La inteligencia artificial «IA» en el análisis de vibraciones

Según una encuesta de Longitude Research y Siemens, más de la mitad de los líderes industriales esperan que la IA controle activos de alto valor como plantas industriales, equipos y máquinas antes de 5 años; esta es una aspiración a la que todos nos sumamos. En esta encuesta se preguntó a más de 500 líderes senior de los sectores de energía, manufactura, industria pesada, infraestructura y transporte sobre los usos, beneficios, barreras y actitudes hacia la IA. Sus respuestas ofrecen una visión única del futuro de la IA en las empresas industriales que no debemos perder de vista.

La IA y el mantenimiento predictivo
Inteligencia artificial en la industria para el mantenimiento predictivo.

Es significativo que un gran número de encuestados (44%) crea que, en el transcurso de los próximos cinco años, un sistema de inteligencia artificial controlará de forma autónoma las máquinas que podrían causar lesiones o la muerte y un número aún mayor (54%) cree que la IA, dentro del mismo período, controlará de forma autónoma algunos de los activos de alto valor de su organización.

Pero qué es (IA) y como nos incumbe a los ingenieros de confiabilidad

El término «inteligencia artificial» (IA) abarca toda la tecnología computarizada que permite que un ordenador imite los procesos analíticos extremadamente elaborados del cerebro humano y esto incluye todas las técnicas de aprendizaje (aprendizaje automático) y, en particular, el aprendizaje profundo que es ese que se basa en la tecnología neuronal artificiales concebida a fines de la década de 1950 y que hoy, gracias al tremendo poder de los nuevos ordenadores podemos estar rozando la construcción de un verdadero «cerebro virtual».

Construyendo la fe en los algoritmos

Sin duda, las nuevas herramientas, la computación de alta velocidad el 5G, la sensorización cada vez más especializada y otras herramientas sumadas a las aplicaciones cada vez más potentes están planteando nuevos desafíos. Pero esto requerirá un acto de fe confiar en la IA dándole responsabilidades que hasta ahora sólo se otorgaron a los humanos. En estos casos, las aplicaciones de inteligencia artificial deberán ganarse la confianza de los responsables de la toma de decisiones, mientras que las organizaciones deberán desarrollar nuevos marcos de riesgo y gobernanza.

Que papel tiene (IA) en el mantenimiento predictivo

Terotecnic está trabajando desde hace tiempo en algoritmos que puedan simular las decisiones de un analista de vibración con inteligencia artificial. Estos algoritmos, cuando se aplican al análisis de vibraciones, son muy útiles, y no sólo para usuarios no especializados, sino también para los más expertos. A varios motivos para ello, en primer lugar y aunque sólo sea por su filtrado inicial, ayuda a evitar el análisis de señales de máquinas sanas o de aquellas cuyos defectos son obvios. De esta forma, los expertos pueden monitorear un grupo más grande de máquinas y dedicar más tiempo a casos más complejos para limitar el riesgo de error en el análisis. En segundo lugar, proporciona un diagnóstico confiable y fácilmente comprensible que permite a los no especialistas a ser autónomos en la toma de decisiones, y aquí nuevamente los expertos ahorrarán tiempo ya que no se les pide ayuda en todo momento focalizando sus esfuerzos en la enseñanza a IA y a los diagnósticos más difíciles y complicados.

Recientemente hemos sido elegidos en una propuesta para la aplicación de IA, la noticia puedes leerla aquí :

La propuesta conjunta con Merkinsio y Terotecnic, es la ganadora del reto Andalucía Water Tech Hub lanzado por GoHubel hub de innovación abierta y deep tech de Global Omnium, para impulsar con tecnología e innovación la recuperación del tejido emprendedor y empresarial tras la crisis del Covid-19. El reto ha consistido en crear una plataforma donde estará alojada una red neuronal autónoma, basada en tecnología de Inteligencia Artificial (AI,) que permita la toma de decisiones para inversiones en infraestructuras de abastecimiento de agua de forma predictiva.

Lea la noticia completa

Y …. , ¿Cómo se enseña a una computadora a formular un diagnóstico de vibraciones confiable?  o como el caso de nuestra propuesta ganadora ¿Cómo se toman decisiones de inversión en infraestructuras de forma predictiva? ahí radica el punto de un módulo de inteligencia artificial relevante. La respuesta es fácil: proporcionando al algoritmo buenos maestros.

Terotecnic y la Inteligencia artificial IA

En Terotecnic, los profesores son nuestros propios expertos y nuestros clientes los mejores testadores. Son ellos quienes seleccionan los datos que sirven de base para la reflexión, es su diagnóstico el que sirve como resultado a alcanzar en las salidas del algoritmo, y es su método de análisis el que nos esforzamos por reproducir en nuestros input.

Al poner toda nuestra experiencia en este proceso de aprendizaje supervisado donde la máquina, utilizando el diagnóstico humano como referencia, trabaja a través de los datos representativos del problema a identificar, estamos mejorando el modelo matemático, los algoritmos y la estrategia de aprendizaje.

Gracias a esto, ahora estamos perfectamente capacitados para terminar de poner apunto nuestros sistemas de «AI» para todos los conceptos básicos del análisis de vibraciones. Todo lo que queda por hacer es que adquiera un sentido de la intuición que es lo que lleva a un experto experimentado a formular un diagnóstico exacto a partir de sólo un par de síntomas, pero sin pruebas irrefutables. Eso es lo que estamos intentando lograr ahora.  

Sin embargo, no pretendemos detenernos allí. Ya estamos trabajando en un proceso de aprendizaje no supervisado en el que la herramienta de análisis de vibraciones aprenderá a explorar y comprender los datos antes de agruparlos en subconjuntos de elementos similares. Con el aprendizaje no supervisado, la herramienta podría llegar a señalar un cambio de comportamiento en una máquina mientras nos explica de dónde proviene este cambio. Incluso podría mejorar la experiencia de nuestros expertos al permitirles descubrir evidencia dentro de los datos que aún permanecen invisibles a simple vista.

Con la inteligencia artificial, estamos entrando en un verdadero ciclo virtuoso de análisis de vibraciones que beneficiará la confiabilidad de la industria y abaratará tremendamente los costes ¡Y la aventura apenas acaba de comenzar!

Reto » Inteligencia artificial para la optimización de inversiones en la red «

El abastecimiento de agua potable a la ciudadanía de una manera eficiente y sin imprevistos presenta grandes retos a los que los gestores y mantenedores de la red deben enfrentarse para asegurar el correcto suministro de agua a los hogares. La vital necesidad del agua para cada uno de nosotros y la compleja red de abastecimiento instalada requiere de un compromiso entre disponibilidad y eficiencia, siendo necesario asegurar que los ciudadanos no sufran cortes en la red mientras que se ajustan los costos de mantenimiento en los activos que permiten que el agua alcance cada una de las viviendas.

Este compromiso resulta complicado de mantener cuando las instalaciones sufren de cortes de abastecimiento debido a fallos inesperados que repercuten directamente en el suministro a la población y que requieren de acciones rápidas y costosas para poder recuperar el normal funcionamiento. Ahora que vivimos en pleno boom del uso de los datos como herramienta predictiva se antoja inevitable intentar usar los datos de las redes de abastecimiento para planificar el mantenimiento según modelos que aprenden de los datos registrados de la red.

Para poder mantener este compromiso, GoHub by Global Omniun ha impulsado junto con la Junta de Andalucía el Reto «Inteligencia artificial para la optimización de inversiones en la red», siendo hospedado por el Grupo Energético de Puerto Real (GEN). En este reto se ha elegido a Terotecnic y Merkinsio para desarrollar el modelo predictivo que indique las tuberías de la red de abastecimiento necesarias de acciones preventivas con las que evitar costes en la red. Los datos recolectados por más de 40 años durante la gestión de la red por parte de GEN serán la base para la creación de un modelo basado en técnicas de Machine y Deep Learning que, usando parámetros como el material construido, fecha de instalación o terreno cercano, puedan producir predicciones certeras que permitan de la optimización y priorización de las inversiones.

Los resultados del proyecto permitirán una mejora en la planificación de las acciones de mantenimiento en la red de abastecimiento, así como de una gestión más eficiente del presupuesto ya que se podrán evitar las incidencias no planificadas sustituyéndose por acciones basadas en el mantenimiento predictivo. Estas acciones serán planificadas en calendario optimizando los recursos que fueran necesarios para su realización evitando sobrecostos obligados por la celeridad de restituir un suministro básico como es el del agua.

Este bloque de «IA» se encargará por tanto del mantenimiento predictivo en instalaciones de conducción, distribución y almacenamiento por elementos estáticos: tuberías, depósitos, válvulas, filtración, dosificación etc. Mientras que un segundo bloque que ya está en marcha se encarga del mantenimiento predictivo en equipos rotativos como son las bombas de agua.

Terotecnic Ingeniería, ya vigila y protege cientos de equipos en este sector, tanto en aguas de alimentación para el consumo humano como en el tratamiento de aguas residuales y de desalinización de agua marina.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Norma UNE-EN-60706 la Mantenibilidad

Introducción

En nuestro artículo «La Norma UNE-EN-60300 o el RCM en estado puro» hablábamos de confiabilidad y de RCM y hoy hablaremos de «la EN 60706» otra norma poco conocida para tratar de darle luz.

La mantenibilidad en la Norma EN-60706

Pero para aquellos que no nos siguen asiduamente, tenemos que decir que esta serie de artículos sobre normativa, comenzó cuando hablábamos de la norma ISO 55000 en el artículo » ISO 55000 todo lo que tiene que saber al respecto «. En él, llegábamos a la conclusión de que esa norma estaba hecha para la gestión de activos de empresa, tanto de los activos físicos como de los activos intangibles y esto nos llevaba a hacer un artículo más para hablar de la norma EN 16646 en el artículo » La Norma EN 16646 el Mantenimiento y la gestión de activos físicos» en el cual dijimos de esta última que sí que está hecha para introducirnos en la gestión de activos físicos para el mantenimiento. Pero, conforme profundizábamos en ellas, también nos surgieron otras normas que salían de esa relación, las cuales pudimos esquematizar en la siguiente figura:

El mantenimiento como parte de la gestión de activos
Imagen de Radical Management

De esta relación que hemos visto en la figura anterior ya hemos hablado de la EN 60300 que es la Norma sobre Confiabilidad de Activos y aprovechábamos para hacer una introducción al RCM y en esta ocasión hablaremos de la Norma UNE-EN-60706 que habla de la mantenibilidad de los equipos en el contexto de «proporcionar mantenibilidad en la fase de diseño y desarrollo de los mismos».

La serie de Normas IEC 60706, lo que hace es proporcionar una guía sobre cómo debería incorporar un diseñador de la mejor manera posible, unos altos niveles de mantenibilidad en un producto para que el coste de mantenimiento se reduzca hasta un nivel aceptable y asegurar que se puede realizar el mantenimiento necesario para conservar el producto en el futuro en una condición segura para el entorno incluidas naturalmente la seguridad de las personas y que el elemento pueda operar alcanzando sus prestaciones requeridas.

Mantenibilidad, esquema de despiece de un motor
Esquema de despiece de un motor

Espero que este nuevo artículo refuerce el conocimiento de nuestros lectores y clientes en la normativa vigente al respecto del mantenimiento de los equipos y su gestión.

Qué dice la Norma

La norma empieza con una definición sobre la mantenibilidad (aunque la define en más de una ocasión) que además considero que es la más cercana a la realidad y dice así:

La mantenibilidad es una característica que define la facilidad con que se puede mantener y dar soporte a un elemento durante su período de uso. La mantenibilidad de un elemento tiene que incorporarse al mismo durante la fase de diseño y desarrollo por lo que es importante establecer los requisitos de mantenibilidad como parte de las especificaciones iniciales.

Norma UNE-EN-60706

Esta Norma consta de las siguientes partes, bajo el título general Mantenibilidad de equipos:

  • Parte 1: Introducción, requisitos y programa de mantenibilidad
  • Parte 2: Requisitos y estudios de mantenibilidad durante la fase de diseño y desarrollo
  • Parte 3: Verificación y recogida, análisis y presentación de datos
  • Parte 4: Guía de mantenimiento y planificación del soporte de mantenimiento
  • Parte 5: Ensayos de diagnóstico
  • Parte 6: Métodos estadísticos para la evaluación de la mantenibilidad

Cada parte se centra en la aplicación de técnicas específicas para implementar un programa de mantenibilidad.

Además de la definición que hemos expresado al principio de este apartado, hay dos definiciones más en esta norma para la propia mantenibilidad y las dos son igual de válidas.

3.1.2 Mantenibilidad:

Probabilidad de que una determinada acción de mantenimiento, aplicada sobre un elemento bajo unas condiciones de uso dadas, pueda realizarse dentro de un intervalo de tiempo establecido, cuando el mantenimiento se lleva a cabo bajo unas condiciones dadas y utilizando unos procedimientos y recursos establecidos.

Norma EN 60706

Un poco antes también define la mantenibilidad como característica y dice así:

3.1.1 Mantenibilidad (característica):

Capacidad de un elemento bajo condiciones de uso dadas, de mantener o restaurarse a un estado en el que pueda realizar la función exigida, cuando se realiza un mantenimiento en las condiciones dadas y usando procedimientos y recursos establecidos.

Norma EN 60706

Características de la mantenibilidad

La propia norma divide las características propias de la mantenibilidad en dos tipos:

  • Características cuantitativas
  • Características cualitativas

La característica cuantitativa de mantenibilidad por excelencia es el tiempo. El tiempo en el que un elemento permanece en un estado no operativo por estar en mantenimiento, siendo normalmente un requisito de la propia mantenibilidad que este tiempo se mantenga en un mínimo.

La siguiente tabla expone ejemplos para la medida cuantitativa de la mantenibilidad con el tiempo:

Ejemplos de características de mantenibilidad cuantitativa

El tiempo de mantenimiento activo, que define las características cuantitativas, incluye los siguientes sub-elementos de temporalidad:

  • Tiempo de diagnóstico (detección del fallo, detección y aislamiento de la avería, localización de la causa, etc.)
  • Tiempo de retrasos técnicos (retrasos técnicos típicos incluyen el tiempo de establecimiento, refrigeración, interpretación y aplicación de la información, interpretación de pantallas, lecturas)
  • Tiempo de restauración (desmontaje, inserción de correcciones de software, intercambio, modificación del código de control, montaje, alineación, etc.).
  • Tiempo de comprobación final (procedimientos de prueba cuando sea necesario).

La mantenibilidad puede utilizarse como una medida indirecta de la disponibilidad, considerando la expresión para el cálculo de la disponibilidad:

Disponibilidad

Donde MTBF es el tiempo medio entre fallos y MTTR es el tiempo medio de reparación; si suponemos constante el tiempo medio entre fallas (MTBF),y atendemos a las características cuantitativas de la mantenibilidad llegamos a la conclusión de que la disponibilidad es una medida de la mantenibilidad en términos de tiempo de reparación.

Las características cualitativas de la mantenibilidad están relacionadas con el grado en el que el elemento cumple una política específica de mantenimiento y logística de mantenimiento. Tales políticas pueden incluir declaraciones del tipo de los siguientes ejemplos:

  • La reparación la debe realizar personal con nivel de habilidad establecido.
  • La reparación se debe realizar mediante la sustitución de elementos en niveles especificados.
  • Las piezas reemplazables deben ser unidades conectables.
  • El mantenimiento debe realizarse de acuerdo con los procedimientos establecidos y definidos por el usuario.
  • El aislamiento de la parte averiada lo debe realizar un equipo de prueba integrado.

Existe una gama de otros posibles temas cualitativos, que pueden resultar de interés, como se indica en el siguiente listado:

  • Accesibilidad.
  • Requisito de nivel de habilidad de mantenimiento.
  • Necesidad de herramientas especiales y equipo de prueba.
  • Necesidad de ajustes.
  • Normalización de piezas.
  • Clara identificación de la función del subsistema.
  • Control de configuración, estado y función.
  • Acceso para inspección visual.
  • Equipos de prueba e inspección integrados.
  • Puntos de prueba correctamente señalados.
  • Códigos de color y etiquetas si son aplicables.
  • Uso de unidades conectables.
  • Uso de cierres cautivos.
  • Uso de asas en unidades reemplazables.
  • Alcance y extensión de manuales técnicos.
  • Riesgo de obsolescencia del equipo.
  • Limitaciones de factores humanos en el diseño del elemento.
  • Seguridad del personal de operación y mantenimiento.

Capacidad de prueba

Algo que viene en la norma y que a mi modo de ver es importante, es la capacidad de prueba. La Norma la define como:

«una característica cualitativa de diseño que determina el grado en que un elemento puede probarse en las condiciones indicadas. El objetivo de la prueba de diagnóstico es proporcionar métodos rentables y rápidos de identificación de averías con el fin de minimizar los costes de mantenimiento y optimizar el uso operativo del elemento»

IEC 60706-5

En la Norma IEC 60706-5 se proporciona más información sobre las características de la capacidad de prueba para aquel que quiera profundizar en este tema.

Al respecto de esta capacidad de prueba, considero que es un factor muy importante para lograr una alta mantenibilidad, porque un diagnóstico más o menos rápido y exacto de averías que además pueda establecer un tiempo probable de ocurrencia es algo importantísimo. ¿Por qué? Porque esto permitiría al departamento de mantenimiento a prepararse para la reparación, por ejemplo, podría tener preparado el repuesto, las herramientas necesarias para ejecutar los trabajos, podría contratar con ventaja los servicios que fuesen necesarios para la intervención, etc.

Los equipos pueden tener una buena capacidad de prueba o no dependiendo de su diseño; en este sentido, hay equipos que ya vienen con sensores instalados de vibración, temperatura etc., hay equipos a los que se puede acceder para tomar lecturas de magnitudes físicas predictivas que nos permitan hacer este diagnostico con facilidad, hay equipos que no permiten el acceso a personas para esta tarea pero que sí permiten una monitorización en continuo con equipos destinados al efecto y por último hay equipos a los que no se puede hacer ningún tipo de prueba sin una gran inversión. Por lo tanto, dentro del diseño de la mantenibilidad hoy por hoy es imprescindible que los diseñadores de equipos piensen en el mantenimiento predictivo a la hora de su diseño.

A partir de este último capítulo, la norma entra de lleno en lo que es el periodo de diseño del equipo y como el diseñador debe tener en cuenta la mantenibilidad dentro de su esquema constructivo.

Conclusiones

La norma IEC 60706 es la norma que nos faltaba para cerrar esta serie de artículos sobre normativa de la gestión y aplicación del mantenimiento, ya que con ella se cierra el círculo del ciclo de vida de los activos. Recordemos en este momento que fue la Norma IEC 60300-3-10, la que nos anticipaba sobre la mantenibilidad dentro de lo que es un programa más amplio de confiabilidad, pero en este caso la norma 60706 nos ha bajado al terreno de juego este concepto y lo ha hecho desde el propio inicio del ciclo de vida del activo que es realmente desde donde se tiene que tener en cuenta este objetivo fundamental para la conservación del activo durante todo el periodo de servicio.

Un programa formal de mantenibilidad no puede emprenderse por sí mismo, sino que se integra dentro de un programa más amplio de confiabilidad o de un programa de soporte logístico integrado.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

REFERENCIAS

Norma UNE-EN-60706 la Mantenibilidad

Muchas gracias por la lectura.

El diagrama de Pareto

Introducción

El diagrama de Pareto, también llamado «distribución ABC» o «ley del 80-20» es una teoría según la cual el 20% de las causas son responsables del 80% de los efectos. Es aplicable a diferentes campos y sectores pero es especialmente conocido en como método de análisis en el mantenimiento industrial habiendo demostrado su autenticidad y veracidad con creces. Fue creado por Vilfredo Pareto, esta herramienta nos permite separar los problemas relevantes de aquellos que no tienen importancia.

Visualización del Diagrama de Pareto o del 80 / 20

Principios de Pareto

El principio o regla de Pareto nos dice que para diversos casos, el 80% de las consecuencias proviene del 20% de las causas. No son cifras exactas, pues se considera un fundamento empírico observado por su precursor y confirmado posteriormente por otros expertos de diversas áreas del conocimiento.

Hay muchos enunciados para esta regla, algunos de los positivos pueden ser:

  • El 80% del éxito proviene del 20% de tu esfuerzo
  • El 80% de tu ingreso proviene del 20% de tu esfuerzo
  • El 80% de los ingresos se generan con 20% de los clientes
  • El 80% de las ventas se genera por el 20% de los productos

En situaciones negativas:

  • El 80% de los “problemas” es generado por el 20% de las “causas”

Pero el enunciado más importante para los que nos dedicamos a la confiabilidad sería decir que el 80 % de los efectos está provocado por el 20 % de las causas.

¿En que consiste y como hacer un diagrama de Pareto?

Pero ¿en que consiste el diagrama de Pareto? Pues se trata de un gráfico de barras que clasifica de izquierda a derecha en orden descendente las causas o factores detectados en torno a un fenómeno. De ahora en adelante hablaremos de causas para los factores detectados del fenómeno y de efectos como situación problemática.

Y ¿Cómo se hace un diagrama de Pareto? Pues lamento decir que no hay un procedimiento exacto ni unos pasos específicos, todo depende del fenómeno que se analiza con el diagrama, es decir, así que podemos decir que la metodología siempre va a ser la misma, aunque el lenguaje en que se explica y se trata puede ser muy diferente.

Ahora bien, dicho esto exponemos los pasos habituales para construir un diagrama de Pareto y posteriormente lo explicaremos paso a paso usando una tabla de Excel.

  1. Determina la situación problemática: ¿Hay un problema? ¿Cuál es?
  2. Determina los problemas (causas o categorías) en torno a la situación problemática, incluyendo el período de tiempo.
  3. Recolecta datos: Hay una situación problemática presentándose y tienes las posibles causas que lo generan, pues entonces comienza a recolectar los datos. Estos dependerán de la naturaleza del problema.
  4. Ordena de mayor a menor: Ordenamos de mayor a menor las causas con base en los datos que recolectamos y su medida. Si es el número de veces que se presenta un evento será por cantidad, si es por costo de desperdicios según el tipo de producto, será en unidades monetarias, por ejemplo.
  5. Realiza los cálculos: A partir de los datos ordenados, calculamos el acumulado, el porcentaje y el porcentaje acumulado.
  6. Graficamos las causas: El eje X lo destinamos a colocar las causas y usamos el eje Y izquierdo para la frecuencia de cada causa.
  7. Graficamos la curva acumulada: El eje Y derecho es para el porcentaje acumulado, por lo tanto va desde 0 hasta 100%. Lo usamos para dibujar la curva acumulada.
  8. Analizamos el diagrama.

Ejemplo en Excel

Lo mejor para demostrar el movimiento es andar, y para este tipo de artículos que pretenden cumplir una función formativa lo mejor es entrar a hacerlo para que usted pueda repetirlo sin problemas.

Paso 1

Cree una tabla en una hoja de cálculo, con el formato similar al siguiente:

Análisis de modo de fallo inicio de la tabla Paso 1

En la cabecera pondremos el título que defina el estudio, en este caso: Análisis de los modos de fallo

Paso 2

Complete la columna de la frecuencia con los fallos anuales que se quieran analizar

Análisis de modo de fallo establecimiento de la frecuencia en la tabla Paso 2

Si los datos no están ordenados de mayor a menor, es hora de que lo haga. En este caso ya los habíamos ordenado.

Paso 3

Calcule la columna de acumulado de la siguiente forma Frecuencia + frecuencia del fallo anterior. Ejemplo: en la celda D3 escriba directamente el valor de la celda B3, y seguidamente en la celda D4 escriba la formula siguiente y copie arrastrando.

Análisis de modo de fallo cálculo del acumulado en la tabla Paso 3

Finalmente obtendremos dos columnas 1 con la frecuencia y otra con el acumulado de la frecuencia.

Paso 4

Finalmente y antes de construir la gráfica completaremos el % de acumulado la columna C de la figura siguiente que calcularemos de la forma siguiente:

El valor acumulado máximo es 227 fallos, y para calcular el por ciento acumulado se dividirán todas las celdas de acumulado por este valor máximo, o sea para la celda C3 escribiremos D3/$D$10 y luego arrastraremos hasta completar la columna.

El resultado es el siguiente:

Análisis de modo de fallo cálculo del por ciento del acumulado en la tabla Paso 4

Observe que siempre el último valor de la columna debe ser 100 %. Con esto ya tenemos construida la tabla que nos servirá para la construcción de la gráfica.

Paso 5

Paso 5.1. Para la construcción del diagrama de Pareto necesitaremos sólo las tres columnas primeras A, B, C. que seleccionaremos para insertar posteriormente el gráfico.

Análisis de modo de fallo elección de las columnas en la tabla Paso 5

Paso 5.2 Nos vamos a la barra de herramientas al menú insertar y elegimos gráficos recomendados.

Análisis de modo de fallo elección del tipo de grafico parte 1

Paso 5.3 Elegimos el tipo de gráfico que vemos a continuación

Análisis de modo de fallo elección del tipo de grafico parte 2

Paso 5.4 Aceptamos y vemos el resultado

Análisis de modo de fallo resultados

Paso 5.5 Este es el último paso y es sólo un tema de visualización del gráfico.

Como vemos en la figura anterior, el máximo valor representado en el eje Y derecho es 100% y el eje Y izquierdo tiene valor 120 que son los valores que coge automáticamente el gráfico, pero para una mejor visualización, debemos cambiar los valores al 120% en el eje derecho y 227 en el eje de Y izquierdo que es el valor acumulado.

El resultado es el siguiente:

Representación del análisis de Pareto

¿Qué información extraemos de este Diagrama?

Como podemos observar en la imagen siguiente se ha establecido un dueto de números que es aproximado a 80-20 que da nombre a la regla.

Información que ofrece el diagrama de Pareto

Podemos observar que tres modos de fallo han acaparado el 90 % de las averías. El diagrama ha cumplido con lo que prometía, ha destacado lo verdaderamente importante para realizar, ya que dedicando nuestros esfuerzos a estos 3 modos de fallo o causas corregiremos el 90 % de nuestros problemas.

Elementos que hay que considerar cuando se utiliza un diagrama de Pareto

El diagrama de Pareto es fácil de entender y utilizar; sin embargo, es importante tener en cuenta lo siguiente:

  • A la hora de confeccionar un diagrama de Pareto, el análisis de datos recolectados durante períodos cortos de tiempo, especialmente de procesos inestables, pueden llevar a conclusiones incorrectas. Debido a que los datos podrían no ser confiables, finalmente se podría obtener una idea incorrecta de la distribución de defectos y causas.
  • Tenga también cuidado con datos recopilados durante largos períodos de tiempo por que pueden incluir cambios positivos o negativos que nada tienen que ver con lo que estamos buscando. Corrija el dato temporal para adaptarlo a los problemas contemporáneos.
  • Elija categorías cuidadosamente. Si su análisis de Pareto inicial no produce resultados útiles, es recomendable que se asegure de que sus categorías sean significativas y si ha utilizado la categoría «otros» intente que no sea demasiado grande.
  • Elija criterios de ponderación cuidadosamente. Por ejemplo, el costo podría ser una medida más útil para asignar prioridades en comparación con el número de ocurrencias, especialmente cuando difieren los costos de varios defectos.
  • En este último sentido, concentrarse en los problemas con la mayor frecuencia debería reducir el número total de elementos que necesitan reparación. Concentrarse en los problemas con el mayor costo debería aumentar los beneficios financieros de la mejora.
  • La meta de un análisis de Pareto es obtener la máxima recompensa de los esfuerzos de calidad, pero eso no quiere decir que los problemas pequeños y fáciles de resolver deban ignorarse hasta que se hayan resuelto los problemas más grandes.

FAQ

¿Qué es el diagrama de Pareto?

El diagrama de Pareto es una gráfica que organiza valores separándolos por barras y organizados de mayor a menor, de izquierda a derecha respectivamente. Esta gráfica permite asignar un orden de prioridades para la toma de decisiones de una organización y determinar cuáles son los problemas más graves que se deben resolver primero. Su finalidad, es hacer visibles los problemas reales que están afectando el alcanzar los objetivos de la empresa y reducir las pérdidas que esta posee.

¿Cómo funciona el principio de Pareto?

Este diagrama representa la regla 80/20, que es una teoría según la cual el 20% de las causas son responsables del 80% de los efectos. Podemos decir que esto es por que aunque muchos factores contribuyan a una causa, son pocos los responsables de que el resultado sea tan importante.

¿Cuáles son los elementos del diagrama de Pareto?

El diagrama de Pareto está conformado por una estructura dividida en tres partes:

  • El eje «Y» izquierdo es la frecuencia de la ocurrencia del problema.
  • El eje «Y» de la parte derecha es el porcentaje acumulado del número total de ocurrencias.
  • La parte inferior del eje «X» muestra los problemas, quejas, defectos, fallos o desperdicios que se presentaron.

¿Cuáles son las ventajas de utilizar el diagrama de Pareto?

El diagrama de Pareto nos permite enfocar lo que afecta con más importancia a la empresa, por lo que los beneficios en cualquiera de sus áreas son evidentes:

  • Que la empresa entre en una mejora continua.
  • El análisis y priorización de problemas dentro de un contexto determinado.
  • Optimizar el esfuerzo y tiempo al centrarse en aspectos cuya mejora tendrá un impacto directo.
  • Proporcionar una visión sencilla y completa de los problemas.

Además, el diagrama de Pareto permite comparar los diagramas de un mismo problema en tiempos diferentes, logrando así determinar si hubo mejoras, cambios y efectos positivos en dichos problemas.

Muchas gracias por su valoración para este artículo

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

El mantenimiento predictivo, ¿Cuánto anticiparse a la avería?

¿Qué significa realmente el término «mantenimiento predictivo»?

Esta es una pregunta que llevo haciéndome desde hace 40 años.

Predictivo, en el diccionario de la Real Academia Española (RAE) se refiere a aquello que predice o que resulta útil para tal fin hace mención a anticiparse a algo que va a suceder. Por lo tanto, eso parece válido para algo que va a pasar sí o sí, pero… ¿Cuándo va a pasar?.

Mantenimiento Predictivo - Terotecnic Ingeniería - ¿Cuándo ocurrirá la avería?
¿Predicción o pronostico?

Esto nos lleva a hacernos dos preguntas más ¿Realmente deberíamos intentar pronosticar la fecha en la que una máquina o pieza dejará de cumplir su función? y por otro lado, ¿Es esto completamente posible? 

Como especialistas en técnicas de diagnostico con análisis predictivos puedo ratificar que esto es poco posible y yo diría que además es totalmente innecesario, creo que el desafío del mantenimiento predictivo no es precisamente este.

En Terotecnic Ingeniería, creemos que el mantenimiento predictivo es una ciencia que implica la detección de señales y la extrapolación de curvas de tendencia con fines de diagnóstico y no como un método probabilístico para calcular las fechas en que un equipo necesitará mantenimiento. 

Terotecnic

Es más, estimamos que cuando decimos «con fines de diagnóstico» lo hacemos a conciencia de que esa tendencia a futuro, la analizamos y estudiamos para proponer un mantenimiento proactivo que prolongue en el tiempo la funcionalidad del activo y sus elementos, por lo que vamos diametralmente en contra de la propia predicción de la fecha probable de algo que intentamos que no pase.

¿Predecir o pronosticar?

Por otro lado, pronosticar algo, es basarse en métodos estadísticos y probabilísticos calculados. Esto significa que un buen pronóstico requiere una gran cantidad de datos y aún así debemos tener claro que un pronostico nunca es una certeza.

Para pronosticar la fecha de un fallo en un activo se ha tenido que experimentar primero con elementos del mismo tipo para establecer un momento en el tiempo donde es probable que estos fallen con más probabilidad, es el ejemplo de los rodamientos y de la cantidad de horas estimadas de duración tras su puesta en marcha. Pero, ¿ese pronostico estadístico es razonable? o tendremos que tener en cuenta que cualquiera que sea la confiabilidad del modelo, esta fecha siempre incluirá un margen de error y en el caso de equipos industriales, el margen de error puede ser mayor porque cada máquina es más o menos una instancia separada que tiene sus propias características individuales que están fuera de este pronostico estadístico.

Tablas de pronostico o de probabilidad de ocurrencia del fallo. Estadística
Tablas para el pronostico de probabilidad

Si nuestro mantenimiento está exclusivamente basado en esto, deberíamos cambiar las piezas con un cronometro en la mano y este enfoque es demasiado costoso y arriesgado para ser aceptable. Por lo tanto, entre pronosticar y predecir nos quedamos con predecir.

Pero para predecir, también debemos recopilar un buen montón de datos, la diferencia está en que estos son parámetros físicos del elemento pero que incluyen también su circunstancia. Si tomamos vibración en un punto de una máquina donde está situado un rodamiento, tratamos de captar la señal de vibración de ese rodamiento, pero no podemos hacerlo de forma individual sino dentro de su propia aplicación. Y cuando encontramos un problema en el mismo, lo encontramos sumado a todas las características de la onda que nos llega.

Anticípese para permitir más tiempo

En Terotecnic siempre preferiremos la anticipación a la previsión, y lo hacemos mediante el uso de una combinación de métodos condicionales y predictivos, y haciendo hincapié en la importancia y la fiabilidad del diagnóstico. Por eso, estamos desarrollando nuestros propios algoritmos de diagnóstico automatizados para que los equipos de mantenimiento puedan ser alertados solo cuando una máquina realmente tiene una falla, pero con la suficiente y justa anticipación para que las reparaciones se puedan planificar de manera tranquila y sosegada. Mientras tanto, utilizará los estados de alarma intermedios para análisis y proponer soluciones que nos permitan aplicar métodos proactivos fiables que permitan al equipo seguir cumpliendo perfectamente con su función.

Nuestro objetivo no es tanto pronosticar el resultado (aparición de un mal funcionamiento) sino identificar el elemento desencadenante lo antes posible. De esta forma, prolongamos el intervalo entre el momento del diagnóstico y el momento en que se alcanza el nivel crítico y, por lo tanto, proporcionamos un marco de tiempo más largo durante el cual se puede realizar la intervención.

¿Cuál es el Significado de Predecir?

Empezábamos este artículo con la definición de Predictivo según el diccionario y acabaremos el artículo con la definición de Predecir y el diccionario dice de predecir que es el acto de anunciar un evento por intuición o premonición, sin pruebas reales, mientras que de pronosticar dice que es anunciar un hecho futuro o la evolución de un proceso basándose en criterios lógicos o científicos o a partir del análisis de los datos de que se dispone. Según esto el mantenimiento predictivo debiera ser llamado mantenimiento por pronostico. Quizás este error, se lo debemos achacar a la falta de actualizaciones técnicas del propio diccionario en materia científica, porque por esa regla de tres, al texto predictivo de nuestro móvil debiéramos llamarle texto pronosticable.

Predicción, acto de predecir o anunciar un evento por intuición o premonición.
Predecir, pronosticar o diagnosticar

Creo que finalmente debemos llegar a la conclusión que quizás ni una cosa ni la otra, quizás no podemos decir que predecimos una avería ni tampoco que la pronosticamos, quizás lo adecuado sea decir que diagnosticamos problemas e intentamos aconsejar para alargar la vida útil del activo y finalmente pronosticar un periodo de tiempo aconsejable para planificar su reparación.

Espero que este artículo le haya gustado

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Norma UNE-EN-60300 – RCM en estado puro

Introducción

En artículos anteriores hablábamos de la norma ISO 55000 sobre la gestión de activos y eso nos llevaba a hacer otro artículo en el que hablábamos de la Norma EN 16646 sobre la gestión de activos físicos en el mantenimiento, y en ese último artículo nombrábamos también una serie de normas que la retro-alimentaban. Dentro de ese grupo, la más importante de todas ellas, es sin duda la Norma UNE-EN-60300 de la que hablaremos aquí.

Y hablar de esta norma es hablar de confiabilidad y por tanto de RCM.

La confiabilidad al alcance de todos está en Terotecnic

Definiciones y conceptos

La norma en todas sus partes nos habla de la confiabilidad como un término colectivo que se usa para describir la disponibilidad de un activo y sus factores de influencia tales como su fiabilidad, su mantenibilidad y la logística de mantenimiento. El rendimiento en estas áreas puede tener un impacto significativo sobre el coste de su ciclo de vida; debemos tener en cuenta, que por ejemplo, un mayor coste inicial puede resultar en una mejora de la fiabilidad o de su mantenibilidad, y así en una mejor disponibilidad con menores costes de operación y mantenimiento en el futuro.
Por lo tanto, las consideraciones de confiabilidad deberían integrarse dentro del proceso de diseño y de las evaluaciones del LCC (Life Cycle Cost). Estas consideraciones deberían revisarse críticamente cuando se preparen las especificaciones del producto, y deberían evaluarse continuamente durante todas las fases de diseño para optimizarlo y mejorar así el coste de todo su ciclo de vida.

En este artículo nos centraremos en la UNE-EN 60300-3-11:2013 Gestión de la confiabilidad. Parte 3-11: Guía de aplicación. Mantenimiento centrado en la fiabilidad.

Para ponernos en contexto recordaremos que el Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM, del inglés Reliability Centered Maintenance) es un método para identificar y seleccionar aquellas políticas de gestión de fallos que mejor contribuyan a alcanzar de manera eficaz y eficiente los niveles requeridos de seguridad, disponibilidad y coste de explotación. Estas políticas de gestión de fallos pueden incluir actividades de mantenimiento, cambios operativos, modificaciones de diseño u otras acciones encaminadas a mitigar las consecuencias de los fallos y son posteriores a la etapa del diseño del producto o activo.

Por tanto, el RCM proporciona un proceso de decisión para identificar los requisitos, o actividades de gestión, de una estrategia de mantenimiento aplicable y eficaz de los equipos de una instalación, teniendo en cuenta las consecuencias operativas, económicas y de seguridad que pudieran derivarse de fallos identificables y de los mecanismos de degradación responsables de aquellos fallos. El resultado final de la aplicación de dicho proceso es el planteamiento de la conveniencia de realizar una tarea de mantenimiento, un cambio de diseño o cualquier otra alternativa que provoque una mejora.

Teniendo en cuenta todo lo expuesto, la Norma 60300 es la que proporciona las directrices pertinentes para el desarrollo de esas políticas de gestión de fallos para la utilización de las técnicas de análisis del Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad (RCM).

En realidad la Norma trata de establecer una relación entre la confiabilidad y el costo del ciclo de vida total de los activos y lo desarrolla en su totalidad atribuyéndole unos costes al tratamiento de los activos debidos a su propia confiabilidad que pueden incluir lo siguiente:

  • coste de restablecimiento del sistema incluyendo el coste de mantenimiento correctivo.
  • coste de mantenimiento preventivo.
  • costes de las consecuencias.

En la siguiente figura extraída de la propia norma se destaca algunos elementos de confiabilidad convertidos en costes de operación y mantenimiento.

Norma UNE-EN-60300 elementos de confiabilidad
Elementos de confiabilidad

RCM

La Norma 60300-3-11:2013 describe completamente el proceso RCM y proporciona información sobre cada uno de los siguientes elementos:

  • a) inicio y planificación del RCM;
  • b) análisis de fallos funcionales;
  • c) selección de tareas:
  • d) implementación;
  • e) mejora continua.

La Figura siguiente muestra el proceso global del RCM, dividido en cinco etapas:

Las 5 etapas del proceso global del RCM
Las 5 etapas del RCM

Analizando esta figura, se puede observar que el RCM proporciona un programa amplio completo que no se orienta únicamente al proceso de análisis, sino también a las actividades previas y posteriores que son necesarias para que el esfuerzo dedicado a la realización del análisis RCM logre los resultados deseados. El proceso RCM puede aplicarse a cualquier tipo de sistemas.

El RCM mejora la eficacia del mantenimiento y proporciona un mecanismo para gestionar el mantenimiento con un alto grado de control y conocimiento.

Los beneficios potenciales del RCM se pueden resumir en los siguientes:

  • Actividades de mantenimiento más apropiadas usando del RCM incrementan la Confiabilidad de los sistemas.
  • Los costes globales se pueden reducir mediante un esfuerzo en mantenimiento planificado más eficiente.
  • Se generan informes mucho más documentados sobre las acciones de confiabilidad de los sistemas, sobre todo en los registros de auditoría.
  • Se puede implementar procesos para examinar y revisar las políticas de gestión de los fallos a futuro con un mínimo esfuerzo.
  • Los gestores del mantenimiento disponen y se benefician de una herramienta de gestión que acrecienta el control y la dirección.
  • La organización de mantenimiento obtiene una mejor comprensión de los objetivos, propósitos y razones por las que se están realizando las tareas de mantenimiento programado.

Si definimos lo que es un programa de mantenimiento diremos que es una lista de todas las tareas de mantenimiento desarrolladas para un sistema en un contexto operativo y un concepto de mantenimiento dados, incluyendo aquéllas que surgen del proceso RCM.

Los programas de mantenimiento están compuestos generalmente por un programa inicial y un programa más dinámico en un proceso continuo. La figura siguiente muestra los principales factores que se deben considerar en la etapa de desarrollo, que es previa a la operación, y aquellos otr.os que se emplean en la actualización del programa, en función de la experiencia operativa, una vez que el producto entra en servicio.

Principales factores a considerar en la etapa de desarrollo del RCM
Factores a considerar en la aplicación del RCM

La idea de un programa de mantenimiento evolutivo es planificar las tareas de mantenimiento con las distintas estrategias del mismo. La norma especifica que hay dos estrategias de mantenimiento básicamente, Mantenimiento Preventivo y Correctivo:

El mantenimiento correctivo recupera las funciones de un elemento tras haberse producido su fallo o en el caso de que su funcionamiento no alcance los límites establecidos.

El mantenimiento preventivo en cambio se realiza previamente al fallo. Puede ser “basado en la condición”, que consiste en la monitorización supervisión de la condición hasta que el fallo es inminente, o en la realización de pruebas funcionales para detectar fallos de funciones ocultas. El mantenimiento preventivo también puede ser predeterminado y basarse en un intervalo fijo de tiempo o de calendario, de tiempo de operación, o de número de ciclos. Así pues, este tipo de mantenimiento consiste en llevar a cabo renovaciones o reemplazamientos programados de un elemento o de sus componentes.

Distribución y aplicación de las distintos  estrategias de mantenimiento.
Estrategias de mantenimiento según IEC91509

Implementación del RCM según la Norma

Previo a implementar un RCM en una industria en concreto o en parte de sus sistemas, debemos evaluar si existe una necesidad de acometer un análisis RCM o si en realidad no es necesario. Esto, deberá ser una actividad propia de la gestión Dirección y debe incluirse en el programa propio de la organización para la mejora continua del mantenimiento.

Para ello, se deberá realizar un análisis amplio de los datos disponibles en el sistema de gestión del mantenimiento de la organización para identificar los sistemas objetivo en los que la política de gestión de fallos vigentes ha fracasado o está bajo sospecha.

La existencia de datos relativos a los parámetros que se indican a continuación manifiesta la existencia de problemas potenciales:

  1. Cambios en el contexto operativo;
  2. Disponibilidad o fiabilidad inadecuadas;
  3. Incidentes de seguridad;
  4. Número inaceptablemente alto de horas- hombre de mantenimiento preventivo o correctivo;
  5. Retrasos del trabajo de mantenimiento;
  6. Coste de mantenimiento excesivo;
  7. Ratio mantenimiento correctivo/mantenimiento preventivo inaceptablemente alto;
  8. Nuevas técnicas de mantenimiento;
  9. Cambios tecnológicos del elemento.

Para analizar esto antes de comenzar con el RCM, se puede seleccionar un equipo de personas donde lo ideal es incorporación personal de mantenimiento por que además de ser conocedores de los problemas que acaecen a los sistemas, se familiarizarán con el RCM y tendrán la oportunidad de entender su contexto operativo y se podrá cuestionar el mantenimiento existente, así como los modos y patrones de fallo.

Como consejo personal, sólo se debería llevar a cabo un RCM cuando se confíe en que puede resultar rentable o cuando las consideraciones relativas a los costes comerciales directos se supediten queden anuladas a otros objetivos críticos, tales como requisitos de seguridad para las personas o el medio ambiente.

La primera fase en la planificación de un análisis RCM consiste en determinar la necesidad y extensión del estudio, considerando, como mínimo, los siguientes objetivos:

  • a) Establecer tareas óptimas de mantenimiento para el elemento.
  • b) Identificar oportunidades de mejora del diseño.
  • c) Evaluar si las tareas actuales de mantenimiento son ineficaces, ineficientes o inapropiadas.
  • d) Identificar mejoras de confiabilidad.

Relaciones del RCM con la Norma

El enfoque para determinar los requisitos asociados al soporte total durante la vida del sistema previamente a la operación inicial se conoce como “soporte logístico integrado” (ILS/SLI) y éste deberá realizarse según la norma IEC 60300-3-12. La Figura siguiente ilustra las relaciones existentes entre el RCM y otras actividades de soporte y análisis.

Relaciones entre el RCM y otras actividades de soporte y análisis
Relaciones entre el RCM y otras actividades de soporte y análisis

Fases de la implementación del RCM

El proceso RCM cuenta con una serie de fases o de pilares que se deben aplicar a la planta o a las partes en las que haya dividido la misma. La figura siguiente ofrece un esquema aproximado de estos pilares

Fases o pilares del proceso del RCM

Fase 1 – Desarrollar objetivos operacionales

Para implementar cualquier desarrollo de este tipo, lo primero es desarrollas los objetivos que pretende conseguir del mismo. En un RCM esta fase es importante, se trata de determinar dos cosas fundamentalmente:

  1. Determinar lo que los usuarios de la instalación pretenden conseguir de ella, establecer cuales son los números objetivo de producción o de producto
  2. Asegurar que el sistema es capaz de realizar el trabajo que el usuario espera de él.

En esta fase debe quedar claro el objetivo que se pretende implantando el RCM. Eso implica determinar los indicadores y valoración extraídos de las dos tareas expresadas.

Fase 2 – Identificar equipos que presentan baja confiabilidad

En esta fase, debemos realizar catalogar bien los equipos o partes de la planta implicados en el proceso a estudiar. Es un paso que no se implementa en todos los casos, pero que es recomendable para poder definir una metodología RCM más clara y de mejor aplicación. Además esto ayudará en las fases siguientes y a la hora de identificar las acciones.

Esta tarea, evidentemente, no sólo implica hacer un simple listado, implica codificación, recopilación de esquemas, planos, diagramas funcionales, diagramas lógicos, y el uso de todas las herramientas que hemos visto en artículos anteriores, tales como:

El objetivo es poder: primero encuadrar los activos que formarán parte del proceso RCM y para eso necesitaremos las herramientas anteriores, y segundo, documentar todo lo posible a los equipos que compondrán este proceso. Normalmente, en la industria moderna, este último trabajo ya está prácticamente realizado, o simplemente está a falta de completar, ya que las necesidades de los GMAO así lo requieren.

Fase 3 – Identificar Funciones

El siguiente paso en el proceso será definir las funciones de cada recurso en su contexto operacional según la información recabada en la fase 0, junto con los KPIs de rendimiento deseados.

Las funciones para los activos se dividen para su estudio en dos clases:

  • Funciones Primarias: Las funciones primarias suelen salir a la luz cuando pensamos en las cualidades por las que se adquirió el equipo, son funciones como por ejemplo: rendimiento, velocidad, potencia transmitida, calidad del equipo etc.
  • Funciones Secundarias: Se reconocen analizando que más, además de las funciones primarias, se le exige al equipo, como: Seguridad, contención, confort, eficacia, etc.

Esta operación habrá que realizarla para el activos para los subsistemas del activo y para sus elementos, finalmente obtendremos tres listas para cada activo las de funciones primarias y secundarias del mismo, las del subsistema, y las de los elementos.

Fase 4 – Identificar fallos funcionales

Una vez elaborada la lista de funciones, llega la hora de determinar los fallos que pueden interrumpir o disminuir dichas funciones, en RCM las averías son nombradas como fallos funcionales precisamente por eso, porque el recurso es incapaz de cumplir con una de las funciones para las que se requiere.

Dos preguntas son esenciales en este proceso:

  1. Identificar cuales son las circunstancias que suman para provocar un estado de fallo en el recurso.
  2. Preguntarse que eventos puede causar que el recurso entre en un estado de falla.

Fase 5 – Determinar modos de falla y efectos

5.1 Modos de falla

Una vez identificados los fallos funcionales, el siguiente paso es identificar todos los eventos que con cierta probabilidad sean capaces de generar estos fallos. A estos eventos les denominamos modos de falla. Llegaremos a encontrar esos efectos analizando los fallos ya ocurridos en este activo o activos similares, los mantenimientos preventivos enfocados a que estos eventos no ocurran, y las fallas que aunque no hayan ocurrido nunca se prevea que puedan suceder en algún momento.

En este apartado no podemos olvidar las fallas producidas por errores humanos, fallos de diseño etc.

5.2 Efectos del fallo

RCM prevé que cada modo de falla comporta una serie de efectos además del propio fallo o disminución de la función requerida. Estos efectos deben conformar un informe con el que además se podrán realizar análisis de criticidad. Estas descripciones deberán incluir toda la información necesaria para apoyar la evaluación de las consecuencias de la falla, respondiendo a las siguientes preguntas:

  • ¿De que manera presenta una amenaza el fallo para la seguridad de las personas y/o el medio ambiente.
  • ¿De que manera afecta a la producción o a la operación
  • ¿Qué daño físico produce la falla en el propio activo?
  • ¿Cueles son los costos de devolver al activo a su estado funcional requerido?
  • ¿Qué debe hacerse para reparar el activo?

Fase 6 – Desarrollar tareas preventivas requeridas

En esta fase se deben localizar y determinar las medidas preventivas para evitar los fallo o, al menos, atenuar sus efectos. Es un punto fundamental de todo estudio RCM. En función del éxito de esta fase, se puede hacer que se reduzcan o se eviten futuros fallos. Todas las demás fases vienen a alimentar a ésta.

Las medidas preventivas pueden ser acciones de mantenimiento tales como:

  • Inspecciones visuales de los equipos.
  • Tareas periódicas de lubricación de la maquinaria.
  • Verificación del correcto funcionamiento. Puede ser online (mientras funciona) u offline (parando los equipos), evidentemente ésta última implica detener la producción. Por ejemplo puede ser la verificación de consumo, intensidad, caudal, etc.
  • Tareas predictivas de verificación física del activo. Se puede realizar mediante sensores monitorizando datos, o usando otros instrumentos de medición portátiles.
  • Tareas condicionales. Se realizan siempre que se necesiten. Por ejemplo, limpieza de ciertos sistemas, ajustes de piezas, sustitución de partes desgastadas o llegando al fin de su vida útil. También entra dentro de este apartado las provenientes de la detección predictiva por variación de las condiciones físicas del equipo, vibración, temperatura, ultrasonido, desgastes internos de material, etc.
  • Tareas sistemáticas. Se programan, es decir, se realizan en cierto momento o tras cierto número de horas de trabajo. También pueden ser limpiezas, ajustes, sustitución, revisión, etc.
  • Grandes revisiones (overhaul o hard time). Esto implica un trabajo para dejar el equipo como si tuviera 0 horas de trabajo, es decir, como nuevo.

Las medidas preventivas pueden ser también mejoras en algunos elementos, una buena formación de los operarios, modificaciones del proceso, monitorización de parámetros, etc.

Por último, será también vital determinar la frecuencia en la que se realizarán las tareas o medidas preventivas, dato que deberá haberse obtenido del análisis RCM.

Fase 7 – Identificar oportunidades de mejora

Terminado el proceso de RCM, es el momento también de evaluar las medidas a adoptar, valorando las mejoras que ha traído el RCM, por si se pudieran cambiar otras cosas de cara al futuro. resta ver por tanto cuanto es la inversión necesaria para llevarlo a cabo, si disponemos de ese montante económico o si tenemos que analizar cuales son los sistemas y departamentos que serán beneficiados con el presupuesto que disponemos, etc. Pero en el supuesto que se pueda llevar a cabo por completo, las mejoras se verán casi inmediatamente.

Realizada esa operación, ahora es el momento de poner en marcha todas las medidas preventivas del RCM. Es decir, la fase donde todo lo anterior se pone en práctica. Aquí comienzan los mantenimientos, la implementación de mejoras técnicas, la formación, y los cambios de procedimientos y mantenimiento.

FAQ

¿Qué es la Confiabilidad?

La Confiabilidad es la «capacidad de un ítem de desempeñar una función requerida, en condiciones establecidas durante un período de tiempo determinado»

¿Cuál es la Norma que trata la confiabilidad?

La norma UNE-EN-60300 es la norma que nos habla de la confiabilidad como un término colectivo que se usa para describir la disponibilidad de un activo y sus factores de influencia tales como su fiabilidad, su mantenibilidad y la logística de mantenimiento.

¿Qué es un RCM?

RCM o Reliability Centred Maintenance, (Mantenimiento Centrado en Fiabilidad) es una técnica más dentro de las posibles para elaborar un plan de mantenimiento en una instalación industrial.

¿Cuál es el objetivo fundamental de un RCM?

El objetivo fundamental de la implantación de un Mantenimiento Centrado en Fiabilidad o RCM en una planta industrial es aumentar la fiabilidad de la instalación.

¿Cuál es el proceso típico de la realización de un RCM?

  • Seleccionar los equipos (análisis de criticidad)
  • Definir funciones
  • Definir fallos funcionales
  • Identificar modos de fallo
  • Identificar efectos de falla (consecuencias)
  • Seleccionar tácticas usando la lógica de RCM
  • Implementar y ajustar el plan de mantenimiento (mejora continua)

Espero que le haya servido de ayuda.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Referencia

Norma UNE-EN-60300

Los 5 por qués

Introducción

El análisis de los 5 por qué, es uno de los muchos métodos para encontrar la raíz de un problema, por lo que se convierte en una de las herramientas fundamentales de un buen análisis de causa raíz. Se trata de un método interrogativo, en el que se pregunta por qué se produjo cada evento que precedió al daño hasta encontrar la causa raíz. Generalmente, se necesitan sólo 5 preguntas para obtener la respuesta que buscas, de ahí el nombre «5 por qué».

El análisis de los 5 por qué

La técnica es muy sencilla de aplicar y no tiene mayor ciencia, pero de cualquier manera ahondaremos en los detalles por si nuestros lectores albergan alguna duda al respecto o quieren profundizar sobre el tema.

Historia

Como casi todas las herramientas de la mejora continua, el enfoque de los cinco por qué tuvo sus inicios en Japón a finales de la década de los 40 cuando Sakichi Toyoda, uno de los padres de la revolución industrial japonesa lo puso en uso en la empresa de automóviles Toyota. A finales de los años 50 y 60 ganó reconocimiento afianzándose definitivamente en los 70, y como las demás herramientas de calidad total, ganó reconocimiento internacional en las décadas de 1980 y 1990 en la que se convirtió en una herramienta popular en muchas industrias y especialmente en el área de investigación de incidentes de seguridad.

Actualmente y desde principios de la década pasada los 5 por qué está cayendo en desuso como herramienta única para detección de causa raíz porque hay otras herramientas que arrojan resultados más completos y elaborados, aún así en muchos casos se sigue usando como método de apoyo a otras técnicas como el método 8D, el RCA y otras.

¿Qué es la herramienta de los 5 por qué?

Es una herramienta usada hoy por hoy en el análisis de causa raíz  cuyo funcionamiento es muy simple y está basado en preguntas consecutivas del por qué de la ocurrencia de las cosas hasta intentar llegar a la causa raíz del problema; esta causa raíz, se encuentra normalmente con un máximo de 5 preguntas sobre las causas consecutivas que nos llevan desde el problema inicial hasta su propio origen. Pero 5 no tiene porque ser un número inamovible, podríamos encontrar esta causa antes o después de los 5 por qué, que dan nombre a la herramienta y sería igual de valida; el número “5” fue elegido por Sakichi Toyoda porque era el punto más común en el que se descubría la causa más profunda del problema.

Un ejemplo práctico:

Una bomba rotativa pierde por el cierre.

  • ¿Por qué ocurre este problema?
    • Porque las caras de sello del cierre se han partido.
  • ¿Por qué? Se han roto sus caras de sello
    • Porque la bomba tiene mucha vibración
  • ¿Por qué? Tiene la bomba mucha vibración.
    • Porque el eje tiene mucha holgura.
  • ¿Por qué? Tiene el eje tanta holgura
    • Porque los rodamientos se han deteriorado
  • ¿Por qué? Se han deteriorado los rodamientos
    • Porque la bomba está desalineada
  • ¿Por qué? está la bomba desalineada

Como puedes ver en el ejemplo las preguntas han sido 6 y no 5, pero esto no nos debe preocupar porque lo importante es haber hallado la causa por la cual el cierre de la bomba se ha roto y cual es la forma de que no vuelva a ocurrir.

Tenga especial cuidado en vencer la tentación de quedarse antes y dar por hecho que el análisis ha terminado antes de la verdadera causa raíz, esto generará una respuesta que no nos ayudará en un mantenimiento proactivo que es lo que realmente buscamos, en caso contrario habremos hecho un trabajo reactivo o correctivo ya que cambiar el cierre, corregir la holgura cambiando los rodamientos e incluso alinearla, habrían sido parte de una reparación normal que hubiese paliado durante algún tiempo el problema pero no habríamos sido realmente proactivo para su prevención.

¿Cómo utilizar el enfoque de los 5 por qué?

Antes de usar el enfoque de los 5 por qué, el líder de sesión o el facilitador debe repasar las mejores prácticas para aplicarla. Por ejemplo, los facilitadores deben aprender que las preguntas de «por qué» se hacen mejor si se conoce el problema la repetividad de la misma, su consecuencia y en definitiva su criticidad, también debe escuchar atentamente las respuestas de los participantes en cada etapa porque cada pregunta puede tener varias respuestas por lo que a veces será necesario seguir varias líneas de pensamiento. Por ejemplo, ante el por qué de que «se hayan estropeado los rodamientos» las respuestas podrían ser varias, dado que los modos de fallo de un rodamiento pueden ser varios. Podría ser por ejemplo «falta o exceso de lubricante», podría ser «polución en el lubricante» o «desequilibrio del rodete» determinar cual es la causa raíz de entre todas estas líneas de investigación necesita de un estudio de mantenimiento predictivo más profundo «interrogando al propio rodamiento» (en un futuro artículo explicaré como se analiza la causa raíz de los modos de fallo en los rodamientos). (contacte con Terotecnic si necesita ayuda en estos temas)

Por último ante el trabajo del facilitador decir que debe tener cuidado con no buscar culpables porque el objetivo final es identificar las causas subyacentes que pueden solucionarse a nivel del sistema y NO atribuir la culpa a las personas. De hecho, un buen punto de partida al comenzar cualquier tipo de reunión de análisis de causa raíz y sus herramientas es decir que cualquier error o problema con el que nos enfrentamos en general es culpa de toda la organización y sus sistemas, no de una sola persona.

Recuerde, la primera de las preguntas de este enfoque sistemático siempre será: ¿Por qué ocurre o ha ocurrido este problema?

Una sugerencia personal a los líderes de la sesión es que tomen notas de lo que se dice y también que mientras lo hace de tiempo suficiente a las personas para intercambiar ideas en cada “pregunta de un por qué” y es que a veces, el asunto a resolver es sencillo y muy lineal, pero en situaciones problemática complejas, cada capa puede necesitar mucha discusión para sacar a la luz todas las posibilidades antes de continuar con la siguiente.

Al hacer repetidamente la pregunta de por qué, esencialmente estamos despegando muy lentamente las capas de un problema, al igual que las capas de una cebolla, utilizando la última respuesta para descubrir uno o más problemas que antes estaban totalmente ocultos.

Despegando las capas de nuestro problema
El enfoque de los 5 por qué y las capas de cebolla

Ventajas de utilizar los 5 por qué

Conocida la herramienta ya podemos intuir las múltiples ventajas que aporta su buena aplicación:

  • Permite profundizar rápidamente en la naturaleza de un problema a través de las múltiples iteraciones.
  • Es muy sencilla su aplicación y puesta en práctica.
  • Promueve el trabajo en equipo. De hecho, debe ser aplicada entre personas que tengan conocimiento del fenómeno estudiado.
  • Se integra con otras herramientas de un RCA como por ejemplo el análisis de Ishikawa.
  • La principal: actúa sobre la causa raíz de un problema, evitando que este pueda volver a ocurrir.

¿Para que «NO» sirve esta herramientas de los 5 por qué?

El enfoque de cinco «por qué» no funciona para todos los problemas. Por ejemplo, es menos o poco efectivo con problemas con pocas evidencia sólidas o poco contrastables y aquellas del tipo personal o que atañen a los trabajadores. Por lo tanto, es crucial asegurarse de que las soluciones en el nivel de las causas fundamentales propongan cambios del sistema y no aquellos que busquen o traten de castigar a las persona o traten un problema como un error sólo para solucionarlo penalizando al que lo ha cometido. Un ejemplo podía ser el de un operario que ha montado un equipo y ha confundido la medida del retén necesario para evitar que el aceite se salga, finalmente esto provoca una avería por falta de lubricación en la reductora y se monta el correspondiente grupo para buscar el por qué de la avería.

  • Se busca la causa raíz sin ningún tipo de perjuicio del tipo personal
  • Cuando finalmente se llega a la conclusión de que es un retén mal elegido, la persona que lo montó no es el responsable de esta situación.
  • Hemos dicho que el grupo debe buscar cambios en el sistema, por lo que la causa final en este caso podría ser
    • Falta de formación de los operarios
    • Falta de procedimientos para el montaje
    • Exceso de estrés de los operarios por carga de trabajo
    • Etc.

Espero que este artículo que resume mi larga experiencia en la creación de grupos de trabajo para el análisis de causa raíz le haya ayudado a crearse una idea aproximada de por donde debe empezar y como proceder.

Valore el artículo, nos ayudará a seguir en esta línea.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Diagrama de Causa Efecto o de Ishikawa

INTRODUCCIÓN

En este artículo describiremos el proceso constructivo de una de las herramientas más útiles para la ordenación de ideas, mediante el criterio de sus relaciones de causalidad, es una herramienta muy utilizada en el análisis de causa raíz.

El Diagrama Causa-Efecto, también llamado “Diagrama de Ishikawa” y conocido coloquialmente por su forma constructiva como “Diagrama de Espina de Pescado” es una herramienta espectacular, y en este artículo trataré de definir las reglas básicas para construirlo y su correcta interpretación, cosa que no es fácil dado que todo depende de la situación de partida con la que nos encontremos.

Lo que si tenemos que tener claro es que esta es la mejor forma de resolver aquellas situaciones en las que es necesario buscar y/o estructurar relaciones lógicas causa-efecto como herramienta de trabajo dentro de las actividades habituales de gestión sobre todo en equipos o grupos de mejora con objetivos de mejoramiento de elementos de calidad, gestión, mantenimiento, recursos humanos, seguridad laboral o medio ambiente.

El diagrama de causa efecto de Ishikawa

DEFINICIÓN Y CONCEPTOS INVOLUCRADOS

El Diagrama Causa-Efecto es una representación gráfica que muestra la relación cualitativa e hipotética de los diversos factores que pueden contribuir a un efecto o fenómeno determinado. Es una de las diversas herramientas surgidas a lo largo del siglo XX en ámbitos de la industria y posteriormente en el de los servicios. Debe su nombre a su inventor, el licenciado en química japonés Kaoru Ishikawa en el año 1943.

La teoría general sobre este sistema representativo es que se trata de un diagrama causal que muestra gráficamente las entradas o inputs, el proceso, y las salidas u outputs de un sistema (causa-efecto), con su respectiva retroalimentación (feedback) para el subsistema de control. Sobre todo es una herramienta con un gran impacto visual que muestra las interrelaciones entre un efecto y sus posibles causas de forma ordenada, clara, precisa y que de un solo golpe de vista muestra las posibles interrelaciones causa-efecto permitiendo una mejor comprensión del fenómeno en estudio, incluso en situaciones muy complejas.

Un ejemplo:

El impacto visual del diagrama de causa efecto

Como podrás ver, de un solo vistazo centra la atención de todos los componentes del grupo en un problema específico de forma estructurada, sistemática y fácil de comprender. Impacto visual.

PROCESO

El diagrama causa-efecto está compuesto por un recuadro que constituye la cabeza del pescado, una línea principal, que constituye su columna, y de 4 a más líneas apuntando a la línea principal formando un ángulo de unos 70º,  que constituyen sus espinas principales. Cada espina principal tiene a su vez varias espinas y cada una de ellas puede tener a su vez de dos a tres espinas menores más.

Esquemáticamente el diagrama causa-efecto tiene la siguiente forma:

Esquema simple del diagrama de causa efecto.

Los pasos para su elaboración son los siguientes:

  1. Constituir un equipo de personas multidisciplinar no necesariamente implicados en el problema.
  2. Partir de un diagrama en blanco igual o parecido al de la figura anterior. Lógicamente para ir rellenándolo desde cero
  3. Escribir de forma concisa el problema o efecto que se está produciendo.
  4. Identificar las categorías dentro de las cuales se pueden clasificar las causas del problema. Generalmente para problemas industriales estarán englobadas en las siguientes causas generales que se llama 5M (máquina, mano de obra, método, medida y materiales).
  5. Identificar las causas. Mediante una lluvia de ideas y teniendo en cuenta las categorías generales encontradas, el equipo debe ir identificando las diferentes causas para el problema. Por lo general estas causas serán aspectos específicos, propios de cada categoría, y que al estar presentes de una u otra forma están generando el problema. Las causas que se identifiquen se deberán ubicar en las espinas que confluyen hacia las espinas principales del pescado.
  6. Preguntarse el porqué de cada causa (pero no más de 2 o 3 veces).En este punto el equipo debe utilizar la técnica de los 5 porqués. El objeto es averiguar el porqué de cada una de las causas anteriores.

CONSTRUCCIÓN EN DETALLE

Entraremos en detalle y trataremos de hacerlo paso a paso:

Paso 1: Definir, sencilla y brevemente, el efecto o fenómeno cuyas causas han de ser identificadas

Ese efecto debe ser:

  • Especifico
    • Para que no sea interpretado de diferente forma por los distintos miembros del grupo de trabajo, y para que las aportaciones se concentren sobre el auténtico efecto a estudiar. No divague en esto, vaya al grano.
  • No sesgado
    • Para no excluir posibles líneas de estudio sobre el efecto objeto del análisis.

Es conveniente definirlo por escrito especificando que es lo que incluye y lo que excluye de manera que el resto del proceso no se perjudique de unas malas especificaciones.

Finalmente y concretado el efecto con precisión, colocarlo dentro de un rectángulo a la derecha de la superficie de escritura y dibujar una flecha, que corresponderá al eje central del diagrama, de izquierda a derecha, apuntando hacia el efecto.

Primera etapa de un diagrama de causa efecto, definir el efecto.

Paso 2: Identificar las causas principales e incluirlas en el diagrama.

Identificar las causas principales e incluirlas en el diagrama.

En primer lugar se identificarán las causas o clases de causas más generales en la contribución al efecto. Esta clasificación será tal que cualquier idea de los miembros del grupo podrá ser asociada a alguna de dichas causas, para esto último se puede usar una tormenta de ideas entre los participantes o simplemente un proceso lógico de construcción de las mismas.

Como ya dijimos para esta construcción se puede utilizar las «5M» o también los «5P» y después de analizar más en detalle el resultado, agrupar las causas de forma más adecuada a su propio problema.

5 M y 5P lo explicamos en un anexo al final del artículo

Finalmente y para terminar con el paso 2 las escribiremos en un recuadro y las conectaremos con la línea central según la figura siguiente:

Segunda etapa de un diagrama de causa efecto, identificar las causas principales

Paso 3: Añadir causas para cada rama principal

Añadir causas para cada rama principal

En este paso se rellenan cada una de las ramas principales con sus causas del efecto enunciado, es decir con causas posibles para las causas principales. Para incluir estas en el diagrama se escriben al final de unas líneas, paralelas a la de la flecha central, conectadas con la línea principal correspondiente.

Tercera etapa de la construcción de un diagrama de causa efecto, añadir causas

Paso 4: Añadir causas subsidiarias para las sub-causas anotadas.

Añadir causas subsidiarias para las sub-causas anotadas.

Cada una de estas sub-causas se coloca al final de una línea que se traza para conectar con la línea asociada a la causa principal a la que afecta y paralela a la línea principal o flecha central. Este proceso continúa hasta que cada rama alcanza una causa raíz posible.

Causa raíz es aquella que:

  • Es causa del efecto que estamos analizando.
  • Es controlable directamente.
  • Es la última posibilidad dentro de las causas subsidiarias
Cuarta etapa del diagrama de causa efecto, añadir subcausas

Paso 5: Comprobar la validez lógica de cada cadena causal compuesta

¿Cómo hacerlo?

Para cada causa raíz se debe leer el diagrama en dirección al efecto analizado, asegurándose de que cada cadena causal tiene sentido lógico y operativo.

Quinta etapa del análisis de causa efecto, comprobar la validez lógica.

Este análisis asegura que la ordenación es correcta y también puede ayudar a identificar factores causales intermedios u omitidos.

Paso 6: Comprobar la integración del diagrama

Finalmente debemos comprobar, en una visión de conjunto del Diagrama la existencia de ramas principales que:

  • Tienen menos de 3 causas.
  • Tienen, apreciablemente, más o menos causas que las demás.
  • Tienen menos niveles de causas subsidiarias que las demás.

La existencia de alguna de estas circunstancias no significa un defecto en el diagrama pero sugiere una comprobación a fondo del proceso.

INTERPRETACIÓN

Tenemos que tener en cuenta que un Diagrama Causa-Efecto proporciona un conocimiento común de un problema complejo, con todos sus elementos y relaciones claramente visibles a cualquier nivel de detalle, pero que su utilización, aunque ayuda a organizar la búsqueda de causas de un determinado fenómeno, no las identifica y no proporciona respuestas a preguntas.

También debemos conocer que existen determinadas problemáticas que pueden dificultar su interpretación como puede ser:

  1. La más grave de las posibles falsas interpretaciones del Diagrama Causa-Efecto, es confundir esta disposición ordenada de teorías con los datos reales. Este diagrama es útil para desarrollar teorías, representar y contrastar su consistencia lógica, pero no sustituye su comprobación empírica.
  2. Construcción del Diagrama sin un análisis previo de los síntomas del fenómeno objeto de estudio. En tales casos el efecto descrito puede ser muy general y estar mal definido por lo que el diagrama resultante sería innecesariamente grande, complejo y difícil de utilizar.
  3. Deficiencias en el enunciado (sesgos) que limiten las teorías que se exponen y consideran, pudiendo pasar por alto las causas reales que contribuyen al efecto.
  4. Deficiencias en la identificación y clasificación de las causas principales. Esta clasificación está íntimamente ligada con la capacidad de la herramienta para la organización eficaz de la búsqueda de causas reales.

ANEXOS

Para finalizar a continuación te explicamos como puedes hacer y que significa 5M y 5P

5M

En el caso de las 5M se trata de una herramienta que se centra en plantear el porqué del problema, al fin y al cabo todo lo que hemos estado viendo sobre el diagrama de causa efecto es para conseguir dar respuesta a esto. 

El método de las ‘5 M’ es un sistema de análisis de fallos estructurado que fija cinco pilares fundamentales alrededor de los cuales giran teóricamente todas las posibles causas de un problema.   

Estas cinco ‘M’ corresponden a: máquina, método, mano de obra, medio ambiente y materia prima.   

¿Porqué esas 5 M? Veamos:

Máquina: En los problemas industriales y diría yo que también en otros ámbitos las máquinas están implicadas en muchos de los problemas que debemos resolver usando herramientas de este tipo. Muchas veces las máquinas las conocemos perfectamente, sobre todo aquellos que provenimos del mantenimiento industrial, pero en ocasiones, analizar las máquinas no es sencillo. Muchas de ellas son complejas, no se conocen en profundidad sus mecanismos de funcionamiento o no se puede acceder fácilmente a sus ‘tripas’. No obstante, existen siempre ciertas funciones especificas que se pueden tomar, por ejemplo, aislar partes o componentes hasta localizar el foco del problema.

En este primer punto conviene analizar:  

  • Las entradas y salidas de cada máquina que interviene en el proceso. 
  • El funcionamiento de estas de principio a fin. 
  • Los parámetros de configuración, que te ayudarán a descubrir si la causa raíz de un problema está en ellas.  

Método: esta pata consiste básicamente en preguntarse cómo hacer las cosas y determinar las circunstancias o condicionantes del proceso que pueden variar en el tiempo (tecnología, materiales, etc.).

Mano de obra: como es lógico, el ser humano también es susceptible de cometer fallos.

Medio ambientelas condiciones ambientales también pueden provocar problemas. En este punto han de valorarse las condiciones en las que se ha producido un fallo. Al fin y al cabo, puede que no funcione igual una máquina con el frío de la primera hora de la mañana que con el calor del mediodía.  

Materia prima: contar con un buen sistema de trazabilidad a lo largo de toda la cadena de suministro (incluyendo el proceso de almacenaje), permitirá tirar del hilo e identificar las materias primas que pudieran ser defectuosas o no cumplir con ciertas especificaciones.   

Ventajas del método ‘5M’  

  1. Puede ser utilizado aun cuando la causa no se conozca al detalle. 
  2. Acota áreas concretas para detectar la causa raíz de un problema y erradicarlo sin demasiado sufrimiento.  
  3. Esta técnica puede combinarse con otras de representación gráfica como, por ejemplo, el Diagrama de Isikawa, un sistema que facilita el análisis de problemas y sus soluciones en áreas como la calidad de los procesos, los productos y los servicios. 
  4. Si se utiliza de forma eficaz, evita despilfarrar recursos al centrarse en la causa y no en el problema.  
  5. Al centrar la atención sobre el problema concatenando las diferentes causas, ayuda a dar cohesión al equipo de trabajo.  

5P

El método es similar al de las 5M pero usando pilares propios de servicios, por lo que no entraremos a analizarlas.

Los pilares serían: Personas, Provisiones, Procedimientos, Puestos

FAQ

¿Qué es el diagrama de Ishikawa?

Se trata de una herramienta para el análisis de los problemas que básicamente representa la relación entre un efecto (problema) y todas las posibles causas que lo ocasionan.

¿Para que sirve el diagrama de Ishikawa?

El Diagrama de Ishikawa es una herramienta práctica, utilizada para realizar el análisis de las causas-raíz en evaluaciones de no conformidades.

¿Qué representa el diagrama de Ishikawa?

presenta la relación existente entre el resultado no deseado o no conforme de un proceso (efecto) y los diversos factores (causas) que pueden contribuir a que ese resultado haya ocurrido.

¿Cómo puedo aplicar el diagrama de Ishikawa?

Es posible aplicar el diagrama de Ishikawa a diversos contextos y de diferentes maneras, entre ellas, se destaca la utilización:

  • Para ver las causas principales y secundarias de un problema (efecto).
  • Para ampliar la visión de las posibles causas de un problema, viéndolo de manera más sistémica y completa.
  • Para identificar soluciones, levantando los recursos disponibles por la empresa.
  • Para generar mejoras en los procesos.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Referencias

  • MINITAB® Release 14.1, 1972 – 2003 Minitab Inc. Cause-and-Effect Diagram
  • Ishikawa, K. 1994, Introducción al control de la calidad: Ediciones Díaz de Santos.

El análisis de Causa Raíz – RCA – ACR

Introducción

La gestión empresarial contemporánea, centra sus propósitos en la calidad de sus productos y/o servicios y en la eficiencia de su gestión y entrega, para ello la utilización de modelos sistemáticos, la buena gestión de los procesos y del mantenimiento y la mejora continuo son determinantes, pero en esta meta, siempre surgen problemas unos más grandes otros pequeños a veces únicos a veces repetitivos y por esto, la resolución de problemas requiere medidas especificas más si son reiterativos, pues sus efectos se oponen a los objetivos organizacionales. Así los problemas pueden ser definidos como comportamientos no deseados de un proceso, y su relación con los errores determina la concepción de aplicar medidas preventivas y/o correctivas según el caso y bien gestionados facilitan los ajustes y validación de los procesos.

En la gestión empresarial moderna el análisis y resolución de problemas forman parte de la filosofía de mejoramiento continuo y los problemas que son reiterativos merecen especial atención, pues son los que más impactan en los resultados de las empresas, de ahí nuestro interés en redactar este tipo de artículos explicativos para ayudar a nuestros clientes y lectores a solventar en la medida de lo posible sus problemas industriales con herramientas y técnicas de probados resultados.

Hemos visto en artículos anteriores herramientas para resolver problemas, como por ejemplo el método 8D que en realidad podría forman parte de un RCA o es una herramientas aplicables al mismo. Hoy dedicaremos este artículo de nuestro blog a hablar sobre el análisis de causa raíz, una de las herramientas más extendidas y eficaces cuando necesitamos encontrar con precisión cual es el motivo detonador de un problema o dicho de otro modo, cual es su causa raíz.

El análisis de causa raíz RCA, como método proactivo para eliminar la recurrencia.
Búsqueda de la causa raíz

Definición y motivación

El análisis de Causa Raíz o RCA por su acrónimo (Root Cause Analysis) o ACR acrónimo en español de (Análisis Causa Raíz), es un método de resolución de problemas dirigido a identificar las causas o acontecimientos iniciales que provocaron el problema. Esta práctica se basa en el supuesto de que los problemas se resuelven mejor al tratar de corregir o eliminar las causas raíz del mismo, en vez de tratar solamente los síntomas evidentes que nos encontramos en primera instancia. Al dirigir las medidas correctivas a las causas primarias, se espera que la probabilidad de la repetición del problema se minimizará. Sin embargo, se reconoce que la prevención total de la recurrencia de una sola intervención no es siempre posible, por lo tanto, el RCA es considerado a menudo como un proceso iterativo, y con frecuencia es usado como una herramienta de mejora continua.

Deliberadamente, en adelante llamaremos a la técnica indistintamente por ACR o RCA para que en las búsquedas el artículo sea encontrado por ambos acrónimos.

Dicho esto, y como hago en muchos de mis artículos, intentaré explicar esto de manera sucinta y sencilla y no se me ocurre manera más sencilla que proponeros que pensemos en problemas comunes, como por ejemplo: Si nos sentimos mal físicamente, vamos a ver a un médico y le pedimos que busque la causa de nuestro malestar. Si nuestro automóvil nos deja tirados y tenemos que avisar a la grúa, lo llevamos a un taller mecánico para que encuentren la causa del problema. Pero, para estos dos ejemplos podríamos haber tomado otras decisiones, podríamos habernos quedado en casa y esperar a sentirnos mejor para volver al trabajo, podríamos haber cogido un taxi y haber dejado el coche averiado en casa, pero habríamos paliado sólo los efectos y no habríamos tratado las verdaderas causas y por tanto se volverán a repetir o nos tendríamos que enfrentar a ellas más adelante.

Pues en cualquier ámbito de la empresa o de la industria deberíamos hacer exactamente lo mismo, buscar la causa raíz y no solucionar sus efectos sobre todo en la gestión de la confiabilidad que es la parte que a nosotros nos afecta.

Un RCA, en principio es un método reactivo de detección de problemas y solución de los mismos, esto significa que el análisis se realiza después de que un evento ha ocurrido, aunque el resultado de esta investigación se convierte inmediatamente en un método proactivo, esto quiere decir que tomamos o realizamos una acción que evitará que el mismo problema vuelva a ocurrir; no somos preventivos, no hacemos correctivo, luego somos proactivos al respecto.

Como podemos ver en la imagen siguiente, en un problema las partes visibles, las obvias están a la vista de cualquiera y en la mayoría de los casos nos son más que el efecto de las verdaderas causas del mismo.

Conceptos del Análisis de causa raíz. Síntomas o efectos y causas

Un ejemplo muy práctico que quizás les suene a los ingenieros de confiabilidad: Una bomba centrifuga pierde por el cierre mecánico, el efecto es que vemos salir producto por el cierre, lo vemos nosotros y cualquiera que pase por al lado de la bomba. Si cambiamos el cierre y ponemos un nuevo hemos solucionado temporalmente el efecto, pero ¿Cuál era o es la causa? Si no solucionamos la causa o causas lo más probable es que en poco tiempo el cierre vuelva a perder producto.

En confiabilidad que es mi disciplina, el Análisis Causa Raíz (ACR) es una metodología que emplea un conjunto de técnicas o procesos, para identificar factores causales de falla, es decir, busca el origen de un problema definido, relacionado con el personal, los procesos, las tecnologías, y la organización, con el objetivo de identificar actividades o acciones rentables que los eliminen.

La resolución de problemas, la investigación de incidentes y análisis de causa raíz están conectados fundamentalmente por tres preguntas básicas:

Las tres preguntas básicas de un análisis de causa raíz

Definiciones y términos usados en ACR

Antes de revisar la descripción de la Metodología de Análisis Causa Raíz (ACR), es preciso conocer las definiciones de los términos de uso común.

Si tiene interés sobre el tema y quieres ampliar información contacte con nosotros o visite las páginas Acrónimos y/o Definiciones de nuestra Web. Y si necesita un ACR con precisión y garantía cuente con nosotros, Análisis Causa Raíz Terotecnic Ingeniería.

Principios generales, objetivos y beneficios del análisis de causa raíz

Son varios los objetivos de un proceso de análisis de causa raíz:

  • El primer objetivo es descubrir la causa de un problema o suceso.
  • El segundo objetivo es hallar y comprender cómo resolver, compensar o aprender de los problemas subyacentes que forman parte de la causa.
  • El tercer objetivo es aplicar lo que aprendemos a partir del análisis para prevenir problemas futuros de manera sistemática o repetir logros.

En realidad, este tercer objetivo es el que da valor a la eficacia del análisis. Si aplicamos lo aprendido en el mismo para ser proactivos en este y otros problemas similares habremos conseguido beneficio a largo plazo. Se trata por tanto de utilizar el RCA para modificar problemas centrales de proceso y sistema de un modo que permitan evitar problemas futuros.

Lo que suele ocurrir y donde normalmente fallamos es en el hecho de que tratar los diferentes síntomas puede hacernos sentir productivos, resolver un gran número de problemas puede hacernos pensar que estamos tomando cartas en el asunto. Sin embargo, si no diagnosticamos la causa real de un problema, es probable que este vuelva a producirse una y otra vez y acaben tachándonos de ineficaces.

Existe una serie de principios esenciales que determinan la eficacia de un análisis de causa raíz (RCA); estos principios no sólo ofrecerán un aporte a la calidad del análisis, sino que además ayudarán al analista a obtener la confianza y el apoyo de partes interesadas, clientes, colaboradores, servicios, etc.

  1. Centrarse en corregir y remediar las causas en lugar de los síntomas.
    1. Es evidente sino para nada necesitamos el análisis, porque los síntomas están a la vista o son normalmente fáciles de localizar
  2. No ignorar la importancia de tratar los síntomas para alcanzar una solución a corto plazo.
    1. Esto no siempre es necesario porque, si el análisis se ejecuta con rapidez, el resultado del análisis implicará la eliminación de los síntomas. No obstante, en muchos otros casos hay que eliminar los síntomas por producción, por seguridad o por daños al medio ambiente.
  3. Comprender que en algunos casos y de hecho se da a menudo, puede haber varias causas.
    1. No debemos empecinarnos en buscar una única causa raíz, en muchos casos puede haber varias causas implicadas.
  4. Centrarse en CÓMO y POR QUÉ algo sucedió y no en QUIÉN es el responsable.
    1. En un RCA, buscar responsables no es lo adecuado, ya que la responsabilidad última siempre es de una especificación, norma u orden mal explicada o por falta de formación. En cuyo caso deberíamos ahondar mucho antes de señalar con el dedo y además sería inútil. Lo importante es centrarse en el CÓMO y el POR QUÉ.
  5. Ser metódico y buscar evidencia concreta de causas y efectos para respaldar la argumentación de la supuesta causa raíz de un problema.
    1. Este es el buen hacer y la experiencia del que dirija el análisis de causa raíz
  6. Proporcionar información suficiente para elaborar un plan de acción correctivo.
    1. Esto corresponde a la última parte del análisis en la propia elaboración del informe no debemos quedarnos cortos en la información y especificar paso a paso como hemos llegado a las conclusiones.
  7. Considerar el modo de prevenir (o replicar) la solución de una causa en el futuro o sea ser proactivo.
    1. Lo ideal tras el análisis es ser proactivo y tratar la causa para equipos iguales, con elementos iguales y síntomas iguales. Esto reducirá la probabilidad de ocurrencia y redundará en la fiabilidad de la gestión de los activos.

En resumen y según se describe en los siete principios anteriores, cuando analizamos problemas y causas en profundidad, es importante adoptar un enfoque completo e integral. Además de descubrir la raíz de un problema, deberíamos esforzarnos por proporcionar contexto e información que permitan elaborar un plan de acción o tomar una decisión. Recuerde que el análisis eficaz es aquel que puede dar lugar a medidas para tomar.

Técnicas y métodos para la realización de un RCA

Existe un gran número de técnicas y estrategias que podemos utilizar para el análisis de causa raíz. La siguiente lista no es por tanto exhaustiva en absoluto. A continuación, abordaremos de manera muy resumida algunas de las técnicas más comunes y útiles. Pero además iremos lanzando en nuestro blog artículos explicativos más desarrollados de cada una de ellas.

  • Análisis de los modos de falla y efectos (FMECA).
  • Análisis del árbol de fallas.
  • Los 5 porqué.
  • Diagrama de Ishikawa.
  • Análisis de Pareto regla 20/80.
  • Método de resolución de problemas 8D
  • Análisis de barreras.
  • Diagrama de Gantt
  • Diagrama de flujo
  • Matriz de relación
  • Inferencia Bayesiana.
  • Análisis árbol factor causal.
  • Análisis de cambios.
  • Árbol de la realidad actual (teoría de las restricciones).
  • Diagnóstico de problemas RPR (Rapid Problem Resolution, en IT)
  • Lluvia o tormenta de ideas (Brainstorming)
  • El marco lógico
  • Entrevistas
  • Listas chequeables

He marcado en negrita las más utilizadas o al menos las que yo mejor manejo y creo que además arrojan mejores resultados.

Se elegirá para el RCA una o varias de las técnicas anteriormente expuestas dependiendo del problema, de la disponibilidad del grupo, de la interrelación de este con el problema, de la criticidad del equipo, y de la envergadura del proyecto. Pero, de cualquier forma, si va a afrontar el papel de líder del grupo tenga en cuenta los siguientes consejos generales.

  • Haga preguntas que permitan aclarar la información y lo acerquen a obtener respuestas.
  • Cuanto más profundice e interrogue sobre las causas potenciales, más probabilidades tendrá de hallar la raíz.
  • Una vez que crea haber identificado la raíz del problema (en lugar de otro síntoma), podrá formular incluso más preguntas:
    • ¿Por qué está seguro de que esta es la causa y no esta otra?
    • ¿Cómo puede corregir esta raíz para evitar que el problema vuelva a surgir?
  • Utilice preguntas simples, como por ejemplo “¿por qué?”, “¿cómo?” y “¿esto qué significa?”, para facilitar la comprensión.
  • Trabaje en equipo e incorpore una mirada nueva
    • Ya sea que trabaje con un compañero o un equipo de colegas, incorporar una perspectiva diferente a la suya lo ayudará a encontrar soluciones más rápidamente y le servirá para mitigar los sesgos.
    • Recibir la opinión de otras personas también le permitirá contar con un punto de vista adicional y cuestionar sus propias hipótesis.
  • Planee un análisis de causa raíz futuro
    • A medida que avance en el análisis, es importante que tenga muy presente el proceso.
    • Tome notas. Haga preguntas sobre el proceso de análisis.
    • Identifique si una técnica o un método determinados funciona mejor para las necesidades y los entornos específicos de su negocio.

Y tenga en cuenta lo siguiente:

  • En el método de mapeo de la causa, la palabra raíz en el análisis de causa raíz se refiere a todas las causas que están por debajo de la superficie.
  • Céntrese en una sola causa, a la vez, y cuando haya terminado céntrese en la siguiente, en otro caso puede limitar el conjunto de soluciones establecidas resultando que las mejores soluciones se perdieron.
  • Un Mapa de Causa proporciona una explicación visual simple de todas las causas que se requieren para producir el incidente (hablaremos de ello en artículos sobre las herramientas disponibles para el análisis).
  • No pierda de vista que «La raíz es el sistema de causas que revela todas las diferentes opciones para las soluciones».
  • Hay tres pasos básicos para el método de Mapeo de la Causa:
    1. Definir el problema por su impacto a las metas globales
    2. Analizar las causas en un mapa visual
    3. Prevenir o mitigar cualquier impacto negativo en los objetivos seleccionando las soluciones más eficaces.

A continuación expongo una serie de causas o desviaciones por las que puede salir mal el análisis; nos referiremos a ellos como CAMINOS INCORRECTOS:

  • La enunciación del problema incluye más de un problema.
  • La enunciación del problema asigna una causa.
  • La enunciación del problema asigna culpa.
  • La enunciación del problema ofrece una solución.
  • El gráfico de ejecución tiene unidades de medida que no guardan relación con el enunciado del problema.
  • La enunciación del problema no incluye alguno de los cuatro elementos esenciales:
    • objetivo/estándar,
    • realidad,
    • diferencia,
    • tendencia.
  • Los recursos están alineados incorrectamente y asignados al problema incorrecto.
  • El problema no tiene fundamento.

Por otro lado enumeraré los puntos de referencia para alcanzar el éxito en nuestro análisis:

  • La enunciación del problema es clara y práctica.
  • El equipo ha llegado a un consenso acerca de la enunciación del problema.
  • El equipo está de acuerdo con el fundamento acerca del motivo por el que el problema y su solución son importantes.
  • El problema está en su área de control, de modo que el equipo puede asumir la responsabilidad real de resolverlo.

Desarrollo de un ACR

El proceso en su totalidad depende de la aplicación de pensamiento crítico para definir correctamente el problema en primer lugar. Es fácil confundir el verdadero problema con los síntomas del problema y/o con las causas supuestas del problema. Esto puede ocasionar que se solucionen los síntomas pero no la causa, o que se identifique incorrectamente la causa y , en consecuencia, se apliquen medidas correctivas no eficaces. Si se comienza por el lugar incorrecto, nunca se llegará a un buen destino ni a una solución sostenible para el problema raíz.

Además, su puesto en la organización y sus anteriores experiencias en resolución de problemas pueden influenciar en el modo de interpretar el problema actual. Lo que un psicólogo quizás llamaría “sesgo de confirmación”, está claro que todos tenemos cierta tendencia a ver lo que esperamos ver. Por ejemplo, es posible que un empleado de la fábrica que investiga en un análisis causa raíz vincule el problema con sus causas, mientras que quizás un director de operaciones defina el mismo problema según sus síntomas.
Puede ser de ayuda pensar en términos de la estructura de un árbol, en la que las raíces representan varias causas posibles y las ramas representan varios síntomas. El tronco conecta las causas con los síntomas y representa el verdadero problema.

En el gráfico siguiente se muestran las etapas que se van a desarrollar durante la ejecución de una Metodología de Análisis Causa Raíz en PEP para identificar las acciones y/o recomendaciones que eliminen las causas que las fallas.

Etapas de la metodologías del análisis causa raíz

Expliquemos brevemente cada uno de los pasos.

Conformación del Equipo de trabajo.

Se conformará el Equipo de Trabajo, lo ideal es crear un grupo pequeño y diversificado de personas con conocimiento del producto, del proceso o la función, que posean conocimiento en las áreas técnicas correspondientes y que cuenten con el tiempo y autoridad necesarios para tomar decisiones y acciones que resuelvan el problema.

Recopilación y Tratamiento de Datos

El análisis de un problema se inicia con la recopilación de datos de fallas de equipos y sus respectivos impactos asociados (en seguridad, ambiente, producción y costos de mantenimiento); con el objeto de jerarquizar las fallas mediante el empleo de histogramas que permitan realizar un tratamiento a los datos. Los datos debieran informatizarse para su mejor gestión.

Los datos mínimos requeridos son:

  • Nombres de la instalación y equipo(s) asociado(s) a la falla.
  • Descripción de la falla (Modo de falla).
  • Fecha y hora que ocurrió la falla.
  • Causas de la falla.
  • Acciones correctivas ejecutadas.
  • Costo de la reparación realizada.
  • Tiempo fuera de servicio.
  • Producción diferida.
  • Impactos en la seguridad y en el ambiente.

Esta información se obtendrá de la revisión de:

  • Diagrama de flujo de procesos y diagrama de tubería e instrumentos.
  • Datos de frecuencia de fallas, producción diferida, impacto en seguridad / ambiente y costos de mantenimiento (estimados).
  • Manuales de equipos.
  • Manuales de operación.
  • Condiciones operacionales / tendencias.
  • Planes de Mantenimiento.
  • Información específica sobre las fallas: causas inmediatas, estudios previos, fotos, análisis de falla, análisis de laboratorio, entre otros.
  • Todo lo anterior puede ser consultado en el documento de contexto operacional de la instalación.

Jerarquización de problemas.

Este apartado es para el caso de un ACR que englobe a más de un problema o a varias fallas y se trata de jerarquizar la importancia de cada una de ellas para dar prioridades. Puede utilizarse un análisis de criticidad tradicional. Donde entrará a valorarse la probabilidad de que ocurra el problema, la consecuencia que acarrea para la empresa y el medio ambiente.

Para la probabilidad podemos utilizar también un Diagrama de Pareto 80/20 se debe determinar los modos de falla que sumen 80% de las averías en un determinado periodo de tiempo, con el fin de enfocar los esfuerzos en estos. Normalmente eso supone aproximadamente el 20% del total de los modos de falla, es decir que resolviendo ese 20% de fallas, se reducirá 80% del impacto.

Definición del problema

El propósito final de esta parte es describir el problema partiendo de datos reales que hayan sido aportados por aquellos trabajadores que se encuentran directamente relacionados con el mismo. La descripción debe ser detallada pero concisa de manera que el problema sea conceptualizado y entendido por el grupo, el objetivo es definir el problema, dice un axioma que «un problema bien definido es un problema medio resuelto”.

Esta descripción del problema debe dar una información completa, recogiendo datos como:

  • ¿Quién? (Who).
  • ¿Qué? (What).
  • ¿Cuándo? (When).
  • ¿Dónde? (Where).
  • ¿Por qué? (Why).
  • ¿Cuánto? (How much).
  • ¿Cómo? (How).

Con el fin de identificar los factores que pudieron haber intervenido en la producción del problema definido, se recomienda realizar una sesión de lluvia de ideas por parte del equipo de trabajo.

Estas sesiones pueden incluir una serie de preguntas sencillas que ayudarán a recopilar la información que el Equipo Natural de Trabajo está buscando, por ejemplo:

  • ¿Cuál es el problema? (enunciado)
  • ¿Cómo ocurrió el problema?
  • ¿Dónde ocurrió el problema? Y ¿Dónde no ocurrió?
  • ¿Qué condiciones se presentaron antes de que ocurrirá el problema?
  • ¿Qué controles o protecciones pudieron prevenir que ocurriera el problema y no lo hicieron?
  • ¿Cuál es el impacto del problema en Seguridad, Ambiente, Producción y Costos de Mantenimiento?

Análisis causa efecto

Una de las herramientas más aplicadas en el RCA es el método Causa-Efecto. Este método se basa en el hecho de que un evento de falla siempre tiene una causa, y que está a su vez tiene otra causa, convirtiéndose la primera en efecto de la segunda. Dicho de otra manera una causa siempre se convierte en efecto de otra causa, formándose de este modo una cadena de causas y efectos, que puede continuar hasta llegar a la causa fundamental del problema.

Planificación de Soluciones

Uno de los pasos más importantes, después de haberse realizado el Análisis Causa-Efecto, es determinar las soluciones que resolverán el problema de forma sustentable, de tal manera que éste no debe repetirse. Se deberán plantear las acciones necesarias para corregir las causas raíces físicas que provocan la falla; así como para corregir las causas latentes, que hacen que las personas cometan errores y omisiones.

Hecho esto, lo que corresponde es implementar las acciones correctivas para solucionar el problema. Estas acciones atacarán directamente contra la causa raíz o las causas si son varias. Si la causa es muy compleja habrá que elaborar también un programa que contenga:

  • Responsabilidades y responsables
  • Tiempo.
  • Recursos requeridos.
  • Retiro de las acciones de contención que fueron definidas inicialmente y elegir controles que aseguren que no se presente nuevamente la causa.
  • Si pueden utilizarse indicadores del proceso del servicio, reportes de desperdicios, de horas extra, etcétera.
  • Capacitación del personal.
  • Que el equipo confirme cuantitativamente que las acciones resolverán el problema para el cliente y no causarán efectos secundarios no deseados.
  • Evaluación objetiva de cada acción posible en relación con un criterio de decisión predeterminado, por parte del equipo.
  • Por parte del equipo, probar que la acción correctiva eliminará el problema conduciendo pruebas de verificación.

Evaluación de soluciones

Con el objeto de determinar si las soluciones propuestas son convenientes, es necesario realizar el Análisis Costo-Riesgo-Beneficio, que tratará de comparar el costo de llevar a cabo las acciones contra el riesgo de seguir perdiendo el costo de las consecuencias si no se hace nada, considerando los beneficios al poner en marcha dichas acciones.

Uno de los métodos más simples es la evaluación económica mediante el cálculo o determinación del Valor Presente Neto (VPN).

Jerarquización de soluciones

Si finalmente consideramos que se pueden obtener muchas soluciones para un mismo problemas, será necesario jerarquizarlas, tomando en cuenta la limitación de recursos para llevar a cabo los proyectos. Una forma práctica de jerarquizar las soluciones es determinar la “Eficiencia de la Inversión” que se obtiene de dividir el VPN (valor presente neto) obtenido entre el costo de la solución. Es recomendable otorgar prioridad a las soluciones con mayor índice de “Eficiencia de la Inversión”.

Ejecución de soluciones y su seguimiento

Una vez que se ha identificado la verdadera causa raíz, la resolución de problemas se vuelve mucho más sencilla. Ya se cuenta con la información necesaria para proponer, verificar e implementar medidas correctivas. Estas pueden ser medidas correctivas temporales diseñadas para volver a lograr el objetivo rápidamente o medidas correctivas permanentes que garanticen una mejora sostenible. A menudo, las compañías definen ambos tipos de medidas e implementan una medida correctiva temporal para solucionar el problema a corto plazo al mismo tiempo que trabajan en una medida correctiva permanente que garantice una solución sostenible a largo plazo.

Finalmente las soluciones que sean autorizadas para su ejecución y realizadas materialmente deben ser documentadas mediante informes y seguidas para ver su desenlace y conformidad de respuesta.


En artículos siguientes desarrollaremos con más profundidad algunas de las herramientas más eficaces para utilizarlos en un ARC.

Por favor valore si le ha gustado o comente.


Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Referencias

Turner,S (2004) “Herramientas para el éxito”, Mc graw Hill, México.
Rambaud, Laurie. (2006) “Resolución de problemas estructurados 8D”.
INCOLDA (1994) “Las 7 herramientas básicas”, Bogotá.
Bird,F, (2000) “Liderazgo practico en el control de pérdidas”, INST,Madrid
Instituto Mexicano de Control de Calidad, IMECCA, Formación de facilitadores para el trabajo en grupo, Módulo III, México, Marzo, 1998.
Horovitz, Jacques, La Calidad del Servicio. Editorial McGraw Hill, 1991, Madrid, España, 1991.
Robbins, Stephen P., Comportamiento Organizacional, Teoría y Práctica. Séptima Edición. Editorial Prentice Hall, México 1996.
Thompson, Phillip C.. Círculos de Calidad. Cómo hacer que funcionen. Grupo Editorial Norma. Primera Edición. Colombia 1994.
Flores, Benito, Ing., Artículo: Calidad en empresas de servicio. Memorias XXV Congreso Nacional de Control de Calidad. Guadalajara, Jalisco, México. Octubre 1 – 4 de 1997.
Paredes y Asociados Cía. Ltda. Seminario Taller Administración de Procesos. Panamá Mayo de 1999

La Norma EN 16646 el Mantenimiento y la gestión de activos físicos

Lo prometido es deuda. En mi artículo sobre la familia de la Norma ISO 55000 dije que pronto hablaríamos sobre la Norma EN 16646 y su relación con la gestión de activos de la ISO 55000, y este es el momento.

Introducción

En otros artículos escribía sobre la norma PAS 55 y como en ésta, se definía como activo: a la planta, maquinaría o equipo que tenga un valor específico para la compañía; luego vimos en el artículo sobre la Norma ISO 55000 que en ésta se define el activo como ese elemento, cosa o entidad tangible o intangible que tiene valor real o potencial para la organización. Recordemos en este sentido, que la familia de normas ISO 55000 esta concebida para englobar a todos los activos de la empresa, incluidos los no físicos y no para una parte de la empresa como podría ser la parte que llamamos mantenimiento, por este motivo dijimos que no entraba de lleno a especificar que tratamiento había que darle a los activos físicos desde el punto de vista del departamento de mantenimiento. Ese es el motivo por el que tenemos que recurrir a la norma europea EN 16646 que, como podremos comprobar a continuación nos hace bajar al terreno de juego real de la gestión de activos físicos, específicamente como marco para las actividades y procesos de mantenimiento, y para la gestión de las diferentes fases del ciclo de vida de los activos.

La omisión de la referencia a la gestión del mantenimiento y la confiabilidad quizás sea uno de los aspectos vitales que frena la implementación y la interpretación de Norma ISO 55001. Esto crea confusión en muchas empresas a la hora de su certificación, ya que la Norma habla de crear valor para la empresa desde el mantenimiento, pero el mantenimiento no se considera explícitamente en la propia norma aunque hay varias referencias al tema en la bibliografía de la misma. Parece como si ya se hubiese pensado en que la EN 16646 sería el complemento para este apartado de la gestión de activos físicos.

De cualquier forma es necesario aplicar estas normas, sino oficialmente, sí conceptualmente porque actualmente los procesos de mantenimiento como parte de los procesos de gestión de activos físicos se están convirtiendo en parte esencial de las actividades de las organizaciones. Y es que cada vez es mayor la presión para mejorar el valor agregado que el mantenimiento aporta a la parte empresarial de la industria; además, cada vez se cuida más como resolver el envejecimiento de los sistemas de activos físicos para prolongar su vida útil y por otro lado, el ambiente de decisión es cada vez más complicado e incierto y deja demasiado abierta la posibilidad de una verdadera gestión reglada.

Y todo esto ¿porqué? Muy simple, por que se pueden obtener grandes beneficios con una buena gestión de activos físicos. Algunos ejemplos:

  • Decisiones más acertadas con miras a largo plazo que ayudaran a prolongar el ciclo de vida de los activos físicos.
  • Orientación de las operaciones de mantenimiento alineadas con las estrategias de la empresa que mejoran ambas partes.
  • Planificación del mantenimiento e integración de su inversión con la inversión estratégica de la empresa.
  • Posición mejorada de la función de mantenimiento entre las otras funciones de la empresa.
  • Utilización sostenible del capital y del riesgo.
  • Mejoras en la evaluación del rendimiento y control.
  • Mejoras en la reputación de la empresa en cuanto a calidad de los productos y el cuidado del medio ambiente.
  • Etc.

En este sentido, la Norma Europea EN 16646, presenta la gestión de activos físicos como un marco para las actividades de mantenimiento. También introduce la relación entre el plan estratégico de la empresa y el sistema de gestión del mantenimiento y describe las interrelaciones entre los procesos de mantenimiento y todos los otros procesos de gestión de activos físicos. Aborda el papel e importancia del mantenimiento dentro del sistema de gestión de activos físicos durante todo el ciclo de vida de los activos físicos y mejora todo el marco de interrelación.

La Norma EN 16646: 2014

La Norma EN 16646 se ocupa de establecer el rol del mantenimiento dentro de la empresa en relación con la gestión de activos físicos, y esto lo realiza buscando alinearse y dar sentido al rol del mantenimiento interpretando la familia de normas internacionales de requisitos para la gestión de activos ISO 55000: 2014.

El siguiente gráfico engloba todas las normas que afectan, alimentan o relacionan la gestión de activos físicos que requiere el mantenimiento.

Relación entre las normas sobre gestión del mantenimiento y su confiabilidad
Imagen procedente de Radical Management

Pero no se agobie, no hay que leérselas, interpretarlas ni certificarse en todas. La norma europea EN 16646:2014 es voluntaria y NO ES CERTIFICABLE a nivel internacional como sería el caso de la ISO 55001.

La novedad de la norma EN 16646, consiste en una guía y recomendaciones acerca del establecimiento de un sistema de mantenimiento en la gestión de activos físicos basándose en la concurrencia de otras trece normas europeas como habrá podido comprobar en la figura anterior, que además están relacionadas con el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, la fiabilidad, la obsolescencia, la mantenibilidad, el costo del ciclo de vida, los indicadores claves de desempeño, el soporte logístico y todo lo referente a los parámetros de un análisis RAMS.

Muchas de las empresas que se dedican a la implementación de la Norma 55000 y a certificar la misma para sus clientes, lo hacen entrando a la empresa desde el departamento de ingeniería que en la mayoría de los casos no ve esta diferencia, por que lo que anda buscando en realidad es precisamente eso, la gestión de activos físicos tangibles y no esa otra nebulosa extraña que bajo mi punto de vista nos dibuja la Norma 55000 que no dice nada concreto acerca del mantenimiento de los activos físicos; yo pienso, (quizás por deformación profesional) que ésta queda coja de esa pata salvo por sus anexos.

Sin embargo, el valor tangible al que se refiere la Norma EN 16646 si que deja claro a que se está refiriendo sin paliativos y se explica desde lo que la propia norma nombra como Necesidades de la Organización que son las siguientes:

  • Adquirir o crear activos físicos apropiados a los objetivos y actividad de la organización.
  • Operar los activos para optimizar el valor creado para la organización.
  • Mantener los activos para optimizar el valor creado con la operación para la organización.
  • Modernización de los activos para obtener mayor valor durante el ciclo de vida total del activo.
  • Retiro o dismisión de los activos cuando finaliza la vida útil.
  • Existencia de eficaces procesos de soporte (humano, informativo, logístico).

El «VALOR» es lo que diferencia en esta norma entre lo que es un activo tangible de uno intangible.

Recapitulemos; la propia norma en su enunciado de objetivos y campo de aplicación dice:

Esta norma europea presenta la gestión de activos físicos como un marco para las actividades de mantenimiento. También introduce la relación entre el plan estratégico de la organización y el sistema de gestión del mantenimiento y describe las interrelaciones entre los procesos de mantenimiento y todos los otros procesos de gestión de activos físicos. Aborda el papel e importancia del mantenimiento dentro del sistema de gestión de activos físicos durante todo el ciclo de vida de un bien.
Esta norma europea puede aplicarse para organizaciones de producción de todos los tamaños. Sin embargo, si existen normas específicas para una aplicación o sector de la industria particular, también deberían considerarse esos documentos.
Esta norma europea contiene consejos y recomendaciones y no se pretende que sea utilizada con fines de certificación, de reglamentación o de contratación.

Norma 16646 1. Objeto y campo de aplicación

También indica la propia Norma que como normas a consultar en su aplicación, debemos tener a mano la Norma EN 13306 sobre terminología del mantenimiento, la norma EN 60300-3-3 sobre la Gestión de la confiabilidad, y por supuesto también nombra la familia de Normas ISO 55000.

Enumeremos y expliquemos que dicen las tres normas al respecto del mantenimiento y su gestión:

  • La norma europea EN 13306 relativa a la terminología del mantenimiento (a la que alude la 16646) define la Gestión del mantenimiento como: “Todas las actividades de la gestión que determinan los objetivos, las estrategias y las responsabilidades del mantenimiento y la implantación de dichas actividades por medios tales como la planificación del mantenimiento, el control del mismo y la mejora de las actividades de mantenimiento y las económicas.” que es precisamente a lo que trata de dar respuesta la EN 16646.
  • La siguiente Norma citada en el primer párrafo, la EN 60300 sobre la gestión de la confiabilidad dice «Los objetivos del mantenimiento, son las metas asignadas y aceptadas para las actividades de mantenimiento como: la disponibilidad, la optimización de costos, la calidad del servicio, la protección del medio ambiente y la seguridad. Las políticas de mantenimiento son un enfoque general para la provisión del mantenimiento y de la logística del mantenimiento, basado en los objetivos y en las políticas de los propietarios, usuarios y clientes» que precisamente coincide también con parte de los requisitos y los KPIS buscados por la EN 16646.
  • Y por último implica a la familia de normas 55000 sobre gestión de activos de la que ya hablamos ampliamente en mi articulo sobre la misma que puedes leer aquí.

La norma EN 16646 tiene la pretensión de guiar al mantenimiento para su gestión de activos que proporcionen valor a la empresa y para esto nos marca un camino y determina unas indicadores clave de desempeño (KPIs). Estos KPIs pueden utilizarse para fines internos cuando se desarrolla el desempeño de la gestión de los activos físicos y funciones de mantenimiento.
La determinación de requisitos críticos sobre los activos físicos proporciona un marco y una base para la formulación y planificación de la estrategia sobre los activos y los planes de gestión de activos pueden derivarse directamente a partir de estos requisitos y ser controlados a través de los KPIs.

Tan pronto como la estrategia sobre los activos físicos se han marcado y los planes de gestión de activos se han determinado ya tenemos marcada la dirección de la gestión del mantenimiento.

Análisis estratégico para la gestión de activos físicos en la industria
Fuente: Norma EN 16646

Implementación de la Norma EN 16646

Aspectos esenciales

La norma europea UNE-EN 16646 plantea un entorno de gestión de las actividades de mantenimiento totalmente alineados con la estrategia de la organización y los demás procesos contemplados en la gestión de sus activos físicos, enfatizando la importante contribución de una buena gestión del mantenimiento en la generación de valor a partir de los activos físicos. La norma da por hecho que el sistema de gestión del mantenimiento es una parte esencial del sistema de gestión de sus activos físicos y que el mantenimiento de un activo físico deberían tenerse muy en cuenta a la hora de adquirirlo, diseñarlo o explotarlo para conseguir valor para la empresa.

Así mismo, la norma estructura el proceso de mantenimiento de forma acorde con un esquema de mejora continua, de la que ya hablamos en el artículo de las 5S, contemplando los siguientes subprocesos:

  • Establecimiento de objetivos y estrategias de mantenimiento.
  • Planificación de las actividades de mantenimiento.
  • Gestión y desarrollo de recursos.
  • Ejecución de actividades de mantenimiento.
  • Seguimiento y mejora continua

En relación con la contribución del proceso de mantenimiento a la gestión de los activos físicos, se señalan los siguientes aspectos que como podrá comprobar son los típicos a tener en cuenta para un análisis RAMS:

  • Aportación de los niveles de fiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad y seguridad de los activos físicos.
  • Determinación del coste del ciclo de vida de los activos, en el que el coste de mantenimiento tiene un peso específico notable.
  • El impacto de las estrategias de mantenimiento (mantenimiento preventivo versus mantenimiento correctivo) sobre los activos físicos y su rendimiento operativo.
  • El impacto de las estrategias y actividades de mantenimiento sobre la política, estrategia y planes de gestión de los activos en aspectos tales como la capacitación requerida de los mantenedores, externalización de actividades de mantenimiento, requerimientos de repuestos y materiales, etc.

Un aspecto muy relevante que considera la norma es la monitorización del desempeño de los activos físicos con el fin de evitar la carencia de una visión holística de la empresa, para ello la norma indica que se implementará un cuadro de indicadores de desempeño específicos y a título de ejemplo, la norma indica los siguientes indicadores de este tipo:

  • Rendimiento o eficiencia de los activos físicos.
  • Criticidad de los activos.
  • Eficacia de los activos físicos. A este respecto, se menciona el OEE (Overall Equipment Effectiveness) como producto de la disponibilidad, el ratio de desempeño y el ratio de calidad.
  • El coste total de Confiabilidad (definido como la suma del coste de indisponibilidad, el coste de sustitución, el coste de mantenimiento y las pérdidas durante el ciclo de vida del activo físico).
  • El coste total del ciclo de vida del activo.

Niveles de activos

Para la implementación de la norma es parte esencial determinar la jerarquía de los activos en los siguientes tipos de sistemas:

  • Activo físico individual: que se define como un bien físico que tiene un valor potencial o actual para una organización.
  • Sistema de activos físicos: que se refiere a un grupo de activos interconectados (de uno o más tipos de activos) trabajando juntos y que pueden registrarse como un activo en sí.
  • La agrupación de varios sistemas de activos físicos es una “cartera de activos físicos” que posibilitan un enfoque holístico a utilizar para lograr los objetivos de la organización.

Procesos de gestión de activos físicos y su ciclo de vida

Todos los procesos de gestión de activos físicos se organizan para satisfacer las necesidades de la organización, por esta razón es muy importante estudiar minuciosamente todo el ciclo de vida de los activos físicos para que el valor de los mismos no genere en ningún momento perdidas a la misma. Podríamos decir por tanto que la definición de ciclo de vida de un activo físico es el período de creación de valor de un activo físico para su empresa, incluyendo los requerimientos de identificación, creación o adquisición, utilización, mantenimiento, modernización y retirada.

Estos procesos principales son:

  • La adquisición de activos físicos apropiados que cumplan con los requerimientos de la organización.
    • Es una parte difícil por que es necesario conocer cual es el equipo que mejor cumple con los objetivos de producción y que cumpla con un valor adecuado.
  • La operación de los activos físicos de forma que, se optimice su valor creado para las organización durante toda su vida útil.
    • Los activos físicos deben operar siempre dentro de los parámetros constructivos para optimizar su valor creado y conservar su vida útil.
  • El mantenimiento aplicado a los activos con el fin de optimizar el valor creado para la organización.
    • Las estrategias de mantenimiento, las técnicas y los planes de mantenimiento estarán vinculados totalmente a generar confiabilidad en los equipos y alargar su vida útil incluso por encima de su valor real.
  • La modernización (mejora) de los activos para obtener un valor mayor a lo largo del ciclo de vida global del activo.
    • La modernización, la reingeniería aplicada a los activos físicos se aplicarán para generar valor a los mismos adecuándolos a los nuevos requerimientos de producción pero siempre conservando el valor de su vida útil de partida.
  • Puesta fuera de servicio y/o retirada de los activos cuando se alcanza el fin de la vida útil.
    • La retirada del activo físico se dará en un momento tal que el nivel de inversión esté más alto que el costo de ineficiencia.
Curva de costos Globales

Responsabilidades de la gestión del mantenimiento

Para finalizar hablaremos de las responsabilidades de la gestión de mantenimiento

El departamento de mantenimiento tiene las siguientes responsabilidades:

  • Evaluar continuamente los objetivos de mantenimiento y los modos de funcionamiento de los equipos y modificarlos cuando sea necesario.
  • Devolver información acerca de las no conformidades de los activos físicos, por ejemplo, soluciones tecnológicas o estados de funcionamiento de los equipos, etc.
  • Devolver información acerca de la utilización eficaz de los activos físicos en todas las etapas del ciclo de vida.

Para próximos artículos

Espero que este artículo le haya servido a nuestros lectores y clientes para saber algo más sobre la norma EN 16646, en próximos artículos hablaremos más extensamente de otras normas que necesitará conocer para la aplicación de la norma ISO 55000 o simplemente para aclararnos un poco sobre temas relacionados con la gestión del mantenimiento, tales como:

  • La norma europea IEC 60300-3-10, “Guía de aplicación para la mantenibilidad” que proporciona criterios para la elaboración de las políticas de mantenimiento, como parte de los elementos y tareas del programa de mantenibilidad.
  • La norma UNE-EN 62402 sobre el tratamiento y gestión de la obsolescencia.
  • La norma UNE-EN 13306 sobre la terminología del mantenimiento
  • La norma UNE-EN 60706 con varias partes
    • Parte 2 Requisitos y estudios de mantenibilidad durante la fase de diseño y desarrollo.
    • Parte 3: verificación, recogida, análisis y presentación de datos.
    • Parte 5: sección 4: ensayo de diagnóstico.
  • La norma Noruega Z-008, “Mantenimiento basado en riesgo y clasificación de la consecuencia”, que proporciona los requisitos y directrices para establecer la criticidad de los activos físicos tomando en cuenta la clasificación de la consecuencia de funciones principales y subfunciones y los riesgos relacionados con: personal, ambiente, pérdida de producción y coste económico.
  • La norma europea EN 15341, “Indicadores clave de rendimiento del mantenimiento”, que describe un sistema para gestionar indicadores tomando en cuenta factores económicos, técnicos y organizativos, con la finalidad de evaluar y mejorar la eficiencia y la eficacia para conseguir la excelencia en el mantenimiento.
  • Y finalmente, la norma europea EN 15628,” Cualificación del personal de mantenimiento”, especifica la cualificación del personal encargado de las tareas de mantenimiento de instalaciones, infraestructuras y sistemas de producción. Constituye una guía para definir el conocimiento, habilidades y competencias requeridas para la cualificación del personal.
Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
¡Toda la ingeniería de confiabilidad a su alcance!

Bibliografía

Sexto, Luis Felipe (Noviembre de 2015). Radical Management – Risk, Maintenance & Asset Management. ¿ISO 55000: Alternativa o Paradigma?: Obtenido de http://se-gestiona.radicalmanagement.
com
Sexto, Luis Felipe. (Septiembre de 2016). Radical Management – Risk, Maintenance & Asset Management. Mantenimiento y gestión de activos físicos según la norma europea EN 16646: Obtenido de http://www.radical- management.com

La tribología y el análisis de los lubricantes industriales (parte 1)

Introducción

En este artículo intentaremos hacer un análisis de los problemas e inconvenientes que genera una mala gestión de la lubricación, así como dar nuestro punto de vista sobre lo interesante que puede resultar implementar un mantenimiento predictivo basado en el análisis de lubricantes. Esto es válido tanto desde el punto de vista de economizar en el gasto de cambios innecesarios del lubricante como desde el cuidado de la máquina, pudiendo conocer con mucha antelación los problemas que le pueden estar afectando en base al análisis de los compuestos encontrados en el lubricante que es el único elemento que está en contacto con todos los elementos rodantes.

La tribología y el análisis de lubricantes en la industria
TCT Tribología centrada en terotecnología

En ese sentido trataremos de dar respuesta a los siguientes puntos:

  • La importancia que tiene la correcta lubricación en la eficiencia de la maquinaria.
  • Aumento o disminución de la vida útil de la máquina en función del lubricante y del tratamiento que le demos.
  • La Influencia en el gasto energético, productividad y fiabilidad de los equipos en función de la física tribológica.
  • Los métodos de análisis más utilizados en los aceites para controlar su estado.

Importancia de la lubricación en la industria

Por lo general en la industria sólo el 1% del presupuesto de mantenimiento se invierte en la lubricación y una ínfima parte de ese 1% se dedica a un mantenimiento Predictivo adecuado para el ejercicio de esta parte tan importante del trabajo de los equipos rotativos. Esto choca un poco al considerar el volumen de fallos que se producen en los activos de una empresa derivados de la ausencia de lubricación, de la mala elección de aceites y del estado de conservación del mismo.

Influencia de los lubricantes en las incidencias de mantenimiento y su gasto de inversión
Relación entre el presupuesto de mantenimiento para lubricantes e impacto de los mismos en el gasto por averías

Como hemos visto en la gráfica, la influencia de la lubricación en la vida útil de los equipos rotativos es muy importante y podemos cuidarla con una gestión adecuada del ciclo completo del lubricante

  • Buena elección para la aplicación para la que se elije
  • Formato de compra y almacenamiento adecuado del lubricante.
  • Aplicación de las técnicas adecuadas para una buena lubricación
  • Y la implementación de un plan de mantenimiento predictivo basado en el análisis de los lubricantes

Este tipo de gestión reducirá considerablemente las averías, el consumo de lubricantes y la cantidad de energía consumida y bajará considerablemente el gasto de mantenimiento en la industria.

Naturalmente nos estamos refiriendo a máquinas rotativas con puntos de apoyo basados en rodamientos y cojinetes que van engrasados. En la figura siguiente podemos ver cómo afecta la lubricación a los rodamientos en particular.

Averías en rodamientos causadas por la lubricación defectuosa

El tratamiento del lubricante como método predictivo

El mantenimiento predictivo es la estrategia de mantenimiento que trata de anticiparse al fallo utilizando cualquier tipo de medición o análisis de sus parámetros físicos para lograrlo.

En los equipos lubricados, antes de que se produzca el fallo funcional de la máquina se van presentando una serie de señales que nos indican que éste va a producirse. El análisis de aceites nos puede ayudar a detectar un futuro fallo de la máquina hasta seis meses antes de que se produzca e incluso nos puede dar indicios de cuales pueden ser los elementos afectados. Por este motivo, es muy importante llevar un seguimiento de su estado para poder detectar a tiempo estos fallos y planificar la reparación correspondiente para evitar la parada.

Curva P-F para el mantenimiento predictivo

Funciones del lubricante

El lubricante es fundamental en la mayor parte de la maquinaria rotativa y su correcta elección es fundamental para que las máquinas funcionen correctamente.

Las principales funciones que debe cumplir un lubricante son:

  • Separar las superficies en movimiento por lo que necesita tener una alta resistencia al corte molecular.
  • Disipar el calor generado por la fricción para lo cual necesita poseer una buena conductividad térmica.
  • Control del desgaste corrosivo, es decir, que el lubricante inhiba la corrosión en ambientes adversos.

Además, el aceite tiene unas capacidades básicas que debemos tener en cuenta a la hora de elegir un aceite. Éstas son:

  • Una determinada viscosidad nominal  llamada índice de viscosidad.
  • Un rango de temperaturas de uso.
  • Una determinada capacidad de carga.
  • Y su compatibilidad con los elementos que conforman el equipo, como por ejemplo los elastómeros que se utilizan para cierres y juntas.

La viscosidad es uno de los factores más importantes a la hora de elegir un aceite. Una viscosidad alta hará que la capacidad de carga del aceite sea mayor, pero la velocidad a la que fluye el aceite también será más baja y la perdida de carga por fricción será mayor. Mientras que al disminuir la viscosidad, la velocidad será mayor y se perderá menos carga por fricción, pero la capacidad de carga podría ser insuficiente. Por este motivo se debe elegir un aceite que tenga la viscosidad en el rango correcto para las condiciones de trabajo que vaya a tener en la máquina.

También es importante ver el rango de temperatura en el que trabajará el aceite en la máquina y asegurarnos de que las temperaturas que soporta el aceite son las correctas para ese rango. Si el aceite tiene que soportar temperaturas demasiado altas o demasiado bajas sus propiedades pueden variar, alejándose de las características óptimas para las que se preveía y empeorando su protección, además de degradarse mucho más rápido de lo esperado.

Una elección inadecuada de los lubricantes generará deterioros en los componentes de la máquina con gran facilidad como por ejemplo por corrosión, como es el caso de los rodamientos de las fotografías a continuación.

Pista interior de rodamiento oxidado
Pista exterior de rodamiento oxidado

Composición del aceite

Los aceites están formados por lo general por uno o varios aceites bases y por una serie de aditivos.

Los aditivos pueden constituir entre el 5 y el 30% del aceite total y se encargan de modificar las propiedades de los aceites base. Pueden ayudar a establecer las propiedades óptimas para el uso del aceite, pero deben ser compatibles entre ellos, con los aceites base y con los componentes de la máquina.

Hay 3 grupos principales de aditivos

Aditivos de Rendimiento: Mejoran las propiedades de la base permitiendo al lubricante trabajar en condiciones más duras. Estas propiedades pueden ser el índice de viscosidad, o la capacidad detergente y dispersante.

Aditivos de Protección del Lubricante: Protegen a la base contra elementos de desgaste, alargando su vida útil. En este grupo se engloban los aditivos antioxidante, anti-espuma, etc.

Aditivos de Protección de las Superficies: Protegen de forma activa las superficies metálicas de los equipos, como son los aditivos anti-desgaste, anticorrosión, etc.

Los aditivos son generalmente metales que se añaden al aceite base o algunos componentes orgánicos que mejoran algunas de las condiciones del aceite.

A lo largo de la vida útil de un aceite, tanto el aceite base como los aditivos se van degradando debido a la oxidación o a la conjugación de los metales, así como por la condensación de agua o por fugas debidas a fallos de sellado de la máquina o en el almacenamiento.

Por lo tanto es importante llevar el control del estado del aceite por medio de análisis de laboratorio. Esto nos permitirá conocer la vida útil restante de un aceite, saber si tendremos que cambiarlo próximamente y, lo que es si cabe más importante, detectar fallos en las máquinas y así evitar que se produzca una rotura en la misma que podría ser mucho más costosa y parar la actividad productiva.

El análisis de aceite generalidades

El Análisis de lubricante consiste en la realización de test físico-químicos al aceite con el fin de determinar si éste se encuentra en condiciones de ser empleado, o debe ser cambiado. Además es el método que mayor información proporciona al gestor de mantenimiento con respecto a las condiciones de operación del equipo, sus niveles de contaminación, degradación y finalmente su desgaste y vida útil restante.

Muchos departamentos de mantenimiento cometen el error de realizar los análisis de aceites utilizando el laboratorio de su proveedor de lubricantes o contratando los servicios de laboratorio privados. En muchos de los casos los resultados del análisis son recibidos semanas o meses después de la toma de la muestra y la información se vuelve irrelevante, ya que para ese momento, las condiciones del equipo ya son diferentes. En muchos casos el aceite ya fue cambiado y en otros el equipo ya falló y fue reparado. Lo adecuado sería realizar los análisis in situ para así conocer el estado actual del aceite y de la máquina, o como poco hacerlo en laboratorios especializados con apoyo de ingeniería predictiva que le ayude a tomar las decisiones más correctas. (Contacte con Terotecnic para más información)

Dentro de los factores que podemos analizar en un aceite, algunos de los que más información pueden darnos son los siguientes.

  • Contenido en agua.
  • Recuento de partículas.
  • Viscosidad cinemática.
  • Índice de basicidad (BN)
  • Índice de acidez (AN)
  • Partículas de desgaste (Fe, Cr, Sn, Al, Ni,  Cu, Pb, Mo)
  • Contenido en aditivos (Ca, Mg, B, Zn, P)
  • Contenido en contaminantes (Si, K, Na)
  • Nitración/Oxidación.

Toma de muestra

En primer lugar tenemos que ser cuidadosos en el muestreo, dado que un muestreo mal realizado puede falsear los resultados y darnos una información falsa sobre el aceite y la máquina.

Extracción de lubricante correcta para su análisis Terotecnic

Es importante que la muestra sea representativa, debe ser extraída del equipo en las condiciones normales de operación (con el aceite en circulación y caliente) o inmediatamente después de haber parado la máquina. No deben tomarse muestras en frío. Deberán tomarse las cantidades necesarias y etiquetarlas con el mayor número posible de datos de su origen.

Normas ASTM y especificaciones ISO.

En la lista a continuación aparecen los controles que se realizan en un aceite, en los elementos de las líneas que los mueven, filtran o transportan, así como las medidas para asegurar que los análisis se realizan de forma correcta y con los aparatos correctamente calibrados:

  • ISO 2941 Elementos filtrantes –verificación del índice de presión de colapso/ruptura.
  • ISO 2942 Elementos filtrantes –verificación de la integridad de fabricación y determinación del primer punto de burbuja.
  • ISO 2943 Elementos filtrantes –verificación de la compatibilidad del material con los fluidos.
  • ISO 3722 Contenedores para muestras de fluido –métodos de limpieza de habilitación y control.
  • ISO 3724 Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando un contaminante formado por partículas.
  • ISO 3968 Filtros –evaluación de la presión diferencial frente a las características del caudal.
  • ISO 4021 Extracción de muestras de fluido de líneas de un sistema de funcionamiento.
  • ISO 4405 Determinación del nivel de contaminación formada por partículas mediante el método gravimétrico.
  • ISO 4406 Método para codificar el nivel de contaminación por partículas sólidas.
  • ISO 4407 Determinación de la contaminación formada por partículas mediante el método de conteo utilizando un microscopio óptico.
  • ISO 10949 Directrices para conseguir y controlar la limpieza de componentes que van de la fabricación a la instalación.
  • ISO 11170 Elementos filtrantes –secuencia de pruebas para verificar las características de rendimiento.
  • ISO 11171 Calibrado de contadores automáticos de partículas para líquidos.
  • ISO 11500 Determinación de la contaminación formada por partículas mediante el conteo de partículas automático utilizando el principio de extinción de la luz.
  • ISO 11943 Métodos de calibrado y validación de sistemas de conteo de partículas automáticos en línea.
  • ISO 16889 Elementos filtrantes –Método de evaluación por recirculación del rendimiento de filtrado de un elemento filtrante.
  • ISO 18413 Limpieza de componentes –documento de inspección y principios relacionados con la recogida de contaminante, análisis y recopilación de datos.
  • ISO 23181 Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando fluidos de alta viscosidad.
  • SAE ARP4205 Elementos filtrantes –método para evaluar la eficiencia dinámica con un caudal cíclico.

La cantidad de análisis que se pueden realizar al aceite es enorme, sólo enumeraremos en este artículo los más comunes y básicos para conocer el estado del aceite y detectar las posibles causas de las deficiencias del aceite y del equipo que lubrica. Los métodos ASTM para el análisis de aceite son los siguientes:

  • ASTM D-86 Características de Destilación
  • ASTM D-92 Puntos de inflamación y combustión
  • ASTM D-93 Punto de inflamación en vaso cerrado
  • ASTM D-94 Indice de saponificación
  • ASTM D-95 Determinación del agua, por destilación en productos petrolíferos
  • ASTM D-96 Determinación de agua y sedientos por centrifugación en productos petrolíferos
  • ASTM D-97 Punto de congelación
  • ASTM D-130 Corrosión al cobre
  • ASTM D-189 Residuo carbonoso
  • ASTM D-217 Penetración
  • ASTM D-217 Penetración a 60 golpes
  • ASTM D-217 Penetración a 100.000 golpes
  • ASTM D-240 Potencia calorífica
  • ASTM D-322 Dilución
  • ASTM D-445 Viscosidad cinemática
  • ASTM D-445 Viscosidad cinemática fuel
  • ASTM D-482 Cenizas
  • ASTM D-566 Punto de gota
  • ASTM D-664 Índice de acidez por potenciometría
  • ASTM D-665 Características preventivas contra la herrumbre de aceites de turbina
  • ASTM D-874 Cenizas sulfatadas
  • ASTM D-892 Espumas
  • ASTM D-893 Insolubles en pentano y tolueno
  • ASTM D-943 Ensayo oxidación 2000 h
  • ASTM D-974 Índice de acidez por colorimetría
  • ASTM D-1298 Peso específico
  • ASTM D-1401 Desemulsionabilidad
  • ASTM D-1500 Color
  • ASTM D-2266 Medida de las características preventivas de desgaste en grasa. Método 4 bolas
  • ASTM D-2270 Índice de viscosidad
  • ASTM D-2272 RPVOT
  • ASTM D-2500 Punto de nube
  • ASTM D-2596 Medidas de las propiedades EP de grasas. Método 4 bolas
  • ASTM D-2783 Índice carga-desgaste
  • ASTM D-2783 Medida de las características preventivas del desgaste. Método 4 bolas
  • ASTM D-2893 Ensayo de oxidación por aceites lubricantes con características EP
  • ASTM D-2896 Reserva alcalina
  • ASTM D-2982 Glicol en aceites de motor
  • ASTM D-3427 Desaireación
  • ASTM D-3828 Punto de inflamación
  • ASTM D-4172 Medida de las características preventivas de desgaste en aceite. Método 4 bolas
  • ASTM D-4737 Índice de cetano
  • ASTM D-4868 Potencia calorífica
  • ASTM D-5185 Determinación por ICP
  • ASTM D-5771 Punto de Nube (automático)
  • ASTM D-5950 Punto de congelación
  • ASTM D-6184 separación de aceite en grasas lubricantes
  • ASTM D-6304 Humedad, método coulométrico
  • ASTM E-70 Determinación del ph de disoluciones acuosas con electrodo de vidrio

Pero uno de los primeros análisis que podemos realizar al aceite nosotros mismos es una mera observación que nos puede dar una gran cantidad de información. En primer lugar, el color del aceite en comparación con el aceite nuevo, un color más oscuro de lo normal en el aceite nos puede indicar que el aceite ha sufrido una contaminación o que se ha oxidado. Mientras que un color más claro o blanquecino nos puede indicar que el aceite tiene agua.

Ver si el aceite contiene una gran cantidad de agua es bastante fácil dado que el agua y el aceite formarán dos fases inmiscibles, por lo que se puede ver que hay dos capas bien diferenciadas de líquidos; pero cantidades de agua menos elevadas emulsionan con el aceite y producen los típicos colores blanquecinos propios de este tipo de contaminación.  La presencia de agua en el aceite puede ser debida a fallos en la estanqueidad del circuito.

Muestra de aceite con contenido de agua
Lubricante con mezcla de agua

También se puede observar la turbidez del aceite, que se debe a la presencia de partículas en suspensión dentro del aceite, y si éstas son muy numerosas pueden llegar a decantar como partículas sólidas.

Muestra de aceite con oxidación

Al margen de ese análisis visual, existe un paquete de análisis de laboratorio que podríamos definir como los típicos para un análisis predictivo para determinar un posible fallo del lubricante o de la máquina.

Un análisis fundamental y relacionado con lo que acabamos de ver sobre el análisis visual es el ASTM D-95.

Análisis ASTM D-95

Con este análisis se determina la cantidad de agua en el aceite. Este análisis es de los más importantes ya que el contenido en agua es uno de los factores más dañinos para el aceite. El agua al ser inmiscible en el aceite favorece la ruptura de la película lubricante, por lo que la eficacia del aceite disminuye enormemente, además acelera el envejecimiento de éste ya que oxida muchos de sus componentes. También puede deteriorar la propia máquina debido a que el agua provoca herrumbre y corrosión en los componentes metálicos.

El contenido en agua en lubricante se puede determinar por métodos físicos o químicos. El método físico habitual es el Dean Stark, (aunque hay otros) que es una determinación directa por destilación. Se considera generalmente un método menos exacto que se utiliza cuando la cantidad de agua en el aceite es alta. La figura siguiente muestra el aparato Dean.

Análisis de contenido en agua

El agua también se puede determinar por medio de reacciones químicas. El método químico más utilizado es el método de Karl Fisher, pero dado que el uso de reactivos es elevado, sólo se utiliza cuando la cantidad de agua en el lubricante es pequeña.

Básicamente consiste en una valoración volumétrica con yodo (yodimetría) en medio anhidro. En una mezcla de dióxido de azufre (SO2) y yodo (I2) en metanol y piridina. Esta mezcla sufre una reacción redox que  es la siguiente:

El método Karl-Fisher

El agua que aparece en los reactivos de esta reacción es el reactivo limitante, por lo que la formación de yoduro parará cuando se haya agotado el agua. La piridina neutraliza la acidez resultante de la reacción y estabiliza los productos. Generalmente, todo el proceso se realiza utilizando el metanol como disolvente anhidro y estabiliza también el proceso. El reactivo de Karl-Fisher debe ser estandarizado para calcular el denominado factor de Karl-Fisher (F), que se define como los gramos de agua detectados por cada mililitro de reactivo (F = mg H2O/ml reactivo de Karl-Fisher). Una vez que se dispone del valor de F, podemos calcular la cantidad de agua en el aceite.

T.A.N. (total acid number) y T.B.N. (total Base Number)

Dos análisis muy importantes también para saber la calidad del estado del lubricante son el TAN y TBN se trata de la aplicación de los métodos ASTM D-664 y D-974.

El análisis de acidez y basicidad es importante para seguir el deterioro del aceite debido a la oxidación de algunos de sus productos orgánicos.

El método se realiza en una celda electroquímica con un electrodo de vidrio y consiste en medir la cantidad de hidróxido potásico (T.A.N.) o de Ácido Clorhídrico (T.B.N.) necesarios para neutralizar todos los ácidos y las bases presentes en el aceite.

Para realizar esta medida, la muestra se calienta a 65 grados para conseguir que los sedimentos se disuelvan en el aceite y así poder valorar todos los ácidos o bases presentes. Además, dado que la valoración se realiza con una mezcla acuosa de KOH o de HCl, es necesario disolver el aceite en una mezcla de tolueno y propanol para permitir la difusión de los reactivos en la muestra.

Viscosidad

La viscosidad determina muchas cosas en la labor del lubricante, entre otras, determina el rango de temperaturas a que puede trabajar un aceite, condiciona la capacidad del mismo para ser bombeado a todos los órganos del motor o la caja de engranes y la resistencia de la película lubricante que quedará en las partes móviles.

Los cambios en la viscosidad presagian ciertas problemáticas que le suceden o pueden suceder al lubricante. Así un aumento de la viscosidad puede ser debido a:

  • Oxidación
  • Nitración
  • Contaminación
  • Periodos de cambios extendidos

La viscosidad cinemática se calcula midiendo el tiempo que un determinado volumen de aceite emplea en fluir a través de un tubo capilar a una temperatura determinada.

Este tubo capilar se introduce con el aceite a controlar en un baño a temperatura constante hasta que la temperatura se estabiliza. El tubo esta graduada con unas marcas calibradas que definen un volumen determinado. Este volumen multiplicado por el tiempo nos da la Viscosidad Cinemática en mm2/s.

Viscosidad en el aceite lubricante

Esta viscosidad se reporta en mm2/s (o cSt) a dicha temperatura. La viscosidad se reporta normalmente a 2 temperaturas: 40°C y 100°C.

El grado de viscosidad ISO se define como la viscosidad a 40 0C ±10% de variación.

Recuento de partículas totales y ferrografía.

Se pueden analizar el número de partículas totales que se encuentran en suspensión  en el aceite. Esto se realiza mediante un conjunto de imanes que separan las partículas en estratos en función de su tamaño.

Recuento de partículas en los aceites lubricantes

Cuando se consigue esto, se hace pasar un haz de luz generado por una lámpara para que atraviese las partículas y llegue a un fotodetector que realiza el cuenteo.

El resultado se expresa en número de partículas totales en 100ml de muestra y en función del tamaño de las partículas.

El tamaños de las partículas en los aceites lubricantes

Generalmente se da el resultado en el rango entre 4µm y 14µm. De la misma manera, se puede realizar una foto al microscopio y analizar las partículas de metal y por la forma de las partículas y su composición, un especialista es capaz de determinar su origen y la causa por la que se ha producido la rotura. Por ejemplo, las siguientes partículas corresponden al desgaste por abrasión.

Morfología de las partículas para el análisis de causa raíz
Desgaste acero por abrasión

Las partículas de desgaste, contaminación o aditivos más usuales son las siguientes:

  • HIERRO (Fe):
    • Es el elemento más común de desgaste de material presente en rodamientos, engranajes, pernos, camisas de cilindros, manivela o árbol de levas, pasadores de biela, bomba de aceite, tren de válvulas, compresor de aire, seguidor de levas.
  • ALUMINIO (Al):
    • Se suele dar como elemento de desgaste en arandelas, juntas, cierres, carcasa de caja de cambio o algunas superficies en rozamientos como cojinetes de bancada, cojinete de biela, cojinete de árbol de levas, cojinete de balancín, cojinete de empuje de cigüeñal, soporte de balancín, cojinete de bomba de aceite, cojinete de engranaje de sincronización, pistones de compresores de aire, también puede ser contaminación externa por entrada de polvo en suelos arcilloso.
  • CROMO (Cr):
    • Elemento de desgaste en juntas y/o cojinetes de rodillos o bolas, posible contaminación con líquido refrigerante. Cojinetes de rodillos / bolas, anillos de pistón compresores, válvulas de escape, cigüeñales.
  • COBRE (Cu):
    • Presente en forma de aleación, tanto en bronce como latón, no obstante, normalmente se detecta en combinación con estaño para aleación de bronce y zinc para el latón. Es una de las partículas de desgaste de Bujes o cojinetes, engranajes de sincronización o engranaje intermedio, bomba de agua con rodetes de bronce, cojinete de empuje, aditivos del aceite.
  • PLOMO (Pb):
    • Metal presente en rodamientos, sellos, soldaduras, pinturas, grasas, revestimiento de cojinetes de bancada y de biela, revestimiento de cojinetes de árbol de levas, cojinetes del turbo-alimentadores.
  • ESTAÑO (St):
    • Material presente en sellos hidráulicos y soldaduras.
  • MOLIBDENO (Mo):
    • Aros superiores (algunos motores), grasas con contenido de molibdeno, aditivo en algunos aceites
  • (ZINC)Zn:
    • Aditivo de aceite lubricante.
  • FÓSFORO (P):
    • Componente de refrigerantes y aditivo de aceites lubricantes.
  • SILICE (Si):
    • Entrada de tierra, grasa con contenido de sílice, aditivo antiespumante.
  • SODIO (Na):
    • Escape del enfriador, entrada de agua, condensación, aditivo del aceite.
  • CLORO (Cl):
    • Aditivo de E.P,
  • AZUFRE (S):
    • Aditivo de E.P, el azufre y el fosforo son importantes en los aceites de extrema presión.

Continuará…

FAQ

¿Qué es un aceite lubricante?

De forma general, se trata de una sustancia que reduce el rozamiento cuando se interpone entre dos superficies con movimiento relativo.

Existen lubricantes de diferentes calidades y viscosidades aunque sus funciones tienen muchas analogías:

  • Reducir la fricción entre dos superficies metálicas.
  • Proteger los elementos mecánicos del desgaste y la corrosión.
  • Limpiar y refrigerar los motores.
  • Actuar de sellante entre los segmentos/pistones y las camisas con el fin de evitar las fugas de gases producidas en la cámara de combustión.

¿Qué es un análisis de aceites?

El Análisis de aceite es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las máquinas y equipos, que facilitan el control tanto del estado del lubricante, como el de los componentes de la máquina a la que lubrica.

¿Cuándo debo hacer un análisis de aceite?

Los análisis de aceites suelen hacerse periódicamente para asegurarse que el aceite sigue cumpliendo con sus funciones de lubricación, pero también debe hacerse cuando tenemos indicios de que la máquina puede tener algún problema interno.

¿Qué es la viscosidad de un lubricante?

La viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir y, en el caso de los lubricantes, es una característica esencial a tener en cuenta a la hora de seleccionarlo.

La viscosidad no es un indicativo de calidad ni de idoneidad del aceite, es tan solo uno de las propiedades a la hora de la elección de un lubricante, pero una disminución o aumento de la misma en el análisis si es un indicativo de problemas en el lubricante.

BIBLIOGRAFÍA

Center for Tribology Inc. http://www.cetr.com

Noria Corporation http://www.noria.com/

Tribomecánica – Desgastes Mecanicos http://www.tribomecanica.com.ar

Tribology ABC http://www.tribology-abc.com

Tribología Widman http://www.widman.biz/

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.
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