https://doi.org/10.37815/rte.v34n4.925
Artículos
originales
Methodology for Management of Failure, Wear and Obsolescence in Indu=
strial
Asset Management
Víctor Martín Pé=
rez
Moreno1 https://orcid.org/0000-0001-9466-7954
1Universidad de O=
riente, Cumaná,
Venezuela
Enviado: 2022/03/15
Aceptado: 2022/12/13
Publicado: 2022/12/30
Resumen
Este estudio permite instrumentar técnicas para administrar fallas, evaluar el desgaste y parametrizar la obsolescencia de equipos industriales, con el fin de disminuir la incertidumbre y garantizar el acompañamiento gui= ado del equipo natural de trabajo con el propósito de aportar confiabilidad en = el ciclo de vida, mitigar las averías y remplazos, y promover el complimiento = de la gestión de activos, asociando la integridad mecánica y la formulación de aleaciones. Según el análisis de resultados, se fortalecen las conceptualizaciones de estudios en tribología e ingeniería, además de establecer mejoras para no conducir a diagnósticos errados y malas decision= es. Se concluye que el estudio permite garantizar mayor utilidad y eficiencia productiva y económica en operaciones industriales en el cumplimiento de las órdenes de trabajo, además de instrumentar procedimientos rutinarios con las herramientas formuladas, tanto cuantitativas como cualitativas, que permitan pronosticar mejoras en la vida remanente de las máquinas y en los sistemas = de producción, con miras a la sostenibilidad.
=
Palabras clave: fallas, desgaste, obsolescencia, gestión de
activos, producción.
Abstract
Sumario: Introducc=
ión, Desarrollo,
Discusión y Resultados, y Conclusiones.<=
o:p> Como citar=
: Pérez, V.=
(2022).
Metodología para Administración de Falla, Desgaste y Obsolescencia en
Gestión de Activos Industriales. Revista Tecnológica - Espol, 34(4)=
, 99-119.
http://www.rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/8=
87
This study allows the
implementation of techniques to manage failures, evaluate wear and paramete=
rize
the obsolescence of industrial equipment to reduce uncertainty and guarantee
the guided monitoring of the natural work team to provide reliability in the
life cycle, reduce breakdowns and replacements, and promote asset management
compliance, associate mechanical integrity and alloy formulation. According=
to
the analysis of results, the conceptualizations of studies in tribology and
engineering are strengthened, in addition to establishing improvements so as
not to lead to wrong diagnoses and bad decisions. It is concluded that the
study allows to guarantee greater usefulness and productive and economic
efficiency in industrial operations in the fulfillment of work orders, in
addition to implementing routine procedures with the formulated tools, both
quantitative and qualitative, that permit forecasting improvements in the
remaining life of machines and production systems with a view to sustainabi=
lity.
Introducción
De acuerdo con la Organización Internaciona=
l del
Trabajo – OIT (2006), la Ingeniería en general tiene entre sus funciones
construir, reparar y mantener objetos y productos que son empleados en estu=
dios
y aplicaciones industriales. Desde=
esa
perspectiva, Francés (2006) establece la formulación de estrategias como ga=
rantía
del éxito en la planeación, ejecución y control. En ese sentido, el presente
estudio expone un planteamiento que concibe garantizar la vida remanente de=
los
activos a través de ilustraciones, que permitan formular instrumentaciones =
para
tomar decisiones en relación con el deterioro involuntario a que están
sometidos los activos industriales, tanto estáticos como dinámicos
Considerand=
o estas
premisas, en este artículo se propone una visión moderna para minimizar las
fallas, el desgaste y la obsolescencia de equipos industriales. Dicha propuesta=
se
expone a través de ámbitos
mecánicos, metalúrgicos, estadísticos e industriales, y con fundamento en la
mejora continua del proceso Gestionar Activos, permitiendo un estudio
cualitativo y cuantitativo (Instituto Nacional de Estadística y Geografía,
2012) a fin de estimular una producción de clase mundial y con base en la
Tribología y en sus mecanismos de desgaste, fricción, adhesión, lubricación,
abrasión y corrosión (Bustamante y Restrepo, 2005).
Ello se jus=
tifica
ya que se establece un esquema investigativo de la tasa y probabilidad de
fallas, causas y efectos sobre el sistema y mantenimiento de dichos equipos,
propiciando aplicaciones para mitigar desgastes y estudiar aleaciones con
diferente tenacidad y aumento de la resistencia y dureza de los metales, de
acuerdo con los planteamientos de Suárez (2011), la Norma Española U=
NE-EN
16646 (2015), Sydney (1976), Ameri=
can Society for Metals
(1948 y 1961), American Society for
Testing Materials (=
1937) y
Zum (1987).
El desgaste=
y los
rasgos destructivos de los metales y superficies sólidas, en contacto y sin
ningún tipo de lubricación, van a depender del tipo de irregularidades
superficiales que compongan la pieza (Zum, 1987). En tal sentido, se destac=
a en
este esquema metodológico argumentativo un enfoque donde la gestión de acti=
vos
se realiza bajo estudios de análisis de fallas y la Ley de Archard,
lo que permite predecir la variación de las áreas desgastadas de componentes
mecánicos, además de valorar desde esta óptica su vida útil y mantenibilidad
(Bustamante & Restrepo, 2005), facilitando la mitigación de la falla co=
mo
un tópico especial en un estado de uso (o abuso) en índices de mantenibilid=
ad y
aplicaciones predictivas, a condición de reducir tiempos para el reparo (
En esta ind=
agatoria
se destacan criterios de obsolescencia investigados por el autor para insti=
tuir
reemplazos y conjugar componentes principales como: el cumplimiento de la vida útil, la
incapacidad de producción, la indisponibilidad de repuestos, el avance
tecnológico, el ambiente y seguridad; en estos factores se consideran las
orientaciones de autores como Beichelt (2001). =
Así
mismo, se considera la última etapa del ciclo de vida del activo (
Tomando en =
cuenta
estas deducciones, la metodología planteada en este artículo se fundamenta =
en
la premisa de que la principal función del mantenimiento es trabajar
(actividades y frecuencias) para que los activos no se dañen. Desde ese
enfoque, y desde el punto de vista filosófico, se destaca el Mantenimiento
Productivo Total, según Nakajima (1991), como u=
na
corriente utilizada en muchos países, que involucra métodos eficaces.
En otra ver=
tiente,
este estudio considera enérgicamente la preservación del ambiente y la
seguridad de la gente, destacando el criterio de dar espacio a futuras
investigaciones, en correspondencia a lo que pudiera ser la Terotecnología
y sus componentes principales, que se pueden medir estadísticamente y
relacionarlos con otros elementos que potencien la calidad de la Gestión de
activos, fortaleciendo así los cimientos filosóficos y conceptuales sujetos=
a
estudios, tal como se plantea en Pérez (2018) y en Pérez (2020).
Cabe destac=
ar
ciertas ilustraciones innovadoras que impulsen la confiabilidad operacional=
y a
factores como los desarrollados por Guillen (2018), sobre la gestión de act=
ivos
y el ciclo de vida de los activos físicos, así como la confiabilidad, tasas=
de
fallas y modelos matemáticos (Suárez, 2011), lo que permite establecer
elementos fundamentales para la calidad del mantenimiento.
En este art=
ículo
también se persigue estudiar sobre los aspectos tecnológicos en ciencias de=
los
materiales en determinadas aleaciones, lo que se perfila como una contribuc=
ión
para la toma de decisiones en el diseño de componentes para equipos en proc=
esos
industriales, relacionados a mantener la continuidad de la producción
(Villanueva, Pérez-Tagle & De León, 1989), y minimizar fallas, así como=
en
la creación para mantener equipos con miras a la productividad operacional.=
Ante tal fi=
n, se
plantea en esta indagatoria que el tiempo de vida útil y la confiabilidad de
los activos están relacionados a la calidad de los mism=
os
luego de revisiones de estudios en tribología, que experimentan enseñanzas
planteadas por Vite, et. Al (1994).
Considerand=
o el
momento en que se da inicio a la construcción de los primeros mecanismos, se
presenta el desgaste de los elementos que los conforman (Tristancho, Higuer=
a, La formulac=
ión de
este estudio tiene como propósito acompañar, a través del equipo natural de
trabajo, y apoyado en la Familia de Normas Británicas (ISO 55000, 2014), lo
relativo a la gestión de activos d=
esde
un esbozo operativo de políticas de remplazo y desgastes, además de
caracterizar las fallas según la Normas COVENIN 3049-93 (1993) y OREDA(2012=
),
de manera de garantizar el éxito de la gestión de activos con aplicaciones
industriales y mecánicas de amplio valor práctico y en la búsqueda de mejor=
as
en la producción y aumento de los tiempos de buen funcionamiento, siempre
apegados a la Norma Española UNE-EN 16646 (2015) de los activos, y sin
descuidar el ambiente y seguridad, así como a la Norma Internacional ISO 14=
001
(2015) y la Norma
Internacional ISO 45001 (2018)
para la gestión de operaciones en la dirección de activos, tal como lo
establece Malavé (2015) en su tesis doctoral referida a la posible mejora d=
e la
gestión de activos físicos. Agregándose desde otro punto de vista la invent=
iva
y la evolución y el manejo de activos de mucho uso, como es caso de estudio=
del
Departamento de Transporte del Estado de New York (2013). Sin embargo, cabe
destacar que aún hay vacíos en la ciencia para definir e instrumentar la
gestión de activos como un proceso sistemático y multidisciplinario, aplica=
ble
para el manejo beneficioso de un buen número de procesos industriales y sus
relaciones multivariantes, base para próximas investigaciones. Para los de=
dicados
a la gestión de activos, se plantea la siguiente metodología compuesta por
parámetros, procedimientos, técnicas y herramientas notables para mejorar el
impacto en el desempeño satisfactorio, bajo una visión de administración de
fallas con atención de manera especial en el estudio del desgaste, para lue=
go
plantear una esquematización sobre aplicaciones de obsolescencia. Esta rela=
ción
metodológica, planteada en la relación del trinomio estudiado, está
instrumentada por hallazgos que permitieron desarrollar este método
considerando el estado del arte sobre el tema objeto de estudio, y consider=
ando
normas nacionales e internacionales, además de tener en cuenta regulaciones=
de
cumplimiento con miras a la sostenibilidad, justificando la importante aten=
ción
a la Seguridad y el Medio Ambiente. Todo esto l=
ogra un
objetivo en común que es mejorar el desempeño y cumplimiento satisfactorio,=
ya
que se identificaron los componentes principales y los factores que inciden=
en
cada uno de los elementos, y la instrumentación de todo lo descrito en el
método se explica en el desarrollo del artículo. En la
& Flórez, 2007), obteniendo de estas argumentaciones como objetivo
central el fortalecimiento moderno para la ingeniería de la gestión de acti=
vos
(Guillen, 2018), lo que permite innovar a través de una composición en este=
estudio
del desgaste, fallas y obsolescencias de manera práctica y conceptual, para=
así
proporcionar conocimientos que maximicen la eficiencia en el acompañamiento del ciclo de vida del
activo (Tristancho, Higuera, & Flórez, 2007), facilitando la
disminución del impacto al administrar fallas y adecuar el modelo a la magn=
itud
del desgaste y sus distintas variables estudiadas, como lo son velocidad y =
la
naturaleza de las superficies en contacto, y la eficacia de técnicas de
mitigación destacadas por Sydney (1976). En tal
sentido, se hace énfasis en el artículo de la posibilidad de generar medici=
ones
y evaluar el desempeño en cada tópico objeto de estudio, así=
como promover un esquema modelado para alc=
anzar
las metas empresariales dentro del contexto de la Ingeniería Industrial (El-Akruti, Dwight, Zhang & Al-M=
arsumi,
2015).
.
Figura =
<=
span
lang=3DES-US>1=
Esquema
Conceptual
Es por ello=
que este estudio argumentativo fortalece el cómo
instrumentar la gestión de activos mediante estrategias para la mejora de la
producción y la confiabilidad, además de distintas áreas vinculadas a siste=
mas
de gestión de la producción y operaciones industriales (Chase, et. al., 2000)
bajo recomendaciones de la Norma UNE 60300-3-3:2017
(2017), en confiabilidad para desarrollar objetivos operacionales e
identificar oportunidades de mejora, y para construir políticas para el con=
trol
y dirección de los activos, fortaleciendo los sistemas de gestión para una
buena producción.
Al respecto=
, se
consideró en este estudio elementos novedosos de la ISO O=
rganización
(2021), en la Norma ISO 3=
7301:2021
en sistemas de gestión de cumplimiento, al implementar, desarrollar, evalua=
r,
mantener, auditar y mejorar el sistema de gestión para prevenir riesgos de
incumplimiento; se presentan los siguientes planteamientos ampliados en el
artículo, :
Metodología,
Componentes Principales y Factores que Instrumentan el Estudio.
Metodológic=
amente,
este estudio plantea mejorar el desempeño centrado en administración de fal=
las
y en el estudio del desgaste y obsolescencia en las operaciones industriale=
s.
Al respecto, se establece un arqueo documental descriptivo (Arias, 2006), a=
poyado
en el Modelo Argumentativo de Toulmin (Toulmin, 2003) y en aportes de Pinoc=
het
(2015), desarrollado en el Laboratorio para Investigación y Enseñanza del
Mantenimiento (LIEMA) además de estudios preliminares en el Centro de I+D en Termo-fluidodinámica y Mantenimiento
(CTYM).
D=
esempeño
Satisfactorio y Cumplimiento
En el desar=
rollo
del artículo, se describen procedimientos bajo una combinación provechosa de
factores cualitativos y cuantitativos (Blanchard, 1997), permitiendo conocer
cuando el equipo falla y estudio del desgaste mecánico y la obsolescencia (=
Leemis, 1995). A continuación, se menciona y explica =
cada
uno de los aspectos que contempla este método.
Conformación del equipo natural de trabajo (ENT)
Se propone =
la
conformación del equipo de trabajo, según Pérez (2018), para promover dinám=
icas
argumentativas y recolección de información bajo una serie de actividades
grupales, para poner en funcionamiento las variables del estudio y fortalec=
er
el cumulo de conocimientos a través de distintas visiones para originar un =
buen
análisis de fallas y recoger todos los datos, según la metodología.
En la , se presenta un esquema donde se expone el planteamiento metodológico=
en
un diagrama de secuencia lógica y práctica.
Figura =
2=
Esquema
de Investigación para el Estudio de Falla, Desgaste y Obsolescencia en Gest=
ión
de Activos Industriales:
Mantenibilidad
Cabe destacar que el fac=
tor, a
la hora de devolver un principio de funcionamiento, es la mantenibilidad (V=
er
Ecuación 1) relacionada con la duración de las paradas por mantenimiento. Es int=
eresante
destacar estudios donde se fortalecen criterios teóricos y estadísticos con=
los
de los autores Pérez, V. (2020),
(Suárez, 2011).
Donde:
T: Tiempo r=
equerido
para reestablecer el equipo a sus condiciones de operación normal.
t: Tiempo preestablecido por la organizaci=
ón.
μ: Par=
ámetro
de escala.
a: Parámetr=
o de
dispersión.
Mantenimiento Predictivo
Establecer Mantenimiento
Predictivo como un conjunto de técnicas que estudian la condición del activ=
o.
Al respecto, se destacan termografía, vibración, balanceo, ultrasonidos,
análisis y lubricantes (mejoran el diagnostico), y se utilizarán equilibradamente de acu=
erdo
con la naturaleza y la necesidad de los elementos a monitorear en el proces=
o.
A=
dministración
de las Fallas
Permite establecer una práctica sistemática y logística para determi=
nar
probabilidad, causas y consecuencias al estudiar y mitigar, destacando:
·&nb=
sp;
Identificar los equipos y/o componentes que fal=
lan.
·&nb=
sp;
Estimar la probabilidad y tasa de fallas.
·&nb= sp; Causas, consecuencias y efectos en el sistema.<= o:p>
·&nb=
sp;
Mejorar los programas de mantenimiento, basados=
en
fallas.
=
=
Se dice que un componente o equipo ha fallado cuando no puede o ha
perdido la capacidad para cumplir su objetivo a satisfacción, ya sea en
cantidad, calidad u oportunidad (Charles, 1997).
Matemáticamente, se propone la probabilidad de falla F (t) de un equ=
ipo
mediante la Ecuación 2:
A continuación, se describe la simulación del comportamiento de la
probabilidad de falla en la Figura =
3:
Figura =
3=
Curva
Típica de Probabilidad de Falla:
Para argumentar el comportamiento estadístico, se presenta la tasa de
fallas =
l(=
t)
expresada según: (Suárez,
2011).
· =
falla/unidad de tiempo.
· =
Ciclos/unidad de tiempo.
· =
Km. Recorridos/unidad de tiempo.
En el estudio se propone las ecuaciones 3 y 4 para el cálculo de la =
tasa
de falla
Caso 1. Los elementos que fallan son reemplazados en un instante Dt=
:
Caso 2. Los elementos que f=
allan
no son reemplazados (o no reparados):
Donde:
No: Número inicial de piezas o partes.
La etapa de desga=
ste
en las dimensiones tasa de falla y tiempo (ver Figura 4),=
donde
en ella se destacan 3 casos de comportamientos en componentes mecánicos y e=
lectrónicos
establecidos en el LIEMA.
Figura =
4=
Etapa de Desgaste:
A continuación, se simulan diferentes casos y comportamientos como
argumentos resaltados en estudios de Suárez (2011):
· =
Tasa de falla creciente (exponencial positiva),
componente electrónico.
· =
Tasa de falla que crece aceleradamente y luego
decrece gradualmente (fatiga), componente mecánico.
· =
Tasa de falla proporcionalmente creciente, otro
comportamiento.
El estudio establece generalidades, aunque cabe destacar que la tasa=
de
falla aumenta con el tiempo y el equipo sufre un proceso de deterioro físico
por el roce mecánico, que se encuentra entre las otras consideraciones o
elementos que generan pérdidas de material estudiadas en este artículo en e=
l tópico
de desgaste, además de las causas que ocurren en buena medida por deterioro
mecánico, fatiga, corrosión y deformación, las cuales normalmente generan
puntos de acumulación de esfuerzos.
Estudio causa raíz
Se propone esta técnica para mitigar, des=
tacando
dos fortalezas:
· =
Ampliar los periodos de buen funcionamiento.
· =
Análisis de fallas en componentes y equipos de
manera física, humana y latente.
D=
estacando
internacionalmente clasificaciones como críticas, degradantes, incipientes y
desconocidas; y, según la norma COVENIN 3049-93 (COVENIN=
, 1993),=
se
clasifican de acuerdo con su alcance, velocidad de aparición, impacto y
dependencia.
Buscando
en este estudio su minimización y vigilancia para restaurar la funcionalida=
d a
niveles aceptables de desempeño (Rigney, 1994)=
, se
destaca el siguiente esquema en la Figura =
5 para mitigar fallas.
Figura =
5=
Árbol Lógico
Zum (1987)
establece que el desgaste y la fricción de dos superficies sólidas en conta=
cto
y sin ningún tipo de lubricación dependen en gran parte del tipo de
irregularidades superficiales que se involucren, estableciendo:
· =
Deformación elástica y plástica.
· =
Micro cortes.
· =
Perturbación de la adhesión.
· =
Ruptura.
De acuerdo =
con la
revisión bibliográfica y la literatura referida a este estudio, se evidencia
que en el momento en el cual se inicia la construcción de los primeros
mecanismos, se presenta el desgaste de los materiales que los conforman,
considerando desde el punto de vista térmico que los trabajos desarrollados=
por
investigadores, muestran como las temperaturas promedios en la superficie y=
el
nivel de las asperezas son lo suficientemente elevadas para modificar
drásticamente las propiedades mecánicas.
Por lo tant=
o, se
propone a la ciencia algunas consideraciones como la regularidad de las
tensiones en la zona de contacto, destacando así un elemento interesante pa=
ra
predecir la falla correctamente, así como la consideración de los mecanismo=
s de
desgaste de sistemas tribológicos; ello es sin duda la disciplina que estud=
ia
la interacción entre superficies en movimiento (desgaste, fricción, adhesió=
n, y
lubricación).
Se exhibe, =
en el
caso particular del tópico, el desgaste a válvulas de motores de combustión
interna que los siguientes requerimientos demandan: disminución de las
emisiones gaseosas tóxicas, más potencia en el motor, menos consumo de
combustible y aceite. El mecanismo en el fundamento del diseño que domina el
proceso depende de los componentes del motor, de las condiciones de operaci=
ón,
las configuraciones del asiento y de la válvula, los materiales, y el tren =
de
válvulas, entre otros.
El comporta=
miento
de los componentes de máquinas y de materiales necesita ser optimizado para
reducir los costos de operaciones. Este hecho ha impulsado la Tribología,
destacando la fricción, la lubricación y el desgaste, y pone participacione=
s en
estudios preliminares en el Centro de I+D en Termo-fluidodinámica y
Mantenimiento (CTYM).
A modo de e=
jemplo,
con una válvula donde se produce desgaste mecánico entre los siguientes
componentes: válvula-asiento, guía-vástago, y leva-punta de válvula, se pro=
pone
lo siguiente:
En referenc=
ia al
desgaste y Ley de Archard, al emplear la
expresión de Archard, ampliamente =
utilizada
en la actualidad, se hace la salvedad que en diferentes investigaciones se
aplica un modelo clásico formulado en 1953, el cual se emplea para el desga=
ste
por deslizamiento en seco, pues plantea una variación del desgaste inversam=
ente
proporcional a la dureza del material y directamente proporcional a la carga
aplicada.
Este estudio está en sintonía con el análisis de fallas en component=
es mecánicos que pueden presentarse de cu=
atro
formas diferentes de desgaste: abrasivo, adhesivo,
corrosivo, fatiga.
Regularmente, las válvulas de admisión=
no se
encuentran expuestas a químicos que produzcan oxidación, lubricación o rest=
os
de componentes como la combustión y el desgaste.
Se consider=
a en
este artículo la ecuación constitutiva para comprobar el volumen de
material perdido por efecto del desgaste, formulada por Holm en 1946 y Archard en 1953.
Así, la Ley Holm-Archard se evidencia en=
la
Ecuación 5.
Donde:
V: Volumen de material perdido por efecto del desgaste.
H: Dureza del material.
K: Coeficiente dependiente de la rugosidad del material, lubricación
entre los cuerpos en contacto, transferencia de calor (radiación, conducció=
n,
convección), etc. Su valor puede variar en un rango de
Con el pará=
metro K
se podría predecir el desgaste que se produce en componentes mecánicos. Se
advierte que, para la obtención de valores de desgaste precisos, es necesar=
ia
una correcta caracterización con el modelo de Archard<=
/span>
para cada par de materiales en contacto, considerando para futuros estudios
temperaturas y condiciones de lubricación (Espinoza, 2011).
A partir de la expresión de Archard, (Mo=
delo
de contactos múltiples en superficies rugosas y modelo de desgaste mecánico=
),
se destaca la Ecuación 6:
Donde:
H: es la altura de desgaste.
λ: es el multiplicador de Lagrange que denota la fuerza de cont=
acto
función del desplazamiento tangencial.
Integrando
numéricamente la Ecuación 6 y utilizando un esquema Ba=
ckward
Euler, se tiene la siguiente Ecuación 7:
Luego de estudiar estos modelos matemáticos, se proponen algunos
materiales y procedimientos para la selección de aleaciones, a saber:
Protección contra el desgaste
Al establecer la elección del material, se requ=
iere
un análisis completo de las condiciones reales y conocimientos de las
posibilidades de aplicación y limitaciones del procedimiento, del material
elegido y del costo.
Así
mismo, se proponen algunas técnicas que permitirán proteger ciertos materiales=
del
desgaste, destacando que el contacto entre superficies ocurre bajo la
influencia de los materiales, enfatizando superficies rozantes y la aparici=
ón
de fallas:
· =
Recubrimientos electrolíticos.
· =
Oxidación anódica.
· =
Difusión.
· =
Metalizado.
· =
Recargues con metal duro.
· =
Tratamiento térmico.
Principios de las aleaciones resistentes al desgast= e
Se presenta una clasificación adecuada de
aleaciones resistentes al desgaste en la Figura 5. Se argumenta que la tenacidad es
inversamente proporcional al contenido en carbono, variando dentro de cada
grupo el contenido en este elemento y obteniendo una amplia gama de aleacio=
nes.
Exaltando de manera enriquecedora a la
gestión de activos y para mejoras continuas en procesos industriales a
propiedades mecánicas de máquinas, se tienen las siguientes aleaciones
propuestas a continuación en la Figura =
6:
Clasificación
Simplificada de las Aleaciones Resistentes al Desgaste, Acotando la Descrip=
ción
Pertinente en este Estudio
Se puede decir en esta discusión de resultados que el tiempo de vida
útil y confiabilidad de los componentes están íntimamente relacionados con =
sus
propiedades tribológicas (resistencia a la fricción y al desgaste).
Con base en los mecanismos mostrados al inicio de este tópico de
desgaste, bajo estudios actualmente aceptados a nivel mundial, se observan
distintos mecanismos de desgaste, como lo es la deformación plástica. En el
caso de la remoción por grumos, opera un mecanismo de tipo adhesivo y un
mecanismo de “fatiga” a nivel superficial, asociado con el “ratchetting”,
que es un comportamiento en el que la deformación plástica se acumula debid=
o a
la tensión mecánica o térmica cíclica.
En este orden de ideas, se describen las etapas del árbol lógico
establecido en la Figura 4 en materia de reemplazo en el ciclo de v=
ida
en la gestión de activos (Ver Figura =
7)=
.
La implementación de la metodología, además del estudio del material,
ayuda a:
· =
Describir el evento de la falla en forma clara =
y concisa
(que se desea minimizar).
· =
Reunir evidencias operacionales del evento.
· =
Realizar dinámicas de generación de consensos s=
obre
las causas de la falla para:
o D=
etectar
las posibles causas de fallas.
o V=
erificar
las consecuencias de las fallas.
o E=
fectos
en el sistema.
Figura =
7=
Descripción de Etapas Representadas en el Proce=
so
del Análisis Causa Raíz
Se habla de obsolescencia cuando se llega a la caída en desuso de un
equipo, no por mal funcionamiento de éste, sino por un insuficiente desempe=
ño
de su función en comparación con los nuevos equipos introducidos en el merc=
ado.
O=
bsolescencia
de Equipos
Esta metodo=
logía se
establece con el propósito de asegurar que la información sea comparable y =
d=
iscutida
bajo una dinámica grupal del equipo natural de trabajo, buscando estabilida=
d en
producción y el fortalecimiento de la toma de decisiones en la gestión de
activos.
Esta indagatoria formula un sostén al equipo natural de trabajo,
teniendo en cuenta consideraciones ya establecidas en tópicos anteriores, producto de una descompos=
ición
conceptual. En un estudio del Laboratorio para la Investigación y Enseñanza=
del
Mantenimiento Industrial (LIEMA), se perfilan parámetros como: cumplimiento=
de
la vida útil, incapacidad de producción, indisponibilidad de repuestos, ava=
nce
tecnológico, ambiente y seguridad para adecuar la política de remplazos. Di=
chos
parámetros están contemplados en el estado del arte donde se destacan crite=
rios
de los siguientes autores (Suárez, 2011 y <=
/span>Pérez, =
V.
(2020), Duffuao,
R. (2002), Mora, A. (2009), Pérez, V. (2018).
Luego de ha=
ber
analizado cada uno de los parámetros que se obtienen sobre la población de
equipos, tanto estáticos como dinámicos objetos de estudio, al respecto
pudieran aplicar estadísticos como la media, la varianza y pronósticos, en
donde es necesario establecer una selección argumentada en la deliberación =
de
estos parámetros. En tal sentido, se propone una ponderación a cada una del=
20%
con la finalidad de que el valor final no exceda de cien por ciento (100%),=
y
así poder evaluar el resultado o el proceso, destacando las siguientes
variables cualitativas, expuestas en la =
.
Figura =
8=
Parámetros
de Obsolescencia
Cumplimiento de Vida Útil
Esto
se evidencia cuando el equipo presenta un alto nivel de desgaste y deterior=
o,
originando una deficiencia técnica del mismo. Para conocer la vida útil del
equipo, este estudio sugiere consultar al proveedor o fabricante. (Ver Figura =
9<=
!--[if gte mso 9]>
Figura =
9=
Diagrama de Parámetro de la Vida Útil
Incapacidad de Producción
Este p= arámetro sobreviene cuando el equipo no cumple con los requerimientos establecidos; = es decir, no está en capacidad de lo exigido en meta o estándar de producción.= El mismo se ve afectado por el crecimiento de los requerimientos de manufactur= a, ocasionada por un aumento de esta, independientemente de horas de trabajo.<= o:p>
Para sabe=
r si
el equipo es afectado por el parámetro antes mencionado, se sugiere seguir =
el
diagrama que se muestra en la .
Figura =
10
Diagrama del Parámetro de Incapacidad de Produc=
ción
Indisponibilidad de Repuesto
Ocurre cuando el fabrica=
nte de
dicho equipo notifique la discontinuidad en la producción de éste y/o no
garantice el suministro de repuestos. Para analizar este parámetro, se sugi=
ere
aplicar el diagrama de la .
Figura =
11
Diagrama del Parámetro de Disponibilidad de
Repuestos
Avance Tecnológico
Este parámetro se da por descubrimiento de nuevos procedimientos de
producción y/o el perfeccionamiento de los equipos que provocan una tendenc=
ia
en sustituir a los actuales por otros que presenten mayor rendimiento y
funcionamiento más estable y seguro, además de llevar implícito una reducci=
ón
en los costos de mantenimiento y mejor mantenibilidad.
Para determinar si el equipo es obsoleto,<=
/span>
se muestra la Figura 12.
Figura =
12
Diagrama
del Parámetro del Avance Tecnológico:
Ambiente y seguridad
Este e=
studio
está amparado en la justificación de la función de mantenimiento que busca
maximizar la seguridad y salud en el trabajo como lo contempla la Norma ISO
45001 (2018), que establece las herramientas necesarias para implantar un
Sistema de Gestión de Seguridad y Salud en el Trabajo, dando la destreza pa=
ra
que la organización formule una política de los equipos y del personal, y de
igual importancia minimizar el efecto negativo sobre el medio ambiente.
Luego =
de
determinar los parámetros que fundamentan la toma de decisión, se establecen
indicadores cuantitativos que permitirán al equipo natural de trabajo medir=
el
nivel del parámetro (Ver Tabla <=
span
style=3D'mso-no-proof:yes'>2).
Parámetros de Obsolescencia
Nota: para medir el n=
ivel
de obsolescencia se consideran los siguientes criterios (ver Tabla <=
span
style=3D'mso-no-proof:yes'>3<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;mso-fareast-language:EN-US'>): Nivel Bajo (NB) pa=
ra un
valor del 0%, Nivel Medio (NM) para un valor del 10% , y un Nivel Alto (NA)
para un valor de un 20%. Composición en laboratorio.
Criterios de Obsolesc=
encia
Una vez que=
se
obtiene la ponderación total del equipo, se compara con los criterios de
obsolescencia y de acuerdo con el intervalo, para así tomar una decisión si=
el
equipo debe ser reemplazado o no.
En líneas
generales, conforme al esquema metodológico formulado en Figura 1 y con el consenso del equipo natural =
de
trabajo, y luego se adecua y dinamiza la Orden de Trabajo conforme a su
recorrido, finalizando el procedimiento de ser necesario.
Se logró presentar a la comunidad cien=
tífica
un modelo para estudio de falla, desgaste, y obsolescencia en gestión de
activos industriales para alcanzar un desempeño satisfactorio y amparado en=
una
serie de normas, destacando la UNE 60300-3-3:2017 para gestión de la
confiabilidad y el mejoramiento de las operaciones, así como la novedosa No=
rma
ISO 37301:2021 para sistemas de gestión del cumplimiento, al presentar la
secuencia en el equilibrio sistémico del esquema metodológico que permitirá
reforzar la ingeniería de un modelo de gestión de activos, cuando se trabaja
con equipos mixtos, tanto estáticos (baja probabilidad de fallas y alta
consecuencia), así como dinámicos (alta probabilidad de fallas y baja
consecuencia), permitiendo conocer cuando el equipo falla y considerando el
desgaste mecánico, destacando que con el parámetro K se podría predecir el
desgaste que se produce en componentes mecánicos, y así dar recomendaciones=
en
la etapa de diseño en el ciclo de vida.
En materia de administración de fallas=
de
activos, en el caso citado en el estudio de las válvulas es válido destacar=
que
las mismas sufren deterioros durante el funcionamiento del motor; regularme=
nte
en el caso de las válvulas de admisión, el desgaste es claramente abrasivo,=
y
en las válvulas de escape es abrasivo y corrosivo. Por lo tanto, se propone=
el
diseño con aleaciones de Níquel-Cromo, ya que son los materiales mejor usad=
os
para válvulas de escape porque están sometidas a mayores temperaturas y
corrosión que las válvulas de admisión.
El Laboratorio para la Investigación y
Enseñanza del Mantenimiento establece que mediante el estudio de fallas se
podrán conocer las causas de aparición y sus efectos negativos, además de
generar soluciones de posibles materiales para reducir ocurrencias de
fallas y
mejorar la gestión de activos, logrando disminuir los tiempos fuera =
de
servicio, mejorar la mantenibilidad en aplicaciones de técnicas de
mantenimiento bajo distintos criterios de obsolescencias, aprovechando los
recursos teóricos y prácticos de esta publicación e instrumentar las decisi=
ones
en materia de ingeniería.
El
estudio permite sugerir la formulación de manera esquematizada en la Figura 1, y
desarrollada en la sección 2, para una gestión de activos donde se verifica=
su
aceptación en líneas generales, destacando consideraciones teórico/prácticas
presentadas metodológicamente en los distintos planteamientos ampliados en =
el
artículo, compuestos por la administración de fallas, estudio de desgaste y
obsolescencia en equipos, logrando así un mayor nivel de precisión en la
Gestión de Activos a través del marco normativo ISO, COVENIN y UNE, conform=
e al
esquema propuesto en la Figura 12, luego de dinámicas grupales y consen=
sos
del equipo natural de trabajo (ENT).
En este sentido, se recomienda adecuar=
y
dinamizar la Orden de Trabajo conforme a su recorrido, sujeto al sistema de
mantenimiento, capacidad humana y carga de trabajo. Finalizando el
procedimiento establecido, se presenta un régimen que permite minimizar la
incertidumbre en aplicaciones Industriales, partiendo de un conjunto de
técnicas descritas en este estudio donde de manera concisa, luego de una
profunda discusión e interpretación de resultados, se busca equilibrar la t=
oma
de decisiones y minimizar diagnósticos errados bajo una propuesta
multidisciplinaria de acuerdo con las dimensiones estudiadas en sistemas de
Gestión de Activos.
Para lo señalado, se propone el siguiente procedimiento metodológic= o, sintetizado en la Figura = 13, planteándole a la comunidad científi= ca de que el trabajo presentado contempla determinaciones apropiadas en los órdenes de trabajo y remplazos acertados, así como en la realización de predicciones en mejoras de la vida remanente de máquinas en el sistema de producción, considerando ambiente y seguridad en miras a la sostenibilidad, y enfatizando en la promoción del <= /span>Centro de I+D en Termo-fluidodinámica y Mantenimiento (CTYM) en materia de Gestión= de Activos. <= o:p>
Figura 13
Equilibrio Sistémico de G=
estión
de Activo, Asociado a la Administración de Fallas y al Estudio de Desgaste y
Obsolescencia, en Equipos Industriales
La periodic=
idad al
analizar fallas permite a la gestión de activos garantizar la calidad de los
sistemas industriales, generando mayor confiabilidad y disponibilidad,
permitiendo la consolidación de una gestión exitosa al interactuar a través=
de
dinámicas grupales del equipo natural de trabajo, además de la captación de
información que genera una falla para estudiar el desgaste, las imperfecciones, las causa=
s de
la falla y los efectos sobre el sistema, para luego determinar un criterio =
de
obsolescencia.
En esta investigación se
recomienda la utilización de la metodología propuesta para la toma de
decisiones en mantenimiento industrial bajo un proceso analítico, táctico y
jerárquico de sus componentes y factores principales que permiten instrumen=
tar
un procedimiento diseñado para cualificar y cuantificar, además de ayudar a
robustecer los criterios, juicios u opiniones gerenciales sobre la importan=
cia
relativa de cada uno de los elementos empleados en el procedimiento.
El método planteado genera
ventajas competitivas que permiten a las organizaciones un análisis practic=
o y
sistematizado para resolver conjeturas y problemas en distintos niveles y
aspectos, al considerar los métodos globales de las alternativas en la admi=
nistración
de fallas y el estudio del desgaste y obsolescencia.
La ingeniería propuesta en=
la
metodología permite un equilibrio sistémico al asignar técnicas que facilit=
an
las tareas de "planificar, dirigir y controlar", proporcionando
decisiones técnicas y manejo de información en forma confiable y permitiendo
detectar y mejorar dentro de ciertos límites las fallas humanas e incoheren=
cia
de los decisores humanos.
Surge la necesidad de fome=
ntar
metodologías, herramientas o modelos que permitan equilibrar los parámetros de mantenimie=
nto y
sus relaciones directas con factores humanos, técnicos y económicos, que
interactúan en todo el ciclo de vida de los activos donde seria atractivo
estudiar estadísticamente una relación dentro de la gestión de activos, la
confiabilidad operacional y la Terotecnología, =
la
cual serviría como nuevo abordaje para futuras investigaciones, que generen=
un
esquema estratégico que den espacio a la mejora continua y continuidad de la
producción al minimizar fallas para llevar mayor rendimiento y productivida=
d a
la gestión, atendiendo a su naturaleza multivariante.
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