig… este dispositivo de seguridad y protección del equipo nos permitiría proteger al moto compresor, congelamiento en el sistema, contaminación del medio ambiente y el equipo pararía a un rango determinado de un mínimo de presión y mandaría una señal de alerta alerta para su intervención inmediata del equipo. Ver fig.…. Presos tatos de baja presión:
PRESOSTATO DUAL DE ALTA Y BAJA PRESIÓN (fig…)
DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE LOS PRESOSTATOS
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Resultados
A continuación se muestran los documentos elaborados para l a componente tomada como ejemplo en esta aplicación: Equipo de aire acondicionado de precisión. Tabla n°1 MANTENIMIENTO BCP CCLM – data center
HOJA DE INFORMACION RCM
ELEMENTO: ELEMENTO: Equipo de aire acondicionado acondicionado de precisión
Fecha Realización: 2017
Realizado por: Grupo RCM
COMPONENTE: COMPONENTE: Unidad condensadora
Fecha Revisión: 2017
Revisado por: Grupo RCM
FUNCION
FALLO FUNCION
MODO DE FALLO (Causa)
EFECTO DE LOS FALLOS (Qué sucede cuando falla)
1) Enfriamiento del data A) No enfría el ambiente ambiente 1) fuga de gas refrigerante en Alta temperatura en la sala del data center una de las tuberías de cobre del 25ºC. center a una temperatura de condensador 19ºC
2) congelamiento de línea de succión de baja presión.
Goteo por excesiva condensación en el evaporador y podría dañar algunos equipos del data center.
3) el equipo se encuentra sin aceite para lubricar el moto compresor debido a la fuga del gas
El moto compresor se podría quemar y producir la falla total del equipo produciendo un paro total del data center y con ello el paro de las operaciones del banco.
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Tabla n°2, muestra la Hoja de Decisión, Decisión, obtenida a partir del empleo empleo del Diagrama Diagrama de decisión, que define la actividad de mantenimiento para cada modo de falla
MANTENIMIENTO
HOJA DE DECISION RCM II
BCP CCLM – data center
ELEMENTO: ELEMENTO: Equipo de aire acondicionado de precisión
Realizado por: : Grupo RCM
COMPONENTE: COMPONENTE: Unidad condensadora
Revisado por: : Grupo RCM
Referencia Evaluación de H1 H2 H3 Tareas Información. consecuencias S1 S2 S3 "a falta 01 02 03 de" F FF MF H S E O N1 N2 N3 H4 H5 S4
Fecha Realización: 2017
TAREAS PROPUESTAS
Detección de congelamiento de la tubería de succión baja presión 1 A
1
S N N S S
1 A
4
S N N N S
REALIZA LA TAREA
FRECUENCIA INICIAL
Semanal
Operador del equipo
Detección de temperatura y humedad del ambiente a través del termo higrómetro instalado en la sala de date center. Medición de la Diaria temperatura de descarga descarga del aire del del equipo con termómetro infrarrojo tipo pirómetro. Medición de presiones al equipo con el Mensual manómetro, toma de parámetros con equipos funcionando.
Operador especializado
Operador especializado
En la tabla n°3 n °3 6 se desarrolla el Plan de Mantenimiento elaborado para la componente usada en esta aplicación. MP N°: 0001
PLAN DE MANTENIMIENTO
Fecha Realización: 2017
ELEMENTO: Equipo de aire acondicionado COMPONENTE: COMPONENTE: Unidad condensadora
Detección de congelamiento de la
data center
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
TAREAS A REALIZAR 1 tubería de succión baja presión
Realizó: BCP CCLM –
Operador del S equipo
Detección de temperatura y humedad del ambiente a través del Operador ermo higrómetro instalado en la sala especializado 2 de date center. Medición de la D temperatura de descarga del aire del equipo con termómetro termómetro infrarrojo infrarrojo tipo pirómetro. Medición de presiones al equipo con Operador X 3 M el manómetro especializado
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
4 NOVEDADES ENCONTRADAS:
ESTADO TAREA PROGRAMADO CUMPLIDO
FRECUENCIA TAREA
ο
D: DIARIA
S: SEMANAL
M: MENSUAL
T: TRIMESTRAL
C: SEMESTRAL
A: ANUAL
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Tabla 3. Plan de mantenimiento para la unidad condensadora
Como se puede apreciar, a partir de este documento el personal de mantenimiento dispone de toda la información necesaria para desplegar su tarea, desde el tipo de intervención planificado hasta las fechas en que deben ser ejecutadas las tareas previstas, facilitando la gestión del área. El personal que realiza estas tareas debe registrar toda la información relacionada con la ejecución de las mismas, así como cualquier novedad detectada durante el desarrollo de sus actividades, para retroalimentar el sistema y generar los indicadores de interés para el seguimiento del área. La información relacionada con el cumplimiento de las tareas programadas así como las novedades detectadas en cada inspección se pueden volcar en un sistema informático de gestión de mantenimiento o utilizar esta misma hoja para registrar su cumplimiento. Conclusiones
En este trabajo se desarrolla la implementación de un modelo estructurado para elaborar una planificación objetiva del mantenimiento de los componentes de una máquina de aire acondicionado de precisión, en un sector industrial muy particular en cuando a las condiciones de calidad y seguridad bajo las cuales se deben desarrollar las funciones de los equipos. El grupo de trabajo ha experimentado el uso del RCM en aplicaciones muy diversas, y en este caso ha podido comprobar una vez más las ventajas comparativas del RCM como herramienta para la gestión del mantenimiento. Esto se debe al hecho de que el RCM es una metodología estructurada, estandarizada bajo normas específicas, que facilita la toma de decisiones basadas en criterios objetivos. Además, como se trata de una herramienta centrada en la función para la cual han sido concebidos cada uno de los componentes analizados y en las consecuencias de sus fallas, permite focalizar mejor la labor de mantenimiento. Por otra parte, tal como se ha mostrado en este trabajo, la aplicación del RCM tiene un carácter participativo, en la cual es conveniente estimular la intervención de personal de distintas áreas de la organización, resultando una experiencia enriquecedora para todos los involucrados en su aplicación y con un valor agregado muy especial para el sector de mantenimiento. Debemos agregar que la aplicación del RCM permite mantener las funciones del sistema dentro de los parámetros especificados, considerando las fallas comunes y potenciales, diseñando un plan de mantenimiento para cada una de ellas.
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