Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
1 ANALISIS RCM A LA EMPACADORA POWER PACK 685 DE ZENU SA MARCOS ALEJANDRO AGUDELO ARANGO UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIAS ESPECIALIZACION EN GERENCIA DEL MANTENIMIENTO MEDELLIN 2008 2 ANALISIS RCM A LA EMPACADORA POWER PACK 685 DE ZENU SA MARCOS ALEJANDRO AGUDELO ARANGO TRABAJO PRESENTADO, DIRIGIDO Y ESTRUCTURADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR EL TTULO DE ESPECIALISTA EN GERENCIA DEL MANTENIMIENTO ASESOR TECNICO CARLOS MARIO PEREZ JARAMILLO UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIAS ESPECIALIZACION EN GERENCIA DEL MANTENIMIENTO MEDELLIN 2008 3 AGRADECIMIENTOS El Autor expresa sus agradecimientos a: Carlos Mario Pérez Jaramillo, Ingeniero Mecánico y Asesor del Trabajo de Grado por su apoyo y para la realización de esta Monografía. Germán Moreno Ospina, Ingeniero Electricista y Coordinador del Grupo GIMEL por sus valiosos aportes a la conformación de esta monografía. Tulio Quintero Ingeniero Electricista y Coordinador de la Especialización en Gerencia de Mantenimiento por su información oportuna y seguimiento a las inquietudes de los estudiantes de la especialización La Universidad de Antioquia, por brindarme la posibilidad de obtener un nuevo titulo para mi carrera profesional 4 CONTENIDO Pág. 1. MANTENIMIENTO ANTES DEL RCM 17 2. LA EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO 20 2.1. LA PRIMERA GENERACION. 20 2.2. LA SEGUNDA GENERACION. 20 2.3. LA TERCERA GENERACION. 21 3. CAMBIO DE PARADIGMAS 22 4. OTRAS VERSIONES DEL RCM 26 5. EL RCM Y LAS SIETE PREGUNTAS BÁSICAS 29 5.1. FUNCIONES Y SUS ESTANDARES DE FUNCIONAMIENTO. 29 5.2. FALLAS FUNCIONALES. 30 5.3. MODOS DE FALLA (Causas de Falla). 30 5.4. EFECTOS DE LAS FALLAS. 30 5.5. CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS. 31 5.5.1. Consecuencias de las fallas no evidentes 31 5.5.2. Consecuencias en la seguridad y el medio ambiente 31 5.5.3. Consecuencias Operacionales 32 5.5.4. Consecuencias que no son operacionales 32 5.6 TAREAS DE MANTENIMIENTO. 33 5.6.1 Tareas “A Condición” 33 5.6.2 Tareas de Reacondicionamiento Cíclico 34 Y de Sustitución Cíclica 5.6. ACCIONES A FALTA DE 35 6. LOS BENEFICIOS A CONSEGUIR POR RCM 39 6.1. MAYOR SEGURIDAD Y PROTECCION DEL ENTORNO 39 6.2. MEJORES RENDIMIENTOS OPERATIVOS 39 5 6.3. MAYOR CONTROL DE LOS COSTOS DEL MANTENIMIENTO 40 6.4. MÁS LARGA VIDA ÚTIL DE LOS EQUIPOS 40 6.5. UNA AMPLIA BASE DE DATOS DE MANTENIMIENTO 40 6.6. MAYOR MOTIVACIÓN DE LAS PERSONAS 41 7. TECNOLOGIA DEL VACÍO 42 7.1. EMPAQUE AL VACÍO 42 7.2. CARACTERISTICAS DEL EMPACADO AL VACÍO 42 7.2.1. El material de empaquetado. 43 7.2.2. Maquinaria de Empacado al Vacío. 44 7.2.2.1. Empacadoras al vacío de cámara o Campana 44 7.2.2.2. Empacadora continúa termo formadora 45 7.2.3. El control de la temperatura de refrigeración. 46 7.2.3.1. Refrigeración 47 7.2.3.2. Congelación 48 8. DEFINICION DE FUNCIONES EN EL CONTEXTO 49 OPERACIONAL. 8.1. SISTEMAS DE LA EMPACADORA 50 POWER PACK 685 8.1.1. Porta bobinas de película inferior. 52 8.1.2. Cadena de arrastre de producto. 53 8.1.3. Estación de formado. 54 8.1.4. Sistema de corte 54 8.1.4.1. Corte transversal 54 8.1.4.2. Corte Longitudinal 56 8.1.4.3. Cortadora longitudinal por aplastamiento 56 8.1.5. Sistema de aspiración de tiras marginales. 57 8.1.6. Control de marcaciones impresas 59 8.1.7. Estación de codificado y etiquetado. 59 8.1.8. Porta bobinas de película Superior. 61 9. ESTACION DE SELLADO 63 9.1. FASES DE UN CICLO DE ABSORCION DE AIRE 6 Y SELLADO 63 9.1.1. Fase Elevación del molde de sellado 64 9.1.2. Fase Absorción del aire 64 9.1.3. Fase. Sellado 65 9.1.4. Fase. Ventilación, 66 9.2. COMPONENTES Y FUNCIONES DE LA ESTACIÓN 68 DE SELLADO 9.2.1. Bomba de vacío. 68 9.2.2. Booster 68 9.2.3. Bloque de válvulas vacío y aireación superior 69 9.2.4. Válvulas piloto de la estación superior. 70 9.2.5. Bloque de válvulas inferior de la estación de sellado. 70 9.2.6. Válvulas piloto de la estación inferior 71 9.2.7. Plancha de sellado 72 9.2.8. Pistones que manipulan la plancha de sellado y Válvula de pilotaje. 73 9.2.9. Molde de sellado 74 9.2.10. Empaques y orings del molde de sellado 75 9.2.11. Sistema de refrigeración 76 9.2.12. Herramienta de sellado 77 9.2.13. Válvula que manipula la herramienta (Y100). 78 9.2.14. Anteojo de sellado. 79 9.2.15. Sensor de vacio análogo (vacuometro) 79 9.2.16. Sensor de vacio digital 80 9.2.17. Tamiz del sistema de sellado 80 9.2.18. Protecciones de los Sistemas eléctricos. 81 9.2.19. Protecciones de los Sistemas eléctricos. 82 9.2.20. Sistema de control de temperatura 82 9.2.21. Panel de operación y control. 83 10. APLICACIÓN DEL RCM A LA ESTACION DE SELLADO DE LA EMPACADORA POWERPACK680 84 7 10.1. DIAGRAMA DE BLOQUES JERARQUICO 84 10.2. DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS DE LA EMPACADORA 85 10.3. DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS DE LA ESTACION DE SELLADO 86 10.4. ANALISIS DE MODO DE FALLA Y EFECTOS (AMFE) 87 10.5. HOJA DE DECISIÓN 126 11. CONCLUSIONES 152 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 155 ANEXOS 156 8 LISTA DE FIGURAS Pág. Ilustración 1 Patrones de falla (industria aeronáutica ) 25 Ilustración 1Maquinas empacadoras al vacio 48 Ilustración 2 Máquina Power pack 685 52 Ilustración 3 Diagrama de sistemas 53 Ilustración 4 Plano instalación de película 54 Ilustración 5 Cadena de arrastre de producto 55 Ilustración 6 Sentido de avance de la cadena 55 Ilustración 7 Estación de formado 56 Ilustración 8 Estación de corte transversal 57 Ilustración 9 Pistones de las cuchillas transversales 57 Ilustración12 Cuchillas circulares 58 Ilustración 13 Sistema de corte por aplastamiento 59 Ilustración 14 Sistema de aspirado de tiras marginales 60 Ilustración 105 Diagrama sistema aspiración y tanque recolector 60 Ilustración 16 Foto celda 61 Ilustración 11 Centro de codificado video jet 62 Ilustración 12 Cabezal de impresión 62 Ilustración 13 Etiquetadora tirolabel 63 Ilustración 20 Porta bobinas superior 63 Ilustración 21 Plano instalación de película 64 9 Ilustración 22 Estación de sellado 65 Ilustración 23 Fase 1 elevación del molde de sellado 66 Ilustración 24 Absorción del aire 67 Ilustración 25 Fase 3 sellado 67 Ilustración 26 Fase ventilación 68 Ilustración 27 Diagrama de tiempos del sistema de sellado 69 Ilustración 28 Bomba de vacio Bosch 430 estación sellado 440vac 70 Ilustración 29 Booster acelerador de vacio 71 Ilustración 30 Bloque de válvulas superior 71 Ilustración 31 Válvulas piloto estación superior 72 Ilustración 142 Bloque de válvulas inferior 73 Ilustración 153 Válvulas piloto inferior 73 Ilustración 164 Plancha de sellado 74 Ilustración 175 Plancha vista de la superficie de sellado 74 Ilustración 36 Pistón que manipula la pancha de sellado 75 Ilustración 37 Válvula de la plancha (y 200) 75 Ilustración 188 Molde de sellado vista superior 76 Ilustración 199 Molde de sellado vista inferior 76 Ilustración 40 Empaque del molde de sellado 77 Ilustración 41 Empaque del molde de sellado 77 Ilustración 42 Flujostato y solenoide de agua de refrigeración 78 Ilustración 42 Sistema de refrigeracióndel molde de sellado 78 Ilustración 44 Herramienta de sellado 79 10 Ilustración 205 Válvula de la herramienta (y100) 80 Ilustración 216 Anteojo de la estación de sellado 81 Ilustración 227 Vacuometro análogo estación de sellado 81 Ilustración 238 Trasductor de vacio estación de sellado 82 Ilustración 249 Tamiz de entrada de vacio estación 82 Ilustración 50 Tamiz de entrada de vacio estación 83 Ilustración 51 Guarda motor y contactor de la plancha 83 Ilustración 52 Contactor guarda motor de la bomba y el Booster 84 Ilustración 53 Sistema plc b&r 84 Ilustración 54 Panel de operación 85 Ilustración 55 DIAGRAMA DE BLOQUES JERARQUICO DEL ACTIVO 86 11 GLOSARIO Actuador: se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado. los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. el actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas. los actuadores puedes ser: Hidráulicos, Neumáticos, Eléctricos Atmosferas: unidad de presión denominada atmósfera equivale a la presión de la atmósfera terrestre sobre el nivel del mar. es utilizada para medir presiones elevadas como la de los gases comprimidos. [6] Bar: Se denomina bar a una unidad de presión equivalente a un millón de barias, aproximadamente igual a una atmósfera (1 Atm). Su símbolo es "bar". La palabra bar tiene su origen en báros, que en griego significa peso. [6] Capuchón: Base de conexión para la alimentación eléctrica de las electroválvulas compuesto por un gorro plástico que sirve para aislar eléctricamente y una base con bornes de conexión por tornillo. Características Organolépticas: las propiedades organolépticas son el conjunto de descripciones de las características físicas que tiene la materia en general, como por ejemplo su sabor, textura, olor, color. Todas estas sensaciones producen al comer una sensación agradable o desagradable. 12 CMMS: (system managment maintenance computer) sistema de información para mantenimiento por computador. Confiabilidad: se puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como la probabilidad en que un producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas. [5] Controlador: Sistema que realiza la acción de control de un proceso automatizado para corregir la desviación entre el valor de consigan de la variable controlada y el valor real. Electroválvula: Dispositivos electromagnéticos de control que se utilizan en múltiples aplicaciones. Mediante una bobina que se energiza o desenergiza, se controla la posición de un Actuador que permite o impide el paso de un fluido dentro de un circuito determinado. Elemento final de control: dispositivo piloteado por una señal externa eléctrica, neumática o hidráulica que manipula directamente la variable controlada dentro de un proceso de control automatizado. Impedancia: es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en cuyo caso, ésta, la tensión y la propia impedancia se notan con números complejos o funciones del análisis armónico. Su módulo (a veces impropiamente llamado impedancia) establece la relación entre los valores máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la resistencia y su parte imaginaria es la reactancia. El concepto de impedancia generaliza la ley de Ohm en el estudio de circuitos en corriente alterna (AC).El término fue acuñado por Oliver Heaviside en 1886. 13 Mantenimiento Planeado: Pilar de la filosofía de TPM relacionado a la gestión del mantenimiento de activos desde el área técnica. [8] Mantenimiento Autónomo: uno de los pilares de la filosofía de TPM relacionado con la gestión de mantenimiento de activos desde el área productiva donde el operario pasa a tener el dominio sobre equipos, pudiendo tanto prever” señales de defectos” y señales de fallas”, como tomar medidas necesarias para evitar que esos factores embrionarios se desarrollen y se transformen en problemas graves. [8] Pistón: actuador de desplazamiento lineal conformado por un embolo que se desplaza a través de una camisa cilíndrica y un sistema de sellos para retener el fluido ya sea hidráulico o neumático piloteado por medio de una válvula. PSI: unidad de medida de presión que representa 1 libra por pulgada cuadrada. se denomina psi (del inglés Pounds per Square Inch). [6] RCM: mantenimiento centrado en la confiabilidad proceso que se usa para determinar lo que debe hacerse para asegurar que un elemento físico continúe desempeñando las funciones deseadas en su contexto operacional presente”. [2] RTD PT100: resistencia detectora de temperatura Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que, ante un aumento de temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica que presentan. PT100 significa que a cero grados celsius, el sensor entrega 100 ohmios. TPM: conjunto de actividades orientadas a la identificación de perdidas en procesos empresariales gestión de equipos, personas, procesos y productos, 14 de modo a identificar perdidas y transformarlas en oportunidades, a través de acciones de recuperación y mejoras continuas ejecutadas por todas las personas de la organización.[8] 15 RESUMEN Este trabajo pretende por medio de la metodología RCM Actualizar el plan de mantenimiento de la estación de sellado de la Empacadora POWER PACK 685 de la compañía de alimentos ZENU S.A EMPA00007, obteniendo un alto grado de conocimiento de las funciones de cada uno de los sistemas que la componen, las fallas funcionales, el modo de falla, el efecto y las consecuencias así como las tareas de mantenimiento adecuadas para asegurar que esta desempeñe las actividades deseadas. El trabajo en los capítulos del uno al tres se basa en una reseña histórica acerca del mantenimiento antes del RCM y la evolución que este ha tenido El capitulo cuatro, cinco y seis profundiza más y trata sobre las siete preguntas básicas del RCM y las ventajas a obtener al aplicar la metodología. El capitulo siete se basa en la descripción de los principios del empaque al vacio, las diferentes maquinas y las características y los materiales utilizados para empacar. El capitulo ocho, nueve y diez se encuentra el grueso del trabajo donde se plantea una descripción breve de la máquina sus funciones el contexto operacional y el análisis RCM a la estación de sellado. 16 INTRODUCCION En la actualidad en la planta de alimentos Zenú el plan de mantenimiento industrial esta siendo reevaluado a todos los equipos tipo A en frecuencias y el tipo de actividades; por técnicos expertos y jefes buscando asegurar y mejorar la confiabilidad de los sistemas y activos en las diferentes áreas de proceso, aunque se ha mejorado notablemente el plan en reducción de actividades tiempo y costo de las mismas, no se sigue una metodología apropiada ya que se deja a la experiencia de los técnicos, con énfasis en las maquinas criticas de producción y con foco en los sistemas que mas averías tienen. Con el desarrollo de este trabajo se daría partida a una posible activación en masa de la metodología RCM a toda la plantao al negocio cárnico y solucionar la falencia que se tiene con algunos de los planes de mantenimiento actuales, las frecuencias de realización y el costo de los mismos. La idea final de este trabajo es poner a correr un piloto en la estación de sellado de la maquina empacadora POWER PACK 685 con la metodología del RCM, y determinar cual es la mejor manera de mantener este activo para que cumpla la función deseada 17 1. MANTENIMIENTO ANTES DEL RCM. Antes de la década de los 70 del siglo pasado, las empresas ejecutaban su mantenimiento en los equipos y las instalaciones de modo reactivo o como respuesta a daños. Este método, si así se puede llama es costoso por los extensos periodos no planeados de operación fuera de servicio. Con la disciplina de los primeros CMMS y las computadoras, muchas compañías implementaron programas con la estrategia de mantenimiento preventivo, basado en periodos, empleando calendarios para determinar trabajos rutinarios. El objetivo del mantenimiento preventivo es cambiar o reparar componente a intervalos fijos, independiente del estado en que se encuentren, antes que permitir los daños de maquinas y gastos no previstos. Un plan de mantenimiento administrado por un computador y debidamente presupuestado, es la base para su acción diario la orden de trabajo provee la rutina de ejecución del mantenimiento normal y permita llevar rastro de los costos involucrados. Los estudios demuestran que un plan de mantenimiento preventivo exitosos puede proveer un 30 % de reducción en costos en relación con solamente el reactivo sin embargo, contrario al pensamiento popular con los modernos componentes industriales, no hay una fuerte relación entre la edad de operación y la confiabilidad, a menos de que se haya presentado un modo falla relacionado con la edad. Esto típicamente ocurre cuando el producto entra en contacto predominante con los equipos y los componentes se desgastan, fatigan o corroen. Si un mantenimiento basado en intervalos es ampliamente aplicado a través de la empresa, existe el riesgo que una gran cantidad de mantenimiento 18 innecesario sea ejecutada para asegurar que los equipos no fallen mientras se encuentran en operación. En los años 80 del siglo pasado, algunas tecnologías avanzadas proveyeron instrumentos capaces de identificar problemas midiendo condiciones; así, los trabajos de mantenimiento fueron requeridos con suficiente anticipación. El mantenimiento por condición ha sido encontrado como una buena opción para medir las condiciones de la máquina y modificar o gobernar las intervenciones de mantenimiento. Las drásticas diferencias en los actuales planes de mantenimiento y los planes establecidos usando RCM dieron origen a la pregunta “¿Qué está mal con los antiguos programas de mantenimiento? Hecha a los grupos de análisis RCM. Los siguientes factores fueron identificados: Los planes de mantenimiento eran comúnmente preparados por el fabricante del equipo o basados, en gran medida en las recomendaciones del fabricante del equipo. El motivo para tan amplios planes de mantenimiento puede ser cuestionado en cuanto a que el fabricante también es el vendedor de materiales consumibles. El fabricante del equipo generalmente no entendió cómo sería usado el equipo, qué tan severo sería el entorno operacional, o qué tan a menudo sería operado el equipo. Como resultado, la mayoría de planes de mantenimiento no están al día. Con el surgimiento de materiales consumibles optimizados (filtros, lubricantes, etc.), la periodicidad de las actuales tareas de mantenimiento puede ser extendida. Sin embargo, un proceso de revisar tales problemas no se realizó previamente. El proceso del plan de mantenimiento es estático. Raramente los programas de mantenimiento son revisados, una vez que han sido establecidos. Muchos planes de mantenimiento fueron desarrollados cuando se creía que “más es mejor”. Por lo tanto están sobre mantenidos. En muchos casos, los planes de mantenimiento para equipos nuevos fueron 19 simplemente copiados de planes de mantenimiento existentes del mismo tipo de equipo. Por ejemplo, cuando una flota de grúas nuevas era adquirida, el plan de mantenimiento para el modelo nuevo era preparado con base en un modelo que tenía 20 años de antigüedad.[1] 20 2. LA EVOLUCIÓN DEL MANTENIMIENTO Como todo proceso en evolución, el dominio del mantenimiento ha seguido una serie de etapas cronológicas que se han caracterizado por Una metodología específica. 2.1. LA PRIMERA GENERACION. La primera Generación cubre el período hasta la II Guerra Mundial. Es esos días la industria no estaba muy mecanizada, por lo que los períodos de paradas ni importaban mucho. La maquinaria era sencilla y en la mayoría de los casos diseñada para un propósito determinado. Esto hacía que fuera confiable y fácil de reparar. Como resultado, no se necesitaban sistemas de mantenimiento complicados, y la necesidad de personal calificado era menor que ahora. 2.2. LA SEGUNDA GENERACION. Durante la Segunda Guerra Mundial las cosas cambiaron drásticamente. Los tiempos de la Guerra aumentaron la necesidad de productos de toda clase mientras que la mano de obra industrial bajó de forma considerable. Esto llevó a la necesidad de un aumento de mecanización. Hacia el año 1950 se habían construido equipos de todo tipo y cada vez más complejos. Las empresas habían comenzado a depender de ellas. Al aumentar esta dependencia, el tiempo improductivo de una máquina se hizo más evidente. Esto Llevó a la idea de que las fallas se podían y debían de prevenir, lo que dio como resultado el nacimiento del concepto del mantenimiento programado. En los años 60 esto se basaba primordialmente en la revisión completa del material a intervalos fijos. El costo del mantenimiento comenzó también a elevarse mucho en 21 relación con los otros costos de funcionamiento. Como resultado se comenzaron a implantar sistemas de control y planeación del mantenimiento. Estos han ayudado a poner el mantenimiento bajo control, y se han establecido ahora como parte de la práctica del mismo. 2.3. LA TERCERA GENERACION. Desde mediados de los años setenta, el proceso de cambio en las empresas ha tomado incluso velocidades más altas. Los cambios pueden clasificarse así: Nuevas expectativas: El crecimiento continuo de la mecanización significa que los períodos improductivos tienen un efecto más importante en la producción, costo total y servicio al cliente. Esto se hace más claro con el movimiento mundial hacia los sistemas de producción justo a tiempo, en el que los reducidos niveles de inventario en curso hacen que pequeñas averías puedan causar el paro de toda una planta. Esta consideración está creando fuerte demandas en la función del mantenimiento. Una automatización más extensa significa que hay una relación más Estrecha entre la condición de la maquinaria y la calidad del producto. Al mismo tiempo, se están elevando continuamente los estándares de calidad. Esto crea mayores demandas en la función del mantenimiento. Otra característica en el aumento de la mecanización es que cada vez son más serias las consecuencias de las fallas de una instalación para la seguridad y/o el medio ambiente. Nueva Investigación: Mucho más allá de las mejores expectativas, la nueva investigación está cambiando las creencias más básicas acerca del mantenimiento. En particular, se hace aparente ahora que hay una menor conexión entre el tiempo que lleva un equipo funcionando y sus posibilidades de falla.[2] 22 3. CAMBIO DE PARADIGMAS Actualmente es ampliamente aceptado que la aviación comercial es la forma más segura para viajar. Al presente, las aerolíneascomerciales sufren menos de dos accidentes por millón de despegues. Al final de los 1950s, la aviación comercial mundial estaba sufriendo más de 60 accidentes por millón de despegues. Si actualmente se estuviera presentando la misma tasa de accidentes, se estarían oyendo sobre dos accidentes aéreos diariamente en algún sitio del mundo (involucrando aviones de 100 pasajeros o más). Dos tercios de los accidentes ocurridos al final de los 1950s eran causados por fallas en los equipos. Esta alta tasa de accidentalidad, conectada con el auge de los viajes aéreos, significaba que la industria tenía que empezar a hacer algo para mejorar la seguridad. El hecho de que una tasa tan alta de accidentes fuera causada por fallas en los equipos significaba que, al menos inicialmente, el principal enfoque tenía que hacerse en la seguridad de los equipos. En esos días, “mantenimiento” significaba una cosa: reparaciones periódicas. Todos esperaban que los motores y otras partes importantes se gastaran después de cierto tiempo. Esto los condujo a creer que las reparaciones periódicas retendrían las piezas antes de que gastaran y así prevenir fallas. Cuando la idea parecía no estar funcionando, cada uno asumía que ellos estaban realizando muy tardíamente las reparaciones: después de que el desgaste se había iniciado. Naturalmente, el esfuerzo inicial era para acortar el tiempo entre reparaciones. Cuando hacían las reparaciones, los gerentes de mantenimiento de las aerolíneas hallaban que en la mayoría de los casos, los porcentajes de falla no se reducían y por el contrario se incrementaban. La historia de la transformación del mantenimiento en la aviación comercial desde un cúmulo de supuestos y tradiciones hasta llegar a un proceso analítico y sistemático que hizo de la aviación comercial “La forma más segura para viajar” es la historia del RCM. El RCM es uno de los procesos desarrollados durante los 1960s y 1970s, en varias industrias con la finalidad de ayudar a las personas a determinar las mejores políticas para mejorar las funciones de los activos físicos – y para manejar las consecuencias de sus fallas. De estos procesos, el RCM es el más 23 directo. El RCM fue originalmente definido por los empleados de la United Airlines Stanley Nowlan y Howard Heap en su libro “ Reliability Centered Maintenance” / “ Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad”, el libro que dio nombre al proceso. Este libro fue la culminación de 20 años de investigación y experimentación con la aviación comercial de los USA, un proceso que produjo el documento presentado en 1968, llamado Guía MSG – 1: Evaluación del Mantenimiento y Desarrollo del Programa, y el documento presentado en 1970 para la Planeación de Programas de Mantenimiento para Fabricantes / Aerolíneas, ambos documentos fueron patrocinados por la ATA (Air Transport Association of America – Asociación de Transportadores Aéreos de los USA). En 1980, la ATA produjo el MSG – 3, Documento Para la Planeación de Programas de Mantenimiento para Fabricantes / Aerolíneas. El MSG – 3 fue influenciado por el libro de Nowlan y Heap (1978. El MSG – 3 ha sido revisado dos veces, la primera vez en 1988 y de nuevo en 1993, y es el documento que hasta el presente lidera el desarrollo de programas iníciales de mantenimiento planeado para la nueva aviación comercial. Tal como se menciono anteriormente en 1978 la aviación comercial en Estados Unidos publicó un estudio de patrones de falla en los componentes de aviones cambiando todas las costumbres que hasta el momento se tenía sobre el mantenimiento. La Figura nª1 muestra cómo el punto de vista acerca de las fallas en un principio era simplemente que cuando los elementos físicos envejecen tienen más posibilidades de fallar, mientras que un conocimiento creciente acerca del desgaste por el uso durante la Segunda Generación llevó a la creencia general en la “curva de la bañera”. Sin embargo se revela que en la práctica actual no sólo ocurre un modelo de falla sino seis diferentes. 24 Ilustración 25Patrones de Falla (Industria Aeronáutica Sin embargo, los equipos en general son mucho más complicados de lo que eran hace algunos años. Esto ha llevado a cambios sorprendentes en los modelos de las fallas de los equipos, como se muestra en la Figura No1. El gráfico muestra la probabilidad condicional de falla contra la vida útil para una gran variedad de elementos eléctricos y mecánicos. El modelo A es la conocida “curva de la bañera”. Comienza con una incidencia de falla alta (conocida como mortalidad infantil o desgaste de funcionamiento) seguida por una frecuencia de falla que aumenta gradualmente o que es constante, y luego por una zona de desgaste. El modelo B muestra una probabilidad de falla constante o ligeramente ascendente, y termina en una zona de desgaste. El modelo C muestra una probabilidad de falla ligeramente ascendente, pero no hay una edad de desgaste definida que sea identificable. El modelo D muestra una probabilidad de falla bajo cuando el componente es nuevo o se acaba de comprar, luego un aumento rápido a un nivel constante, mientras que el modelo E muestra una probabilidad constante de falla en todas las edades (falla 25 aleatoria). Finalmente, el modelo F comienza con una mortalidad infantil muy alta, que desciende finalmente a una probabilidad de falla que aumenta muy despacio o que es constante. Por ejemplo, los estudios hechos en la aviación civil mostraron que el 4% de las piezas está de acuerdo con el modelo A, el 2% con el B, el 5% con el C, el 7% con el D, el 14% con el E y no menos del 68% con el modelo F. En general, los modelos de las fallas dependen de la complejidad de los elementos. Cuanto más complejos sean, es más fácil que estén de acuerdo con los modelos E y F. (El número de veces que ocurren estos modelos en la aviación no es necesariamente el mismo que en la Industria). Pero no hay duda de que cuanto más complicados sean los equipos más veces se encontrarán los modelos de falla (E y F). No todas las fallas son iguales. Las consecuencias de las fallas y sus efectos en el resto del sistema, la planta y el entorno operativo en el cual ocurre. Las investigaciones sobre los modos de falla revelan que la mayoría de las fallas de los sistemas complejos formados por componentes mecánicos, eléctricos e hidráulicos fallarán en alguna forma fortuita y no son predecibles con algún grado de confianza. Estos hallazgos contradicen la creencia de que siempre hay una conexión entre la confiabilidad y la edad operacional. Fue esta creencia la que llevó a la idea de que cuanto más a menudo se revisaba una pieza, menor era la probabilidad de falla. Hoy en día, esto es raramente la verdad. A no ser que haya un modo de falla dominante, los límites de edad no hacen nada o muy poco para mejorar la confiabilidad de un equipo complejo. De hecho las revisiones programadas pueden aumentar las frecuencias de las fallas en general por medio de la introducción de la mortalidad infantil dentro de sistemas que de otra forma serían estables. [2] 26 4. OTRAS VERSIONES DEL RCM La creciente popularidad del RCM ha conducido al desarrollo de numerosos derivados. Algunos de éstos son refinamientos y optimizaciones hechas al proceso RCM original. Sin embargo, también han surgido derivados menos rigurosos, la mayoría de los cuales son propuestas para “abreviar” el proceso básico de formulación de una estrategia de mantenimiento. El RCM fue originalmente definido por los empleados de United Airlines, Stanley Nowlan y Howard Heap, en su libro “Reliability Centered Maintenance”. Este libro fue la culminación de 20 años de investigación y experimentación con la aviación comercial de los Estados Unidos, un proceso que produjo el documento presentado en 1968, llamado Guía MSG – 1: Evaluación delMantenimiento y Desarrollo del Programa, y el documento presentado en 1970 para la Planeación de Programas de Mantenimiento para Fabricantes/Aerolíneas, ambos documentos fueron patrocinados por la ATA (Air Transport Association of America). En 1980, la ATA produjo el MSG – 3, Documento Para la Planeación de Programas de Mantenimiento para Fabricantes / Aerolíneas. El MSG – 3 fue influenciado por el libro de Nowlan y Heap (1978). El MSG – 3 ha sido revisado dos veces, la primera vez en 1988 y de nuevo en 1993, y es el documento que hasta el presente lidera el desarrollo de programas iníciales de mantenimiento planeado para la nueva aviación comercial. El Departamento de Defensa de Estados Unidos aprendió que la aviación comercial había encontrado un enfoque revolucionario para programar el mantenimiento, y esperó beneficiarse de tal experiencia y publicó el libro de Nowlan y Heap (a los cuales habían encargado de buscar maneras para hacer menos costosos sus planes de mantenimiento), Así las fuerzas armadas americanas se propusieron desarrollar procesos RCM para su propio uso: uno para el ejército, otro para la fuerza aérea, y dos para la armada. Esta última desarrolló dos procesos porque los responsables de buques y de aviación insistieron en que procesos RCM que funcionaban en uno no serviría para el 27 otro. Los contratistas de apoyo y los vendedores de equipos aprendieron a usar estos procesos cuando les vendieron equipos nuevos. En un esfuerzo separado pero paralelo, al principio de los 80, el Instituto para la Investigación de la Energía Eléctrica (EPRI), un grupo de investigación industrial para las compañías generadoras de energía en los Estados Unidos, realizó dos aplicaciones piloto del RCM en la industria de la energía nuclear americana. Su interés surgió de la creencia de que esta industria estaba logrando niveles adecuados de confiabilidad y seguridad pero estaba dando sobre mantenimiento masivo a sus equipos. Esto significaba que su principal propósito era reducir costos de mantenimiento en vez de mejorar la confiabilidad, y el proceso RCM fue modificado consecuentemente. Modificaron tanto el proceso RCM, que su parecido es poco con el proceso RCM original descrito por Nowlan y Heap; debería ser descrito más correctamente como la Optimización del Mantenimiento Planificado o PMO (por sus siglas en inglés) más que como RCM. Este proceso modificado fue adoptado sobre una base ampliamente industrial por la industria de la energía nuclear norteamericana en 1987, y subsecuentemente se adoptaron variaciones de su enfoque por otras compañías nucleares, por algunas otras ramas de la generación eléctrica y distribución industrial y de la industria petrolera. Al mismo tiempo, otros especialistas en la formulación de estrategias se interesaron en la aplicación del RCM en industrias diferentes a la aviación. Uno de ellos fue John Moubray y sus asociados. Este grupo trabajó inicialmente con El RCM en industrias mineras y de manufactura en Sudáfrica bajo la asesoría de Stanley Nowlan, y luego se trasladaron al Reino Unido. Desde allí, sus actividades se han expandido para cubrir la aplicación del RCM en casi todos los campos del trabajo humano organizado, abarcando más de 44 países. Moubray y sus asociados se han fundamentado en el trabajo de Nowlan mientras mantienen su enfoque original en la confiabilidad y seguridad del equipo, incorporaron temas ambientales al proceso de toma de decisiones, 28 clasificaron las formas en las cuales las funciones del equipo deberían ser definidas, desarrollaron reglas más precisas para seleccionar labores de mantenimiento e intervalos para las labores, también incorporaron directamente criterios de riesgo cuantitativo a un grupo de intervalos para labores de busca de fallas. Su versión del RCM se conoce actualmente como RCM2. [3] 29 5. EL RCM Y LAS SIETE PREGUNTAS BÁSICAS El RCM se centra en la relación entre la organización y los elementos físicos que la componen. Antes de que se pueda explorar esta relación detalladamente, se necesita saber qué tipo de elementos físicos existentes en la empresa, y decidir cuáles son las que deben estas sujetas al proceso de revisión del RCM. En la mayoría de los casos, esto significa que se debe de realizar un registro de equipos completo si no existe ya uno. Más adelante, RCM hace una serie de preguntas acerca de cada uno de los elementos seleccionados, como sigue. Cuáles son las funciones? De qué forma puede fallar? Qué causa que falle? Qué sucede cuando falla? Qué ocurre si falla? Qué se puede hacer para prevenir las fallas? Que sucede si no puede prevenirse el falla? 5.1. FUNCIONES Y SUS ESTANDARES DE FUNCIONAMIENTO. Cada elemento de los equipos debe de haberse adquirido para unos propósitos determinados. En otras palabras, deberá tener una función o funciones específicas. La pérdida total o parcial de estas funciones afecta a la organización en cierta manera. La influencia total sobre la organización depende de: La función de los equipos en su contexto operacional El comportamiento funcional de los equipos en ese contexto. Como resultado de esto el proceso de RCM comienza definiendo las funciones y los estándares de comportamiento funcional asociados a 30 cada elemento de los equipos en su contexto operacional. Cuando se establece el funcionamiento deseado de cada elemento, el RCM pone un gran énfasis en la necesidad de cuantificar los estándares de funcionamiento siempre que sea posible. Estos estándares se extienden a la producción, calidad del producto, servicio al cliente, problemas del medio ambiente, costo operacional y seguridad. 5.2. FALLAS FUNCIONALES. Una vez que las funciones y los estándares de funcionamiento de cada equipo se hayan definido, el paso siguiente es identificar cómo puede fallar cada elemento en la realización de sus funciones. Esto lleva al concepto de una falla funcional, que se define como la incapacidad de un elemento o componente de un equipo para satisfacer un estándar de funcionamiento deseado. 5.3. MODOS DE FALLA (Causas de Falla). El paso siguiente es tratar de identificar los modos de falla que tienen más posibilidad de causar la pérdida de una función. Esto permite comprender exactamente qué es lo que puede que se esté tratando de prevenir. Cuando se está realizando este paso, es importante identificar cuál es la causa origen de cada falla. Esto asegura que no se malgaste el tiempo y el esfuerzo tratando los síntomas en lugar de las causas. Al mismo tiempo, cada modo de falla debe ser considerado en el nivel más apropiado, para asegurar que no se malgasta demasiado tiempo en el análisis de falla en sí mismo. 5.4. EFECTOS DE LAS FALLAS. Cuando se identifica cada modo de falla, los efectos de las fallas también deben registrarse (en otras palabras, lo que pasaría sí 31 ocurriera). Este paso permite decidir la importancia de cada falla, y por lo tanto qué nivel de mantenimiento (si lo hubiera) sería necesario. El proceso de contestar sólo a las cuatro primeras preguntas produce oportunidades sorprendentes y a menudo muy importantes de mejorar el funcionamiento y la seguridad, y también de eliminar errores. También mejora enormemente los niveles generales de comprensión acerca del funcionamiento de los equipos. 5.5. CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS. Una vez que se hayan determinado las funciones, las fallas funcionales, los modos de falla y los efectos de los mismos en cada elemento significativo, el próximo paso en el proceso del RCM es preguntar cómo y (cuánto) importa cada falla. La razón de esto es porque las consecuencias de cada falla dicen si se necesita tratar de prevenirlos. Si la respuesta es positiva, también sugierencon qué esfuerzo debemos tratar de encontrar las fallas. RCM clasifica las consecuencias de las fallas en cuatro grupos. 5.5.1 Consecuencias de las fallas no evidentes: Las fallas que no son evidentes no tienen impacto directo, pero exponen a la organización a otras fallas con consecuencias serias, a menudo catastróficas. Un punto fuerte del RCM es la forma en que trata los fallas que no son evidentes, primero reconociéndolos como tales, en segundo lugar otorgándoles una prioridad muy alta y finalmente adoptando un acceso simple, práctico y coherente con relación a su mantenimiento 5.5.2 Consecuencias en la seguridad y el medio ambiente: Una falla tiene consecuencias sobre la seguridad si puede afectar físicamente a alguien. Tiene consecuencias sobre el medio 32 ambiente si infringe las normas gubernamentales relacionadas con el medio ambiente. RCM considera las repercusiones que cada falla tiene sobre la seguridad y el medio ambiente, y lo hace antes de considerar la cuestión del funcionamiento. Pone a las personas por encima de la problemática de la producción 5.5.3 Consecuencias Operacionales: Una falla tiene consecuencias operacionales si afecta la producción (capacidad, calidad del producto, servicio al cliente o costos industriales en adición al costo directo de la reparación). Estas consecuencias cuestan dinero, y lo que cuesten, Sugiere cuanto se necesita gastar en tratar de prevenirlas. 5.5.4 Consecuencias que no son operacionales: Las fallas evidentes que caen dentro de esta categoría no afectan ni a la seguridad ni a la producción, por lo que el único gasto directo es el de la reparación. Si una falla tiene consecuencias significativas en los términos de cualquiera de estas categorías, es importante tratar de prevenirlas. Por otro lado, si las consecuencias no son significativas, entonces no merece la pena hacer cualquier tipo de mantenimiento sistemático que no sea el de las rutinas básicas de lubricación y servicio. Por eso en este punto del proceso del RCM, es necesario preguntar si cada falla tiene consecuencias significativas. Si no es así, la decisión normal a falta de ellas es un mantenimiento que no sea sistemático. Si por el contrario fuera así, el paso siguiente sería preguntar qué tareas sistemáticas (si las hubiera) se deben de realizar. Sin embargo, el proceso de selección de la tarea no puede ser revisado significativamente sin considerar primero el modo de la falla y su efecto sobre la selección de los diferentes métodos de prevención. 33 5.6. TAREAS DE MANTENIMIENTO La mayoría de la gente cree que el mejor modo de mejorar al máximo la disponibilidad de la planta es hacer algún tipo de mantenimiento de forma rutinaria. El conocimiento de la Segunda Generación sugiere que esta acción preventiva debe de consistir en una reparación del equipo o cambio de componentes a intervalos fijos. Supone que la mayoría de los elementos funcionan con precisión para un período y luego se deterioran rápidamente. El pensamiento tradicional sugiere que un histórico extenso acerca de las fallas anteriores permitirá determinar la duración de los elementos, de forma que se podrían hacer planes para llevar a cabo una acción preventiva un poco antes de que fueran a fallar. Esto es verdad todavía para cierto tipo de equipos sencillos, y para algunos elementos complejos con modos de falla dominantes. En particular, las características de desgaste se encuentran a menudo donde los equipos entran en contracto directo con el producto. El reconocimiento de estos hechos ha persuadido a algunas organizaciones a abandonar por completo la idea del mantenimiento sistemático. De hecho, esto puede ser lo mejor que hacer para fallas que tengan consecuencias sin importancia. Pero cuando las consecuencias son significativas, se debe de hacer algo para prevenir las fallas, o por lo menos reducir las consecuencias. RCM reconoce cada una de las tres categorías más importantes de tareas preventivas, como siguen: 5.6.1 Tareas “A Condición”. La necesidad continua de prevenir ciertos tipos de falla, y la incapacidad creciente de las técnicas tradicionales para hacerlo, han creado los nuevos tipos de prevención de fallas. La mayoría de estas técnicas nuevas se basan en el hecho de que la mayor parte de las fallas dan alguna advertencia de que están a punto de ocurrir. Estas advertencias se conocen como fallas potenciales, y se definen como las 34 condiciones físicas identificables que indican que va a ocurrir una falla funcional o que está en el proceso de ocurrir. Las nuevas técnicas se usan para determinar cuando ocurren las fallas potenciales de forma que se pueda hacer algo antes de que se conviertan en verdaderos fallas funcionales. Estas técnicas se conocen como tareas a condición, porque los elementos se dejan funcionando a condición de que continúen satisfaciendo los estándares de funcionamiento deseado. Muchas fallas serán detectables antes de que ellas alcancen un punto donde la falla funcional donde se puede considerar que ocurre la falla funcional. 5.6.2 Tareas de Reacondicionamiento Cíclico y de Sustitución Cíclica: Los equipos son revisados o sus componentes reparados a frecuencias determinadas, independientemente de su estado en ese momento. Si la falla no es detectable con tiempo suficiente para evitar la falla funcional entonces la lógica pregunta si es posible reparar el modo de falla del ítem para reducir la frecuencia (índice) de la falla. Algunas fallas son muy predecibles aún si no pueden ser detectadas con suficiente tiempo. Estas fallas pueden ser difíciles de detectar a través del monitoreo por condición a tiempo para evitar la falla funcional, o ellas pueden ser tan predecibles que el monitoreo para lo evidente no es una garantizado. Si no es práctico reemplazar componentes o restaurar de manera que queden en condición "como nuevos" a través de algún tipo de uso o acción basada en el tiempo entonces puede ser posible remplazar el equipo en su totalidad. Con frecuencia es difícil de determinar la frecuencia de las labores. pero es suficiente con reconocer que la historia de la falla es un determinante principal. Usted debe reconocer que las fallas no sucederán exactamente cuando se fueron precedidas, de manera que usted debe permitir algún margen de tiempo. Reconozca también que la información que usted está usando para basar su decisión puede ser errónea o incompleta. Para 35 simplificar el próximo paso, el cual supone el agrupado de tareas similares, ello tiene sentido para predeterminar un número de frecuencias aceptables tales como diarias, semanales, unidades producidas, distancias recorridas o número de ciclos operativos, etc. Seleccionar aquellos que están más cerca de las frecuencias que su mantenimiento y sus historia operativa le ordena tiene sentido en realidad. Una gran ventaja del RCM es el modo en que provee criterios simples, precisos y fáciles de comprender para decidir (si hiciera falta) qué tarea sistemática es técnicamente posible en cualquier contexto, y si fuera así para decidir la frecuencia en que se hace y quien debe de hacerlo. Estos criterios forman la mayor parte de los programas de entrenamiento del RCM. El RCM también ordena las tareas en un orden descendiente de prioridad. Si las tareas no son técnicamente factibles, entonces se debe tomar una acción apropiada, como se describe a continuación. 5.7 ACCIONES A FALTA DE. Además de preguntar si las tareas sistemáticas son técnicamente factibles, el RCM se pregunta si vale la pena hacerlas. La respuesta depende de cómo reaccione a las consecuencias de las fallas que pretende prevenir. Al hacer esta pregunta, el RCM combina la evaluación de la consecuencia con la selección de la tarea en un proceso único de decisión,basado en los principios siguientes: Una acción que signifique prevenir la falla de una función no evidente sólo valdrá la pena hacerla si reduce el riesgo de una falla múltiple asociado con esa función a un nivel bajo aceptable. Si no se puede encontrar una acción sistemática apropiada, se debe llevar a cabo la tarea de búsqueda de fallas. 36 En el caso de modos de falla ocultos que son comunes en materia de seguridad o sistemas protectores no puede ser posible monitorear en busca de deterioro porque el sistema está normalmente inactivo. Si el modo de falla es fortuito puede no tener sentido el reemplazo de componentes con base en el tiempo porque usted podría estar reemplazando con otro componente similar que falla inmediatamente después de ser instalado. En estos casos la lógica RCM pide explorar con pruebas para hallar la falla funcional. Estas son pruebas que pueden causar que el dispositivo se active, demostrando la presencia o ausencia de una funcionalidad correcta. Si tal prueba no es posible se debe re–diseñar el componente o sistema para eliminar la falla oculta. Las tareas de búsqueda de fallas consisten en comprobar las funciones no evidentes de forma periódica para determinar si ya han fallado. Si no se puede encontrar una tarea de búsqueda de fallas que reduzca el riesgo de falla a un nivel bajo aceptable, entonces la acción “a falta de” secundaria sería que la pieza debe rediseñarse. ¨ Una acción que signifique el prevenir una falla que tiene consecuencias en la seguridad o el medio ambiente merecerá la pena hacerla si reduce el riesgo de ese falla en sí mismo a un nivel realmente bajo, o si lo suprime por completo. Si no se puede encontrar una tarea que reduzca el riesgo de falla a un nivel bajo aceptable, el componente debe rediseñarse. Si la falla tiene consecuencias operacionales, sólo vale la pena realizar una tarea sistemática si el costo total de hacerla durante cierto tiempo es menor que el costo de las consecuencias operacionales y el costo de la reparación durante el mismo período de tiempo. Si no es justificable, la decisión “a falta de” será el no mantenimiento sistemático. (Si esto ocurre y las consecuencias operacionales no son aceptables todavía, entonces la decisión “a falta de” secundaria sería rediseñar de nuevo). En otras palabras en el caso de fallas que no están ocultas y en las que no se puede predecir 37 con suficiente tiempo para evitar la falla funcional y no se puede prevenir la falla a través del uso o realizar reemplazos con base en el tiempo es posible puede o re – diseñar o aceptar la falla y sus consecuencias. Si no hay consecuencias que afecten la operación pero hay costos de mantenimiento, se puede optar por una elección similar. En estos casos la decisión está basada en las economías – es decir, el costo de re – diseñar contra el costo de aceptar las consecuencias de la falla ( tal como la producción perdida, costos de reparación, horas extras, etc.). ¨ De forma similar, si una falla no tiene consecuencias operacionales, sólo vale la pena realizar la tarea sistemática si el costo de la misma durante un período de tiempo es menor que el de la reparación durante el mismo período. Si no son justificables, la decisión inicial “ a falta de” sería de nuevo el no mantenimiento sistemático, y si el costo de reparación es demasiado alto, la decisión “a falta de” secundaria sería volver a diseñar de nuevo. Este enfoque gradual de “arriba-abajo” significa que las tareas sistemáticas sólo se especifican para elementos que las necesitan realmente. Esta característica del RCM normalmente lleva a una reducción significativa en los trabajos rutinarios. También quiere decir que las tareas restantes son más probables que se hagan bien. Esto combinado con unas tareas útiles equilibradas llevará a un mantenimiento más efectivo. Si esto compara el enfoque gradual tradicional de abajo a arriba. Tradicionalmente, los requerimientos del mantenimiento se evaluaban en términos de sus características técnicas reales o supuestas, sin considerar de nuevo que en diferentes condiciones se aplican consecuencias diferentes. Esto resulta en un gran número de planes que no sirven para nada, no porque sean “equivocados”, sino porque no consiguen nada. 38 El proceso del RCM considera los requisitos del mantenimiento de cada elemento antes de preguntarse si es necesario volver a considerar el diseño. Esto es porque el ingeniero de mantenimiento que está de servicio hoy tiene que mantener los equipos como está funcionando hoy, y no como debería de estar o puede que esté en el futuro. Después analizar los modos de falla a través de la lógica mencionada anteriormente, los expertos deben luego consolidar las labores en un plan de mantenimiento para el sistema. Este es el "producto final" del RCM. Cuando esto ha sido producido, el encargado del mantenimiento y el operador deben continuamente esforzarse por optimizar el producto. [1] 39 6. LOS BENEFICIOS A CONSEGUIR POR RCM El RCM ha sido usado por una amplia variedad de industrias durante los últimos diez años. Cuando es aplicado correctamente produce los beneficios siguientes: 6.1. MAYOR SEGURIDAD Y PROTECCION DEL ENTORNO Mejoramiento en el mantenimiento de los dispositivos de seguridad existentes. La disposición de nuevos dispositivos de seguridad. La revisión sistemática de las consecuencias de cada falla antes de considerar la cuestión operacional Claras estrategias para prevenir los modos de falla que puedan afectar la seguridad, y para las acciones “a falta de” que deban tomarse si no se pueden encontrar tareas sistemáticas apropiadas. Menos fallas causadas por un mantenimiento innecesario. 6.2. MEJORES RENDIMIENTOS OPERATIVOS Un mayor énfasis en los requisitos del mantenimiento de elementos y componentes críticos. Un diagnóstico más rápido de las fallas mediante la referencia a los modos de falla relacionados con la función y a los análisis de sus efectos. Menor daño secundario a continuación de las fallas de poca importancia (como resultado de una revisión extensa de los efectos de las fallas).Intervalos más largos entre las revisiones y, en algunos casos, la eliminación completa de ellas. Listas de trabajos de interrupción más cortas, que llevan a paradas más cortas, más fáciles de solucionar y menos costosas. Menos problemas de “desgaste de inicio” después de las 40 interrupciones debido a que se eliminan las revisiones innecesarias. La eliminación de elementos superfluos y, como consecuencia, los fallas inherentes a ellos. La eliminación de componentes poco fiables. Un conocimiento sistemático acerca de la operación. 6.3. MAYOR CONTROL DE LOS COSTOS DEL MANTENIMIENTO, Menor mantenimiento rutinario innecesario. Mejor compra de los servicios de mantenimiento (motivada por el énfasis sobre las consecuencias de las fallas).La prevención o eliminación de las fallas costos. Unas políticas de funcionamiento más claras, especialmente en cuanto a los equipos de reserva. Menor necesidad de usar personal experto caro, porque todo el personal tiene mejor conocimiento de la operación. Pautas más claras para la adquisición de nueva tecnología de mantenimiento, tal como equipos de monitorización de la condición (“condition monitoring”). 6.4. MÁS LARGA VIDA ÚTIL DE LOS EQUIPOS, Debido al aumento del uso de las técnicas de mantenimiento” a condición” 6.5. UNA AMPLIA BASE DE DATOS DE MANTENIMIENTO Reduce los efectos de la rotación del personal con la pérdida consiguiente de su experiencia y competencia .Provee un conocimiento de las instalaciones más profundo en su contexto operacional. Provee una base valiosa para la introducción de los sistemas expertos. Conduce a la realización de planos ymanuales más exactos. Hace posible la adaptación a circunstancias cambiantes (tales como 41 nuevos horarios de turno o una nueva tecnología) sin tener que volver a considerar desde el principio todas las políticas y programas de mantenimiento. 6.6. MAYOR MOTIVACIÓN DE LAS PERSONAS, Esto lleva a un conocimiento general de la instalación en su contexto operacional mucho mejor, junto con un “compartir” más amplio de los problemas del mantenimiento y de sus soluciones. También significa que las soluciones tienen mayores probabilidades de éxito. Mejor trabajo de grupo, motivado por un planteamiento altamente estructurado del grupo a los análisis de los problemas del mantenimiento y a la toma de decisiones. Esto mejora la comunicación y la cooperación entre las áreas de Operación, así como los de la función del mantenimiento. Personal de diferentes niveles: los gerentes los jefes de departamentos, Técnicos y operarios. Especialistas internos y externos: los diseñadores de la maquinaria, vendedores, Usuarios y el personal encargado del mantenimiento. Muchas compañías que han usado círculos de calidad y RCM en mantenimiento han encontrado que el RCM les permite conseguir mucho más en el campo de la formación de equipos que en la de los círculos de calidad, especialmente en las instalaciones de alta tecnología. Todos estos factores forman parte de la evolución de la gestión del Mantenimiento, y muchos ya son la meta de los programas de mejora. Lo importante del RCM es que provee un marco de trabajo paso a paso efectivo para realizarlos todos a la vez, y hace participar a todo el que tenga algo que ver con los equipos. [1] 42 7. TECNOLOGIA DEL VACíO Una presión menor a la presión atmosférica dentro de un espacio cerrado se considera vacío. Y puede ser medida en pulgadas de mercurio, psi, milibares, etc. Para la industria de empaque de alimentos se trabaja en un rango de presiones entre 0 y 10 mbar. Para medir vacío se utilizan medidores no compensados los cuales se denominan medidores de presión relativa y los medidores compensados que miden la presión absoluta lo que significa que compensa la altura sobre el nivel del mar. El vacío medido de forma absoluta toma su base como cero, cualquier presión mayor a cero es positiva. Y la presión relativa cambia de acuerdo a la altura sobre el nivel del mar. [6] 7.1. EMPAQUE AL VACíO El empaque al vacío es el mecanismo por medio del cual se conservan los alimentos aislándolos del medio circundante extrayendo el oxígeno dentro de los empaques, y con esto se busca crear un medio adverso para el crecimiento de bacterias, las que en su mayoría requieren de oxígeno para poder reproducirse, Con este tipo de empaques se busca mejorar la vida útil del producto, protegiéndolos de daños que puedan presentarse durante su almacenamiento, transporte y distribución, garantizando las características organolépticas las cuales tienen barreras al oxígeno protegiendo al producto de contaminaciones posteriores al empaque. Cabe anotar que es indispensable refrigerar el producto empacado al vacío para garantizar su vida útil. 7.2. CARACTERISTICAS DEL EMPACADO AL VACíO 43 Un sistema de empacado al vacío requiere de tres elementos principales que son: 7.2.1. El material de empaquetado. Obviamente el material de empaque utilizado en un sistema de vacío debe lograr el mantener el vacío generado, durante la mayor cantidad de tiempo. Se debe tener en cuenta que los materiales de empaque tienen diferentes grados de barrera al aire o a los gases como puede verse en la tabla a continuación. Barrera a los gases Material Alta Hojalata Alta Vidrio Media Polímeros Baja Cartón y Papel Se debe destacar que los productos empacados en hojalata y vidrio no requieren refrigeración hasta su apertura. Los polímeros entre los que se cuentan una extensa variedad también poseen diferentes grados de permeabilidad o barrera a los gases, Los polímeros más usados hoy para el empaquetado al vacío, son coextrusiones y laminaciones de diferentes materiales para lograr mejores propiedades como sellabilidad, barrera, brillantez, resistencia, flexibilidad, transparencia, y costo. Se encuentran disponibles para el 44 empacador coextrusiones de 3, 5, 7, 9 capas con las mejores características de cada polímero coextruído. El cloruro de polivinilideno o pvdc comercialmente Saran de DOW es uno de los polímeros mas usados por su excelente barrera al oxígeno. Existen otras variaciones del Saran que son el Saran Látex 112, y el Saran F-278. Otros compuestos son el EVOH o resina de Etilen Vinil Alcohol, el EVA o Acetato de Etileno vinilo, y el Nylon 6 biorientado o Nylon 66. [7]. Maquinaria de Empacado al Vacío. Existen diferentes tipos y marcas de maquinas de empaque al vacio, todo dependiendo del tipo de producto a empacar. Las más comunes son las Termo formadoras automáticas y máquinas de campana ya que dan solución al envasado para alimentos de forma Eficiente. Durable. Versátil y de fácil manejo. 7.2.1.1. Empacadoras al vacío de cámara o Campana. El sistema consta de una cámara que una vez cerrada herméticamente, entra en acción la bomba de vacio, esta bomba suele ser, para este tipo de campanas de 7 a 21 cm3/h. Cuando dentro la campana se obtiene el 95 - 98% de vacio (Casi -1 atmosfera) el sensor hace parar la bomba de vacio y entra en acción la resistencia encargada de sellar la bolsa. Dicha resistencia se controla por temperatura y por tiempo, esto depende del tipo y grosor del material de la bolsa a cerrar. Una vez que el sellado finaliza, se dispara una electroválvula que permite la entrada de aire en la campana y con ello abrir la tapa, extraer el producto y queda lista para un nuevo ciclo. Algunas de estas empacadoras varían teniendo dos cámaras que trabajan continuas cuando termina un ciclo se desplaza la tapa de la cámara de un lado a otro y se comienza con el ciclo siguiente. otras tienen una cinta o banda trasportadora que desplaza la bolsa con la carne hacia la cámara y luego de extraído el aire y sellado se desplaza hacia una canasta u otro lugar a través de la banda. 45 7.2.1.2. Empacadora continúa termo formadora. Es un Equipo robusto de alta velocidad para empaque al vacío y para grandes producciones, consta de cuatro etapas básicas comenzando por el termo formado de la película inferior ya sea flexible, rígida, o metálica esta se realiza por precalentamiento por medio de resistencias y luego un formado con punzones y algunos casos con vacio, este termo formado del material normalmente es el que lleva a bordo el producto a empacar. Luego pasa a la etapa de empacado del producto sea manual o automático. Después va al Sistema de empacado al vacio y sellado que es básicamente el mismo proceso de la campana pero difiere en que tiene alimentación de una película superior que es sellada contra la inferior por medio de temperatura y presión generadas con una plancha de aplastamiento, después de haber sido extraído el aire del paquete por medio de una bomba de vacio. Por ultimo viene la etapa de separación, corte, marcación y etiquetado de los de los paquetes. 46 A continuación se muestra los tres tipos de empacadoras mas comunes y de mayor uso a nivel industrial. Ilustración 26 Maquinas empacadoras al vacio 7.2.2. El control de la temperatura de refrigeración. La conservación de los alimentos se basa en preservar su sabor y sus propiedades nutricionales. Esto implica que se debe inhibir el crecimiento de los microorganismos y retrasar la oxidación de las grasas que provocan 47 que los alimentos se pongan rancios. Los métodos de preservación de la comida se basan principalmente en una transferenciade energía o de masa que tienen por objeto prolongar la vida útil de los alimentos (pasteurización y esterilización, secado, la deshidratación osmótica, la refrigeración y la congelación) o la transformación por el juego de reacciones bioquímicas o cambio de estado (la cocina, la fermentación, la obtención del estado cristalino...). Técnicas de conservación por el frío El frío es una técnica de conservación de los alimentos en la que se detiene o ralentiza la actividad celular, las reacciones enzimáticas y el desarrollo de los microorganismos. Se alarga la vida de los productos frescos, las plantas y los animales mediante la limitación de su alteración celular. El frío no destruye los microorganismos o toxinas, y estos microorganismos pueden reanudar sus actividades en el momento que retornen a una temperatura favorable. Hay dos procesos que utilizan esta técnica, la refrigeración y congelación. 7.2.2.1. Refrigeración. Mantiene el alimento por debajo de la temperatura de multiplicación bacteriana. (entre 2 y 5 ºC en frigoríficos industriales, y entre 8 y 15ºC en frigoríficos domésticos.) Conserva el alimento sólo a corto plazo, ya que la humedad favorece la proliferación de hongos y bacterias. Mantiene los alimentos entre 0 y 5-6ºC, inhibiendo durante algunos días el crecimiento microbiano. Somete al alimento a bajas temperaturas sin llegar a la congelación. La temperatura debe mantenerse uniforme durante el periodo de conservación, dentro de los límites de tolerancia admitidos, en su caso, y ser la apropiada para cada tipo de producto 48 Las carnes se conservan durante varias semanas a 2 - 3ºC bajo cero, siempre que se tenga humedad relativa y temperatura controladas. De este modo no se distingue de una carne recién sacrificada 7.2.2.2. Congelación. La industria de la alimentación ha desarrollado cada vez más las técnicas de congelación para una gran variedad de alimentos: frutas, verduras, carnes, pescados y alimentos precocinados de muy diversos tipos. Para ello se someten a un enfriamiento muy rápido, a temperaturas del orden de -30ºC con el fin de que no se lleguen a formar macro cristales de hielo que romperían la estructura y apariencia del alimento. Con frecuencia envasados al vacío, pueden conservarse durante meses en cámaras de congelación a temperaturas del orden de -18 a -20ºC, manteniendo su aspecto, valor nutritivo y contenido vitamínico. El fundamento de la congelación es someter a los alimentos a temperaturas iguales o inferiores a las necesarias de mantenimiento, para congelar la mayor parte posible del agua que contienen. Durante el período de conservación, la temperatura se mantendrá uniforme de acuerdo con las exigencias y tolerancias permitidas para cada producto. Detiene la vida orgánica, ya que enfría el alimento hasta los 20º bajo cero (en congeladores industriales llega hasta 40º bajo cero). Es un buen método, aunque la rapidez en el proceso influirá en la calidad de la congelación. Congelación lenta: Produce cambios de textura y valor nutritivo. Congelación rápida: Mantiene las características nutritivas y organolépticas. 49 8. DEFINICION DE FUNCIONES EN EL CONTEXTO OPERACIONAL. La EMPACADORA POWER PACK Soporta el 80% de la producción de mortadela total que produce el negocio cárnico. Trabaja dos turnos de lunes a sábado y domingos cuando la producción esta alta lo que es casi todo el año, el ambiente de trabajo de la maquina es a una temperatura aproximada de 8 Celsius, humedad relativa del 60 %, además de estar sometida a un mantenimiento diario de limpieza de algunos de sus componentes con agentes desinfectantes químicos y agua. La empacadora POWERPACK 685 esta diseñada para empacar al vacio productos cárnicos embutidos de diferentes formas y tamaños dentro de bolsillos formados en películas de diferente espesor y en diferentes formatos. Los insumos de la maquina son: Agua de acueducto almacenada en tanques, Aire comprimido micro filtrado a una presión de 110 Psi, alimentación eléctrica a 440VAC. Las dimensiones de la máquina son: (Longitud 7,930, Ancho 1,15, Altura 1,85 m) La empacadora Esta diseñada para empacar a una velocidad de 14 ciclos por minuto lo que seria 12 paquetes por avance, aproximadamente 168 paquetes empacados en su máximo formato. Esta cuenta con sistemas de seguridad en todos los puntos donde se pueda generar atrapamiento, corte o golpe, ya que tiene guardas que al ser levantadas detiene el funcionamiento de la maquina inmediatamente. El nivel de ruido continuo que se genera en los puestos de trabajo del personal de servicio asciende a 75 dB(A). 50 8.1. SISTEMAS DE LA EMPACADORA POWER PACK 685 A continuación se realiza da una breve descripción de los sistemas de la maquina y sus funciones en general . Ilustración 27Maquina Power pack 685 51 Sistemas y subsistemas: Ilustración 28 Diagrama de sistemas 52 8.1.1. Porta bobinas de película inferior. Su función es alojar la bobina de película inferior en la que se forman los bolsillos y suministrarla a la máquina de manera controlada por medio de un motor de Ac y un freno electromagnético. Ilustración 29 Pota bobinas inferior Ilustración 30Plano instalación de película 53 8.1.2. Cadena de arrastre de producto: La cadena de transporte de producto esta acoplada a un servomotor que la hace pasar secuencialmente por cada una de las estaciones de la máquina llevando a bordo los paquetes con producto. . Ilustración 31 Cadena de arrastre de producto Ilustración 32 sentido de avance de la cadena Sentido de avance de la cadena 54 8.1.3. Estación de formado. En esta estacion la pelicula inferior moldea y forma la cavidad del bolsillo donde se va a alojar el producto. La estacion cuenta con una plancha de calentamiento la que genera una temperatura inicial a la pelicula para que pueda ser deformada con facilidad, luego en el siguiente avance pasa al sistema de formado de bolsillo. Este sistema trabaja con vacio generado por una bomba y con aire a presion y según la profundidad que se requiera trabaja con vacio y en otras con vacio y con la herramienta de formateo que es un piston que ayuda a bajar la pelicula, ademas de la inyeccion de aire a presion para que la pelicula se adhiera bien a las paredes del molde y generar un bolsillo con una presentacion uniforme. Ilustración 33 Estación de formado 8.1.4. Sistema de corte 8.1.4.1. Corte transversal: La cortadora transversal es un dispositivo que separa el avance de paquetes en líneas de 3 por medio de un sistema de pistones que generan presión contra un recibidor donde se alojan las cuchillas transversales, al subir el sistema de cuchillas hacen presión contra la película que esta en medio Estación de formado Pistones de formateo 55 del recibidor y las cuchillas donde es cortada. Ilustración 34Estación de corte transversal Ilustración 35pistones de las cuchillas transversales Recibidores de cuchillas Sentido de avance del producto Pistones que manipulan las cuchillas 56 8.1.4.2. Corte Longitudinal: Este dispositivo consta de un árbol que soporta 5 cuchillas circulares que giran por medio de un motor en sentido longitudinal al avance de la maquina y ayudan a seccionar los paquetes de forma individual. 8.1.4.3. Cortadora longitudinal por aplastamiento. En este dispositivo las cuchillas marchan con carga por con presión sobre un rodillo templado, que es accionado de forma sincrónica con el avance de la película, En el momento de pasar la película por medio de la cuchilla y el rodillo, se corta de una forma de corte por aplastamiento y separa los paquetes en dirección longitudinal y corta las franjas del borde. Ilustración36Cuchillas circulares 57 Ilustración 37Sistema de corte por aplastamiento 8.1.5. Sistema de aspiración de tiras marginales. Este sistema tiene como función aspirar loa bordes que son cortados en la estación de corte longitudinal y que sobran del proceso, cuenta con una aspiradora eléctrica y un tanque de almacenamiento. 58 Ilustración 38 Sistema de aspirado de tiras marginales Ilustración 39 Diagrama sistema aspiración y tanque recolector Toberas de aspiración Aspiradora 59 8.1.6. Control de marcaciones impresas. Para el control de la película superior, cuando viene impresa, el sistema cuenta con una fotocélula que identifica una marca de un color determinado que viene previa en la película y al llegar a este punto la maquina detiene su avance para que la película impresa superior coincida con el bolsillo lleno de producto y se produzca un sellado en el lugar exacto de coincidencia de las dos películas. Ilustración 40Foto celda 8.1.7. Estación de codificado y etiquetado. La empacadora cuenta con un sistema de impresión de tinta para la película tipo Inject (Videojet) la cual deja impreso el lote, la fecha, el turno de trabajo etc. Además viene incorporado un sistema de etiquetado (Tirolabel) automático para películas que vienen sin impresión superior y su función es pegar la etiqueta con la presentación de producto. 60 Ilustración 41Centro de codificado Videojet Ilustración 42Cabezal de impresión Cabezal de impresión 61 Ilustración 43Etiquetadora Tirolabel 8.1.8. Porta bobinas de película Superior. Su función es alojar la bobina de película y suministrarla a la máquina de manera controlada por medio de un motor de Ac y un freno electromagnético Ilustración 44Porta bobinas superior 62 Ilustración 45Plano instalación de película 63 9. ESTACION DE SELLADO La estación de sellado será el foco de análisis con la metodología RCM. 9.1. FASES DE UN CICLO DE ABSORCION DE AIRE Y SELLADO Las dos películas, la inferior con la forma de los envases ya llenos de producto y la película Superior se deslizan juntas hacia las posiciones de absorción de aire y sellado, donde se lleva a cabo la absorción de aire de los envases. A continuación, se sellan los envases. El sistema de absorción de aire está diseñado para que trabaje con una película Superior cuyo ancho sea 23 mm menor que la película inferior. Ilustración 46 Estación de sellado 64 Un ciclo de absorción de aire y sellado se puede dividir en 4 fases: 9.1.1. Fase Elevación del molde de sellado. Finalizado el arrastre de las películas se eleva el molde de sellado. Las láminas quedan enclavadas en medio de la tapa de la camara y el molde de sellado y se forman dos camaras A. Entre la plancha y pelicula superior y el interior del paquete B. Entre el molde de formado y la pelicula inferior Ilustración 47 FASE 1 elevación del molde de sellado 9.1.2. Fase Absorción del aire. Las válvulas para el vaciado del aire en las dos cámaras se abren. El aire se Absorbe en las dos cámaras. En la cámara superior se absorbe el aire alrededor de los productos, entre las películas superior e inferior. En la cámara inferior se produce una compensación de la presión con la cámara superior y a la vez se abre el bolsillo ó envase. 65 Ilustración 48 Absorción del aire 9.1.3. Fase. Sellado “Las válvulas de vacío inferior y superior se cierran” La herramienta de sellado se asienta. La lámina superior se sella con la lámina inferior gracias al calor y a la presión. Ilustración 49 Fase 3 Sellado 66 9.1.4. Fase. Ventilación, “asentamiento del molde de sellado” Para que las herramientas puedan separarse, se ha de producir una compensación de la presión en la cámara de sellado. Para ello se abren las válvulas de ventilación, incluso durante el proceso de sellado. La lámina se adhiere al producto. Después de finalizar el proceso de sellado y ventilación, se separan la herramientas de formateo.[5] Ilustración 50 4 Fase ventilación 67 Diagrama de tiempos del sistema de sellado Ilustración 51Diagrama de tiempos del sistema de sellado 68 9.2. COMPONENTES Y FUNCIONES DE LA ESTACION DE SELLADO 9.2.1. Bomba de vacio. Su función es generar vacio entre 10 y 1mb en la cámara de sellado, en la parte superior de la cámara para sacar el aire que tienen los paquetes en su interior y otro inferior para abrir el paquete y facilitar la extracción del aire del interior. Ilustración 52 BOMBA DE VACIO BOSCH 430 ESTACION SELLADO 440VAC 9.2.2. Booster. Su función es acelerar la llegada del aire de vacio a la estación de sellado y así compensar las perdidas de velocidad de desplazamiento del aire que hay en las tuberías ya que la bomba de vacio se encuentra físicamente mu alejada de la máquina. 69 Ilustración 53Booster acelerador de vacio 9.2.3. Bloque de válvulas vacio y aireación superior. Esta compuesto por 2 válvulas o actuadores una válvula de doble efecto con resorte para manipular la entrada de vacio a la estación y la otra de simple efecto con resorte para manipular la entrada de aire de la atmosfera a la estación. Ilustración 54 Bloque de válvulas superior Ventilación Vacio 70 9.2.4. Válvulas piloto de la estación superior. Su función es pilotear los actuadores o válvulas de vacio y aireación superior de la estación de sellado. Ilustración 55 Válvulas piloto estación superior 9.2.5. Bloque de válvulas inferior de la estación de sellado. Esta compuesto por 2 válvulas o actuadores una válvula de doble efecto con resorte para manipular la entrada de vacio a la estación y la otra de simple efecto con resorte para manipular la entrada de aire de la atmosfera a la estación. Ventilación Vacio 71 Ilustración 56Bloque de válvulas inferior 9.2.6. Válvulas piloto de la estación inferior. La función de estas es pilotear los actuadores o válvulas de vacio y aireación inferior de la estación de sellado. Ilustración 57Válvulas piloto inferior Ventilación Vacio 72 9.2.7. Plancha de sellado. La función de la plancha de sellado es adherir las dos películas la inferior y la superior por medio de la presión y la temperatura que ejerce sobre estas contra el molde de sellado. La plancha esta formada por un juego de 15 resistencias en forma de cartuchos y un sensor de temperatura RTD pt100 y la superficie que tiene contacto con el producto es recubierta con una capa de teflón Ilustración 58 Plancha de sellado Ilustración 59 Plancha de sellado vista de la superficie con la que sella 73 9.2.8. Pistones que manipulan la plancha de sellado y válvula de pilotaje. Su función es hacer que la plancha sube y baje cada ves que sea necesario dentro del ciclo de sellado. Son dos pistones de doble cámara y doble efecto que trabajan de 80 a 110 psi. Y una válvula 5/2 FESTO que envía señal neumática a los pistones para que estos se extiendan o se retraigan. Ilustración 60 Pistón que manipula la pancha de sellado Ilustración 61 Válvula de la plancha (Y 200) 74 9.2.9. Molde de sellado Su función es alojar loa paquetes llenos de producto en sus orificios subir y juntarse contra la plancha de sellado para poder sellar los paquetes.es en aluminio con 12 cavidades y orificios donde se conectan las mangueras para el vacio y la aireación Ilustración 62 Molde de sellado vista superior Molde de sellado 75 Ilustración 63Molde de sellado vista inferior 9.2.10. Empaques y orings
Compartir