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Plan de Mantenimiento Basado en la Confiabilidad para una Planta Nueva de Procesos MSc. Ing. Jaime Collantes Bohórquez JCB – Gestión de Activos Premio ACIEM 7o Congreso Mundial de Mantenimiento y Gestión de Activos

Optimización de Costos de Mantenimiento a través de la Implementación del Cuidado Básico de Equipos y Mantenimiento Menor por Operaciones Eynar Sarmiento Velásquez. Mansarovar Energy Colombia Ltd

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Edison Cordoba Moreno. Best Process SAS

AEM – Asociación Española de Mantenimiento ACIEM – Asociación Colombiana de Ingenieros ABRAMAN – Asociación Brasileña de Mantenimiento ACMI – Asociación Chilena de Mantenimiento Industrial APMI – Asociación Portuguesa de Mantenimiento Industrial AEMA – Asociación Peruana de Mantenimiento y Gestión de Activos ASBOMAN – Asociación Boliviana de Mantenimiento ASEINMA – Asociación Ecuatoriana de Ingeniería de Mantenimiento

Gestión de inventarios MRO: Finanzas para mantenedores, mantenimiento para financieros Carlos Andrés Rodríguez AMS Group Ltda

Transporte público de passageiros a importância da condição dos óleos na qualidade do serviço Hugo D. N. Raposo J. Torres Farinha Luís A. Ferreira

Evaluación de la base de datos de mantenimiento Lourival Augusto Tavares Expresidente ABRAMAN

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La importancia del aire comprimido en el mantenimiento de la industria plástica Oscar Carrasco ASEINMA

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Plan de Mantenimiento Basado en la Confiabilidad para una Planta Nueva de Procesos Autor: MSc. Ing. Jaime Collantes Bohórquez JCB – Gestión de Activos Premio ACIEM 7o Congreso Mundial de Mantenimiento y Gestión de Activos

Resumen

El rápido crecimiento de regional en el Perú ha hecho que varias empresas hayan decidido expandir su capacidad de producción, construyendo para esto nuevas planta en diferentes lugares del país. Para este estudio se toma una de estas empresas, que construirá una planta nueva, la cual se supone comience a operar a comienzos del 2016. Con este proyecto se diversificará geográficamente las operaciones de esta empresa y estará más cerca de sus potenciales clientes. Al mismo tiempo, la compañía se ha comprometido con el desarrollo de esa región del Perú, la cual contará con la más moderna planta en su rubro en Latino América. A causa de que es una planta nueva no existen datos de operaciones / mantenimiento ni costos, pero si se conocen los requerimientos de producción. Aplicando la Ingeniería de Confiabilidad, usando la metodología DFR – Design for Reliability (Diseño para Confiabilidad), se ha desarrollado una política clara de operación / mantenimiento para la nueva planta. Para esto se ha analizado información de otras plantas de la corporación, definido los equipos críticos y desarrollado la propuesta presentada en este estudio (paper), para encontrar y acomodar un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad para soportar una operación de planta óptima, con costos mínimos, para presentárselo al nuevo gerente del proyecto de la planta nueva y su comité. 1. Caso de estudio Como planta de procesos nueva no se tienen datos de operación/mantenimiento ni costos. Al tener activos nuevos modernos se solicitó la información a los proveedores pero muy poco fue lo que se obtuvo. Se conocen los requisitos de producción que aspiran ofrecer por lo que se necesita desarrollar una política clara de mantenimiento de la planta. Para esto se propuso desarrollar un plan de mantenimiento basado en la confiabilidad, que pueda soportar una óptima de operación de la planta con costos mínimos. Se aplicó la Ingeniería de Confiabilidad utilizando las herramientas DFR – Diseño para Confiabilidad y otras incluidas en este enfoque. 1.1. Objetivos del proyecto Se aplicó el Diseño para Confiabilidad – DFR, utilizando las etapas que fueran necesarias para identificar los activos físicos críticos y cuellos de botella en el proceso. 1


Se determinaron las principales maneras de fallar a las que están expuestos estos activos críticos y se desarrolló un plan de mantenimiento a medida, para reducir al mínimo la probabilidad de falla para una mejora consistente en la operación futura. 1.2. Contenidos ∙ Antecedentes de la planta nueva de procesos. ∙ Sistemas RAMS básicos. ∙ Descripción de la planta nueva; requerimientos, operación, mantenimiento y abastecimiento. ∙ Diagrama de Sistemas y modelación RAMS. ∙ Análisis del Modo de Falla y sus Efectos – FMEA ∙ Análisis Costo / Beneficio. ∙ Simulación de los modos de falla críticos para obtener las frecuencias óptimas de intervención. ∙ Conclusiones y Recomendaciones. ∙ Bibliografía 2. Descripción del proyecto de la nueva planta de procesos. La compañía de procesos tuvo muy buenos números en el año 2012 y puso US$100M en acciones en la bolsa de NY y obtuvo US$230M para sus planes de expansión, así fue como la compañía decidió invertir en el norte del país. El proyecto de la nueva planta costará US$ 300M con un aumento de capacidad de producción del 80% de lo que se produce actualmente. El proyecto está corriendo actualmente y debe empezar a producir a principios del 2016, esperando una producción que de tranquilidad hasta el 2020. El precio del producto ha estado muy estable los últimos años, con variaciones muy pequeñas inclusive por debajo de los índices de inflación. El costo por tonelada en el Perú es un 70% del valor en otros países, por lo que es un proyecto muy competitivo para la región americana por lo competitivo de su precio.. Todo dependerá de una atractiva y rentable oportunidad, para lo que se deberá hacer encajar nuestra capacidad. 3. Esquemas del sistema y modelado RAMS. Análisis de criticidad. Los elementos y actividades esenciales para el reto de la Ingeniería de Confiabilidad en la mayoría de las compañías consisten en hacer un balance entre las tres demandas para desarrollo de productos y procesos confiables: ∙ Asegurar que la producción reúna y cumpla con los requerimientos de confiabilidad. ∙ Asegurar que la producción cumpla con el presupuesto asignado al proyecto. ∙ Asegurar que la producción cumpla con los tiempos propuestos. La empresa se interesó en la propuesta y se hizo una primera presentación de la metodología a usar, lo que más les impactó fue la prueba que es de lejos más efectivo el costo de diseñar en confiabilidad que tratar de introducirla en el producto y/o servicio después en la etapa de operación. La regla del “factor 10” sirvió de base para que la compañía aceptara el tema porque se le presentó la idea de que el costo de fijar cuestiones de confiabilidad se va incrementando geométricamente (x 10) a medida que nos movemos en el desarrollo del proyecto. 2


Fig 1: Regla del factor 10. (Fuente: Presentación SIC 2010 – Pantelis Vassiliou) Revisando rápidamente la teoría de DFR, encontramos que a lo largo del ciclo de vida de los productos y/o servicios la ingeniería de confiabilidad tiene diferentes fases que van a permitir su desarrollo con una serie de actividades por cada una de ellas. Se planteó ingeniería de confiabilidad con actividades a lo largo del ciclo de vida de los productos y/o servicios que se agrupan en las siguientes fases:

Fig 2: Fases del DFR. (Fuente: Traducido de Presentación SIC 2010 – Pantelis Vassiliou) ∙ Fase 1 – Concepto: Definición de Objetivos de Confiabilidad ∙ Fase 2 – Diseño: Identificación de los principales Riesgos de Confiabilidad. Evaluación del Diseño de Confiabilidad propuesto ∙ Fase 3 – Desarrollo: Cuantificación, Análisis e implementación de Confiabilidad ∙ Fase 4 – Construcción: Aseguramiento de la Confiabilidad ∙ Fase 5 – Sostenimiento: Monitoreo y Control de la Confiabilidad 4. Matriz de criticidad y Priorización para el RCM. 4.1. Parámetros para la designación de los índices de criticidad. ∙ Factor de Frecuencia ∙ Factor de Operación (O) ∙ Factor de Flexibilidad (FL) ∙ Factor de Costo (C): ∙ Factor de Seguridad – Medio Ambiente – Higiene SAH: El índice de criticidad siguiente fórmula: 3


Índice de Criticidad = Frecuencia x Consecuencia (1) Consecuencia = (Operación x Flexibilidad) + (Costo + SAH) (2) 4.2. Matriz de Criticidad:

Tabla I: Leyenda de Índices de Criticidad 4.3. Matriz para analizar todos sub sistemas.

Tabla II: Matriz de Criticidad 4.4. Análisis de Criticidad de los Activos: Análisis de criticidad elaborado en base a la historia del equipo, permitió identificar los sistemas más críticos del activo y componentes con mayor criticidad dentro de cada sistema. Se usó una data su ERP con autorización del actual Gerente de la Planta nueva. 4


Tabla III: Análisis de criticidad de un activo 5. AMFE – Análisis de los Modos de Falla y sus Efectos. 5.1. Diagrama Pareto para seleccionar los Modos de Falla a trabajar en el AMFE Se desarrolló para todos los activos críticos. He aquí un ejemplo:

Tabla IV: Frecuencias de Modos de Falla en 5


activo 1 del proceso (Fuente propia)

Fig 3: Diagrama de Pareto para Modos de Falla de activo 1 del proceso. Nรณtese que los resultados no fueron los mismos que en el anรกlisis de criticidad por lo que vamos a seleccionar los modos de falla que coincidan en ambos para fines de este trabajo final:

Tabla V: Modos de falla seleccionados para el anรกlisis de Data de Vida y Mantenibilidad. 5.2. De la data se trabajan en hojas Excel los modos de falla seleccionados: Data de paradas correctivas y fallas. Ejemplo Activo 1

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Tabla VI: Ejemplo de Data de Vida para el Activo 1 (Fuente propia) 7


5.3. AMFE Tomando los resultados del análisis de criticidad de los activos críticos seleccionados por el staff de la compañía vamos a aplicar la herramienta del Análisis de los Modos de falla y sus efectos.

Tabla VII: Análisis de Modo de Falla y Sus Efectos – AMFE para los activos seleccionados. 8


La data fue validada de manera conveniente para lo más crítico y resaltante. 6. Simulación para modos de falla críticos Se aplicó RCM para estos activos seleccionados con sus respectivos principales modos de falla, analizando los datos de vida, confiabilidad y mantenibilidad de los modos de falla principales de los activos considerados críticos. Acá un ejemplo del análisis de un modo de falla del Activo 1 – MF1: “Alta temperatura de compresor de mezcla” Se utilizó un software estadístico, al cual se alimentó con datos de fallas correspondientes al modo de falla mencionado y se obtuvo:

Fig 4: Análisis de Datos de Vida del Activo 1 – MF1 Como podemos ver en la fig. 4, al aplicar el análisis de la data de fallas del Modo de falla MF1 hemos obtenido un resultado que las fallas se comienzan a presentar alrededor de las 3,600 horas (6 meses de iniciada la operación), pero tienen una característica importante, que la confiabilidad cae rápidamente en las 12,000 primeras horas, R (3600) = 90% pero para R (12000) = 58% y R (18000) = 38%. Este se ve claramente en las gráficas de la Función Probabilidad de Fallas – pdf de la fig. 5 y función Confiabilidad de la fig. 6.

Fig 5: Gráfica Probabilidad de fallas del Activo1–MF1 9


Fig 6: Gráfica de Confiabilidad del Activo 1 – MF1 Pero también podemos hacer el análisis de los tiempos hasta la reparación y se obtiene una función probabilidad de tiempo para una reparación (Mantenibilidad) tal como se muestra en la Fig 7.

Fig 7: Mantenibilidad para el Activo 1 – MF1 Como se puede notar en el tiempo para reparar tiene una función densidad de probabilidad para reparar que se puede graficar como una Weibull de 3 parámetros. Además podemos calcular el Tiempo Promedio Para Reparar – MTTR = 3.18 horas

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Fig 8: MTTR para el Activo 1 – MF1 Con estos cálculos realizados ya estamos en condiciones de preparar un bloque de confiabilidad para este modo de falla “Alta temperatura de compresor de mezcla” Activo 1 – MF1. Para esto utilizaremos un software de Simulación como se muestra en la Fig 9. En la ventana de diálogo se puede apreciar que el bloque ha sido nombrado Activo 1 – MF1 y se ha definido para este bloque el modelo de confiabilidad obtenido en el Análisis de data para este MF1 una W2P con β=1.45 y η=18,423 horas. Así como también se ha definido la Mantenibilidad con el modelo W3P β=0.65, η=1.29 y γ=1.41.

Fig 9: Bloque de confiabilidad para el Activo 1 – MF1 Este es el procedimiento que vamos a seguir con todos los modos de falla seleccionados en el AMFE para el Activo 1:

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Tabla VIII: Modos de Falla y sus Modelos de confiabilidad y mantenibilidad para Activo 1. Con estos datos se completaron en el Simulador, todos los bloques de confiabilidad para el Activo 1, representado por los 8 modos de falla seleccionados y diagramados con una configuración en serie, porque se considera que cualquiera de estos modos de falla para o retrasa la producción. Se simuló el funcionamiento para los próximos dos años, calculando la confiabilidad en este periodo con respecto a este activo 1. Se sabe que la gerencia de la nueva planta de procesos espera una disponibilidad por encima del 90% (clase mundial) por lo que quiere saber qué nivel de Confiabilidad debe pedirle al proveedor, para ponerlo en el contrato de compra construcción, montaje y comisionamiento de la planta de procesos nueva. Se tomaron los datos de los activos similares de la principal planta de procesos que tiene la corporación actualmente, se construyó un modelo de confiabilidad para la planta nueva y para usarlo con la herramienta del RCM y desarrollar un plan inicial adecuado que complemente al plan que sugieren los fabricantes de manera global con la entrega del proyecto. Se hizo el cálculo con el odómetro de la última falla de este Activo 1 que fue de 35,000 horas aproximadamente consideremos 4.5 años de trabajo de la línea desde su puesta en operación el 01/07/2009 con un promedio de 7600 horas anuales. Se le agregó un 12% a las 7600 horas por ser una planta nueva y con tecnología de punta, lo que nos dio un nuevo promedio de 8500 horas anuales por los dos primeros años. Para dos años serían 17000 horas, con esta cantidad de horas vamos a simular. Ver Fig 10.

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Fig 10: Simulación de la Disponibilidad del Activo 1 para 2 años próximos con el mismo estado. Se analizaron los resultados en las tablas XV y XVI, para los próximos dos años se esperaría una disponibilidad para el Activo 1 de 98.8% lo que en un principio nos podría dar mucha esperanza. Pero también podemos apreciar la confiabilidad será de cero (R(17000) = 0%), porque se esperan que sucedan aproximadamente 7 fallas con paradas del Activo 1. No cumpliría con lo ofrecido.

Tabla IX: Resultados de Simulación para el Activo 1

Si analizamos los resultados de esta simulación por cada modo de falla en la tabla 19, vemos que para los próximos dos años los modos de falla MF7 y MF6 son los más críticos porque paran más veces el 13


Activo 1, casi 4 paradas entre ambos. Además no podemos descuidar a los demás modos MF1, MF4, MF2 y MF5 que sumados hacen 3 paradas. Se deja esto para el análisis total de la línea de proceso.

Tabla X: Resultados de la Simulación para el Activo 1 por Modos de Falla

Tabla XI: Activos, Modos de falla y sus modelos de confiabilidad y mantenibilidad para la línea de proceso 14


Una vez completados todos los modelos que representan la confiabilidad y mantenibilidad en cada uno de los bloques que representan a los diferentes modos de falla, estamos listos para proceder a armar un diagrama de bloques de confiabilidad que represente a la línea de proceso con la cual vamos a poder simular y ubicar cuales son los modos de falla críticos que ocasionarían una mayor consecuencia negativa. Se diagramó el proceso con los bloques de confiabilidad de los activo 1, 2, 3 y 4, y se simuló para 2 años para tomarlo como base para diseñar el plan de mantenimiento para la planta nueva de procesos. Cabe señalar que la línea de proceso es mucho más compleja pero solo hemos utilizado los activos más críticos.

Fig 11: Diagrama de Bloques de Confiabilidad para la Planta de proceso.

Tabla XII: Resultados de Simulación para el proceso De la tabla XII con los resultados podemos concluir que los análisis de criticidad y Pareto utilizados inicialmente se corroboran los activos críticos. 15


Tabla XIII: Resultados de Simulación para la línea de proceso por Activo / modo de falla. Para seguir con el RCM seleccionamos los modos de falla que más probabilidad de falla tiene y que a su vez más tiempo requieren para que sean reparados. Con esta data vamos a diseñar la columna vertebral del Plan de Mantenimiento para los activos críticos de la Planta Nueva. 6.1. RCM de los activos seleccionados:

Fig 12: Jerarquía, AMFE y Tareas del RCM aplicado a los equipos seleccionados. Se utilizó un software estadístico de RCM, al cual se alimentó con los datos del AMFE:

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Sistema, Función, Falla funcional, Efecto y Modo de Falla - Causa fallas correspondientes a los activos seleccionados. Con estos resultados vamos a proceder de construir un Plan de Mantenimiento óptimo para los activos críticos seleccionados, basado en la data de vida de una planta de proceso similar con 5 años de funcionamiento. Estamos considerando un tiempo de 5 años porque ese es el tiempo en que se hizo un repotenciación de la línea principal de esta planta sobre la cual hemos trabajado su data. 7. Análisis costo/beneficio. Por decisión de la gerencia de proyecto se nos pidió que no realizáramos este punto todavía por considerarlo álgido en la coyuntura actual del proyecto. 8. Plan de mantenimiento óptimo. Nuestra propuesta es para los activos seleccionados:

Tabla XIV: Plan de Mantenimiento inicial 17


Con este análisis procedimos a agrupar las tareas de mantenimiento más adecuadas para empezar con un plan óptimo de mantenimiento en la nueva planta de proceso, según lo indicado en la tabla XIII, asegurando que los modos de falla trabajados en nuestro proyecto sean considerados desde un inicio en el plan de mantenimiento. Que sirva como referencia para poder recibir los activos y/o línea de proceso para comparar el plan de mantenimiento que sugiere el proveedor, los tiempos y todos los demás temas de garantía. 9. Conclusiones y recomendaciones Entonces usaremos estos resultados de RCM para hacer el balance de las tres exigencias mencionadas al inicio del trabajo: ∙ Asegurar que la nueva planta de proceso reúna y cumpla con los requerimientos de confiabilidad. ∙ Asegurar que la nueva planta de proceso cumpla con los objetivos del presupuesto del proyecto. ∙ Asegurar que la nueva planta de proceso cumpla con los objetivos de tiempo del proyecto. El plan de ingeniería de confiabilidad que permita que las buenas prácticas de mantenimiento y confiabilidad empiecen tempranamente desde el proceso de diseño y deben ser bien integradas en el desarrollo global del producto y ciclo de soporte. Con respecto al DFR – “Diseño para Confiabilidad” con el que iniciamos nuestro trabajo ahora estamos en condiciones de concluir, recomendar y ejecutar las actividades que corresponden a cada una de las fases: ∙ Fase 1 – Concepto: Definición de Objetivos de Confiabilidad:

∙ Fase 2 – Diseño: Identificación de los principales Riesgos de Confiabilidad. Evaluación del Diseño de Confiabilidad propuesto

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∙ Fase 3 – Desarrollo: Cuantificación, Análisis e implementación de Confiabilidad

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∙ Fase 4 – Construcción y Manufactura: Aseguramiento de la Confiabilidad

∙ Fase 5. Sostenimiento: Monitoreo y Control de la Confiabilidad

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10. Bibliografía 1. Campbell, J. – Jardine, A. (2001). “Maintenance Excellence: Optimizing Equipment Life-Cycle Decisions”, 9: 236-268 2. Campbell, J – Reyes-Picknell, J. (2006). “Uptime: Strategies for Excellence In Maintenance Management”. 9: 251-260 3. Gullati, R. (2008). “Maintenance and Reliability Best Practices”, 11: 308-320. 4. Jardine, A. & Tsang, A. (2013). “Maintenance, Replacement and Reliability”, 1.5: 9-13. 5. Pallerosi, C. (2006). “Confiabilidade: A Quarta Dimensão da Qualidade”,4: 45-65. 6. Patellis, V. (2010). “Presentation DFR – Simposio de Confiabilidade Brasil”. 7. Smith, A. – Hinecheliffe, G. (2004). “RCM: Gateway to World Class Maintenance”, 5: 86-90

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Optimización de Costos de Mantenimiento a través de la Implementación del Cuidado Básico de Equipos y Mantenimiento Menor por Operaciones Autor: Eynar Sarmiento Velásquez.

Autor: Edison Cordoba Moreno.

Mansarovar Energy Colombia Ltd.

Best Process SAS.

Cll 100 # 13-21.

Cll 124 # 7-35 oficina 701.

Bogotá- Colombia

Bogotá- Colombia

Resumen

Esta ponencia se enfoca en presentar un modelo para el aseguramiento de la estrategia de mantenimiento involucrando directamente al personal de operaciones de las facilidades de producción. Muestra cómo se materializa la implementación de las tareas del plan de mantenimiento (RCM, RBI, SIS) en el día a día del personal de operaciones. Y cuál es la interrelación para garantizar el cumplimiento de las directrices de mantenimiento hacia la operación. Se muestra cómo se establecen altos niveles de comunicación mantenimiento – operaciones – mantenimiento. Con miras a que operaciones se involucre en el mejoramiento de la confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad a fin de lograr mayor rentabilidad y estabilidad en la operación. Además se explica cómo el ingeniero de confiabilidad puede justificar ante la gerencia la inversión relacionada con la implementación del programa, a través de indicadores como VPN, ROI, Tiempo de recuperación de la inversión. El caso describe los elementos clave que deben ser tenidos en cuenta para lograr que las tareas de mantenimiento preventivo, correctivo, predictivas y a falla que forman parte del plan de mantenimiento, tengan su asiento fuerte y sostenido en las áreas operativas del negocio. Se muestra el beneficio obtenido con la ejecución de estas tareas por parte de operaciones y se muestran los requerimientos mínimos que debe tener el plan (recursos, software, equipos etc.) para que sea exitoso. Este caso de negocio se desarrolla en el sector Oíl & gas en una compañía líder en Colombia en la extracción, tratamiento y transporte de Crudos pesados, la cual cuenta con más de 300 pozos productores, 4 estaciones de recolección de crudo y estaciones de tratamiento y despacho. Caso Base de Mejoramiento La organización es consciente de la necesidad de usar procesos y/o procedimientos para gestionar y controlar la ejecución de los planes de gestión de activos en la fase de operación del ciclo de vida, pero en la actualidad su uso es limitado y no se tiene un mecanismo estructurado para verificar la correcta utilización y/o operación de los activos. No se han implementado rutinas de monitoreo para los equipos 22


por parte del personal operativo, no se han establecido formalmente los límites de operación segura de los equipos y estos no han sido debidamente comunicados al personal de operaciones. No se asegura la información de los turnos de operaciones, y esta no se registra en forma estructurada lo que dificulta su consulta y trazabilidad por la organización y las áreas de mantenimiento y confiabilidad. Tanto el mantenimiento de las facilidades como las inspecciones de variables de confiabilidad han sido tercerizadas con un costo importante para el negocio. 17,36 USD por inspección. El costo por inspección en operaciones es de 0,2 USD. El Cuidado básico de equipos realizado por operaciones no llega al 1% frente a valores en la industria del 17%. El cuidado Básico de Equipos se define como aquellas tareas de monitoreo y reacondicionamiento que son realizadas por el personal de operaciones para mantener en o restaurar la condición de los activos a cargo. Este cuidado básico realizado por operadores puede representar entre un 20 y un 25% de reducción anual en los costos de mantenimiento rutinario de las estaciones objeto de este estudio. Situación Futura La organización, contara con un sistema de gestión operacional estructurado, que monitoree las variables que definen la operación correcta de los equipos y sistemas que componen sus procesos, contará con un sistema de información confiable, auditable y trazable soportado en los reportes de turno operativos que asegure la continuidad operacional del campo, tendrá procedimientos para todas sus actividades críticas, mantendrá los equipos siempre dentro de las ventanas operacionales de integridad y nuestros operadores demostrarán su sentido de pertenencia por los activos a través de la ejecución del cuidado básico de los mismos para garantizar una operación confiable, segura y rentable. Actividades Previas al inicio del proceso de Implementación Identificar las tareas de Mantenimiento Menor Para la identificación de las tareas a implementar se debe tomar como base los estudios de RCM (Mantenimiento Centrado en Confiabilidad por sus siglas en inglés) realizados a la instalación, en este caso estudio, se identificaron 172 tareas de inspección las cuales se distribuyen así: 30 con frecuencia de revisión trimestral, 10 mensual, 50 con frecuencia de inspección una vez por turno, 20 con revisión anual, 32 con revisión cuatro veces por turno y 30 con revisión una vez al día. Ver tabla I. Identificar modos de falla a controlar Para desarrollar esta fase de manera efectiva hay que tener en cuenta las siguientes premisas: ” a alguno de los modos de falla identificados en la facilidad.

análisis de riesgo y/o confiabilidad estructurado y validado por el departamento de ingeniería y confiabilidad.

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Tabla I. Número de tareas por frecuencia de inspección. Fuente: Autores con base a RCM

Página 2 de 8 Con base en esto, se implementan tareas a ser ejecutadas por parte del personal de operaciones para garantizar la atención temprana de las desviaciones detectadas en los equipos. Estas tareas corresponden y están encaminadas a evitar la ocurrencia de los modos de falla más representativos identificados en los RCM como se indica en la tabla II. Tabla II. Modos de falla dominantes campo estudio

El 41% de las tareas implementadas, buscan evitar la ocurrencia modo de falla relacionado con falla de Rodamientos, el 23% la ocurrencia de falla de lubricación, el 8% errores de medición, el 7% el atascamiento de válvulas, el 7% desgate de mecanismos. También se implementaron tareas correspondientes al 3% para evitar el taponamiento de elementos filtrantes, el 3% para evitar desconfiguración, el 3% para evitar fallas de válvulas, el 3% para evitar fallas en los sistemas de enfriamiento, el 2% para controlar la falla de internos y el 1% para evitar la falla de bombas de agua. Identificar tareas típicas de Cuidado Básico de Equipos Las tareas típicas a realizar por los operadores del campo son: Con las tareas descritas se atacaron los modos de falla identificados en los cuales el aporte del operador es significativo para garantizar la confiabilidad y mantenibilidad de los sistemas. 24


Realizar balance carga de trabajo de los operadores Para garantizar que las tareas a realizar por parte de los operadores sean aceptadas y controlar el cambio, se debe realizar la medición de la cantidad de trabajo adicional que involucraría realizar las nuevas tareas, para lo cual y de acuerdo con el análisis de RCM mostrado en la tabla III, se puede concluir que el 89,6% de las tareas que se incorporarán a la ruta de Cuidado Básico de Equipos del operador ya son ejecutadas por el operador y solo un 10,4% corresponde a tareas nuevas. Tabla III. Distribución tareas ejecutadas por el operador

Es aquí donde radica la oportunidad del área de mantenimiento para direccionar y gerenciar este gran volumen de trabajo que realizan los operadores y convertirlo en una herramienta para mejorar los costos de la estrategia de mantenimiento de la facilidad. Cómo se hace la Implementación de las tareas de Cuidado Básico? Etapa 1. Sensibilización. Esta etapa busca crear conciencia e influencia en el personal para que perciba el valor y la Importancia de los temas concernientes a la confiabilidad operacional integral. Incluye: Taller de líderes de confiabilidad operacional, Talleres de las prácticas a implementar (Rondas Estructuradas, Ventanas Operativas, Entregas de Turno, Cuidado Básico de Equipos y Desarrollo de Procedimientos). En este punto en el caso estudio, se ejecutaron 486 horas hombre de capacitación en las diferentes prácticas que soportan el cuidado Básico de Equipos.

Figura 1. Capacitación requerida para Cuidado Básico de equipos en operaciones Etapa 2. Diseño de estándares para soportar las practicas a implementar. Esta etapa consiste en la elaboración del modelo conceptual con el cual se construirá la práctica que se desea implementar. El 25


resultado esperado de esta etapa, es la definición, acuerdo y documentación de los Estándares que soportarán las prácticas. Este punto concluye con la elaboración del estándar para las prácticas de Confiabilidad operacional Integral del campo.

Figura 2. Ejemplo política Cuidado Básico Etapa 3. Acompañamiento en la ejecución. Esta etapa consiste en brindar el acompañamiento necesario al personal de operaciones para que interioricen las tareas identificadas que optimizan el costo del plan de mantenimiento de la instalación. En este caso estudio, se dieron más de 600 horas hombre de acompañamiento en campo a los operadores a través de ingenieros facilitadores capacitados y entrenados para esta tarea. Etapa 4. Implementación reportes de turno. Se implementaron los reportes de turno digital para los operadores del campo y se elaboraron más de 1050 reportes hasta lograr su sostenibilidad. Se llevó monitoreo estricto del cumplimiento de los mismos. Ver figura 3.

Figura 3. Evolución implementación reportes de turno operativos 26


Este punto es vital, toda vez que es a través de los reportes como la operación se comunica con las demás áreas de la organización y las demás áreas de la organización se enteran de lo que sucede con los activos en la operación. Etapa 5. Diseño de rutinas de Cuidado Básico. Luego se procedió a diseñar rutinas de inspección en las cuales se incluyeron las tareas identificadas en el RCM y que optimizan el plan de mantenimiento teniendo como base al operador. Estas rutinas indican al operador, los diferentes puntos y aspectos que debe revisar de manera sistemática y lo orientan acerca de los valores aceptados en los cuales debe mantener la variable. Ver figura 4.

Figura 4. Evolución implementación reportes de turno operativos Igualmente se llevó un control estricto, sobre el cumplimiento de las rutinas y con ello la optimización de los costos de inspección del campo y su impacto en el mantenimiento rutinario. Ver figura 5.

Figura 5. Cumplimiento en la ejecución de rutinas por operadores 27


Etapa 6. Control de Límites operativos. Es de vital importancia que se monitoree y controle el cumplimiento de los límites en los cuales deben mantenerse los equipos ya que esto evita el envejecimiento prematuro de los mismos por fatiga, stress, etc. Y por con siguiente las fallas prematuras que tienen gran impacto sobre la disponibilidad del equipo. Ver figura 6.

Figura 6. Ventana operativa de equipos En el día a día del operador cuando se sobrepasa algún límite fijado, el sistema le genera una alerta tipo “No Conformidad” la cual el operador debe investigar, documentar y atender con base a su rol en la organización. Esto es clave para evitar que gran cantidad de tareas que corresponden al Cuidado Básico de Equipos, sean trasladadas al personal de mantenimiento, haciendo más costoso el plan de la instalación y una atención tardía de las necesidades del equipo. Resultados Culturales de la implementación Incremento de la Atención de Eventos por parte de Operaciones Durante el proceso se observó que se incrementaron los niveles de atención de no conformidades por parte del personal de operaciones pasando de un tímido 1% a un 23%. Ver figura 7.

Figura 7. Atención de eventos de Mantenimiento 28


Reducción en el número de “OT” generadas a Mantenimiento. Este incremento en los niveles de atención por parte del personal de operaciones representó una reducción en el número de Avisos “OT” del 33% que el área de mantenimiento atendió en el periodo evaluado. Ver Figura 8. Identificación de Malos Actores Operacionales Como resultado de esta mayor interacción de los operarios con los equipos y sus límites seguros y confiables de operación, se identificaron los tags (parámetros) más violados y que interfieren con el mantenimiento de condiciones óptimas de operación para los cuales la organización realizó un plan de mejora a fin de garantizar la conformidad y seguridad de la operación.

Figura 8. Evolución pedidos de mantenimiento por parte de operaciones

Cálculo de Beneficios Económicos de la Implementación La metodología empleada para el cálculo de beneficios se describe a continuación. Beneficios brutos. Para calcular los beneficios brutos se procederá con la siguiente fórmula:

Donde: •

RFEO: Corresponde a la diferencia entre el caso base y el valor anual o proporcional alcanzado en la reducción del porcentaje de participación del error operacional en los eventos de perdida.

RFEVI: Corresponde a la diferencia entre el caso base y el valor anual o proporcional alcanzado en la reducción de eventos relacionados con Eventos Violatorios de Integridad.

RCMTOR: Corresponde a los beneficios alcanzados con la implementación del cuidado básico de equipos por los operadores, expresado en la reducción de los costos de mantenimiento rutinarios exigido en el plan de mantenimiento anual. 29


Costos operacionales. Los costos operacionales corresponderán a las cifras del presupuesto de gastos de la vigencia anual requeridos para implementar la propuesta. Estos son: Costo anual del acompañamiento de los asesores para el proceso y/o mantenimiento de los equipos y herramientas que se adquieran para el programa, por ejemplo: Terminales portátiles, Analizadores de vibración, Kits de lubricación, etc. Inversión del proyecto (Costos de capital). Se incluyen los costos de Capital asociados con la implementación del programa estos son: • • •

Compra de las terminales portátiles para las rondas estructuradas de operadores de patio. Compra de los kits de tribología para el Cuidado Básico de Equipos, para operaciones. Costo alquiler o compra del software de rondas estructuradas y ventanas operativas.

Beneficios netos. Los beneficios netos serán calculados de la siguiente forma:

Los beneficios de la implementación del Cuidado Básico de Equipos por parte de los operadores para el periodo (Noviembre – Diciembre) en el caso estudio fue de 25.739 USD, ($ 46.690.200,00). Los beneficios relacionados con el monitoreo de variables de confiabilidad, se distribuyen así: el 90% de los beneficios se han obtenido como resultado de la implementación de tareas fruto de los RCM, el 8% como resultado de tareas de HSE y el 2% corresponde atareas para el aseguramiento de la medición. Ver grafica 10.

Figura 10. Beneficios por origen de la tarea implementada 30


Justificación Económica para la Implementación del Cuidado Básico de Equipos por operaciones del caso estudio De acuerdo con el análisis de costos, inversiones y gastos requeridos para el proyecto del caso estudio (tabla IV) se encuentra que: Tabla IV. Análisis económico proyecto Cuidado Básico de Equipos

El margen de contribución del proyecto es de 65,56% lo cual se interpreta así: por cada peso que se invierta en el proyecto la empresa obtiene 66 centavos para cubrir los costos y gastos fijos del proyecto y generar utilidad. El estado de pérdidas y ganancias proyectado para el primer año, muestra que las metas de monitoreo son suficientes para cubrir los costos y gastos totales. La rentabilidad sobre la inversión del proyecto es de 4,2% mensual. Teniendo en cuenta la estructura de costos y gastos fijos y el margen de contribución del proyecto, se llega a la conclusión que el proyecto alcanza su punto de equilibrio en $ 398.532.126. El estado de resultados en el primer año, muestra una utilidad por 579,85 millones de pesos. La rentabilidad bruta es del 54,54% anual. La rentabilidad operacional es del 50,36% anual, la cual se considera buena. La rentabilidad sobre la inversión del proyecto es de 33,74% anual, la cual se considera buena. La viabilidad financiera se determina a través de tres indicadores, el primero de ellos es la tasa interna de retorno o TIR la cual es de 1310,77%. se interpreta como: el proyecto arroja una rentabilidad del 1310,77% promedio anual. El segundo indicador es el valor presente neto (VPN), para su cálculo es necesaria la tasa de descuento o tasa de interés de oportunidad que se consideró en el 4,5%, el valor arrojado del cálculo es $ 2.073.524.755. se interpreta como: el proyecto arroja 2074 millones adicionales al invertir los recursos en este proyecto que en uno que rente, el 4,5% anual. El tercer indicador de viabilidad financiera es el periodo de recuperación de la inversión o PRI. Se calcula con el estado de resultados sumando las utilidades y restando la inversión hasta obtener cero. Se puede afirmar que la inversión se recupera en el primer año. 31


Conclusiones •

La implementación del Cuidado Básico de Equipos es una estrategia apropiada para optimizar el mantenimiento rutinario, pues la rentabilidad del programa es de 1310,77%, su VPN de $ 2.073.524.755 y se recupera la inversión en el primer año de implementación.

El beneficio potencial promedio anual con la implementación del programa para el campo en estudio es de USD 600.947,48 anuales promedio.

Con una adecuada implementación y con acompañamiento al operador, es posible convertirlo en una actor clave en la reducción de costos de mantenimiento rutinario.

El cuidado Básico de Equipos por operaciones disminuye la cantidad de órdenes de trabajo que entran al sistema de mantenimiento, permitiendo con esto, que el personal de mantenimiento se concentre en atender tareas verdaderamente críticas para el negocio. Bibliografía

[1] Crespo, A., Moreu de León, P. y Sánchez, A., “El diseño de un plan de mantenimiento mediante el método RCM”. Ingeniería y Gestión de Mantenimiento. Nº 38. Nov./Dic. 2004. [2] Moubray, J., “Reliability-centred Maintenance”. Butterworth-Heinemann Ltd. 1992. [3] Smith, A. M., “Reliability-Centered Maintenance”. McGraw-Hill, Inc. 1993. Edison Cordoba Moreno, es Ingeniero de producción de la Universidad de la Paz, Magister en Ingeniería de Confiabilidad y Riesgo y Experto en Ingeniería de Fiabilidad de la ULPG de Gran Canaria-España. Especialista en Gestión del Mejoramiento y la Productividad de la URosario. Certificado en gestión de Activos físicos por el Institute Asset Management (IAM) de Inglaterra con más de 20 años de experiencia en el sector Oíl & gas. Actualmente se desempeña como Director de gestión de activos en Best Process SAS para Colombia.

Eynar Sarmiento Velásquez, es Ingeniero de Sistemas de la UNAD, con especialización en Gerencia de Proyectos de la Escuela de Administración de Negocio y Especialista en Salud ocupacional de la Universidad Agraria de Colombia. Con más de 25 años de experiencia en el sector Oíl & gas en el área de Mantenimiento. Actualmente es Coordinador de Mantenimiento en Campo Moriche en Mansarovar energy Colombia Ltd. Para contactos: Eynar sarmiento Velásquez Tel: 3212069910 Email. Eynar_sarmiento@mansarovar.com.co Dir. Oficina: Calle 100 # 13-21

Para contactos: Edison Cordoba Moreno Tel: 3188011240 Email. ecordoba@bestp.co Dir. Oficina: Cll 124 # 7-35 Oficina 701

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Gestión de inventarios MRO: Finanzas para mantenedores, mantenimiento para financieros Autor: Carlos Andrés Rodríguez AMS Group Ltda.

I. Resumen. Las empresas de diferentes sectores industriales, caracterizadas por ser intensivas en activos usualmente encuentran una dificultad en la alineación de objetivos entre las áreas de operaciones y finanzas, cuando se refiere a las prácticas y estrategias que gobiernan la administración de inventarios que soportan a la operación y mantenimiento. Lo anterior puede convertirse en una “Lucha interna de poderes” en las que mantenimiento sopesa el garantizar la disponibilidad de sus equipos y procesos y de otra parte, finanzas vela por el mínimo capital de trabajo (Desde el concepto financiero), objetivos que, vistos de manera independiente claramente se encuentran en direcciones contrarias y que al final no generan un beneficio para la compañía desde una perspectiva global. En este sentido, la polución a este conflicto, cuyas consecuencias siempre reflejarán ineficiencias económicas, se encamina en primera instancia a reconocer la gestión de inventarios y su proceso de abastecimiento como un proceso integral en el que tanto clientes internos (Como generadores de demanda), como proveedores y administradores de recursos (Materiales, Compras y Finanzas) juegan un papel fundamental y cuentan con roles y responsabilidades específicos, dentro de la optimización de dichos recursos, enfocada al beneficio de la organización más que de los objetivos particulares. Una vez aceptado este concepto la determinación de estrategias diferenciales de stock y aprovisionamiento integrando conceptos operacionales (Confiabilidad, criticidad), logísticos (Demanda, tiempo de aprovisionamiento) y económicos (Lucro cesante, costo de almacenamiento, costo de adquisición y configuración de un análisis económico del riesgo), bajo un esquema de revisión y actualización periódica, ajustada a los cambios del entorno operacional, de mantenimiento y de aprovisionamiento son la clave para una solución sostenible. II. Palabras Claves Disponibilidad, Capital de trabajo, MRO, Criticidad, Rotación, RCS, EOQ, MRP, Lead time. III. Introducción Un aspecto en común de las compañías de diferentes sectores industriales es su consideración como intensivas en activos, (Infraestructura y equipos principalmente). Lo anterior implica generalmente una inversión significativa en la gestión de mantenimiento con el objetivo principal de garantizar la continuidad (segura) de los procesos productivos y así mismo la integridad de dichos equipos. El desarrollo adecuado de estas actividades generalmente requiere de diferentes recursos y procesos de soporte, como son los procesos logísticos, recursos humanos, financieros, compras e inventarios entre otros. Este documento se encuentra enfocado en el análisis de la administración de este último, 33


usualmente gobernado por dos perspectivas que persiguen objetivos independientes: Uno desde el punto de vista del cliente y el otro desde el punto de vista financiero.

IV. Contenido Inventarios MRO: Concepto y Caracterización En su concepto general, el inventario se define como un recurso físico almacenado para satisfacer una necesidad o futura. Ahora bien, si se profundiza un poco más acerca de la finalidad de mantener inventarios en una empresa, podemos encontrar que: -

Permiten desacoplar la relación entre oferta y demanda, convirtiéndose en el que asume las volatilidades y variaciones de los dos actores, manteniendo su balance. Garantizan la regularidad de los procesos que atiende. Procuran aumentar la eficiencia de los procesos de abastecimiento.

Al tratarse de recursos físicos (Y finalmente económicos) su administración persigue mantener estos bienes disponibles al momento de requerir su uso, basado en políticas que permitan definir qué, cuándo y en cuánto debe ser reabastecido. Direccionando de nuevo el tema hacia los sistemas de producción, es importante identificar los tipos de inventario que se manejan, bajo el criterio principal de su asociación al producto manufacturado a saber:

Figura 1: Clasificación de los inventarios en los sistemas de producción. Como se puede apreciar, a un nivel inicial de clasificación encontramos su asociación directa o no con el bien que se produce. La razón principal de esta segregación es el comportamiento de su demanda la cual, en el primer caso es considerada como dependiente de los volúmenes, programación y ejecución del programa de producción, mientras que en el segundo grupo, su relación no es precisamente directa, presentando mayor volatilidad y en consecuencia un comportamiento independiente direccionada principalmente por factores como la confiabilidad (De componente, proceso y equipo) y la estrategia de mantenimiento. Estos inventarios no asociados directamente con el bien producido por la empresa son conocidos generalmente como Inventarios MRO, sigla que significa Mantenimiento, Reparaciones y Operación 34


y que identifica sus clientes/usos principales. Además de la anterior, estos inventarios presentan algunas características que los diferencian de los demás inventarios, dentro de las que se destacan las siguientes: -

Número mucho mayor de referencias catalogadas/ administradas (Miles) Mayor incertidumbre en la proyección de su demanda. Menores cantidades en stock por referencia. Alta diversidad de especialidad de los elementos. Rotación diversa y usualmente menor en sus referencias. Niveles de criticidad y servicio diferenciales.

Estas características particulares obligan a entender que, para una correcta administración de este tipo de inventarios, se requiere de la implementación de políticas diferenciales a las que pueden resultar efectivas en las otras categorías, debido a la asociación de una mayor cantidad de factores influyentes y a otros principios de tipo probabilístico y de análisis de riesgos, asociados a la función de mantenimiento y que serán detallados más adelante. Perspectiva e impacto financiero de los inventarios: El enfoque que debe conocer mantenimiento No es un secreto que las compañías manejan dentro de sus objetivos a más alto nivel, aquellos enfocados a la perspectiva financiera. De hecho, dentro del concepto del Balanced Scorecard de la empresa, como cuadro de mando integral que concatena las metas – objetivos e indicadores (En ese orden) de la compañía, este es uno de sus cuatro aspectos, el cual apalanca la continuidad y crecimiento del negocio:

Figura 2: Perspectivas del Balanced Scorecard.

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El desempeño financiero es el que mide la viabilidad y sostenibilidad de la empresa, en otras palabras, lo que motiva a los accionistas a continuar con su inversión en la compañía. El indicador por excelencia que evalúa esta gestión es el Retorno sobre su inversión (Conocido como ROI por su sigla en inglés), que determina el beneficio económico que se obtiene de las inversiones realizadas y se calcula de la siguiente manera:

El margen neto de la operación es el dinero remanente al final de un período, como producto de la actividad económica desarrollada, que en términos simples se puede interpretar como todos los ingresos menos los egresos en los que se tuvo que incurrir para obtener dichos ingresos. Estos egresos podemos clasificarlos como los que están directamente relacionados con la ejecución de la operación y otros necesarios como soporte. De otra parte, los activos totales los conforman los bienes que representan la inversión (Tangible y no tangible) realizada en la compañía. El siguiente esquema, muestra la ubicación y/o impacto de los inventarios dentro de estas variables:

Figura 3: Impacto de los inventarios en el margen neto

Figura 4: Ubicación de los inventarios en el activo total

En cuanto al margen neto, los costos en los que se incurre para la administración del inventario son parte de las deducciones que se hacen a los ingresos pare su resultado, y tienen un comportamiento directamente proporcional al nivel de inventario, por lo que, a mayor inventario mayores serán sus costos de administración. Dentro de estos costos encontramos los siguientes: -

Costo de oportunidad: La rentabilidad que se deja de percibir por el capital inmovilizado en inventario (+/- 15%)

-

Costo de funcionamiento y ocupación del espacio de almacenamiento (+/- 13%) 36


-

Costo de contracción del inventario, por concepto de pérdidas u obsolescencias (+/- 8%)

Analizando el activo total, el valor de los inventarios forma parte de los activos corrientes, considerados como capital inmovilizado. En resumen, y desde el punto de vista de una matemática muy simple, en el Retorno sobre la Inversión al tratarse de una razón, los incrementos y falta de dinamización de los inventarios se reflejan en una disminución del numerador, al generar menor margen por sus mayores costos y de manera simultánea incrementan el denominador, al aumentar el valor de la porción de activos. Esta es la razón principal por la que el área financiera procura permanentemente su disminución y dinamización. Perspectiva de mantenimiento y confiabilidad: El enfoque que debe conocer la gestión financiera Anteriormente, se mencionaba que uno de los propósitos de tener inventarios es “Garantizar la regularidad de los procesos que atiende”. Al referirse a los inventarios MRO, en donde sus procesos cliente son mantenimiento y operaciones, esto se alinea al objetivo principal del mantenimiento, en el que sus esfuerzos deben ser dirigidos a mantener la función que realizan los equipos más que los equipos mismos. Es la función desempeñada por una máquina lo que interesa desde el punto de vista productivo. Esta capacidad en el equipo es conocida como el concepto de su disponibilidad, tanto en un momento determinado como durante un período de tiempo. La pérdida o disminución de esa disponibilidad generalmente se traduce en consecuencias negativas que pueden ser de tipo económico asociadas a paradas de producción, pérdida de eficiencia o calidad en procesos, medio ambiente o seguridad. Existen diferentes mediciones de disponibilidad, determinadas por qué causales de tiempos no operativos son tenidas en cuenta para su estimación y cuyo enfoque, más o menos exigente brinda herramientas de análisis para cada perspectiva, como lo muestra el siguiente esquema:

Figura 5: Tipos de medición de disponibilidad Disponibilidad Operativa: Tiene en cuenta todas las paradas, independientemente de su origen. 37


Disponibilidad Inherente: Tiene en cuenta solo las paradas por concepto de mantenimiento correctivo. Disponibilidad alcanzada: Tiene en cuenta las paradas por todo tipo de mantenimiento. Por lo anterior, se deduce, que el mejoramiento de la disponibilidad se obtiene por dos vías: -

Disminución de eventos de parada

-

Disminución de tiempos de paradas.

El inventario de repuestos no garantiza directamente la reducción de los eventos de parada, sin embargo, la falta de repuestos y consumibles requeridos para las ejecuciones de mantenimiento pueden de una parte postergar los mantenimientos programados sobre los equipos, que podría lograr un “plus” de disponibilidad en el corto plazo pero que irremediablemente genera un mayor impacto en el mediano plazo por las fallas que no fueron corregidas a tiempo y de otra parte, en lo que respecta a los mantenimientos correctivos pueden extender considerablemente los tiempos de reparación, más aún cuando las condiciones de abastecimiento no son favorables en términos de tiempo de reposición (Lead time). Continuando con la comprensión del enfoque de mantenimiento hacia la determinación de inventarios MRO, es necesario vincular dos conceptos adicionales: Confiabilidad y Criticidad. La confiabilidad está asociada al nivel de confianza o la probabilidad de que el equipo pueda operar (Cumplimiento de su función) sin fallar, durante un tiempo determinado. De otra parte, la criticidad en mantenimiento es considerada como una medida ponderada que evalúa la magnitud de los problemas relacionados con un equipo considerada bajo los siguientes aspectos: -

Efecto o consecuencia de una falla funcional del equipo

-

Velocidad de reparación de la falla

-

Frecuencia de la ocurrencia de la falla

Cuando un inventario de repuestos no rota, desde el punto de vista técnico no necesariamente hace referencia a obsolescencia. Los equipos considerados como altamente críticos, generalmente se caracterizan por manejar confiabilidades muy altas (Arriba del 95%) que se traducen en un mayor grado de incertidumbre para la determinación de sus fallas. Evidentemente existen técnicas de mantenimiento, las cuales no son objeto del presente estudio teniendo en cuenta el público objetivo de este apartado, que están encaminadas a la realización de monitoreos e incluso intervenciones en el momento llamado “Justo antes de fallar”. Sin embargo, cuando el evento y/o equipo manejan un grado de criticidad alto al final, la determinación de garantizar una disponibilidad de los elementos requeridos para su atención es considerada estratégica, más aun cuando se asocian otros factores externos de volatilidad como la inestabilidad de los procesos logísticos.

Primer paso de la solución: Unificación de objetivos y visión del EVA 38


Una vez revisadas las perspectivas técnica y financiera, para iniciar el camino a la determinación correcta de los inventarios a tener y cómo administrarlos, es necesario ver el impacto económico de los inventarios, el cual se da tanto por excesos como por agotamientos bajo la siguiente premisa:

Por lo tanto, el objetivo primario de los inventarios a todo nivel y necesariamente comprendido y compartido entre las áreas en la organización debe ser procurar una existencia que mantenga el equilibrio entre estos dos eventos (Agotado vs. Sobre stock), o entendido de otra forma, el mínimo costo total resultante de la sumatoria del costo de tener y el costo de no tener. Este ejercicio se denomina Análisis económico del riesgo y será detallado más adelante. Este primera definición se sustenta en un indicador corporativo de gestión conocido como EVA (Economic Value Added o Valor Económico Agregado en español) desarrollado en 1989 por la firma consultora Stern Stewart & Co y que se define como el valor que agrega un negocio luego de sustraer del resultado que genera, el costo de financiación de los activos requeridos para dicha operación. Su medición e impacto de los inventarios en cada variable están representados en el siguiente esquema:

Figura 6: Ubicación de los inventarios desde la perspectiva EVA Segundo paso de la solución: Entendimiento de la gestión de inventarios y su abastecimiento como un proceso integral y participativo. 39


El segundo paradigma a romper es el pensamiento de considerar a las áreas de abastecimiento como procesos aislados e independientes cuya única función es atender las necesidades de sus clientes internos. En este sentido, la etapa inicial del proceso que es la generación de la demanda se encuentra a cargo de las áreas usuarias de los inventarios y juega un papel fundamental en el éxito del proceso en adelante, entendida como la emisión de los requerimientos de materiales para la ejecución de las diferentes actividades, rutinarias o no, dentro de la operación y mantenimiento de las instalaciones atendidas. Como aspectos relevantes de esta etapa se debe garantizar: - Calidad de la requisición: Las requisiciones deben contar con la información clara, específica y única de los materiales solicitados que eviten suposiciones, errores o ambigüedades para los demás involucrados dentro de la cadena (Almacén, compras, proveedor). - Oportunidad de la requisición: Es la garantía de que el requerimiento se genere con un tiempo de anticipación a la necesidad igual o mayor al lead time (Tiempo de reposición). Igualmente, para los requerimientos no anticipables, asociados con fallas o imprevistos de la operación y del proceso, se requiere evaluar la criticidad de su impacto, para establecer la fecha de necesidad adecuada. Es importante establecer escenarios, rutinas y mecanismos formales de comunicación en donde la información de planeación de corto, mediano y largo plazo de las diferentes áreas sea compartida con el responsable de inventarios, a fin de conocer la demanda futura para establecer estrategias de abastecimiento que atienda de manera oportuna las necesidades con los niveles de inventario adecuados. - Veracidad del requerimiento: Toda información de cantidades, destino (Utilización) y fecha de atención de las requisiciones emitidas debe ajustarse a las necesidades reales de la operación. En este sentido, no son correctos los requerimientos parciales o totales “Para Stock”. Las cantidades solicitadas deben corresponder exactamente a las cantidades necesarias para ejecutar la actividad para que fueron solicitados. De igual manera, no se deben generar consumos de almacén estacionarios o para almacenamiento en bodegas satélite, ya que esta práctica genera mayor susceptibilidad de pérdida de materiales, tergiversación en los costos e información de históricos de demanda. A partir de este punto, comienza la secuencia de atención de los requerimientos que involucra procesos de negociación y adquisición y administración de materiales, con la participación transversal del relacionamiento con proveedores que va desde la evaluación y selección, su permanente calificación hasta la gestión eficiente de pagos, completando el ciclo de abastecimiento y gestión de materiales de manera integrada, tal como se muestra en el siguiente esquema:

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Figura 7: Secuencia del proceso de abastecimiento y gestión de materiales Tercer paso: Identificación de la tipología de artículos dentro del inventario MRO En el momento de la toma de decisiones acerca de la definición de políticas y parámetros de stock y aprovisionamiento, generalmente ocurre un problema que desencadena en desbalances de inventario (Excesos y agotados) y es el de utilizar, independientemente del nivel de complejidad o análisis del modelo, políticas generalizadas para establecer el qué mantener en stock, cuánto mantener, cuánto y cuándo reabastecer. Ya en el apartado de la Caracterización del inventario MRO se habían mencionado las razones del porqué es considerado un inventario diferente a los demás tipos de inventario asociados a los sistemas de producción, principalmente por la independencia y volatilidad de su demanda, aparte de un sinnúmero de diferencias que ya mencionamos. Ahora bien, dentro del universo de los MRO, igualmente es importante hacer una caracterización de su composición, generalmente dada por su nivel de rotación (Frecuencia de uso), criticidad y costo en su orden, de lo que se obtiene la siguiente clasificación:

Figura 8 Clasificación del inventario MRO 41


En el primer nivel se hace la segregación de lo que son repuestos y consumibles, entendiendo los primeros como las piezas de recambio de las partes de los equipos y los segundos como todos aquellos materiales requeridos para el desarrollo de la actividad productiva o de mantenimiento, y que son consumidos durante la misma, pudiendo tener uno o múltiples usos dentro de la facilidad. En el siguiente nivel para repuestos se encuentra la clasificación por el criterio de rotación, en donde tenemos los artículos activos, que son utilizados frecuentemente (por regla general, al menos una vez al mes) y su demanda puede ser pronosticada con bastante precisión y los artículos pasivos que son aquellos que son utilizados con poca frecuencia, por lo que es muy difícil pronosticar su demanda. Para una mejor comprensión de este concepto y su ubicación en contextos de almacenes reales, el perfil típico de composición del inventario de mantenimiento muestra una tendencia que en promedio se comporta dentro de los siguientes valores:

Figura 9: Perfil típico del inventario de mantenimiento Finalmente, dentro de los artículos pasivos se establece una categorización de estratégicos y no estratégicos, basado en el criterio de su costo y criticidad. Cualquier artículo que supere cualquiera de esos criterios es considerado pasivo estratégico y por lo tanto, los artículos que no cumplen con los criterios mencionados son considerados pasivos no estratégicos. De manera general se ha evidenciado que los pasivos estratégicos tienen un valor muy grande en relación al número de artículos, además de que, cerca de la mitad de todos los artículos pasivos claves tienden a ser críticos para las operaciones. Moncrief, Reynolds y Schroder, en su libro Production Spare Parts: Optimizing the MRO Inventory Asset, publicaron un interesante estudio de este concepto realizaron la segregación del stock de 190 almacenes en 52 compañías de los sectores de energía, pulpa y papel, sistemas ferroviarios, químicas, refinerías y petroquímica, permitiendo sustentar el siguiente resultado que muestra, con cifras consolidadas la composición de dichos inventarios: 42


Se puede apreciar cómo, los artículos pasivos representan cerca del 89% del inventario tanto en artículos como en valor y cómo de ahí un número reducido de referencias considerados como artículos pasivos estratégicos (10% del total) representan más del 60% del valor del inventario. Esto lleva a plantear que las estrategias y objetivos con cada categoría deben ser diferentes, además de que si se pretende trabajar en un tema de optimización o balance de inventarios claramente se evidencia el tipo de artículos sobre los que se deben enfocar los esfuerzos. Cuarto paso: Determinación de políticas de stock y reabastecimiento diferenciales, multivariables y dinámicas. En esta etapa, el objetivo es establecer las políticas de reaprovisionamiento y stock adecuadas para cada tipo de artículo según su objetivo principal e involucrando diferentes variables logísticas, técnicas y económicas. Veamos en primera instancia cuáles son esas variables a tener en cuenta en cada uno de ellos: . Demanda: En esta etapa del análisis, se obvia el concepto de su relación con la producción puesto que todo inventario MRO maneja demandas independientes. Los factores a tener en cuenta son sus cantidades, frecuencia y volatilidad, esta última muy importante para la decisión de la necesidad de manejar stocks de seguridad y sus niveles. - Criticidad: El nivel de criticidad toma especial importancia en la determinación de stock de seguridad para artículos activos y en el análisis económico de riesgo para los pasivos, en la determinación del cuánto mantener. - Tiempo de aprovisionamiento (Lead time): Es el tiempo que transcurre entre la emisión del pedido y la llegada del artículo. En los análisis se evalúa tanto su duración como su estabilidad entre los diferentes pedidos, para la determinación de puntos de pedido y stock de seguridad en los artículos activos y la evaluación del riesgo de no tener en los pasivos.

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- Costos de almacenamiento y de compra: Los primeros se refieren al cuánto cuesta mantener, expresados en un porcentaje anual del valor del stock y los segundos a cuánto cuesta cada emisión de pedido. Juntos son necesarios en la determinación de puntos de pedido y cantidades óptimas en artículos activos y consumibles. - Impacto económico del evento que genera la necesidad: Conocido también como lucro cesante, se refiere al valor en términos monetarios que la compañía pierde, deja de recibir o sobrecostea su proceso o producto por cada día, en el caso de la ocurrencia del evento que genera la necesidad. Es requerido en el análisis económico de riesgo para los artículos pasivos estratégicos. - Confiabilidad: La confiabilidad del componente determina su probabilidad de uso, aplicada en el modelo del análisis económico de riesgo. - Costo del artículo: El valor del artículo es una variable determinante en todos los modelos, para la definición de los números óptimos del cuánto mantener, cuándo pedir y cuánto pedir. Estrategia de artículos activos y consumibles: El modelo EOQ El modelo EOQ (Economic Order Quantity o Lote Económico de Pedido) tiene como objetivo principal minimizar el costo de operación y del sistema de inventario. Los costos relevantes son el costo de mantenimiento en el inventario y costos de procura del repuesto.

Figura 10: Esquema general del modelo EOQ Este modelo considera algunos factores para la determinación de la Cantidad de Pedido: -

Tasa de utilización histórica del artículo. Costo de colocación, recepción y ubicación del pedido (COSTO DE COMPRA) Costo de mantenimiento del inventario. Descuentos por cantidad.

Hay que tener en cuenta que trabajo bajo los supuestos de demanda y tiempos de entrega conocidos y constantes. El tamaño del lote de compra y su frecuencia están determinados por la función que minimice el costo total de abastecimiento teniendo que: 44


Complementando, el lote económico de pedido es la cantidad de pedido para la cual el costo total es mínimo y por lo tanto es la cantidad óptima para compras futuras de este artículo, su estimación está dado por la siguiente fórmula:

El cálculo del Stock de Seguridad está basado en los elementos siguientes: -

Desviación estándar del plazo de entrega

-

Desviación estándar de la demanda

-

Tasa de servicio deseado (resulta de este valor un coeficiente multiplicador)

Estrategia de artículos pasivos estratégicos: RCS y análisis económico de riesgo Entendiendo que esta categoría de artículos es de baja rotación y generalmente alto costo y criticidad, los insumos de información mucho más cualitativos que cuantitativos hacen necesario la utilización de una metodología diferente para la toma de decisiones acerca del inventario. RCS –ReliabilityCentered Spares o Repuestos Centrados en Confiabilidad– es un proceso sistemático y estructurado que se deriva directamente de la filosofía del RCM. 45


Como tal, brinda una base racional para la optimización de los inventarios de repuestos críticos. RCS no toma en cuenta las recomendaciones del proveedor ni el juicio subjetivo del área de ingeniería, sino el análisis sistemático de las consecuencias del faltante. O lo que es lo mismo, qué sucede si un repuesto no está disponible cuando es requerido. La técnica, basada en los patrones de consumo de cada repuesto, determina el nivel de inventario necesario de acuerdo con los requerimientos del equipo, las operaciones de mantenimiento y el impacto en la operación y las finanzas, para un contexto dado. Permitiendo, determinar la influencia de las múltiples variables que definen el stock, a través de un análisis de sensibilidad. El método consiste en hacer una serie de preguntas, comenzando en los modos en los que el equipo puede fallar, pasando por los efectos de la falla y las consecuencias de un faltante, para establecer con ello la política adecuada Para cada repuesto. Las cinco preguntas básicas del RCS son: ¿Cuáles son los requerimientos de mantenimiento del equipo? ¿Qué ocurre si no se dispone del repuesto cuando es requerido? ¿Es posible predecir la necesidad del repuesto? ¿Qué inventario del repuesto es el necesario? ¿Qué ocurre si los requerimientos de mantenimiento no pueden ser cumplidos? El desarrollo y análisis secuencial de estas preguntas son los que llevan al final la decisión de qué se debe y qué no se debe mantener en el inventario. En seguida, se procede a realizar el análisis económico de riesgo con los artículos que se deciden mantener en stock para determinar su número óptimo. Análisis económico de riesgo Es un ejercicio que cuantifica tanto el riesgo de tener inventario como el riesgo de no tener, buscando al final el número que minimice la sumatoria de los dos riesgos, siendo este el número óptimo con el que se asume el menor riesgo económico de manera global. Su evaluación está dada de la siguiente manera: RT(n) = Rtr(n) + Rntr(n) = unidad monetaria/tiempo = ($/año) Dónde: RT(n) = Riesgo total Rtr(n) = Riesgo de tener (n) repuestos Rntr(n) = Riesgo de no tener (n) repuestos

n = cantidad de repuestos a almacenar por año 46


CCI(n) = Costo del capital inmovilizado (% del costo unitario del repuesto), expresado en $ CCI(n) = n x U x i U = costo unitario del repuesto ($) i = valor del dinero (tasa del mercado) (%) CAM(n) = Costo de almacenamiento por repuestos (% del costo unitario del repuesto), expresado en USD CAM(n) = n x U x I I = costo de almacenamiento (valor % estimado por la organización) A continuación se presenta el cálculo del Riesgo de no tener el repuesto:

Al final, se obtiene una tabla como la siguiente, que determina el número óptimo que minimiza el riesgo económico total:

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Cabe anotar que al ser este el número óptimo, su reposición se da inmediatamente se encuentre en un nivel inferior a este y por la cantidad justa que lleva al mismo nivel óptimo. Estrategia de artículos pasivos no estratégicos: No stock o cantidad y reposición mínima. Para este tipo de elementos, dada su poca información estadística y bajo costo, se sugiere realizar un análisis cualitativo basado en el nivel de criticidad del componente y su tiempo de reposición con los siguientes escenarios: - Si el elemento no es crítico y su tiempo de reposición atiende las necesidades operacionales de manera razonable, no se mantiene stock y su adquisición se realiza bajo demanda. - Si el elemento no es crítico y su tiempo de reposición no atiende las necesidades operacionales de manera razonable o si su criticidad es considerada como alta, se recomienda mantener una cantidad mínima en stock y establecer un modelo de reposición similar al de los elementos pasivos estratégicos. Carlos Andrés Rodríguez Administrador de Empresas Universidad Autónoma de Colombia Máster en Supply Chain Management & Logistics 48


Profesional Certificado en Gestión de Producción e Inventarios (CPIM) Miembro de APICS (American Production and Inventory Controls Society) Más de 13 años de experiencia general en procesos de Supply Chain en diferentes empresas industriales y 4 años de experiencia específica en implementación de Mejores Prácticas y entrenamientos en Cadena de Abastecimiento y Gestión de Inventarios en Ecopetrol, Concretos Argos, Pacific Rubiales Energy, Petrobras, Carbones del Cerrejón, Compañía minera Antamina, Sociedad minera Cerro Verde entre otros. Referencias: Production Spare Parts, Monccrief Eugene, 2005 Smart Inventory Solutions, Philip Slater, 2005 Gestión y optimización de inventarios en mantenimiento, José Contreras Márquez, 2011 Model for an Asset Management System, Shell Global Solution International. Seven Habits of Highly Effective People, Stephen Covey Gerencia Moderna de Materiales, Fane Atkinson, 1995. RCS, Information Science Consultants Ltd, www.infoscience.co.uk Optimización de Inventarios de Repuestos, Daniel Ortiz Plata Benchmarking or performance measurement, Terry Wireman, Plant Engineering, 2004/01, www.Terrywireman.com Economic Value Added EVA, Stern Stewart & Co. Magazín Uptime, Jun-Jul 2011. Norma ISO 14224 Introducción a la gestión de stocks: El proceso de control, valoración y gestión de stocks, 2010 Mónica Míguez Perez y Ana Isabel Bastos Boubeta Introduction to Materials Management – J. R. Tony Arnold, Stephen N. Chapman, Lloyd M. Clive, 2011. Estudio de criticidad de equipos En Repsol YPF – Staff técnico ABB – 2005

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Transporte público de passageiros a importância da condição dos óleos na qualidade do serviço Autores: Hugo D. N. Raposo*; J. Torres Farinha**; Luís A. Ferreira*** hugrap@gmail.com*; torres.farinha@dem.uc.pt**, lferreir@fe.up.pt***

Resumo O presente artigo apresenta um estudo referente a óleos dos motores de autocarros urbanos, no qual se faz o acompanhamento da evolução da sua degradação, com o objectivo de avaliar o potencial impacto de uma política de manutenção condicionada em empresas gestoras de frotas de autocarros urbanos. Através das análises obtidas aos lubrificantes em serviço, podem colher-se informações preciosas sobre as condições de funcionamento dos motores, as quais são indispensáveis para a optimização do seu funcionamento. Com base nessas informações pode avaliar-se o estado da condição dos motores, determinar o momento mais adequado para a sua substituição e, adicionalmente, obter o diagnóstico do estado do equipamento e da sua evolução. No presente estudo, foram determinados os intervalos de tempo correspondentes a um nível requerido de fiabilidade obtendo, consequentemente, intervalos mais adequados para as intervenções de manutenção planeada. A análise a um lubrificante inclui a determinação de vários parâmetros físico-químicos e uma análise aos metais de desgaste. Com este acompanhamento da degradação dos óleos lubrificantes, incrementa-se ainda a segurança do funcionamento dos autocarros, reduzem-se os custos e melhora-se a eficiência energética.

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O modelo de acompanhamento da degradação dos óleos dos motores Diesel aplicado a empresas de transportes urbanos de passageiros, alvo do presente estudo, tem o potencial de ser generalizável a qualquer organização que pretenda implementar uma política de manutenção condicionada. Palavras-chave: Manutenção Condicionada; Análise de óleos; Autocarros de transporte urbano 1 – INTRODUÇÃO Neste artigo é feita uma abordagem à análise de óleos lubrificantes de motores Diesel, de alguns modelos de autocarros urbanos, tal como será referido mais à frente. A manutenção condicionada surgiu nos anos 70-80 para designar uma nova abordagem à manutenção planeada, baseada no conhecimento do estado real das máquinas, a partir da implementação de técnicas de controlo da condição”, (Cabral, 2006). Trata-se de decidir sobre as oportunidades das intervenções nos equipamentos a partir do conhecimento do seu estado real, isto é, em vez de se realizarem os trabalhos de manutenção planeada em intervalos fixos, como se verifica na manutenção sistemática, realizam-se com intervalos variáveis, determinados pelo estado, condição, do equipamento. A manutenção condicionada incide, assim, sobre os equipamentos considerados individualmente, substituindo revisões a intervalos fixos por inspecções a intervalos fixos. As vantagens económicas da manutenção condicionada surgem a partir de ganhos por redução de perdas de produção, devido ao incremento da disponibilidade dos equipamentos, e ganhos por redução de custos de manutenção. A análise a um lubrificante inclui a determinação do valor de várias variáveis físico-químicas e uma análise dos metais de desgaste. Através do conhecimento e acompanhamento da degradação dos óleos lubrificantes, incrementa-se a segurança, no caso presente, do funcionamento dos autocarros, bem como uma redução dos custos e melhoria da eficiência energética. É nesta perspectiva que se avalia uma eventual proposta de implementação de uma política de manutenção condicionada neste tipo de empresas de transporte de passageiros. No caso do presente projecto, o acompanhamento da evolução da degradação dos lubrificantes teve três fases bem demarcadas:  Numa primeira fase, foram seleccionadas as viaturas que foram alvo de análise e acompanhamento na evolução da degradação dos lubrificantes. Este acompanhamento foi efectuado através da recolha periódica de amostras dos lubrificantes das viaturas seleccionadas e envio para uma empresa especializada para efectuar as respectivas análises.  Numa segunda fase, foi feito um estudo aprofundado dos resultados obtidos nas análises, bem como dos algoritmos de previsão a utilizar.  Na terceira e última fase, foi realizada uma análise estatística dos parâmetros obtidos através das análises efectuadas, com vista ao estudo e aperfeiçoamento dos planos de manutenção. Esta fase serviu também para a apresentação de propostas de melhoria do planeamento da manutenção e para a redução de custos que dela provém. 51


2 – ANÁLISE DE ÓLEOS 2.1 – Características dos lubrificantes Todas as máquinas se desgastam com o passar do tempo, devido ao funcionamento e aos inúmeros agentes contaminantes com os quais as partes móveis são postas em contacto. A vida útil de todos os equipamentos pode ser aumentada com o uso de lubrificantes. Pelas múltiplas funções que exerce, e pelo acesso aos vários pontos da máquina, o óleo lubrificante constitui um agente de extrema importância na redução do atrito, de elementos de desgaste e de contaminação dos equipamentos. Os primeiros lubrificantes foram de origem animal, mas com o passar do tempo, o homem foi aperfeiçoando e criando novos inventos e, por consequência, os lubrificantes foram evoluindo, passando a ter bases de origem vegetal, mineral e sintética. De um modo geral, considerando o tipo de base utilizada na produção, os lubrificantes podem ser divididos em três categorias: i. Minerais; ii. Sintéticos; iii. Semi-sintéticos. Os óleos lubrificantes mais utilizados são os de origem mineral. Estes são constituídos por uma mistura complexa de hidrocarbonetos, provenientes da refinação do petróleo cru, representando cerca de 2% dos derivados de petróleo, sendo um dos poucos produtos que não é totalmente consumido durante o seu uso. As principais características físicas dos óleos lubrificantes são a viscosidade, a sua variação com a temperatura dada pelo índice de viscosidade e a densidade. Nos últimos anos tem havido uma forte procura de lubrificantes de alto desempenho para os mais modernos motores, especialmente na indústria aeronáutica e automóvel. Isto proporcionou o desenvolvimento dos lubrificantes sintéticos, que podem ser mantidos a elevadas temperaturas sem se decomporem e, ao mesmo tempo, terem um baixo risco de combustão. Os óleos sintéticos são basicamente óleos preparados artificialmente, produzidos a partir de processos aperfeiçoados e utilizando formulações altamente sofisticadas. Os óleos sintéticos não são derivados do petróleo, mas compostos sintéticos à base de PAO – poliolefinas, poliésteres, poliglicóis, não-PAO sintéticos, ésteres, naftaleno alquilado e benzeno alquilado. A utilização dos óleos sintéticos acentuou-se gradualmente, em áreas em que o uso dos óleos minerais não satisfazia as necessidades exigidas. Contudo, tem-se observado que os óleos lubrificantes usados têm causado sérios problemas ambientais devido a descargas indiscriminadas que poluem rios e lençóis de água. Além disso, a queima imprópria dos óleos lança para a atmosfera óxidos e gases tóxicos. Neste sentido, fabricantes de aditivos e formuladores de óleos lubrificantes têm trabalhado no desenvolvimento de produtos com maior vida útil, o que tende a reduzir as descargas de óleos usados e os custos de ciclo de vida dos equipamentos. Uma característica determinante dos óleos lubrificantes é o seu comportamento com o aumento da temperatura, uma vez que não são usados à temperatura ambiente. Na junção de contacto 52


lubrificada, a temperatura e a pressão são frequentemente altas. Os óleos sofrem alteração com o aumento da temperatura, sendo a sua degradação, sob condições de operação, um problema que envolve significativas perdas económicas. Para conferir certas propriedades especiais aos óleos ou para melhorar as existentes, especialmente quando o lubrificante é submetido a condições severas de trabalho, são adicionados produtos químicos, designados aditivos. A degradação de um lubrificante não é um processo instantâneo; a perda das suas propriedades físico-químicas e a sua contaminação são progressivas, ao longo do tempo e da utilização do equipamento, sendo o tempo de vida de um lubrificante em serviço limitado por vários factores, nomeadamente, (Graça, Seabra, 1996):    

Oxidação; Variações de viscosidade; Contaminação; Perda de aditivos (anti-corrosão, anti-desgaste, dispersantes, etc.).

Actualmente, os lubrificantes de alto desempenho têm uma actuação muito mais importante do que simplesmente reduzir o atrito e o desgaste, devido a que     

Controlam a formação de depósitos; Controlam contaminantes suspensos; Protegem contra a corrosão; Limpam os componentes; Mantêm a temperatura de operação correcta.

2.2 - Análise dos lubrificantes A deterioração de um lubrificante assume as mais variadas formas, como sejam, a presença de sujidade ou água, acidez do lubrificante, débito insuficiente de lubrificante, ou mesmo um grau de viscosidade inadequado. Estas deteriorações provocam avarias dos componentes mecânicos lubrificados. No entanto, mesmo quando o circuito de lubrificação de um mecanismo é irrepreensível quanto à sua concepção e manutenção, podem ser observadas avarias. Estas resultam mais uma vez da deterioração do lubrificante, devido à emissão de partículas de desgaste pelos sólidos em contacto no interior do mecanismo, ou devido à alteração das propriedades físicoquímicas do lubrificante durante o funcionamento. Em determinadas condições, dependentes de vários factores, um lubrificante pode deteriorar-se no sentido em que deixa de poder cumprir a função que lhe estava destinada. A deterioração de um lubrificante é usualmente função do tempo de serviço, da temperatura do sistema, das condições ambientais e das solicitações a que está submetido. A deterioração resulta de acções físicas e químicas, geradas internamente pelo lubrificante ou devidas a fenómenos externos. A deterioração física, frequentemente designada por contaminação, é materializada pela presença de materiais externos ao lubrificante, tais como, água, areias de fundição, partículas de escória de soldadura, aparas metálicas, poeiras abrasivas e partículas de desgaste. A análise de lubrificantes é realizada em alguns ramos da indústria de um modo regular e continuado. Qualquer análise de um lubrificante em serviço envolve quatro operações básicas: 53


i. Obtenção de uma amostra o A recolha de uma amostra genuína e representativa de lubrificante implica a observação de determinadas precauções, tais como: i. Utilização de recipientes limpos e secos; ii. Extremo cuidado durante a recolha do lubrificante de modo a impedir a contaminação externa; iii. Utilização de equipamento em serviço e o lubrificante à temperatura de funcionamento quando se realizam as recolhas de amostras, fazendo a recolha da amostra numa zona de circulação do lubrificante onde a sua composição seja significativa da composição global desse lubrificante; iv. Identificação conveniente da amostra, incluindo todas as informações consideradas pertinentes. ii. Realização de análises físico-químicas o O grau de deterioração física e química do lubrificante, isto é, o grau de contaminação e degradação, pode ser avaliado através de um conjunto de ensaios normalizados e especializados, tais como: - Medição de algumas das suas propriedades e comparação com os valores correspondentes ao lubrificante virgem; - Realização de testes. o As análises permitem medir várias propriedades dos lubrificantes e avaliar a sua degradação, sendo as seguintes as mais utilizadas: - Anticongelante; - Aparência; - Combustível; - Teor água; - Fuligem; - Nitração; - Oxidação; - Sulfatação; - Viscosidade; - Índice de viscosidade; - TBN; - Metais de desgaste (teor Al, Cr, Fe, Mo, Na, Ni, Pb, Si, Sn, V); - Partículas. iii. Interpretação dos resultados – diagnóstico iv. Validação do diagnóstico. A frequência com que determinado lubrificante deve ser examinado depende de vários factores operacionais, tais como:    

Importância do equipamento; Tempo total de serviço; Escala de afectação à produção; Razões de segurança; 54


 

Tempo até à avaria após detecção; Tratar-se de um equipamento novo com características de manutenção ainda desconhecidas.

2.3 – Degradação dos lubrificantes Na modelação de dados relativos às variáveis dos óleos, utilizou-se o programa Excel, não só as ferramentas e fórmulas disponibilizadas por este, mas também algoritmos adicionais. Este modelo é composto por três fases bem definidas: 1. Numa primeira fase, partiu-se para uma recolha de dados (lubrificantes) disponíveis para o acompanhamento, tais como:   

Relatório das diversas análises aos lubrificantes (variáveis); Dados de referência sobre os lubrificantes utilizados (disponibilizados pelo laboratório onde foram feitas as análises); Características e condições de funcionamento dos lubrificantes utilizados (Fornecedor/Marca).

2. Na segunda fase foram introduzidos os algoritmos matemáticos na folha de cálculo, com o objectivo de analisar a evolução das diversas variáveis. A base de cálculo utilizada foi a do alisamento exponencial, no qual é necessário aplicar um parâmetro de alisamento, , que corresponde ao peso que se pretende dar ao histórico no cálculo do valor para o período seguinte (Makridakis, Wheelwright, 1989), (Farinha, 2011). A fórmula do alisamento exponencial é dada por:

St 1   .xt  1   St  St 1    1   i xt i t

[1]

i 0

0   1

Através da aplicação da fórmula anterior foi introduzida na folha de cálculo e foram efectuadas previsões com valores de  de 0.1, 0.5, e 0.9. O presente algoritmo foi aplicado a cada variável atrás referida. Seguidamente foram gerados gráficos de linhas que representam a evolução da degradação das respectivas variáveis estudadas e a correspondente previsão de degradação (Fig. 2.1).

Fuligem (%) Fuligem (%)

4 3

Val. Ob.

2

Prev. c/ a=0.1

1

Prev. c/ a=0.9

0

Prev. c/ a=0.5 10000 15000 15000 15000 20000 25000

Fig. 2.1 – Evolução do teor de fuligem 55


Na fase seguinte analisaram-se os dados das amostras através da distribuição t–Student, devido ao tamanho das amostras, n≤30. Fez-se a estimação das médias, utilizando-se a folha Excel, tal como se ilustra na tabela 2.1 – note-se que o parâmetro , neste caso, representa o nível de significância. Fuligem (%) t-Student unilateral Nível de significância α = 0,001 α = 0,01 α = 0,05 α = 0,1 α = 0,2 Media "Amostra" 2,15 2,15 2,15 2,15 2,15 Desvio Padrão "Amostra" 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 α 0,001 0,01 0,05 0,1 0,2 t critico 10,21 4,54 2,35 1,64 0,98 Desvio Padrão "população" 1,70 1,28 0,91 0,71 0,46 Media da "população" (µ) 2,15+1,70 2,15+1,28 2,15+0,90 2,15+0,71 2,15+0,46 Limite superior 3,85 3,43 3,06 2,86 2,61 Tabela 2.1 – Aplicação da distribuição t-Student na estimação da média Para se aplicar a distribuição t-Student, a distribuição da população original deve ser essencialmente normal. Contudo, podem-se obter bons resultados se:  

For basicamente simétrica; Possuir uma única moda.

Ao aplicar a distribuição t–Student, no lugar da distribuição normal, quando não se conhece σ, a utilização de uma pequena amostra incorpora outra fonte de erro. Para se manter o grau de confiança desejado, compensa-se a variabilidade adicional ampliando o intervalo de confiança por um processo que substitui o valor crítico, zα, por outro, tα, obtido na tabela da distribuição t-Student. Para estimar a média da população, considerando uma cauda da distribuição t e n-1 graus de liberdade, aplica-se a expressão seguinte (André, 2008):

  X  t 

S n

[2]

Onde tα corresponde ao t crítico para uma cauda, considerando o intervalo de confiança desejado e os graus de liberdade n-1. Por fim, utilizam-se testes de hipóteses para o valor da média μ: H0: μ=µ0

Considera-se a variável aleatória X cuja distribuição para pequenas amostras (n <30) é dada por:

t

X  S n 1

[3] 56


Onde:    

X - Média da amostra;

μ - Valor fixo usado para comparação com a média da amostra; S - Desvio padrão amostral; n- Tamanho da amostra.

Em geral, σ (desvio padrão da população) é desconhecido, sendo usual substituir este por s (desvio padrão da amostra). A regra da decisão será: Para um teste unilateral, utiliza-se um só valor crítico (associado ao nível de significância escolhido) e rejeita-se a hipótese H0 - sempre t > t crítico – sempre que o módulo do valor calculado para a estatística t ultrapassa o valor crítico. 3. A terceira e última fase do cálculo corresponde à análise dos diversos resultados obtidos, consequentes da aplicação dos algoritmos matemáticos e estatísticos. Desta forma, obterse-á a evolução da degradação dos óleos, bem como a indicação sobre as próximas intervenções de manutenção. Pode assim dizer-se que o algoritmo aqui apresentado é aplicável no estudo da degradação dos óleos, indo ao encontro da prática da implementação de políticas de manutenção condicionada por parte das organizações, levando à redução de custos, ao aumento da sua produtividade e qualidade dos serviços e ou produtos.

3 - APLICAÇÃO DO MODELO ACOMPANHAMENTO DE CONDIÇÃO 3.1 – Considerações gerais Neste ponto é abordada a aplicação do modelo de acompanhamento da evolução da degradação dos óleos dos motores Diesel da frota de uma Empresa de Transportes Públicos Urbanos, a qual teve três fases bem demarcadas: 1. Numa primeira fase, selecionaram-se as viaturas que foram alvo de análise e acompanhamento na evolução da degradação dos óleos. O acompanhamento foi feito através das recolhas periódicas de amostras dos óleos das viaturas seleccionadas e enviadas para uma empresa especializada a fim de serem analisadas; 2. Numa segunda fase, fez-se um estudo aprofundado dos resultados obtidos nas análises, bem como dos algoritmos de previsão a utilizar; 3. Na terceira e última fase, foi feita uma análise dos planos de manutenção planeada com vista ao seu aperfeiçoamento. Esta teve em conta os resultados obtidos no acompanhamento da evolução da degradação dos óleos e serviu também para apresentar propostas de melhoramento da programação da manutenção planeada e da redução de custos que dela provêm. Neste contexto, o acompanhamento da evolução da degradação dos óleos foi feito nos seguintes grupos homogéneos de viaturas:

57


 

VOLVO B7L; MERCEDES BENZ O-530;

O combustível destas viaturas usa uma mistura de 30% de biodiesel, pretendendo-se avaliar o impacto desta mistura na degradação dos lubrificantes, bem como na necessidade de manutenção nestes veículos, os quais utilizam dois tipos de óleos Galp (os números no interior dos parêntesis identificam os veículos):  

Lubrificante I - 10 W 40 (270,282,283,285,287); Lubrificante II - 10 W 40 (300 e 301).

As características e condições de funcionamento dos lubrificantes utilizados (Fornecedor/Marca) são sintetizadas seguidamente: Lubrificante I Lubrificante sintético multigraduado de excepcional qualidade, do tipo EHPDO (Extra High Performance Diesel Oil), especialmente recomendado para a lubrificação de motores Diesel de veículos pesados de elevada potência, de aspiração natural ou turbo alimentados, operando nas mais severas condições de utilização, em particular quando sujeitos a intervalos de mudanças de óleo muito alargados, possuindo as seguintes propriedades (Tabela 3.1): Propriedades    

Grande estabilidade da película lubrificante e manutenção das suas propriedades mesmo sob condições extremas de pressão e temperatura; Capacidade detergente / dispersante reforçada, garantindo uma perfeita limpeza do motor por inibição da formação de depósitos nas caixas dos segmentos, de lacas e vernizes nas saias dos êmbolos; Excelentes propriedades de anti desgaste; Baixo ponto de fluidez garantindo que, no arranque, o óleo atinja rapidamente todos os componentes a lubrificar;  Elevado ponto antioxidante;  Reserva alcalina de elevada estabilidade durante toda a vida do óleo. Características Graduação SAE 10 W 40 Massa volúmica a 15 ºC, Kg/I (D1298/D4052) 0,872 Índice de viscosidade (D2270) 139 Viscosidade cinemática a 40 ºC, mm2/s (D445) 107,2 Viscosidade cinemática a 100 ºC, mm2/s (D445) 14,5 Ponto de inflamação, ºC (293) 197 Ponto de Fluxão, ºC (D97/D6892), Máx. -39 Nº basicidade, mg KOH/g (D2896) 12,5 Tabela 3.1– Principais características do Lubrificante I

58


Lubrificante II Lubrificante multigraduado contendo bases sintéticas, do tipo UHPDO (Ultra High Performance Diesel Oil), especialmente recomendado para a lubrificação de motores Diesel de veículos pesados de elevada potencia, de aspiração natural ou turbo alimentados, operando nas mais severas condições. A sua formação permite obter reduções significativas no consumo de combustível, e garantir grandes intervalos de mudança de óleo. Este produto cumpre a nova especificação ACEA E7-04, possuindo as seguintes propriedades (Tabela 3.2):    

Grande estabilidade da película lubrificante e manutenção das suas propriedades mesmo sob condições extremas de pressão e temperatura; Capacidade detergente / dispersante reforçada, garantindo uma perfeita limpeza do motor por inibição da formação de depósitos no mesmo; Reserva alcalina de elevada estabilidade durante toda a vida do lubrificante; Boa fluidez a baixas temperaturas, facilitando o arranque a frio. Características Graduação SAE 10 W 40 Massa volúmica a 15 ºC, Kg/I (D1298/D4052) 0,87 Índice de viscosidade (D2270) 141 2 Viscosidade cinemática a 40 ºC, mm /s (D445) 100 Viscosidade cinemática a 100 ºC, mm2/s (D445) 13.9 Ponto de inflamação, ºC (293) 197 Ponto de Fluxão, ºC (D97/D6892), Máx. -36 Tabela 3.2– Principais características do Lubrificante II

Na tabela 3.3 podem verificar-se os intervalos constantes de mudança de óleos nas viaturas estudadas. Marca Modelo Intervalos periódicos Mercedes O 530 50.000 Kms Volvo B7L 15.000 Kms Volvo B7L 15.000 Kms Volvo B7L 15.000 Kms Volvo B7L 15.000 Kms Volvo B7L 15.000 Kms MAN 12.240 HOCL 20.000 Kms MAN 12.240 HOCL 20.000 Kms Tabela 3.3– Tabela dos intervalos periódicos de muda de óleos das viaturas O acompanhamento foi feito através de recolhas periódicas de amostras de óleo das diversas viaturas escolhidas e, dado que houve um reduzido número de amostras colhidas no período em que se desenvolveu este acompanhamento, sentiu-se a necessidade de utilizar dados de amostras mais antigas, pertencentes ao mesmo grupo homogéneo Volvo B7L. Estas amostras foram enviadas para um laboratório de análises de lubrificantes, sediado em Espanha, com todas as características da viatura e do óleo, tais como: 59


        

Número da viatura Marca Modelo Tipo de Viatura Órgão - Motor Kms do equipamento Kms do óleo Data da amostra Data de envio da amostra

Todas as variáveis foram estudadas; no entanto, este projecto centrou-se apenas nas que foram considerados mais importantes para o acompanhamento da degradação dos óleos:     

Fuligem (Matéria Carbonosa) Viscosidade TBN Metais de Desgaste e Contaminação Partículas

Sendo assim, para o estudo das variáveis utilizadas como referencial, usaram-se os limites disponibilizados pelo laboratório. Uma das variáveis consideradas mais importante e à qual se deu o necessário estudo, foi a Fuligem ou Matéria Carbonosa (%). Este permitiu tirar várias conclusões, as quais se descrevem mais à frente, sobre o estado de degradação do óleo e do equipamento. 3.2 - Modelo aplicado a uma viatura A viatura que se dá como exemplo é a nº 287, que pertence ao grupo homogéneo da Volvo B7L. Começou-se por aplicar ao parâmetro Fuligem (%) o método do alisamento exponencial com o objectivo de conhecer a previsão do valor seguinte da degradação. Esta aplicação pode ser verificada na tabela 3.4 e na figura 3.1. Pode verificar-se nesta tabela e no gráfico ilustrado na figura referida, a evolução da degradação do parâmetro Fuligem dos óleos analisados, permitindo dizer que a sua degradação é bastante evidente, pois este parâmetro encontra-se acima do valor limite normal (perigo), valor esse pré-estabelecido com o fornecedor do equipamento. Obviamente, a sua previsão também aponta para uma degradação mais acentuada. Quando esta variável apresenta estes valores, o óleo deve ser substituído de imediato, devido ao equipamento estar num nível de risco muito elevado. Fuligem (%) Prev. c/ Prev. c/ =0.1 =0.9

Prev. c/ Período Val. =0.5 (Kms) Ob. 10000 2,3 15000 2 2,30 2,30 2,30 15000 2,9 2,27 2,03 2,15 15000 2,5 2,33 2,81 2,53 20000 2,5 2,35 2,53 2,51 25000 2,36 2,50 2,51 Tabela 3.4– Aplicação do alisamento exponencial – Fuligem (%) 60


Fuligem (%) 3,5

Fuligem (%)

3 2,5

Val. Ob.

2

Prev. c/ a=0.1

1,5

Prev. c/ a=0.9

1

Prev. c/ a=0.5

0,5 0 10000

15000

15000

15000

20000

25000

Figura 3.1– Gráfico da tabela alisamento exponencial – Fuligem (%) O segundo modelo aplicado ao acompanhamento e evolução da degradação deste parâmetro foi o modelo de distribuição t–Student. O objectivo é estimar o valor médio da Fuligem. Como se pode constatar na tabela 3.5, o valor médio situa-se em 2,15 %, muito acima dos valores limites, o que permite dizer que esta viatura se encontra com problemas no motor. Fuligem (%) T - Student unilateral Nível de significância α = 0,001 α = 0,01 α = 0,05 α = 0,1 α = 0,2 Média "Amostra" (μ) 2,15 2,15 2,15 2,15 2,15 Desvio Padrão "Amostra" 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 α 0,001 0,01 0,05 0,1 0,2 t critico 10,21 4,54 2,35 1,64 0,98 Desvio Padrão "população" 1,70 1,28 0,91 0,71 0,46 Média da "população" (µ0) 2,15+1,70 2,15+1,28 2,15+0,90 2,15+0,71 2,15+0,46 Limite superior 3,85 3,43 3,06 2,86 2,61 Tabela 3.5– Aplicação do T- Student para estimar a média – Fuligem Como já se verificou anteriormente, este parâmetro encontra-se fora dos valores normais, logo, permite-nos afirmar a existência de um elevado nível de degradação deste parâmetro, comprovado na aplicação do modelo nesta viatura. Finalmente, estima-se o valor da média da população para os níveis de significância 0.001, 0,01, 0,05, 0,1 e 0,2 (Tabela 3.6): H0:μ=µ0 Sendo, μ=média da amostra µ0=média da população 61


Teste de hipóteses t t t tabela t tabela t tabela tabela Calculado α= 0,001 α= 0,1 α= 0,2 α= 0,05 1,00 8,76 7,17 2,13 1,53 0,94 1,50 5,72 7,17 2,13 1,53 0,94 2,00 2,68 7,17 2,13 1,53 0,94 3,00 -3,41 7,17 2,13 1,53 0,94 3,50 -6,45 7,17 2,13 1,53 0,94 4,00 -9,49 7,17 2,13 1,53 0,94 µ0 1,39 2,13 2,21 2,30 Tabela 3.6– Aplicação do Teste Hipóteses T- Student - Fuligem

µ0 (média da população) arbitrada

Pode observar-se, através da tabela 5.9 que, se for arbitrado o valor 3% para a variável e se se usar um intervalo de confiança de 99%, pode afirmar-se que não se rejeitaría a hipótese H0. Por sua vez, se fosse usado um intervalo de confiança de 95%, seria rejeitado H 0, devido ao valor de t(3,41) calculado ser superior ao da tabela para o intervalo de confiança (2,13). Pode também verificar-se que, se for usado o valor t da tabela t–Student (com intervalo de confiança de 90% (1,53) e a média da amostra (2,15), obtém-se um valor da média da população de 2,21.

3.3 - Modelo aplicado a uma variável de Grupo de viaturas biodiesel Começou por aplicar-se o método do alisamento exponencial ao parâmetro Teor de Ferro (Fe), com o objetivo de conhecer a evolução da sua degradação, tal como se pode verificar na tabela 3.7 e na figura 3.2. Como se pode verificar na tabela e no gráfico precedentes, a evolução da degradação do parâmetro Teor de Ferro dos óleos analisados, permite afirmar que a sua degradação é evidente, pois este parâmetro encontra-se algumas vezes acima do valor limite normal. Obviamente, a sua previsão também aponta para uma degradação. Quando esta variável apresenta estes valores, o óleo deve ser substituído, devido ao equipamento estar no nível de risco elevado. Teor em Fe (ppm) Prev. c/ Prev. c/ =0.1 =0.9?

Prev. c/ Período Val. =0.5? Horas Ob. 2451 19 5214 53 19,00 19,00 19,00 10115 22 22,40 49,60 36,00 12403 14 22,36 24,76 29,00 17212 54 21,52 15,08 21,50 22183 141 24,77 50,11 37,75 27682 28 36,39 131,91 89,38 30965 77 35,55 38,39 58,69 35965 39,70 73,14 67,84 Tabela 3.7– Aplicação do alisamento exponencial – teor Fe (ppm) 62


Teor em Fe (ppm) 160

Teor em Fe (ppm)

140 120 Val. Ob.

100 80

Prev. c/ a=0.1

60

Prev. c/ a=0.9

40

Prev. c/ a=0.5

20 0 2451 5214 10115 12403 17212 22183 27682 30965 35965

Figura 3.2 – Gráfico da tabela alisamento exponencial – teor de Fe(ppm) O segundo modelo aplicado ao acompanhamento e evolução da degradação deste parâmetro foi a distribuição t–Student. O objectivo foi estimar o valor médio do Teor de Ferro (Fe). Como se pode constatar na tabela 3.8, a média do teor Fe situa-se em 51 (ppm). Como já se verificou anteriormente, este parâmetro encontra-se nos limites superiores normais, logo, permite afirmar a existência de algum nível de degradação deste parâmetro, comprovado na aplicação do modelo nas viaturas movidas a biodiesel. É também possível tirar diversas informações, tais como, a média da amostra, o desvio padrão da amostra e o limite superior do parâmetro para diversos intervalos de confiança. Teor em Fe (ppm) T - Student α=0,001 α=0,01 α=0,05 51,00 51,00 51,00 42,35 42,35 42,35

α=0,1 51,00 42,35

α=0,2 51,00 42,35

Media "Amostra" Desvio Padrão "Amostra" α 0,00 0,01 0,05 0,10 0,20 t critico 4,79 3,00 1,89 1,41 0,90 Desvio Padrão 46,27 34,83 24,63 19,19 12,60 "população" Média da "população" 51 + 46,2 51 + 34,8 51 + 24,6 51 + 19,1 51 + 12,6 (µ) Limite superior 97,27 85,83 75,63 70,19 63,60 Tabela 3.8 – Aplicação do Teste Hipóteses T- Student – Teor de Ferro – Fe (ppm) Finalmente, estima-se a média da população para os níveis de significância 0.001; 0,01; 0,05; 0,1; 0,2. H0:μ=µ0 Sendo, μ= Média da amostra µ0= Média da população

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Através da tabela 3.9 constata-se que, se for arbitrado o valor 80 (ppm) para a variável e se se usar um intervalo de confiança de 99%, pode afirmar-se que não se rejeita a hipótese H0. Mas, se for usado um intervalo de confiança de 90%, será rejeitado H0, devido ao valor de t (1,59) calculado ser superior ao da tabela para o intervalo de confiança (1,41). Pode também verificar-se que, se for usado o valor de t da tabela t–Student (com intervalo de confiança 80 % (0,90) e a média da amostra (51,00), obtém-se um valor da média da população, neste caso de valor 37,59.

Teste de Hipóteses t t tabela t tabela t tabela Calculado α= 0,001 α= 0,05 α= 0,1 1,23 4,79 1,89 1,41 0,76 4,79 1,89 1,41 0,28 4,79 1,89 1,41 0,05 4,79 1,89 1,41 -0,66 4,79 1,89 1,41 -1,13 4,79 1,89 1,41 µ0 20,64 22,64 29,82 Tabela 3.9– Aplicação do Teste Hipóteses T- Student - Fe

µ0 (média da população) 25,00 35,00 45,00 50,00 65,00 75,00

t tabela α= 0,2 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 37,59

Com este modelo de acompanhamento podem avaliar-se diversas variáveis que podem ajudar a compreender a evolução da degradação das que caracterizam o estado dos óleos. Os modelos aqui exemplificados foram aplicados de três formas:  Individualmente, a todas as viaturas (todos os parâmetros);  Aos grupos homogéneos das diversas viaturas (todos os parâmetros);  Ao grupo de viaturas que usam como combustível o biodiesel (todos os parâmetros). 4 – CONCLUSÕES A implementação de políticas de manutenção condicionada é fundamental para a redução dos custos associados à manutenção, contribuindo para a diminuição das despesas gerais da empresa e proporcionando uma garantia adicional na fiabilidade dos equipamentos. No artigo demonstra-se como algumas variáveis, tais como a Fuligem e o Teor de Ferro, dão indicações sobre a condição dos motores Diesel; esta mesma análise pode estender-se às restantes variáveis que permitem caracterizar os óleos lubrificantes. As metodologias utilizadas, isto é, séries temporais e inferência estatística, permitiram confirmar as tendências de evolução da degradação das variáveis e a necessidade de rever as políticas de manutenção da frota de autocarros. Conclui-se, ainda da importância deste tipo de análise e da necessidade da sua adopção generalizada neste tipo de empresas, de forma a garantir elevados níveis de fiabilidade dos 64


equipamentos a custos racionais, melhorando a eficiência energética dos equipamentos em análise. Referências     

André, J. C. S. (2008): Probabilidades e Estatística para Engenharia. Lisboa: 1ª Edição, Lidel – Edições Técnicas Lda. Cabral, J. S (2006): Organização e Gestão da Manutenção. Lisboa: 6ª Edição, Lidel – Edições Técnicas Lda. Farinha, J. M. T. (2011): Manutenção – A Terologia e as Novas Ferramentas de Gestão. Lisboa: 1ª Edição, Monitor – Projecto e Edições, Lda. Makridakis, S.; Wheelwright, S. & Hyndman, R. F. (1989): Forecasting - Methods and Applications. New York: John Wiley & Sons. Seabra, J.; Graça, B. (1996): Análise de óleos e massas lubrificantes em Serviço. Actas do Quinto Congresso Nacional de Manutenção Industrial – APMI, Figueira da Foz.

Referências Complementares              

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W.Wang. A Model to Determine the Optimal Critical Level and the Monitoring in Condition Based Maintenance. International Journal of Production Research, vol. 38, no. 6, pp14251436, 2000.

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Evaluación de la base de datos de mantenimiento Autor: Lourival Augusto Tavares - Congreso Uruguayo de Mantenimiento – URUMAN – 12 al 14 Oct. 2010

¿Cuál es la META del Mantenimiento el día de hoy? ¿Cómo se puede identificar un “Mantenimiento Clase Mundial”? La respuesta a la primera pregunta es: “La GENERACIÓN DE ROI (Retorno sobre la inversión)” y como respuesta a la segunda: “El que genera el ROI”: Veamos algunos ejemplos: De las dos fábricas de IMPSA en Argentina, la mayor unidad productiva se llama “Nave I” debido a las sus características y dimensiones (225 metros de largo, 33 metros de ancho y 35 metros de altura). Incluye un moderno centro de mecánico fabricado por la Ingersoll Milling Machine Company, constituido por un torno vertical combinado con un pórtico móvil y una columna de torneado independiente, lo que permite la producción de piezas de turbinas y generadores de hasta 18 metros (59 pies) de diámetro, 6 metros (20 pies) de altura y 500 toneladas de peso. En el sitio de UOL “Economía & Negocios” del 30 de agosto de 2010 se divulgó que “Industrias Argentinas Pescarmona - IMPSA” vendió generadores eólicos a empresas brasileñas por valor superior a USD 730.000.000,00. Estos generadores son producidos justamente en el torno arriba indicado. Si consideramos que para fabricarlos se utilizará el torno por 6 meses con una carga mensual de 176 horas, el torno genera valor por USD 230.429,00 por hora. Esto significa que si la confiabilidad de este torno no es 100% o sea que se detiene durante el proceso la empresa tendría una pérdida directa de 3.840 dólares por minuto además de los gastos indirectos de pérdida de calidad, costo para reajustar la máquina, etc. Otro ejemplo: En el sur de Brasil una empresa de madera llamada Berneck con poco más de 50 años (1952) logró resultados espectaculares de eficiencia en uno de sus procesos por la implementación, hacía 3 años del PCM (Planificación y Control de Mantenimiento). El resultado está siendo tan evidente que esta empresa, desde el inicio del 2010, está extendiendo las actividades del PCM en sus otras áreas de proceso.

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Para lograr estos resultados el Jefe del PCM, Felipe Hannemann, participó de cuatro cursos especializados en Gestión de Mantenimiento, empezando por aquél que trata de Bases de Datos e implementó todos los conceptos adquiridos con el auxilio de un equipo muy calificado, el apoyo de la jefatura general de mantenimiento y del gerente de la planta. Recién el PCM está extendiendo sus actividades con la introducción de la Ingeniería de Mantenimiento que ya está formada, en este momento, con un Ingeniero que empezó a contar con informes conseguidos a través de índices y consultas al historial para la generación de recomendaciones. El trabajo desarrollado por el PCM incluye la organización de manuales, normas y procedimientos necesarios para operar y mantener toda la planta. Para viabilizar la evaluación del Retorno Sobre la Inversión (ROI) por el mantenimiento es necesario que exista una efectiva gestión (toma de decisiones), hecha a partir de las recomendaciones del análisis de los informes (índices y consultas) adecuados a cada nivel, generados a partir de archivos consolidados tratados por un eficiente Sistema que procese datos completos y confiables de todas las intervenciones controladas. Si la información no es COMPLETA y CONFIABLE no se lograrán archivos consolidados que, en consecuencia no irán generar los informes para ser analizados y de esta forma la gestión quedará restricta a la experiencia de los gerentes en los tres niveles: Estratégico, Táctico y Operacional. Recomiendo que el análisis de los informes sea hecho a través de un órgano de asesoramiento, llamado “Ingeniería de Mantenimiento” que debe ser compuesto por personal con experiencia de planta, capacitación adecuada para interpretar los indicadores y espíritu pionero, o sea, buena intuición, coraje para enfrentar desafíos, persistencia y alineación a la misión y visión de la empresa. Además el personal de este órgano también debe estar calificado para investigaciones de causa raíz de fallas, con el auxilio de la base de datos para obtener la información específica de lo que desea analizar. La calificación de este personal también debe involucrar estudios económicos, de eficiencia de máquinas y de productividad humana utilizando técnicas comprobadas y eficaces para estos tipos de evaluaciones. Sin embargo todo el proceso de análisis debe ser complementado con tormentas de ideas involucrando los niveles de supervisión de planta tanto de mantenimiento como operación, logística, calidad, seguridad y medio ambiente para, entonces, generar las recomendaciones que se-rían aplicadas gracias a su factibilidad por los gerentes, dando como resultado el ROI. Como ya he indicado, para que la Ingeniería de Mantenimiento pueda desarrollar su trabajo de análisis es necesario que se cuente con una Base de Datos completa y confiable de todas las invenciones realizadas. Así, es recomendable que la empresa tenga un órgano que se encargue de este trabajo. Este órgano lo identifico como PCM - Planificación y Control de Mantenimiento que establece todos los estándares para garantizar uniformidad y consistencia de la información además de los procedimientos para las intervenciones programadas y no-programadas y, en conjunto con el área de TI, desarrolle (o adquiera y haga las adecuaciones necesarias) el Sistema para almacenar y tratar la información generada en campo.

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Cuando sea posible, recomiendo que el PCM tenga un área de digitalización de OT’s para que no tengan que hacerlo los ejecutantes o supervisores además de garantizar la perfecta estandarización de la información, particularmente la relacionada con el código de ocurrencias. Otra alternativa muy útil es la utilización de colectores de datos o palm-tops para generación y recolección de datos de las OT’s conforme se aplica en Berneck, la empresa que estoy utilizando en este trabajo como referencia. Para garantizar la confiabilidad de estos datos, es fundamental que se trabaje bajo conceptos universales y estandarizados, bien difundidos y reconocidos por todos los involucrados. Dentro de este enfoque, recomiendo utilizar los conceptos presentados en la sección “definiciones” del sitio www.copiman.org. En esta sección del sitio encontrarán la terminología universal de mantenimiento además de las indicaciones de subdivisión de la importancia operacional de los equipos (clase o criticidad) y de las prioridades. Además, de lo ya indicado, los datos deben ser codificados utilizando tablas que irán garantizar la estandarización de los registros. Dentro de los códigos más utilizados se encuentra el que identifica la posición y función operacional del equipo (código de equipo también llamado “tag”) que comúnmente es formado por las tablas de “tipo de equipo” y “sistema operacional” que pueden estar asociados a la “localización física del equipo en la planta”, la propia “planta”, la “clase” y algún otro registro considerado importante para la empresa como, por ejemplo las partes (o componentes) de los equipos. Otro código muy utilizado es el que identifica un suceso formado por la “causa” que generó el suceso, el “efecto” que identifica como este suceso se expuso y la “acción” que identifica lo que se hizo para eliminar el suceso. Para que la tabla de “acción” no quede muy larga puede ser dividida en “acción - verbo” y “acción - complemento”. Toda base de datos debe empezar por la identificación del ítem (equipo o activo) que llamo “catastro” donde se debe colocar la mayor cantidad de información de forma que no solo sea útil para mantenimiento sino también para operación, ingeniería, patrimonio o cualquier otra área de la empresa que necesite hacer consultas de este tipo de información. Normalmente en un catastro se puede identificar un conjunto de datos que se aplican a cualquier tipo de equipo, que llamo de “datos generales” o “datos administrativos” y otro que depende del tipo de equipo que llamo “datos específicos” o “datos técnicos”. Además se puede distinguir los datos que son comunes para equipos iguales que llamo datos de “familia”, de los datos que pueden ser diferentes para equipos iguales. La asociación de los datos comunes a equipos iguales se hace a través de un “código de familia” que también sirve para asociar el sistema de mantenimiento con los sistemas de materiales y el archivo técnico. Cuando se hace la asociación del “código de familia” con el archivo técnico se pue-de buscar los manuales, dibujos, fotos y videos directamente en el archivo técnico desde que estén digitalizados. Dentro de los datos que son diferentes para equipos iguales, que llamo “datos exclusivos”, se encuentra el código de equipo, o código operacional, o “tag”, la fecha de inicio de operación y el costo de adquisición. Al elaborar el catastro se debe buscar relacionar todos los repuestos específicos y no específicos con las familias de los equipos, particularmente los de “Clase A” (fundamentales al proceso) de tal 69


forma que ayude a reducir pérdida de tiempo durante una intervención programada o no programada. En la empresa que estamos utilizando como ejemplo, todos los equipos (ítems o activos) están identificados a través de su “tag” y su número individual que se puede leer utilizando una palm pues están identificados por un código “2D”. Cuando se empezó a codificar los equipos se aplicaron tarjetas con códigos de barras que lastimosamente no logró éxito debido a que al ensuciarse o dañarse generaba dificultades de lectura. Los actuales códigos “2D” eliminaran este problema de daño. La figura siguiente muestra una etiqueta colocada en un equipo con el código “2D” que identifica el mismo “tag” que aparece escrito en numeral. En este caso, por ser un equipo “Clase A” también aparecen en “2D” los códigos de los repuestos asociados a este equipo.

Entre más tablas se utilicen en un proceso de catastro menor es la posibilidad de error de digitalización además se logran estándares de registro y rapidez en el registro y búsqueda de información (filtro) en el proceso de análisis de historial de equipo (o activo). Una vez identificados los equipos se puede pasar a segunda etapa del proceso de formación de base de datos que es la “planificación”, donde se va responder los 4W y el H: 70


“Why” = ¿por qué? = ¿por qué intervenir?; “Where” = ¿en qué parte? = ¿en cuál equipo o parte (componente) intervenir? “What” = ¿qué? = ¿qué tipo de intervención? “Who” = ¿quién? = ¿quién va intervenir? (¿cuál órgano o sector?) y el H “How” = Cómo = ¿cómo se hará el servicio? = ¿cuáles recomendaciones de seguridad y cuáles procedimientos? Las recomendaciones de seguridad deben ser establecidas junto con el área de seguridad industrial y tienen como objetivo evitar que el mantenedor cometa actos in-seguros o trabaje bajo condiciones inseguras para de esta forma eliminar los accidentes. Deben ser escritas de forma objetiva, por conjunto de funcionalidades de equipos, en pocas líneas ya que deberá ser registrada en la OT, y de fácil entendimiento. Obviamente estarán contenidas en esas recomendaciones los equipos de protección individual necesarios a cada tipo de servicio. Las instrucciones de mantenimiento son formadas por un conjunto de tareas adecuadas a cada tipo de intervención, por cada tipo de equipo y por cada sector (órgano responsable por el mantenimiento) y son escritas a partir de experiencia propia, recomendaciones de los fabricantes y, eventualmente alguna bibliografía o archivo digital especializado. Al establecer las tareas se debe estimar el tiempo necesario para ejecútalas, llamado “tiempo patrón”, dato fundamental para el cálculo de backlog. Algunas tareas de instrucción de mantenimiento pueden hacer referencia a registros de medición. Por lo tanto se debe proyectar un archivo para las distintas mediciones hechas por tipo de equipo de forma que puedan servir para evaluar las pérdidas de características operacionales del equipo (degeneración) y, a través del análisis predictivo determinar el momento más adecuado para corrección de las variables que queden fuera de los límites de funcionamiento adecuados. Al identificar ¿cuándo será realizado el servicio? (la 5a W = “When”) la planificación se convierte en “programación”, que puede ser establecida por unidad de tiempo “calendario” (día, semana o mes), o “no-calendario” (horas de funcionamiento, kilómetros recorridos, número de operaciones o número de piezas fabricadas). Obviamente que no todas actividades planificadas necesitan ser programadas. Se puede planificar una intervención y nunca ser realizada. Sin embargo es muy importante tener las cosas planificadas para que en caso de ser necesaria una intervención evitar paros largos, compras de repuestos de última hora, pago de horas extras, daños al medio ambiente y riesgo a la seguridad humana. Las programaciones de mantenimiento pueden generar tres tipos de Ordenes de Trabajo: OT de Ruta, para actividades de corto plazo y corta duración (diaria, semanal, quincenal, mensual, a cada 100 horas, a cada 200 horas y a cada 500 horas). OT Sistemática (en vía de desaparición pues, deberá ser reemplazada por la OT basada en condición) para actividades de mediano plazo (trimestral, semestral, anual, a cada 1.000 horas; a cada 2.000 horas y a cada 5.000 horas) y OT de Grandes Paros (o de Oportunidad) para actividades de largo plazo y larga du-ración (cada dos o tres años, cada 20.000 horas o cada 50.000 horas). 71


Las programaciones deben contener plazos para que, una vez generada la OT es-tas sean ejecutadas. Algunos llaman a estos plazos (y lo miden a través de indicador propio) de “adherencia” a la programación. Yo llamo a esto de plazo de conformidad. Son porcentuales sobre la programación para tolerancia o para suspensión de una OT. Normalmente los plazos de tolerancia están relacionados con la Clase del equipo y los plazos de suspensión están relacionados con la periodicidad de la intervención. Por ejemplo si un equipo es Clase A, la tolerancia para ejecución del mantenimiento debería ser igual a su propia “fecha” programada, o sea, si la programación es por unidad calendario semana y si el mantenimiento está previsto para la semana 15 la tolerancia seria la misma semana 15 lo que significa que si el servicio no se ejecuta en esta semana la OT ya está “no-conforme”. Sin embargo si es un equipo Clase B se podría dar una tolerancia para la “fecha + 1” (o “fecha + 2”) que, en nuestro ejemplo significaría que el mantenimiento se podría realizar entre la semana 14 y 16. Si el equipo es Clase C se podría considerar como tolerancia la “fecha + 4” o sea, el servicio podría ser realizado entre la semana 11 y la semana 19. En cuanto a una suspensión, seria aguardar, por ejemplo 50% del periodo para que la OT sea cancelada y debe generar un informe para el Gerente, pues no se espera que esto ocurra. La suspensión de una OT debe ocurrir para periodos superiores a un mes y antes de cancelar, el área debe recibir un aviso con anticipación, de que esto va ocurrir Finalmente recomiendo que la planificación contenga todos los recursos humanos, de máquinas y herramientas, de lubricantes y de repuestos, que se presupuesta serán necesarios para realización del servicio. Esta previsión tiene dos objetivos: evitar interrupciones del trabajo (llamado “horas de espera” o “horas de demora”) y facilitar el establecimiento de los niveles de stock y de los plazos de compra o reposición de repuestos y lubricantes además que, si es necesario, facilitar la previsión de alquiler de máquinas o herramientas especiales para algunos servicios así como la subcontratación de mano de obra. La planificación y la programación irán permitiendo la generación de las OT’s que, a su vez, al ser ejecutadas alimentarán la base de datos con la información complementaria. A esta tercera etapa la llamo de “historial” o “recolección de datos”. Para las actividades programadas (rutas y sistemáticas) normalmente la recolección de datos se resume en la indicación de que el servicio previsto se realizó conforme y, eventualmente, si se hizo algo que no estaba previsto. Para las actividades no-programadas (reparación de defectos, predictiva y correctiva) se debe registrar la ocurrencia a través de sus tres elementos principales arriba indicados, o sea: la “causa”, el “efecto” y la “acción” (que puede ser compuesta por dos tablas - acción verbo y acción complemento). Además se debe recolectar los datos relacionados con la cantidad de horas/hombre utilizados, material utilizado y medidas hechas. En la empresa en la cual estoy utilizando como ejemplo, todo esto se hace utilizando una palm-top lo que brinda la facilidad de leer informaciones del equipo (y repuestos) con el código 2D.

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Los resultados logrados por el PCM en Berneck han sido : - Reducción en un 10% del tiempo de diligenciamiento en papel, lo que equivale, en el caso de lubricación, a bajar de TRES a UNO los lubricadores por el diligenciamiento para abrir y cerrar OT’s de Ruta. - Reducción de impresión de más de 4.000 hojas de papel A4 por mes. - Eliminación de extravíos de órdenes de trabajo pues estas no son impresas. - Por serien en forma de check-list estas OT’s tardarían mucho más tiempo para ser bajadas. Más de 1600 horas por mes para apunte/cierre manual del servicio realizado (esto representaría diez personas de más para este trabajo que hoy es hecho con tres personas) - Identificación del equipo con código 2D, eliminando la digitación del TAG en la hoja de la inspección, lubricación o mantenimiento. - Para equipos criticidad “A”, la identificación de los repuestos está en el mismo equipo bajo forma de placa con código 2D. En Berneck el PCM logró mucho éxito en su trabajo frente al proceso de MDF (paneles de fibra de mediana densidad). En consecuencia la empresa determinó que se ampliase su acción al área de MDP (paneles de partículas de mediana densidad) a partir de enero de 2010. El resultado, como se muestra en la tabla y gráfica siguiente, es que en 9 meses Felipe y su equipo ya lograron un aumento de disponibilidad superior a 5% lo que significa una ganancia superior a USD 1.500.000,00

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ESTO ES ROI ESTO ES UN MANTENIMIENTO CLASE MUNDIAL ESTO ES UNA EMPRESA CLASE MUNDIAL Una forma de evaluar cómo está la Base de Datos en una empresa es hacer la consulta a los Supervisores de Operación y Mantenimiento a través de una encuesta donde se solicita a cada uno que califique de 0 al 100% cómo ve la aplicación y la utilización de cada uno de los datos existentes. Durante el 6º Congreso Uruguayo de Mantenimiento se entregó a cada participante una encuesta con 40 tipos de registros que componen una Base de Datos. Aunque la encuesta no fue respondida por todos los participantes del evento, se procesó aquellas la información utilizando la técnica de evaluación del Radar y Es-piral mostrando un resultado muy parecido con las evaluaciones que hemos obtenido en algunas empresas.

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LA IMPORTANCIA DEL AIRE COMPRIMIDO EN EL MANTENIMIENTO DE LA INDUSTRIA PLÁSTICA Autor: Oscar Carrasco ASEINMA

La importación del aire comprimido radica en su utilización en las maquinas que elaboran artículos de empaques de plástico que van hacer usados para alimentos de consumo humano, como fundas para alimentos, botella, tarina, botellones, tapas. El aire si no está tratado es una fuente de contaminación al ser un vehículo muy propicio para el arrastre de partículas físicas, químicas y biológicas que provocan problemas que van desde el retiro de los productos en el mercado, hasta problemas a la salud de las personas por contaminación del producto con microorganismos provenientes del aire. El tratamiento del aire comprimido es un proceso de vital importancia, para manufacturar todos tipos los empaques de plásticos para alimentos. Sin embargo hay que tener un método y proceso normalizado cumplimento la normativa internacional de calidad del aire comprimido definida en la norma ISO 8573-1. Hoy el control de los riesgos de contaminación de alimentos toma mucha importancia. La calidad del aire comprimido utilizado para los diferentes procesos es un factor que los productores de alimentos están considerando como punto crítico de control (PCC) bajo los estándares de HACCP. De ahí que nace la conciencia y la posibilidad de prevenir que los empaques de plásticos no vengan contaminados, por lo que las empresas de plásticos deber contar con filtros especiales tales como filtro particulante, coalescente y carbón activado para garantizar que los empaques que fabrican no presentan contaminación en sus procesos productivos. El grado de filtración depende en gran medida del producto que se está fabricando. Los sistemas de filtración se dividen en: Filtros particulante. Se colocan como una primera defensa, para eliminar partículas de polvo, suciedad residuos de agua (humedad), éstos deben ser revisados frecuentemente y reemplazarlos de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. 76


Filtros coalescentes. Se utilizan para eliminar contaminantes sólidos de combustibles y aceites lubricantes. Instalados en las salidas finales de compresores. Filtros de Carbón Activado. Se utilizan principalmente para eliminar olores indeseables. Se recomiendan ser instalados en las salidas finales de compresores. No solo hay que pensar en una producción de mayor calidad, sino que ahora es importancia reflexionar y estudiar la manera de ser eficiente, ahorrando energía disminuyendo las fugas de aire comprimido. Una fuga de aire se presenta cuando hay una mala se selecciona racores, podemos mencionar las siguientes causas, el uso de racores plásticos de mala calidad y de bajo costo, cuando el ambiente de trabajo es muy caliente provocando que los racores plásticos se deformen su sello, estas dos principales causas, provocan que los compresores y equipos neumáticos no puedan trabajar eficientemente, originando costos excesivos. Evitar las fugas de aire es muy importante para cualquier empresa, ya que son mermas que van a costar mucho dinero, y si no son prevenidas con anticipación, más adelante surgirán pérdidas cuantiosas de dinero, que repercutirán negativamente al costo de producción. Muchos Jefe de Mantenimiento pueden tener la idea errónea de que utilizando racores plásticos de bajo costo, están ahorrando, es como va a obtener un mantenimiento de menor costo, sin embargo en la actualidad ese tipo de pensamiento ya no es factible. En país desarrollados utilizan de preferencia racores o conectores completamente metálicos debido a que con esta producto evitan que existan las fugas de aire que van a ser factores muy frecuente al utilizar racores de plásticos, y además que es un problema que además de quitar mucho tiempo y uso de recurso de personal para reemplazar los racores dañados, también generarán pérdidas de dinero debido a una fuga de aire comprimido de 1 mm puede costar aproximadamente de $50 a $100 por consumo de energía durante un mes para la empresa.

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