Tipos de Mantenimiento Industrial y Naval

El mantenimiento es fundamental para asegurar la operatividad y prolongar la vida útil de los equipos. Se clasifica en diversas categorías:

• Correctivo: Se aplica después de que un equipo falla. Su objetivo es restablecer el funcionamiento, ya sea mediante reparación o reemplazo de componentes.
• Preventivo: Actividades planificadas que buscan evitar fallos, como inspecciones, lubricación y reemplazos programados.
• Predictivo: Basado en el monitoreo de condiciones reales del equipo para anticipar fallos, usando técnicas como análisis de vibraciones, termografía o inspección visual.
• Mantenimiento Productivo Total (TPM): Sistema japonés que involucra a toda la organización en el mantenimiento con enfoque en cero fallos, defectos y accidentes.
• Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM): Optimiza la confiabilidad del sistema basándose en la criticidad y las consecuencias de los fallos.
• Mantenimiento Basado en el Riesgo (RBM): Prioriza el mantenimiento en los equipos con mayor probabilidad y consecuencia de fallo.

Ventajas e Inconvenientes del Mantenimiento Correctivo

El mantenimiento correctivo, aunque reactivo, presenta ciertas particularidades:

Ventajas:

• No hay gastos fijos; solo se incurre en costos cuando se necesita.
• Buena solución a corto plazo.
• Puede prolongar la vida útil del equipo si se repara adecuadamente.
• Útil en equipos donde el mantenimiento preventivo no tiene efecto (p. ej., electrónicos).

Desventajas:

• Las fallas pueden ocurrir en momentos inoportunos.
• Dificultad para prever recursos (personal, repuestos).
• Daños mayores por falta de diagnóstico previo.
• Costes más altos a largo plazo.
• Pone en riesgo la producción, seguridad y medio ambiente.

Ventajas e Inconvenientes del Mantenimiento Preventivo

El mantenimiento preventivo busca anticiparse a los problemas:

Ventajas:

• Aumenta la confiabilidad y duración de equipos.
• Reduce fallas y tiempos de parada no programada.
• Disminuye el costo de reparaciones.
• Facilita una carga de trabajo uniforme.

Desventajas:

• Requiere inversión inicial y continua.
• Puede generar sobrecarga de trabajo innecesaria.
• Alto costo por inspecciones frecuentes.
• Posibilidad de reemplazos prematuros por sesgos.

Ventajas e Inconvenientes del Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo, basado en datos, ofrece beneficios significativos:

Ventajas:

• Reduce trabajos no programados hasta en un 75%.
• Aprovecha la vida útil residual del activo.
• Permite diagnósticos precisos y planificación eficiente.
• Minimiza inventarios de repuestos.
• No suele requerir paradas de equipos.

Desventajas:

• Alto coste en instrumentación y tecnología.
• Requiere personal muy calificado.
• Genera gran volumen de datos que deben analizarse correctamente.
• Limitado para ciertos tipos de fallos.

Conceptos Fundamentales en Confiabilidad y Mantenimiento

Para una gestión efectiva, es crucial comprender los siguientes conceptos:

• Fiabilidad (R): Probabilidad de que un sistema funcione sin fallos durante un tiempo determinado bajo condiciones específicas. Es un indicador de desempeño sostenido.
• Disponibilidad (A): Probabilidad de que un sistema esté operativo cuando se necesita. Depende de la fiabilidad y de la mantenibilidad.

  Fórmula: A = Tiempo de Funcionamiento / (Tiempo de Funcionamiento + Tiempo de Inactividad)

• Mantenibilidad (M): Facilidad y rapidez con la que se pueden detectar, diagnosticar y reparar fallos. Se mide por el tiempo medio de reparación (MTTR).
• Seguridad (S): Capacidad del sistema para operar sin provocar daños al entorno, personas o a sí mismo, incluso en caso de fallo.

Relación entre los Conceptos:

• Un sistema con alta fiabilidad tiene menos fallos, lo que mejora la disponibilidad.
• Una alta mantenibilidad reduce el tiempo de inactividad, lo que también mejora la disponibilidad.
• La seguridad se ve afectada por la fiabilidad, pero además requiere que los fallos no resulten en situaciones peligrosas.
• La disponibilidad es una función de la fiabilidad y la mantenibilidad: Disponibilidad = f(Fiabilidad, Mantenibilidad).

La Curva de la Bañera: Fases de Fallo de un Sistema

Esta curva representa la tasa de fallos de un sistema a lo largo del tiempo y se divide en tres fases:

• Fase Inicial (Infantil o de Mortalidad Temprana): Alta tasa de fallos debida a defectos de fabricación, errores de montaje, etc.
• Fase de Vida Útil (Constante): Tasa de fallos baja y constante. Los fallos se deben al azar, representando el comportamiento normal del sistema.
• Fase de Desgaste: Aumento de la tasa de fallos debido al envejecimiento o deterioro de los componentes.

Esta curva es fundamental para planificar el mantenimiento y evaluar la fiabilidad a lo largo del ciclo de vida del sistema.

Clasificación de Fallos en Sistemas de Ingeniería

Los fallos se pueden clasificar en varias categorías, entre ellas:

• Fallos Tempranos: Ocurren al inicio del funcionamiento por defectos de fabricación, diseño o instalación.
• Fallos Aleatorios: Se presentan durante la vida útil y no siguen un patrón específico.
• Fallos por Desgaste: Resultan del envejecimiento de los componentes tras un uso prolongado.
• Fallos Seguros: A pesar del fallo, el sistema se mantiene en una condición segura.
• Fallos Peligrosos: Comprometen la seguridad del sistema o sus usuarios.
• Fallos Detectados vs. No Detectados: Según si el sistema es capaz de identificar el fallo cuando ocurre.

Diferencia entre Fallos por Degradación y Fallos por Tendencia

• En el fallo por degradación, el deterioro aparece poco a poco con el uso y el tiempo. Está asociado con el desgaste o envejecimiento de los componentes. Es progresivo, pero se puede controlar mediante mantenimiento predictivo. Ejemplo: desgaste de cojinetes.
• Los fallos por tendencia se pueden detectar antes de que ocurran observando cambios en datos como temperatura, vibración o ruidos. A través de un monitoreo continuo, se detectan patrones o tendencias que indican que un fallo puede ocurrir.

Causas Comunes de Averías en Sistemas Marinos

Las causas más comunes de averías en sistemas marinos incluyen:

• Desequilibrio en hélices: Por desgaste o rotura de palas, causa vibraciones intensas.
• Obstrucciones en la hélice: Como cabos o plásticos enredados, que pueden bloquear el eje.
• Cavitación: Genera ruido, vibraciones y daños por erosión.
• Fugas de aceite en la bocina: Pueden ser debidas a obturadores dañados o tuberías defectuosas.
• Contaminación del aceite: En chumaceras, reductores o servosistemas hidráulicos, provoca desgaste y gripado.
• Desgaste en embragues y acoplamientos: Genera deslizamientos o fallos por fatiga.
• Desalineación, vibraciones torsionales excesivas y mal estado de los amortiguadores.

Procedimientos de Diagnóstico Industrial

El diagnóstico industrial consiste en detectar el origen de una avería mediante la observación de síntomas (ruido, vibración, sobrecalentamiento, pérdida de presión o nivel de aceite, etc.), el análisis de parámetros operativos y la inspección física. Pasos comunes en el diagnóstico:

• Observación de síntomas: Vibraciones, ruidos, temperatura, presión.
• Inspección visual y táctil: En puntos accesibles.
• Uso de sensores o instrumentos: Para medir temperatura, presión, contaminación del aceite, etc.
• Análisis de aceite: Para detectar desgaste interno (ferrografía, presencia de partículas).
• Pruebas funcionales controladas: Para verificar la respuesta del sistema.
• Consulta de manuales y planos: Para identificar puntos críticos.

Este enfoque permite determinar la magnitud de la avería y planificar adecuadamente su reparación.

Procedimientos Generales de Reparación

Los procedimientos generales de reparación incluyen:

1. Parar la máquina: Detener el funcionamiento del sistema antes de intervenir.
2. Desmontaje: Retirar piezas o componentes que presentan fallo.
3. Ejecución de la reparación: Sustitución o reacondicionamiento de componentes, inspección o limpieza.
4. Montaje: Reinstalar las piezas reparadas o nuevas.
5. Prueba: Verificar el funcionamiento correcto tras la intervención.
6. Puesta en servicio: Reactivar el sistema con normalidad.

Estos procedimientos pueden incluir inspecciones visuales, pruebas de fugas, medición de desgaste, limpieza de circuitos, uso de buceadores en el caso de hélices, etc.

Parámetros Clave de Funcionamiento en Máquinas Navales

Los parámetros de funcionamiento de las máquinas navales se agrupan en dos tipos principales:

Variables Físicas Principales:

• Eléctricas: Intensidad (A), tensión (V), potencias (activa y aparente), cos φ, frecuencia (Hz).
• Termodinámicas: Presión, temperatura, caudal.
• Otros indicadores: Nivel de tanques, ángulo de pala, RPM, etc.

Parámetros de Entrada (antes de la puesta en marcha):

• Presión de aceite, temperatura del agua de mar, presión de refrigeración, presión y temperatura de combustible, etc.
• También condiciones externas: escora del buque, trimado, estado del mar, viento, etc.

Parámetros de Salida (después del arranque):

• Temperatura de gases de escape, revoluciones, velocidad del buque, rendimiento del turbocompresor, etc.

Estos parámetros se registran manualmente o automáticamente para evaluar el estado de los equipos, detectar desviaciones y prevenir fallos.

Diagrama de Ishikawa (Causa-Efecto o Espina de Pescado)

Es una herramienta para identificar las causas raíz de un problema. Se caracteriza por visualizar el problema en la rama central y desglosar las causas en ramas secundarias. Las causas se clasifican en seis categorías, conocidas como las 6M:

• Material
• Máquina
• Método
• Madre Naturaleza (o Medio Ambiente)
• Medición
• Mano de Obra

También permite clasificar las causas en principales, secundarias y menores. Facilita el análisis colaborativo, ayuda a identificar las causas con precisión, a validar el conocimiento existente y a comprender la relación entre varios factores. Este método consigue un mayor aprendizaje colectivo y una mejora a la hora de tomar decisiones.

Diagrama de Pareto: Priorización de Problemas

Es una herramienta estadística basada en el principio de Pareto (80/20), que establece que el 80% de los problemas proviene del 20% de las causas. Es muy útil para la asignación de prioridades a los problemas, el diagnóstico de las causas y la solución de los mismos.

Desventajas del Control Estadístico de Procesos (CEP)

Aunque el CEP es una herramienta poderosa, presenta ciertas limitaciones:

• Requiere gran cantidad de datos para ser efectivo.
• Depende de un registro correcto: si hay errores en las mediciones, puede invalidar el análisis.
• No detecta causas especiales si no se visualizan bien en el gráfico.
• Si el análisis no es en tiempo real, se puede retrasar la toma de decisiones.
• No sustituye al juicio técnico; es decir, depende del personal especializado para tomar la decisión final.

Método FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) para la Prevención de Fallos

El FMEA es un método sistemático para prevenir fallos antes de que ocurran. Utiliza preguntas clave para descubrir el modo de fallo, el efecto y la causa:

1. ¿Qué puede fallar?
2. ¿Qué pasaría si falla?
3. ¿Por qué fallaría?
4. ¿Qué tan grave es, cada cuánto pasa y si se puede detectar a tiempo?

Para evaluar la criticidad, se utiliza el Índice de Criticidad (IC):

IC = Probabilidad x Gravedad x Detección

Este análisis permite tomar decisiones informadas sobre qué fallos prevenir, con qué prioridad y qué mantenimiento aplicar.

Eficiencia Global de Equipos (OEE): Medición y Optimización

La Eficiencia Global de Equipos (OEE – Overall Equipment Efficiency) mide de forma conjunta tres factores clave de una máquina:

• Disponibilidad (A): Tiempo de operación efectivo dividido entre el tiempo total disponible (incluye tiempo de averías y paradas).
• Eficiencia (E): Relación entre el ciclo real de la máquina y el ciclo nominal. Indica el rendimiento de funcionamiento.
• Desperdicio (D): Pérdidas económicas expresadas como proporción del presupuesto frente al gasto real (materiales, energía, tiempo).

La fórmula es: OEE = A x E x D x 100 (expresado en %)

Cada uno de los tres factores toma valores entre 0 y 1, y juntos permiten evaluar la operatividad, ejecución y economía del mantenimiento.

Gestión de Stock en Mantenimiento

La gestión de stock es el proceso de decidir qué piezas tener en el almacén, cuántas y cuándo pedirlas, para asegurar que no falten repuestos, pero sin gastar de más en el almacenamiento. Su objetivo es evitar paradas por falta de piezas y no tener demasiadas que no se usen. Conceptos clave incluyen el punto de pedido y el stock de seguridad.

Stock de Seguridad: Cálculo y Propósito

El stock de seguridad es una cantidad extra de repuestos que se guarda como reserva para prevenir quedarse sin piezas, en caso de que el proveedor se retrase o el consumo aumente inesperadamente.

Fórmula: S = K x (Pme - Pe)

Donde:

• S: Stock de seguridad
• K: Consumo diario
• Pme: Plazo máximo de entrega (con retraso)
• Pe: Plazo normal de entrega

Presupuesto de Mantenimiento: Estructura y Bases

El presupuesto de mantenimiento es una herramienta de planificación y control que estima los gastos anuales antes del inicio del ejercicio económico. Se estructura en:

• Mantenimiento Ordinario:
  • Correctivo
  • Preventivo / Predictivo
• Mantenimiento Extraordinario:
  • Grandes reparaciones (como varadas)
  • Paradas programadas
  • Mejoras técnicas

Cada área se divide a su vez en:

• Mantenimiento propio (mano de obra interna)
• Mantenimiento externo (SAT, contratos)
• Materiales (repuestos, consumibles)

El presupuesto se basa en:

• Horas disponibles × coste/hora del personal
• Previsión de materiales y servicios
• Datos históricos y objetivos acordados con la dirección

Costes de Mantenimiento: Directos e Indirectos

Los costes de mantenimiento se clasifican en:

• Directos:
  • Mano de obra
  • Materiales (repuestos, consumibles)
• Indirectos:
  • Pérdida de operatividad o de producción
  • Penalizaciones por retrasos
  • Costes urgentes (horas extra, reparaciones de emergencia)
  • Impactos en seguridad y medioambiente

El Coste Integral del Mantenimiento se calcula como:

Coste Integral del Mantenimiento = Costes Directos + Costes Indirectos

Este enfoque integral permite valorar el impacto real de una política de mantenimiento deficiente.

Coste del Ciclo de Vida (LCC) en la Gestión de Activos

El Coste del Ciclo de Vida (Life Cycle Cost, LCC) de un equipo incluye todos los costes desde su adquisición hasta su retirada:

C = A + F + M - r

Donde:

• A: Coste de adquisición
• F: Costes de operación (energía, combustible)
• M: Costes de mantenimiento
• r: Valor residual del equipo

Y el resultado de la explotación sería:

R = I - C = I - (A + F + M - r)

(Con I = ingresos totales aportados por el equipo)

Este análisis permite tomar decisiones óptimas de mantenimiento y reemplazo, evitando recortes preventivos que a la larga generan más costes.

Mantenimiento Industrial vs. Naval: Diferencias en Externalización

Existen diferencias significativas en la externalización del mantenimiento entre el sector industrial y el naval:

Mantenimiento Industrial (Terrestre):

• Externalización común (incluso total: outsourcing).
• Paradas técnicas planificadas.
• Inspecciones realizadas por entidades acreditadas (ENAC).

Mantenimiento Naval:

• Externalización limitada por:
  • Rutas marítimas variables.
  • Breve permanencia en puerto.
  • Alta especialización técnica.
• Inspecciones a cargo de:
  • Sociedades de Clasificación.
  • Inspección de Buques.
• Varadas periódicas obligatorias como parte del mantenimiento.