Por Eduardo Niño de Rivera
INTRODUCCIÓN
La responsabilidad fundamental de los departamentos de mantenimiento es
mantener los equipos produciendo con eficiencia, con un mínimo de tiempos muertos
y dentro de especificación. Además de su contribución directa a la
productividad de la planta, el cumplimiento de estos objetivos prolonga la vida
útil de los equipos y reduce los costos asociados a paros no programados. En
este artículo exploramos algunos de los factores que más influyen en el deterioro
y en la pérdida de confiabilidad de los equipos; y cómo mantenerlos produciendo
en forma continua con la eficiencia y la calidad que exige el mercado.
LA PRACTICA DEL MANTENIMIENTO
A lo largo del tiempo se han desarrollado diversas formas de dar mantenimiento a la maquinaria. En la actualidad, la forma de mantenimiento que se da a cada máquina depende de las consecuencias que una falla inesperada tendría en la producción:
Mantenimiento Correctivo, en el que solamente se reparan las maquinas cuando se han descompuesto. Es evidente que las fallas ocurrirán sin previo aviso y que las maquinas estarán fuera de servicio durante la reparación. Esta práctica solamente puede emplearse en equipos periféricos cuya falla no tiene mayor impacto en la producción.
Mantenimiento Preventivo, en el que periódicamente se hacen
ajustes y se cambian piezas para evitar que las máquinas se descompongan entre
un ajuste y el que sigue. Esta modalidad tiene dos defectos, el primero es que,
en el afán de estar del lado seguro, recomienda cambiar piezas bastante antes
de que lleguen al final de su vida útil; y el segundo al cambiar piezas que
están en buen estado, se corre el riesgo de hacer una instalación defectuosa de
las piezas nuevas, provocando su falla prematura. El mantenimiento preventivo,
entonces, no garantiza que la máquina no fallará entre un ajuste y el que
sigue, y por lo tanto, solamente puede aplicarse a equipos secundarios que
pueden estar fuera de servicio por un tiempo limitado sin tener un impacto
mayor en la producción
Mantenimiento Predictivo, en que los ajustes y cambios se programan en base indicadores del estado en que se encuentran los componentes de la máquina. De esta manera se obtiene mayor vida útil de las piezas y se reducen los riesgos asociados al montaje de piezas. Se debe aplicar mantenimiento predictivo a equipos de costo elevado y a aquellos que, al quedar fuera de servicio, pueden parar la producción de una línea o de toda una planta.
Eliminación Cotidiana de las Causas del Deterioro
de las Máquinas es
una práctica que debe aplicarse a todos los equipos de la planta ya que
contribuye enormemente a evitar fallas prematuras en la maquinaria [2 y 3].
A menudo se usa la curva en forma de tina de baño para describir la
probabilidad de falla de los componentes mecánicos. La curva tiene tres etapas:
I.- alta mortandad infantil, los componentes fallan por defectos en la
fabricación, la instalación o el montaje, la probabilidad de falla disminuye
con el tiempo; II.- vida útil, la probabilidad de falla es baja y constante;
III.- desgaste, la probabilidad de falla aumenta rápidamente. Desde el punto de
vista del mantenimiento, la implicación importante de este comportamiento es
que no se deben cambiar piezas que están en la etapa II porque las nuevas
tienen una mayor probabilidad de fallar. Lo ideal es hacer los cambios al final
de la vida útil, en la transición entre las etapas II y III.
PRINCIPALES CAUSAS POR LAS QUE FALLAN LOS REDUCTORES DE VELOCIDAD
Entre los practicantes y estudiosos del mantenimiento industrial hay un
consenso bastante generalizado de que las principales causas por las que fallan
los reductores de velocidad son:
·
Causas
asociadas a la lubricación:
o
Contaminación,
o
Lubricante
inadecuado,
o
Lubricante
deteriorado,
o
Lubricante
insuficiente o en exceso.
·
Causas
asociadas al manejo e instalación:
o
Mal
montaje,
o
Desalineación,
o
Daños
en transporte o almacenaje.
·
Cargas
superiores a la capacidad del reductor de velocidad.
CARGAS SUPERIORES A LA CAPACIDAD DEL REDUCTOR DE VELOCIDAD
Una condición indispensable para que un reductor de velocidad alcance
una vida útil adecuada es que tenga capacidad para cumplir con los
requerimientos del trabajo a realizar. Con más frecuencia de la que
quisiéramos, vemos fallas prematuras en reductores de velocidad derivadas de un
ahorro mal entendido, ya sea porque se adquieren reductores de velocidad con
factores de servicio inferiores a los que la aplicación exige, o porque los
encargados de producción quieren sacarles más provecho del que están diseñados
para brindar.
.Desafortunadamente, hay fabricantes de equipo que, para poder ofrecer sus equipos a menor precio, usan reductores de velocidad con capacidad limitada o calidad cuestionable. Los encargados de adquirir maquinaria deben exigir que ésta incluya reductores de velocidad que ofrezcan una vida útil y confiabilidad acordes a las necesidades de la producción. Resulta atractivo comprar maquinaria un poco más barata, pero deben tenerse en cuenta los gastos adicionales en mantenimiento y los costos de los tiempos muertos para realizar reparaciones frecuentes.
En ocasiones los reductores de velocidad se ven sometidos a cargas excesivas por falta de control en el proceso de producción o porque se trata de incrementar la producción más allá de lo que la maquinaria está diseñada para soportar, pero a la larga hay una pérdida de producción por los tiempos muertos requeridos para reparar los daños causados a la maquinaria y al reductor de velocidad.
Ya sea que los reductores de velocidad estén bien seleccionados o no, la responsabilidad del departamento de mantenimiento es obtener la máxima productividad que el equipo a su cargo pueda ofrecer. En la práctica, esta responsabilidad se traduce en implementación de acciones concretas:
ELIMINACIÓN DE LAS CAUSAS DEL DETERIORO [2 y 3]
Para eliminar los problemas asociados a la lubricación, la rutina
cotidiana del personal de mantenimiento y producción debe incluir:
MANTENER EL ACEITE LUBRICANTE EN
BUEN ESTADO
·
Evitar
la contaminación:
o
Mantener
limpio el exterior de la caja y sus alrededores para evitar que penetren polvo,
tierra, agua, aceite, grasa u otros contaminantes;
o
Mantener
las válvulas de alivio y filtros en buen estado;
o
Hacer
revisiones y análisis de aceite periódicamente.
·
Mantener
el nivel adecuado de aceite en el depósito.
·
Verificar
que el aceite para cambio o rellenado sea el adecuado, y que esté limpio y en
buen estado.
·
Cambiar
el aceite periódicamente o cuando el análisis indique que se ha degradado
·
Revisar
tornillos de anclajes, tapas y uniones para apretar los que estén sueltos.
·
Buscar
y corregir fugas de aceite.
·
Verificar
la integridad de las cajas y reportar fisuras o grietas para realizar
reparaciones o cambios oportunos.
·
Escuchar,
detectar y reportar cambios en el sonido normal del reductor de velocidad en
operación.
·
Verificar
el estado de las bases y de la cimentación para corregir problemas que podrían
incidir en la alineación del tren de transmisión.
·
Implementar
pequeños proyectos para corregir estas anomalías.
IMPLEMENTAR PEQUEÑOS PROYECTOS PARA
CORREGIR ANOMALÍAS [2 y 3]
A menudo,
estas anomalías representan molestias menores que se dejan pasar por alto,
inclusive, las reparaciones de daños causados por estas anomalías llegan a
hacerse rutinarias y a considerarse parte de la forma normal de operar. Pero,
en realidad, estas anomalías provocan desgaste prematuro que acorta la vida
útil de los componentes mecánicos, de manera que resulta más productivo
invertir el tiempo y los recursos necesarios para llevar a cabo un pequeño
proyecto (unas horas o días) para eliminar la anomalía, que hacer las
reparaciones constantemente. Desafortunadamente, no es fácil demostrar el
ahorro que representa la inversión en estos proyectos porque no siempre se
pueden comparar los resultados de la operación con estas deficiencias con los
que se obtendría si se implementaran los proyectos. Una forma de convencer
tanto a la gerencia como al personal de operación es implementar proyectos de
bajo costo en áreas de poco riesgo, y comparar los resultados anteriores con
los posteriores a la eliminación de las anomalías.
Por el gran impacto que tienen en la vida útil y en la confiabilidad de los equipos, estas simples prácticas deben formar parte del quehacer diario de los equipos de mantenimiento y producción de cualquier planta, y sin embargo, con demasiada frecuencia encontramos plantas en las que no se realizan muchas de estas prácticas, con el consecuente deterioro prematuro de los reductores de velocidad y los costos asociados lo paros de producción para reemplazar engranes y reductores de velocidad completos.
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
A diferencia del mantenimiento preventivo, en que se cambian partes en
base al tiempo en operación, el mantenimiento predictivo busca detectar y
cambiar únicamente aquellos componentes en que se ha iniciado el proceso de
deterioro. De esta manera se evita cambiar partes que pueden estar en buen
estado, eliminando, al mismo tiempo, la posibilidad de un mal montaje, que es
una de las causas comunes por las que fallan los componentes nuevos.
Niveles de aceite dentro del depósito
Temperatura en diferentes puntos de medición
Composición química del aceite y los aditivos
Viscosidad a temperatura ambiente y a temperatura de referencia
Contaminación por partículas, con análisis dimensional y de composición
de las partículas
Contaminación por agua, aire y otras sustancias
Presión del aceite
Si hay enfriamiento por agua, presión, flujo y temperatura de entrada y
salida del agua
Otras variables:
Vibraciones en puntos de referencia (caja, motor y sistema de
lubricación)
Velocidad del motor
Par en el eje de entrada del reductor de velocidad
Temperatura en la caja y en diversos puntos internos del tren de
transmisión
No es posible eliminar totalmente los paros inesperados, sin embargo, la correcta interpretación de los reportes de análisis de estas variables y la observación de las tendencias de los indicadores a través del tiempo, son una herramienta eficaz para evaluar el desgaste y posibles desprendimientos de material de las partes en movimiento. El primer paso que debe tomarse al observar el inicio de una tendencia ascendente en los indicadores de deterioro es tratar de eliminar las causas. Si la tendencia continúa o si los indicadores han llegado a niveles de alarma, es conveniente programar una inspección y posible reemplazo de componentes.
La curva inferior de la siguiente gráfica representa un índice que reúne
los diferentes indicadores del estado de deterioro de un componente mecánico. Al
inicio, el índice se muestra estable, le sigue un periodo ascendente, el índice
regresa a su nivel original una vez que se han eliminado las causas (corrección)
que provocaron el aumento, y finalmente, el índice rebasa el nivel de alerta. La
curva superior representa una estimación de la probabilidad de falla en los
próximos 60 días basada en este índice. Evidentemente, este componente mecánico debe cambiarse
cuando el índice ha rebasado el nivel de alerta porque ha aumentado drásticamente la
probabilidad de que falle en los próximos 60 días.
Los fabricantes de maquinaria están instalando sensores y ofreciendo
servicio de monitoreo en línea para sus máquinas. La información recopilada en
tiempo real permite seguir el comportamiento de los componentes de las máquinas
a través de su vida útil. Esta información puede usarse como parte integral de
sistemas de mantenimiento predictivo y de control de procesos. Los fabricantes
también la pueden usar para detectar y fortalecer los puntos débiles de sus
máquinas. Aprovechando la información disponible, la capacidad de las computadoras
y el desarrollo de programas de cómputo, algunas empresas están desarrollando
sistemas de inteligencia artificial que puedan hacer recomendaciones sobre
ajustes en la producción y el mantenimiento para optimizar la productividad de
la maquinaria, práctica que se ha llamado mantenimiento prescriptivo.
CONCLUSIÓN
La causa principal del deterioro en componentes mecánicos es la
contaminación del lubricante. Para prevenirla, el personal de mantenimiento
debe vigilar y corregir las deficiencias en la limpieza en la zona de las
máquinas, y en la condición de filtros y válvulas de alivio. Aunque no siempre
es evidente a primera vista, resulta rentable invertir en pequeños proyectos
con duración de unas horas o unos días para corregir estas deficiencias. Si la
gerencia o el personal de operación se muestran renuentes a implementar este
tipo de proyectos, conviene comenzar con proyectos de bajo costo en áreas de
poco riesgo para comparar los resultados anteriores y posteriores a la
eliminación de estas anomalías.
Una segunda causa de fallas prematuras está relacionada a una instalación incorrecta. Los sistemas de monitoreo de condición permiten determinar el estado de desgaste que tienen los componentes de la maquinaria. De esta manera se pueden programar las reparaciones y los cambios cuando son necesarios, y no cuando ha transcurrido un tiempo determinado, evitando los riesgos asociados a destapar la maquinaria y a cambiar componentes que pueden estar en buen estado.
Estas dos prácticas permiten un incremento considerable en la vida útil y en la confiabilidad de los reductores de velocidad, representando ahorros importantes en componentes y sobre todo en el costo de los tiempos muertos requeridos para hacer reparaciones.
Finalmente, actualmente se está experimentando con la adopción de la
inteligencia artificial al mantenimiento de maquinaria para hacer
recomendaciones sobre ajustes a las prácticas de producción y mantenimiento
para optimizar la productividad de las máquinas.
Bibliografía:
