anÁlisis de lubricantes para mejora del plan de...
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ANÁLISIS DE LUBRICANTES PARA MEJORA DEL PLAN DE
MANTENIMIENTO EN LA FLOTA DE CAMIONES FOTÓN DE CEMEX
PREMEZCLADOS
Sergio Esteban Culma Ortíz
PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE
TECNÓLOGO MECÁNICO
COORDINADOR UNIVERSITARIO
Mauricio González Colmenares
Ingeniero Mecánico
COORDINADOR CORPORATIVO
ING. Juan Carlos Villalba Díaz
Ingeniero Mecánico
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
2019
BOGOTÁ D.C.
Nota de aceptación:
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Coordinador de proyecto
________________________________________________
Jurado No. 1
________________________________________________
Jurado No. 2
Bogotá D.C, 27 de Mayo de 2019
Este trabajo está dedicado a Dios, a mi familia
Y a los ingenieros que apoyaron a lo largo
del desarrollo del proyecto, haciendo posible
su presentación y su ejecución logrando
otorgar grandes aportes a la sociedad y a la
industria, siendo este una de mis principales
metas en la vida, hacer algo que deje huella.
AGRADECIMIENTOS
Dedico mis agradecimientos a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas
por aportar a mi conocimiento las herramientas necesarias para el desarrollo del
proyecto.
A mi coordinador corporativo Juan Carlos Villalba quién gracias a su tiempo y
dedicación se logró el desarrollo del proyecto y a quién aportó gran conocimiento
para su entendimiento.
A mi profesor Mauricio Gonzales Colmenares por su seguimiento y tutoría en el
ejercicio del desarrollo de mi perfil profesional y por su apoyo en el transcurso del
proyecto.
5
Contenido
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………..…….10
RESUMEN………………………………………………………………………………..11
1 GENERALIDADES…………………………………………………………………....12
1.1 Generalidades de la empresa…………………………………………………..12
1.2 Productos ofertados y realizados por Cemex premezclados de Colombia
S.A…………………………………………………………………………….…….13
1.3 Estructura organizacional de la empresa……………………..……………..13
1.4 Planteamiento del problema……………………………………………………14
1.5 Antecedentes……………………………………………………………………...15
1.6 Justificación……………………………………………………………………….16
1.7 Objetivos…………………………………………………………………………...17
1.7.1 Objetivo General………………………………………………………………17
1.7.2 Objetivos Específicos…………………………………………………………17
2 MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………18
2.1 Mantenimiento……………………………………………….……………………18
2.1.1 Mantenimiento Correctivo……………………………………………......….18
2.1.2 Mantenimiento Preventivo………………………………………………..…18
2.1.3 Mantenimiento Predictivo……………………………………………...….....19
2.2 Tribología…………………………………………………………………………..20
2.2.1 Viscosidad (Cst)…………………………..…………………………………..20
2.2.2 Desgaste (ppm)……………………………………….……………………....20
2.2.3 Contaminantes (ppm)………………………………………………………..21
2.2.4 Aditivos (ppm)..........................................................................................21
2.3 Mecánica de fluidos……………………………………………..………………21
2.3.1 Presión…………………………………………………………………...……22
2.3.2 Peso y masa…………………………………………………………………..22
2.3.3 Temperatura…………………………………………………………………..22
2.3.4 Elementos contaminantes…………………………………………………..22
3 IDENTIFICACIÓN Y PLANIFICACIÓN PARA EL ESTUDIO DE LA
MAQUINARIA………………………………………………………………...……..24
3.1 Reconocimiento y análisis de los mantenimientos preventivos….….....24
3.2 Obtención de costos por parte de los planes de mantenimiento y
repuestos…………………………………………………………………………..25
3.3 Familiarización con los datos del fabricante de los equipos industriales
de transporte de concreto………………………………………………………25
6
3.4 Medición y análisis tribológico de aceites de motor de la flota Foton…26
3.5 Conclusiones sobre los análisis e implementación de plan de mejora
con base en el estudio tribológico…………………………………………….26
4 EVALUACIÓN INICIAL DE LA MAQUINARIA………..………………………...28
4.1 Indicadores de disponibilidad iniciales…………………..…………………..28
4.1.1 Disponibilidad diaria…..………………………………………………………28
4.1.2 Disponibilidad mensual (Total)…………...………………………….………29
4.2 Indagación sobre averías frecuentes en la maquinaria…………..……….32
4.3 Planteamiento de estudio sobre el sistema motor de la flota Foton de
Cemex Premezclados……………………………………………………………34
4.4 Plan de estudio de los motores………………………………………………..34
4.4.1 Selección de equipos a analizar……………………………………......…..34
4.4.2 Cantidad de camiones revolvedores a estudiar………………………..….35
4.5 Evaluación inicial de costos………………………………………………..…..36
5 OBTENCIÓN DE MUESTRAS DE ACEITE DE MOTOR DE CAMIONES
FOTON…………………………………………….…………………………………40
5.1 Procedimiento para toma de muestra representativa………….………….40
5.1.1 Causas de muestreo y frecuencia…………………………………….........40
5.1.2 Toma de muestras de aceite de motor……………….…………………….42
5.1.2.1 Implantación de un calendario de toma de muestras…………..…..42
5.1.2.2 Extracción ordenada y con limpieza apropiada……………..………42
5.1.2.3 Diligenciamiento de los detalles de la muestra…………………..….42
5.1.2.4 Consideraciones finales antes de envío a laboratorio Mobil
Serv………………………………………………………………….……43
5.2 Envío de las muestras al laboratorio Mobil Serv…………………….…….44
6 ANÁLISIS TRIBOLÓGICO Y PLAN DE MEJORA DE MANTENIMIENTO…45
6.1 Análisis Signum de aceite…………………………………………….………...45
6.2 Inspección de las muestras…………………………………………………….46
6.2.1 Claridad………………………………..………………………………………46
6.2.2 Sedimentos y partículas……………………………………..………………46
6.3 Interpretación de los resultados del análisis…………………………..……47
6.3.1 Aluminio (Al)…………………………………………………………….…….47
6.3.2 Cadmio (Cd)…………………………………………………………….……..47
6.3.3 Cromo (Cr)……………………………………………………………….…….48
6.3.4 Cobre (Cu)……………………………………………………………….…….48
6.3.5 Hierro (Fe)……………………………………………………………….…….48
6.3.6 Plomo (Pb)……………………………………………………………….…….48
6.3.7 Plata (Ag)………………………………………………………………….…...48
6.3.8 Estaño (Sn)……………………………………………………………….……49
7
6.4 Resultados y diagnóstico sobre las muestras de aceite…………….……49
6.5 Plan de acción y mejora del Plan de mantenimiento………………………52
6.5.1 Protocolo de Seguimiento Extensión drenaje de aceite en motores diésel
con Mobil Delvac XHP ESP 10W-40 Cemex Concretos……………........52
6.5.1.1 Procedimiento de seguimiento………………………………………...54
6.5.2 Protocolo de inspección y mejora del sistema de filtración de admisión de
aire Filtro AH19864…………………………………………………..……….55
6.5.2.1 Procedimiento de seguimiento………………………….……….…….55
7 EVALUACIÓN FINAL DE LA MAQUINARIA…………...……………………….57
7.1 Indicadores de disponibilidad finales…………………………………….…..57
7.2 Evaluación final de costos……………………………………………………...60
8 CONCLUSIONES……….…………………………………………………………..62
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………..…………………………63
8
LISTA DE FIGURAS
Figura No.1: Jerarquía corporativa Cemex Colombia (General)…….…………….13
Figura No.2: Modelo 3D Tobera de descarga…………………………...…………..33
Figura No.3: Muestra de aceite de motor WOX531 (segunda toma 250,5
Horas)……...……………………………………………………………………….……..44
Figura No.4: Preparación para envío de muestras al Laboratorio MobilServ……44
Figura No.5: Ejemplificación de metalurgia………………………………………….47
Figura No.6: Modelo 3D de filtro AH19864 / Pre cleaner serie 9000……….……..55
Figura No.7: Montaje para inspección de elemento filtrante AH19864 y Precleaner
serie 9000…………………………………………………………………………..…….55
LISTA DE TABLAS
Tabla No.1: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Septiembre)……….30
Tabla No.2: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Octubre)…………...31
Tabla No.3: Listado de costos para cada plan de mantenimiento (Cummins de los
Andes)………………………………………………….…………………………………37
Tabla No.4: Programación de mantenimiento de equipo móvil
(Septiembre)……………………………………………………………………….……..38
Tabla No.5: Programación de mantenimiento de equipo móvil (Octubre)…….....39
Tabla No.6: Manual OEM para asignación de tipología de estudio………….…...41
Tabla No.7: Frecuencia de toma de muestras según sistema del equipo móvil…41
Tabla No.8: Calendario de toma de muestras (inicial / 250 Horas)…………..……43
Tabla No.9: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Enero)………...…...58
Tabla No.10: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Febrero)………….59
Tabla No.11: Protocolo de trabajo con aceite Mobil Delvac XHP 10W – 40……..60
9
LISTA DE GRÁFICAS
Gráfica No.1: Presentación de disponibilidad inicial (Septiembre)…………..…...30
Gráfica No.2: Presentación de disponibilidad inicial (Octubre)………………..….31
Gráfica No.3: Clasificación de datos obtenidos durante indagación de averías en
talleres………………………………………………………………………………….....32
Gráfica No.4: Equipos con mayor cantidad de averías en el sistema motor……..35
Gráfica No.5: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Desgaste
ppm)………………………………………………………………………………….……49
Gráfica No.6: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Contaminantes
ppm)…………………………………………………………………………………….....49
Gráfica No.7: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Viscosidad
Cst)………………………………………………………………………………….……..50
Gráfica No.8: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Desgaste
ppm)………………………………………………………………….……………………51
Gráfica No.9: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Contaminantes
ppm)……………………………………………………………………………...………..51
Gráfica No.10: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Viscosidad
Cst)………………………………………………………………………..……………….52
Gráfica No. 11: Presentación de Disponibilidad Final (Enero)……………………58
Gráfica No. 12: Presentación de Disponibilidad Final (Febrero)……………….…59
10
INTRODUCCIÓN
El mantenimiento a lo largo de la historia ha permitido llevar una gestión
organizada y concisa sobre las actividades realizadas en una empresa (en su
mayoría) de tipo industrial, ya sea del tipo manufacturera o extractivas.
Así mismo, es necesario diseñar un sistema de control, acerca de los procesos
que permiten a la empresa extraer la materia y transformarla; esto conlleva a
generar un plan de mantenimiento a la maquinaria usada para dichas actividades
con el fin de lograr un funcionamiento continuo, económico, organizado y lo más
eficiente posible, para mejorar la disponibilidad y condiciones de uso de los
elementos y actividades que asistan la labor de la organización industrial.
La forma en que se puede dar a conocer una situación en la que se comprometa
el normal funcionamiento y el estado de la maquinaria es realizando un análisis
acerca de algún sistema que pueda ofrecer un panorama sobre el cual se puedan
realizar mediciones que sirvan como evidencia clara de los agentes externos e
internos que puedan causar estragos en el ejercicio continuo de las actividades a
realizar por el elemento electromecánico, en éste caso se optó por dar análisis al
lubricante del sistema motor de algunos camiones revolvedores de la flota Foton
de Cemex Premezclados de Colombia SA. Dado que los mantenimientos tienen
una programación inicial por parte de la empresa, se busca poder mantener un
buen porcentaje de mantenimientos preventivos sobre la flota para poder manejar
índices altos de disponibilidad de maquinaria, pero, los preventivos se crean a
partir de posibles fallos que pueda tener la máquina para atenderlos antes de que
ocurran, es por eso que mediante el estudio tribológico del aceite se puede llegar
a pronosticar eventualidades que permitan añadir o reducir el plan de
mantenimiento de los camiones de tal forma que se pueda aumentar un poco más
la disponibilidad de los equipos y en lo posible reducir los costos que estos nuevos
planes puedan llegar a tener.
Esta necesidad surge debido a que los procesos que llevan a cabo dichas
organizaciones, llevan consigo el uso de maquinaría y elementos
electromecánicos para llevar a cabo su labor de extracción y transformación de la
materia. Sin embargo, dichos procedimientos industriales se ven afectados en
función del crecimiento de la empresa, ya que demanda mayor cantidad de
insumos y tiempo de operación causando mayor probabilidad de averías e
intervalos de no operación, éstas situaciones se intensifican al carecer de
planeación y organización para tratar éstos perjuicios.
11
RESUMEN
El estudio en el cual se cimenta el proyecto de grado se trata sobre la tribología de
los equipos, usada como método de mejora en los planes de mantenimiento
logrando que estos evolucionen y sean dinámicos respecto al uso de la
maquinaria, es decir, que en cuanto se presenten eventos correctivos respecto a
los análisis de aceite de los elementos electromecánicos, formen parte de
Las rutinas de mantenimiento que normalmente se manejan en este caso son
aquellas que cuentan con parámetros tanto del usuario (Cemex) como del
fabricante (Foton), dichas rutinas se van a ir adaptando continuamente en función
del uso que haya tenido la maquinaria, puesto que existen elementos que tienden
a deteriorarse en mayor o menor medida según sea el caso; cabe recalcar que las
piezas también tienen una periodicidad de cambio relacionadas a sus condiciones
de trabajo, así mismo, sus rutinas deben adaptarse de esta forma para atender las
eventuales situaciones de desgaste de las mismas.
Es por este motivo en el que se basa el presente estudio, con el fin de poder
determinar el plan de acción a seguir o, si en dado caso se deben añadir o
sintetizar algunas actividades en el mantenimiento, pero, no solo se busca el
modificar el plan de mantenimiento si no también se busca el dar como efecto
consecutivo el aumento en la disponibilidad de los equipos y también la reducción
de costos, puesto que en el ejercicio normal del emprendimiento se busca de
alguna forma el retorno de la inversión y por consiguiente el aumento de ganancia
del negocio, es por esto que la importancia de familiarizarse con el estudio del
lubricante ayudará a tener unas pautas de mantenimiento para los otros sistemas
que abarcan en la flota de camiones revolvedores, por mencionar algunos tales
como: diferenciales, hidráulico, frenos, refrigeración, entre otros.
12
1. GENERALIDADES:
1.1 Generalidades de la empresa:
La empresa Cemex Premezclados de Colombia es una empresa de origen
mexicano creada con el fin de incursionar en el sector de la construcción a
partir de la extracción y transformación de la materia de índole cementera o de
concretos.
Cemex es una compañía multinacional enfocada en proveer materiales para la
industria de la construcción, ofreciendo productos de alta calidad y servicios
confiables a clientes y comunidades en América, Europa, África, Medio Oriente
y Asia. La red de operaciones produce, distribuye y comercializa cemento,
concreto premezclado, agregados y otros productos relacionados en más de
50 países, a la vez que logran mantener relaciones comerciales en
aproximadamente 108 naciones.
En el año 1906 Cemex es fundada con la apertura de la planta de Cementos
Hidalgo en el norte de México como el resultado de la negociación entre
directivos para explotación de recursos minerales en la cual convergió en la
habilitación de la industria cementera. En 2012 Cemex Colombia cambia su
enfoque de compañía pasando de ofrecer solo productos para el sector de la
construcción, a depositar soluciones integrales en el mercado entre las que
está una gama completa de productos de marca Cemex. Por medio de éste
cerca de 2015 se lanza la oferta de acciones subsidiara Cemex Latam
Holdings S.A. hoy en día celebra más de 110 años de funcionamiento y de
servicio al desarrollo sostenible.
Cuenta con 9 sedes en la ciudad de Bogotá y 4 en sus alrededores, algunas
de ellas están destinadas a la extracción de materia y otras a la transformación
de la misma por medio de procesos de manufactura; otras se encargan de la
parte de dosificación y distribución de concreto ya sea para las plantas de
empaquetado o ya sea directamente al sector de la construcción en dónde son
almacenados en los silos de carga y descarga de concreto.
13
1.2 Productos ofertados y realizados por Cemex premezclados de Colombia
S.A:
Existen variedad de productos que ofrece Cemex Premezclados de Colombia
para dar cobertura a las necesidades que se manifiestan en los proyectos del
sector de la construcción, entre ellos están:
Cementos: Cemento gris y cemento blanco.
Concretos: Concreto convencional, concreto especial, concreto de valor
agregado (Seco, antibacteriano, fibras sintéticas, baja contracción,
bombeable con inclusor de aire, fraguado retardado, etc.).
Morteros: Mortero seco, mortero fluido.
Agregados: Arenas, arenas amarillas, gravas, agregados mixtos, recebo,
base granular y sub base granular.
Aditivos: Cabe resaltar que Cemex es la única industria en el continente
americano que elabora aditivos para el tratamiento del concreto, entre éstos
se encuentran: Superplastificantes (Isoflow), plastificantes (Isoplast),
acelerantes (Isoxel), estabilizadores de fraguado (Isoretard), etc.
1.3 Estructura organizacional de la empresa:
La organización jerárquica de la empresa está dada por una estructura donde
las mayores autoridades se encuentran en el área ejecutiva directiva y las
autoridades operacionales por debajo de éstas, están dadas de la siguiente
forma.
Figura No.1: Jerarquía corporativa Cemex Colombia (General)
Fuente: Autor
14
De esta forma se puede observar que en la sección de mantenimiento se
maneja por parte de un protocolo estricto operacional, del cual, el encargado
de velar por su cumplimiento y función es Excelencia Operacional; y en dónde
se desarrollan las soluciones logísticas e industriales para el funcionamiento
continuo y correcto de la maquinaria de la organización se da por parte de la
jefatura de mantenimiento y de sus analistas, es desde allí desde dónde se
implementará el estudio para su posterior desarrollo.
1.4 Planteamiento del problema:
La empresa Cemex premezclados de Colombia S.A. usa camiones ‘‘Mixer’’
para mezclar y transportar el concreto, con el fin de poder suministrar el
concreto al sector de la construcción (cliente) en las diferentes especificaciones
que se requieran.
Además, para mantener las propiedades necesarias del concreto a la hora de
entregarlo, los camiones revolvedores poseen diversos mecanismos con el fin
de atribuir al buen estado de la mezcla; un ejemplo de ello son las paletas al
interior de la tolva, tienen como finalidad adicionar intersticios de oxigeno y
agregar los aditivos necesarios para la conservación del material de
construcción en caso de ser un viaje extenso.
Sin embargo, esto se ve afectado si no se tiene una gestión organizada de
mantenimiento preventivo y correctivo sobre un elemento tan importante para
la empresa como lo son los camiones revolvedores, por éste motivo, se le
otorga alta prioridad al factor de tener un plan de acción, claro, fácil de
entender y manejar, tanto para los proveedores que realizan las actividades de
mantenimiento correspondientes, como para quienes llevan registro de ello;
dicho plan de acción se deriva de los mantenimientos preventivos que la
empresa ha organizado para los equipos móviles de transporte de concreto, no
obstante con el estudio tribológico se busca modificar estos planes con el fin de
aumentar la disponibilidad con la que se cuenta para estos equipos y
adicionalmente evaluar el tema de reducción de costos en el plan de
mantenimiento.
La seguridad industrial es un factor de elevada prioridad para Cemex
Concretos Premezclados S.A. puesto que su personal interno se encuentra
expuesto a gran cantidad de eventos de índole accidental en el ejercicio de sus
labores diarias; parte de lograr mantener en condiciones normales de
15
funcionamiento los camiones revolvedores se enfoca también en la protección
del operador de maquinaria, ya que los fallos en la misma pueden ocasionar
lesiones graves e incluso la muerte.
Además, las condiciones de operación de la máquina pueden poner en riesgo
la integridad de terceros, tanto de índole humana como silvestre y/o ambiental,
esto supone un riesgo tanto legal como monetario para elementos como;
recursos, personal, maquinaria y social.
Uno de los factores más relevantes de las grandes organizaciones es la forma
en que atienden las necesidades que se generan en el mercado producto de
las demandas económicas que surjan según sea el caso, los camiones
revolvedores cumplen un papel importante al momento de cumplir éste
elemento organizacional y la única forma de poder cumplir con ello es
procurando tener la mayor cantidad de máquinas disponibles ya que la flota de
transporte de concreto está relacionada con el fin de suministrar el producto al
cliente, aumentando así la satisfacción de servicio y calidad de quién recibe.
Es indispensable que para lograr un funcionamiento adecuado de los camiones
revolvedores, se requiere un cierto nivel de inversión en mantenimientos
denominados Preventivos, que como su nombre lo indica están destinados a
atender las fallas antes de que ocurran. Es por eso que un buen indicio sobre
el cual se puede pronosticar fallos y tomar medidas en función de la reducción
de costos y el aumento de la disponibilidad de los equipos es el análisis
tribológico de la maquinaria ‘‘Mixer’’, hablando propiamente del sistema motor
como elemento central de estudio, por lo tanto, puede incluso significar mayor
ganancia el contar con un organizado y concreto programa de soporte
preventivo, esto se conoce como retorno de la inversión.
1.5 Antecedentes:
Se han realizado múltiples desarrollos en los procesos de gestión y ejecución
del mantenimiento a lo largo de la evolución industrial empresarial, esto se
debe a que mientras la empresa crezca, su nivel organizacional debe ser más
consistente y ordenado.
Se indagó acerca de los avances y estudios que se hayan llevado acabo
encontrando artículos que relatan sobre como los planes de mejora de
mantenimiento se dan en función de las actividades que se realicen en el área
16
correspondiente de trabajo, es decir, si se realizan labores de manufactura,
gestiones del mantenimiento o intervención de equipos.
En el año 2010 se realizó un plan de mejora del mantenimiento para una
empresa de materiales compuestos por Catalina Botero Vásquez bajo la tutoría
de Luis Alberto Mora, buscaban organizar la gestión que se llevaba respecto a
las técnicas de procesamiento y manipulación de equipos, ya que no existía
forma de ejercer control sobre ciertos procesos que se llevaban a cabo en el
área de producción lo que afectaba el control que se tenía en dicha sección de
la empresa.
En el 2015 tuvo lugar una mejora del proceso de sellado de los tanques de
combustible de los camiones de la empresa envía, realizado por un
seguimiento de análisis causa efecto llevado a cabo por Juan Rosales bajo la
tutoría empresarial de Julio García.
Estos son algunos de los referentes que se tienen sobre la implementación de
mejoras en el mantenimiento con base en determinación de causas de averías
y seguimientos para reducción de anomalías y aumento de productividad.
1.6 Justificación:
Es importante contar con la mejora a la gestión del mantenimiento que se
ejerce acerca de los camiones revolvedores de la empresa Cemex
premezclados de Colombia S.A. puesto que implicaría una reducción de costos
en cuanto a los Planes de mantenimiento correspondientes que se ejecutan en
cada máquina, además de proveer una mejor organización con los
proveedores quiénes las ejecutan.
Es de tener en cuenta que una información clara y organizada sobre la
intervención en los camiones revolvedores, agiliza y estructura la gestión que
se lleve en dichas máquinas industriales. Además esto permite que aquellos
quienes se encargan de gestionar estos eventos de mantenimiento puedan
capacitarse en los diagnósticos de operación de los camiones y permite
organizarlos con diagnósticos más precisos para posteriores programaciones.
Con el fin de mantener una programación de mantenimiento consistente y
organizada, se debe adquirir una propiedad clave en dichas actividades de
soporte técnico; deben ser dinámicos, puesto que si bien es cierto que los
17
planes de preventivos están dirigidos a evitar las posibles fallas que pueda
sufrir el vehículo en el transcurso de sus labores, así mismo se le deben
implantar mejoras en sus actividades de intervención técnica que puedan
corresponder a la prevención de los nuevos fallos detectados en el
funcionamiento del camión revolvedor.
Parte del retorno a la inversión se basa en aumentar las ganancias que se
adquieren por medio de la inversión realizada sobre algún sector de la
empresa, esto se traduce en que pueden haber oportunidades de mejora a
nivel interno en cuanto a maquinaria, personal, programas, etc.
Cabe recalcar que el elemento de retorno a la inversión juega un papel
importante en el desempeño del proyecto, ya que aparte de lograr observar un
aumento en la disponibilidad de los equipos, lo ideal, es que también se
reduzca en alguna medida los gastos empleados para dicho plan de
mantenimiento.
1.7 OBJETIVOS:
1.7.1 Objetivo general:
Realizar análisis de lubricante del sistema motor en la flota de camiones
fotón de la empresa Cemex Premezclados S.A. para mejora en el plan de
mantenimiento.
1.7.2 Objetivos específicos:
Identificar la situación actual de la flota de camiones Foton.
Obtener las muestras de aceite de los equipos.
Tomar las mediciones correspondientes para cada muestra.
Mejorar el índice de disponibilidad.
Reducir los costos de mantenimiento preventivo por medio del
análisis tribológico.
18
2. MARCO TEORICO:
2.1 Mantenimiento:
El mantenimiento está definido como las actividades que permiten la
adecuación y prolongación de uso de un elemento usado para alguna
actividad específica, esto se traduce en que los objetos están sometidos a
algún tipo de desgaste ya sea entre sus piezas o partes de ellas, por lo
tanto es necesario atribuir acciones sobre estos sucesos con el fin de evitar
el daño permanente del objeto.
Con lo anteriormente mencionado podemos conocer los tres tipos de
mantenimiento que se contemplan en el proyecto, que son:
2.1.1 Mantenimiento Correctivo:
Se conoce como mantenimiento correctivo a aquel que se ejecuta en
medio de una falla en el elemento averiado, es decir, busca dar
corrección al problema que se presenta en el tiempo en que el objeto
permanece dañado, para así poder mantenerlo en funcionamiento y
por consiguiente extender su utilidad. (Aenor, 2012, p.21)
Normalmente en las industrias se busca que estos tipos de
mantenimiento se mantengan en la menor cantidad posible, ya que
esto afecta gravemente la producción en relación proporcional al
tiempo de parada de la maquinaria afectada, por ende la solución
más concreta para reducir el número de averías en la maquinaria se
da en los que se denominan mantenimientos preventivos.
2.1.2 Mantenimiento Preventivo:
Está definido como el mantenimiento que se realiza en función de
reducir la probabilidad de falla de la maquinaria, prolongando así su
tiempo de operación y reduciendo los tiempos de parada de la
misma, esto es útil en producciones en serie, donde los intervalos de
inactividad se traducen en pérdidas monetarias de alto grado para la
empresa.
Tal como se menciona en el mantenimiento correctivo, las industrias
buscan que estos mantenimientos rijan en mayor relación respecto a
19
los correctivos, puesto que las programaciones que se pueden
realizar para la intervención de la maquinaria se manifiestan de
forma controlada, logrando así que la producción no se vea afectada
por paros en los equipos con los que se cuentan para el
funcionamiento normal de las actividades de la industria.
Cabe mencionar que dependiendo de los parámetros del fabricante,
es posible poder anticipar fallos alternos a los que se mencionan en
los manuales de operación y de mantenimiento, lo anteriormente
mencionado es clave para el propósito del presente proyecto puesto
que por medio del análisis tribológico como método de estudio y de
mantenimiento preventivo para el sistema motor de los camiones
Foton de Cemex Premezclados se buscan dichas averías aún no
contempladas en el mantenimiento, teniendo como efecto
consecuente una extensión en la disponibilidad actual de la
maquinaria.
2.1.3 Mantenimiento Predictivo:
Es conocido por ser intuitivo ya que trata por medio de parámetros
de medición, función y uso de la maquinaria predice el momento en
que puede llegar a averiarse una máquina, por lo que al igual que el
preventivo, intenta evitar la falla pero con la diferencia que se realiza
sin frecuencia de ejecución.
La historia del mantenimiento se remonta a finales del siglo XIX,
junto con el desarrollo industrial de la humanidad en general, ya que
en función de las cantidades industriales de oferta y demanda que se
manifestaban a comienzos de las cadenas de producción de alta
gama, se traducían en exposición de sobre esfuerzo a los equipos
industriales que mantenían en continuo funcionamiento las líneas de
producción. (Aenor, 2012, p.16)
Así mismo, la exposición al desgaste de la maquinaria implicaba que
debían corregirse los desperfectos que éstos causaban en su normal
desempeño; se buscaba mantener en funciones normales de la
maquinaria industrial siempre y cuando existiesen personas aptas
para poder realizar los mantenimientos, con la 1ª guerra mundial, en
1914, las máquinas trabajaron a toda su capacidad y sin
interrupciones, por este motivo la máquina tuvo cada vez mayor
20
importancia. Así nació el concepto de mantenimiento preventivo que a
pesar de ser oneroso, era necesario. (Aenor, 2012, p.17)
2.2 Tribología:
Es importante también tener presente la tribología como elemento base del
estudio que se realizará, a fin de lograr tener un panorama de acción
respecto a los mantenimientos y los costos que éstos puedan generar,
logrando así, una reestructuración tanto de los planos como de los insumos
que éstos conllevan.
La tribología es un estudio que se realiza sobre los fenómenos físicos de
desgaste y fricción entre elementos mecánicos, por medio del análisis de
sus lubricantes, esto se da en función del conteo de ppm (Partes por millón)
que se tengan sobre ciertos elementos químicos que se encuentren en el
lubricante, por ejemplo el encontrar rastros de Silicio en el análisis indica
contaminación de tierra en el lubricante, lo que puede llegar a manifestarse
como cambios en la viscosidad del lubricante y daños superficiales por
desgaste entre piezas.
Los parámetros de medición en materia tribológica se dan en los siguientes
factores:
2.2.1 Viscosidad (Cst):
La viscosidad cinemática del fluido es de gran importancia, debido a
que un buen parámetro que ayuda a definir cambios en las
condiciones del lubricante es la viscosidad del fluido, dicho elemento
será añadido al momento de realizar las mediciones respectivas de
cada elemento.
2.2.2 Desgaste (ppm):
Se tiene que tener en cuenta que otro elemento importante es el de
desgaste, entre ellos podemos encontrar cobre, hierro, aluminio,
estaño, etc. Esto nos indica si existe fricción excesiva entre los
elementos mecánicos y diagnosticar posibles fallos en el sistema de
lubricación o también en el lubricante debido a la contaminación del
mismo, consecuencia del desgaste.
21
2.2.3 Contaminantes (ppm):
Los factores externos a los que se somete la maquinaria en sus
procesos de producción, también juegan un papel importante en el
diagnóstico que se busca realizar sobre la flota, por ejemplo, si se
encuentran partículas de silicio dentro del lubricante, quiere decir que
hay contaminación de tierra en el sistema, por lo que a largo plazo se
puede traducir en desgaste excesivo de piezas, así mismo también
puede decirse que existen problemas de filtración o colmatación de
filtros, es entonces dónde podemos tener un panorama de las
causas de avería y el cómo atacarlas desde estas mediciones.
2.2.4 Aditivo (ppm):
Sabemos que existen aditivos que tienen como finalidad dar
propiedades extras al aceite de lubricación ya sea con el fin de
actuar como limpiador o como antioxidante, etc. Por lo que también
se involucra en el estudio ya que en cierta medida se pronostica
contaminación y cambio de viscosidades por medio de los aditivos y
también en lo que ellos se encuentren.
El análisis tribológico se llevará a cabo por parte de los métodos que
ExxonMobil considere necesarios para la obtención de los datos, no
obstante, parte de la norma técnica que contempla la disposición
final del manejo de sustancias peligrosas (ya que el manejo de éstos
aceites debe realizarse bajo un protocolo establecido por el cliente,
en este caso el papel de cliente lo llevará Cemex premezclados).
2.3 Mecánica de fluidos:
El estudio de la mecánica de los fluidos está orientado a los
comportamientos de las sustancias (gaseosas y liquidas) bajo parámetros
de movimiento, fenómenos físicos y químicos; con el fin de predecir y
estudiar las propiedades de dichos fluidos para posteriores aplicaciones y
desarrollos teóricos sobre los mismos.
Algunos fenómenos físicos que pueden afectar el comportamiento de los
fluidos son:
22
2.3.1 Presión:
Los fluidos están sujetos a variaciones grandes de presión, en
función del sistema en el que se utilizan. La leche contenida en un
vaso se halla a la misma presión que ejerce el aire sobre ella. El
agua, en el sistema de tuberías doméstico, está a una presión más
grande que la atmosférica para que salga con rapidez del grifo. Es
común que en un sistema de fluido de potencia, el aceite se
mantenga a una presión elevada que permita ejercer una enorme
fuerza, para que el equipo de construcción o los dispositivos
automáticos de una fábrica actúen. Con frecuencia almacenamos
gases como el oxígeno, nitrógeno y helio en cilindros muy resistentes
a presión alta, para permitir que haya una cantidad grande en un
volumen relativamente pequeño. (Robert L. Mott, 2006, p.3)
2.3.2 Peso y masa:
La masa es la propiedad que tiene un cuerpo de fluido, es la medida
de la inercia o resistencia a cambiar el movimiento de éste. También
es la medida de la cantidad de fluido. Mientras que el peso es la
cantidad que pesa un cuerpo de fluido, es decir: la fuerza con la que
el fluido es atraído hacia la Tierra por la acción de la gravedad.
2.3.3 Temperatura:
Se conoce como la cantidad de energía calorífica de un elemento,
propiamente hablando, se habla de la cantidad de energía cinética
de las partículas en el cuerpo a medir, ya que las partículas poseen
un movimiento natural el cual se ve afectado por la cantidad de
energía interna del elemento en cuestión. Afecta directamente una
propiedad bastante importante en la que se hará énfasis en el
análisis tribológico, la cual es la viscosidad cinemática.
2.3.4 Elementos contaminantes:
En el transcurso del proyecto se verá como la viscosidad tiende a
variar en función de los agentes contaminantes presentes en el fluido
a analizar, gran parte del criterio que da manejo a los datos
suministrados acerca del análisis de los aceites se basa en la
presencia de estos elementos y en la variación de viscosidad del
fluido, ya que la mayor preocupación en el sistema motor se da por
el desgaste entre piezas debido a la mala lubricación o al estado del
aceite.
23
Normalmente se tratan de elementos externos de los cuales no se
debe contar dentro de los sistemas incorporados a la máquina en
cuestión.
24
3 IDENTIFICACIÓN Y PLANIFICACIÓN PARA EL ESTUDIO DE LA
MAQUINARIA
La forma en que se aborda el plan de acción para poder proceder con el desarrollo
del proyecto se realiza durante las dos primeras semanas, durante éste tiempo se
estudian los planes de mantenimiento relacionados con los camiones revolvedores
y con sus costos respectivos; además, se entabla reconocimiento del personal
involucrado en los mantenimientos para dar testimonio a partir de la experiencia y
de la familiarización con los eventuales fallos en la maquinaria de transporte de
concreto.
Se plantea ejecutar el plan de mejora a partir de las necesidades organizacionales
que se consideren puedan afectar los indicadores de disponibilidad y costos
enunciados anteriormente; es de alta prioridad el contar con la información que se
obtiene del sistema SAP, puesto que en él se almacenan los datos de tiempos de
ejecución, paradas de maquinaria, diagnósticos de fallo y mantenimientos
preventivos, con el fin de que al ejecutar el plan de mejora que se desarrollará a lo
largo de las actividades laborales que desempeñe en la compañía, se pueda
realizar un contraste de mediciones previas y posteriores a la implementación del
plan de mejora.
En las actividades de mantenimiento encontramos que la norma ISO 55001 de
2014, indica el proceso concurrente de la gestión de activos que pertenezcan a
una organización de índole industrial, con ella se plantea la ejecución del plan de
mejora en la empresa con el fin de ser tratada y validada como una mejora dentro
de la gestión organizacional de la empresa Cemex Premezclados de Colombia
S.A.
Además, se cuenta con los espacios asignados por el ingeniero Juan Carlos
Villalba para poder cuantificar los factores que deseamos intervenir con el fin de
validar y lograr los objetivos planteados en el presente proyecto de mejora para la
empresa, los datos requeridos son de confidencialidad para la empresa y por ende
es necesario que sean usados solo con finalidad académica.
3.1 Reconocimiento y análisis de los mantenimientos preventivos:
Para poder obtener los parámetros iniciales sobre los que se desarrollará el
proyecto, se debe hacer énfasis en los procesos ya creados por parte de la
25
empresa, estos planes de mantenimiento se basaron en parámetros de uso
del fabricante en cuanto a periodicidad de piezas de recambio y fluidización
de los equipos, dichos planes se dividen en las siguientes categorías:
PM1: Mantenimiento preventivo de frecuencia 250 Horas.
PM2: Mantenimiento preventivo de frecuencia 500 Horas.
PM3: Mantenimiento preventivo de frecuencia 750 Horas.
PM4: Mantenimiento preventivo de frecuencia 1000 Horas.
PM5: Mantenimiento preventivo de frecuencia 2000 Horas.
Todos los planes tienen como base el mantenimiento preventivo de primer
rango (PM1) ya que es desde allí donde parten las actividades de
mantenimiento posteriores para dar tratamiento a los desgastes de las
piezas que posean mayor duración ya sea por diferencias en los tipos de
carga aplicados en ellas, por operación correcta o incorrecta, etc.
3.2 Obtención de costos por parte de los planes de mantenimiento y
repuestos:
Parte de la justificación del desarrollo del proyecto es el de poder reducir
costos en los mantenimientos de los equipos por lo que es necesario contar
con el panorama de costos en los planes que se manejan en la actualidad
en la empresa y así poder manejar un margen de porcentaje en relación al
precio que se busca obtener como retorno a la inversión. Para esto se
debe:
Asistir a los talleres de mantenimiento
Analizar y presenciar la ejecución de los planes de mantenimiento en los
equipos móviles
Obtener las cotizaciones de partes y repuestos, incluyendo la mano de obra
que ejecuta el mantenimiento.
3.3 Familiarización con los datos del fabricante de los equipos
industriales de transporte de concreto:
Es importante apropiarse de la información concerniente a los equipos que
se usan para la distribución y mezcla del concreto de la empresa, no solo
26
por ser partícipe de las actividades de la industria, sino también para poder
ejercer un análisis más profundo sobre el qué se puede hacer en la
máquina sin tener repercusiones que puedan someter a una mala
operación tales como, sobre-esfuerzos, desgastes excesivos, lubricación
inadecuada etc. Se debe proseguir de la siguiente forma:
Los manuales de operación y de mantenimiento serán importantes en el
desarrollo del proyecto, puesto que la información suministrada nos provee
de pautas de lubricación y manejo de los indicadores de efectos mecánicos
sobre la máquina: fricción, desgaste, temperatura, capacidad de carga, etc.
Se buscará la información concerniente a los motores de los camiones
fotón en los manuales suministrados a la empresa, ésta información se
delimita por las políticas de exposición informativa de la industria, por lo que
su uso deberá ser netamente académico.
Es necesario también tener presente el aceite usado en los camiones ya
que se deben tomar muestras de los equipos para su posterior análisis en
los laboratorios.
3.4 Medición y análisis tribológico de aceites de motor de la flota Foton:
Es necesario contar con el equipo adecuado de medición de viscosidad
cinemática, partes por millón (ppm) de la índole desgaste, aditivos,
contaminantes, etc. Para este fin se usará como recurso el apoyo de una
entidad tercera a la compañía, dicho colaborador es conocido como
ExxonMobil; con la ayuda de su equipo podremos tener las mediciones
necesarias para poder establecer los estándares iniciales del aceite y al
ejecutar el cambio (mejora), esto se hace con la finalidad de poder analizar
y diagnosticar si produce (hablando propiamente del estado físico del
aceite) algún efecto beneficioso, así que la forma en que se puede
desarrollar el margen de comparación se dará por las mediciones
realizadas en los laboratorios de ExxonMobil.
3.5 Conclusiones sobre los análisis e implementación de plan de mejora
con base en el estudio tribológico:
Una vez obtenidos los datos concernientes a los análisis de aceites de los
sistemas de motor de la flota Foton de Cemex Premezclados de Colombia,
27
se procederá a evaluar la forma en que se pueda intervenir los planes de
mantenimiento de tal forma que se logren los objetivos planteados en el
proyecto en cuestión.
Con el fin de mantener la legitimidad de la empresa en el desarrollo del
estudio, el ingeniero a cargo por parte de la industria (Juan Carlos Villalba
Díaz) supervisará personalmente las acciones planteadas y también los
elementos requeridos con el fin de lograr el cumplimiento del objetivo de
retorno a la inversión (reducción de costos).
28
4. EVALUACIÓN INICIAL DE LA MAQUINARIA:
4.1 Indicadores de disponibilidad iniciales:
Es de utilidad el contar con un indicador que nos pueda proporcionar un
panorama de la disponibilidad de la maquinaria, es decir, los camiones
revolvedores que se encuentran en un estado adecuado para su labor de
transporte y mezcla de concreto. Dicho indicador se compone de la siguiente
forma (Cabe anunciar que el indicador a desarrollar está limitado a la zona
centro del sistema SAP, es decir Bogotá y alrededores).
4.1.1 Disponibilidad diaria:
Diariamente se debe llevar registro de los camiones revolvedores que se
encuentran en condición adecuada (se conocen como equipos operativos) y
aquellos que se encuentran en taller; dicho indicador diario se toma de la
siguiente forma:
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑑í𝑎 =𝐶𝑜𝑝 − 𝐶𝑡
𝐶𝑜𝑝∗ 100
Fórmula No.1: Disponibilidad diaria (indicador)
Fuente: Autor
Dónde:
𝑪𝒐𝒑: Será la cantidad total de camiones en operación.
𝑪𝒕: Determina el número de camiones en taller.
Cabe resaltar que existen camiones en un estado conocido como parados
por mercado (ppm), dichos camiones no afectan la disponibilidad ya que no
se cuenta con su uso por razones de pago y administración de maquinaria.
Siendo ésta la relación porcentual diaria que se usará como parámetro para
la medición del plan de mejora que se desarrollará más adelante,
ofreciendo una visualización clara sobre el beneficio del programa de
análisis de lubricante. Cabe resaltar que la empresa Cemex Premezclados
de Colombia posee un índice ideal de disponibilidad sobre el cual se dice
que hay una operatividad buena o escaza, su valor es de 90%.
29
4.1.2 Disponibilidad Mensual (Total):
Teniendo como base el indicador de disponibilidad diaria de los equipos
podemos realizar una recopilación general del desempeño mensual con el
fin de que a futuro la empresa pueda estimar mejoras de estrategia y
también pueda reflejar los resultados de la misma forma en que se
desarrolla el plan de mejora; la manera en que se desarrollará el parámetro
mensual de operatividad se dará de la siguiente forma:
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑀𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = ∑ %𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑑í𝑎
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑑í𝑎𝑠 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠
Fórmula No.2: Disponibilidad mensual (indicador general)
Fuente: Autor
Siendo:
∑ %𝑫𝒊𝒔𝒑. 𝒅í𝒂: La suma neta de las disponibilidades diarias obtenidas
a lo largo del mes.
𝑵𝒐. 𝒅𝒆 𝒅í𝒂𝒔 𝒐𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐𝒔: Son los días en que la operación se
encuentra en funcionamiento, es decir, son todos en dónde no hay
festividades o domingos.
Es así, como con los dos parámetros explicados anteriormente que se
plantea la medición del impacto del plan de mejora para la flota de
camiones Foton para Cemex Premezclados de Colombia (Zona Centro).
La recopilación de los indicadores diarios y mensuales se elaborarán
durante los meses Septiembre y Octubre como medida de referencia inicial
antes de la ejecución del plan de mejora, posteriormente, para ofrecer el
panorama de cambio en los índices de disponibilidad, se dispondrá en
realizar mediciones los meses Enero y Febrero de los mismos indicadores,
ratificando el efecto del proyecto sobre el estado de los equipos.
Ahora que se ha contextualizado la implementación del indicador disponibilidad
y además se ha explicado su realización para el entendimiento de los datos
que a continuación se presentarán, se procede a otorgar el marco inicial de
operatividad de la empresa durante los meses de Septiembre y Octubre de
2018 (antes de la implementación del Plan de mejora).
30
Gráfica No.1: Presentación de disponibilidad inicial (Septiembre)
Fuente: Logística Cemex Premezclados de Colombia (Excelencia operacional)
Como se había mencionado anteriormente podemos observar el conjunto de
indicadores diarios que nos notifica la relación porcentual de camiones que se
encuentran operativos y los que se encuentran en taller (la franja roja indica la
disponibilidad ideal 90%). La disponibilidad mensual se presenta de la
siguiente forma para el mismo mes:
Tabla No.1: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Septiembre)
Fuente: Logística Cemex Premezclados de Colombia (Excelencia operacional)
31
Es así como podemos elaborar un rendimiento general cada mes de operación
y evaluar de una forma más global el efecto que tendrá el plan de mejora en
los equipos, el procedimiento llevado a cabo para el mes de Octubre es
exactamente igual y sus parámetros también lo son, es así como durante el
siguiente mes se obtiene la gráfica No.2.
Gráfica No.2: Presentación de disponibilidad inicial (Octubre)
Fuente: Logística Cemex Premezclados de Colombia (Excelencia operacional)
Así mismo bajo la misma mecánica de estudio sobre la disponibilidad mensual
se obtiene la tabla No.2:
Tabla No.2: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Octubre)
Fuente: Logística Cemex Premezclados de Colombia (Excelencia operacional)
32
Así mismo, podemos contar con los dos parámetros iniciales para contrastar
los resultados posteriores al plan de mejora.
4.2 Indagación sobre averías frecuentes en la maquinaria:
Para poder establecer un marco de referencia inicial sobre el estado de la
maquinaria se indaga en los talleres acerca de los fallos más frecuentes en las
mismas, dicho seguimiento se realizó los días 29 correspondientes a los meses
de Septiembre y Octubre; basándonos en los reportes que nos otorga la parte
operativa se crea un documento con el cual se respaldan las anomalías de los
equipos llamado ‘‘archivo de disponibilidad’’ (con base en este documento se
planea demostrar el efecto de aumento en la disponibilidad de los equipos
industriales); por otro lado, la adquisición de datos por parte del personal
encargado se hizo de forma simple, se indagó a los encargados de los talleres
acerca de: ¿Cuál considera usted que es la mayor causa por la que un camión
revolvedor se envía a taller?; basándonos en los resultados obtenidos en el
seguimiento mensual a los equipos se obtuvo la gráfica No.3.
Gráfica No.3: Clasificación de datos obtenidos durante indagación de averías en talleres
Fuente: Autor
33
La gráfica No.3, nos indica que tal como se esperaba, el mantenimiento preventivo
busca estar muy por encima de las anomalías correctivas que perjudiquen el
normal desempeño de la industria en su comercialización y distribución de
productos, por otro lado, observamos que el orden jerárquico de averías en los
equipos del mayor al menor se encuentran liderados por motor, tubo de descargue
y diferenciales.
Al indagar sobre las razones por las cuales estos sistemas del equipo son los más
afectados se llegó a la conclusión con los encargados de:
Motor: Las filtraciones y las condiciones de operación de la máquina
conllevan a fallas en el sistema motor debido a admisión y descarga de
concreto y esto conlleva a afectaciones por desgaste entre los elementos
del motor como lo son las camisas del cilindro, ocasionando averías de
gran valor para la empresa.
Tobogán de descarga: El conjunto de descarga del camión revolvedor
debe adaptarse para que la admisión de concreto a la tolva mezcladora en
dónde normalmente se deposita una vez se encuentre en posesión del
cliente se realice adecuadamente, para visualizar mejor la adaptación que
se debió realizar. Se realizó un esquema tridimensional en el cual la parte
original se denomina con el número 1 y la parte fabricada para adaptarla se
ilustra con el número 2.
Figura No.2: Modelo 3D Tobera de descarga
Fuente: SAP assignement parts
34
Diferenciales: Es natural que bajo las cargas que se menciona en los
datos de fábrica del equipo, se busque mantener en el mejor estado posible
los elementos que permiten el desplazamiento del camión tal y como lo son
los diferenciales, pero, el problema surge cuando por cuestiones de
demanda de producto, se deba recurrir al uso prolongado de la máquina,
pese a que el nivel de carga no es excesivo, los baches y la contaminación
del mecanismo causan dichas averías.
4.3 Planteamiento de estudio sobre el sistema motor de la flota Foton de
Cemex Premezclados:
Es así como se toma la decisión con el conocimiento del ingeniero Juan Carlos
Villalba (jefe de automotriz) de elaborar un plan de mejora del mantenimiento
de los camiones Foton enfocándonos en el sistema motor, ya que el motor de
la máquina avalúa costos mayores por daños que requieran piezas de
recambio o cambio en su totalidad (adquisición de un motor nuevo), además la
variable de disponibilidad presentaría un cambio muy positivo si estos casos de
avería se disminuyeran.
4.4 Plan de estudio de los motores:
Considerando el panorama otorgado por los operarios de la maquinaria se
observa que los problemas a nivel de motor están sujetos a filtración
inadecuada y contaminación del lubricante, de ésta forma se fija la dirección
principal sobre la cual se esquematizará de la siguiente forma:
4.4.1 Selección de equipos a analizar:
La base del análisis se situará en los equipos con mayores situaciones de
falla en el sistema motor, para ello, se indagó en el histórico registrado en el
archivo de mantenimientos de la empresa encontrando la información
requerida para la elaboración de un gráfico que permita la observación de
los equipos de mayor y menor cantidad problemas de avería en cuanto al
motor de la máquina.
Los datos se obtuvieron a partir de la filtración de las causas por las cuales
los equipos han estado en taller por averías en el sistema motor entre los
meses de Julio hasta Octubre del 2018, por cada día que estuviera en taller
35
la máquina se asigna un valor numérico unitario para realizar una sumatoria
para cada equipo en cuestión, los resultados de dichas sumas se
representan en la gráfica No.4.
Gráfica No.4: Equipos con mayor cantidad de averías en el sistema motor
Fuente: Autor
Es así como se toma la determinación de estudiar los casos pertinentes a
los diez primeros camiones en el ranking de averías del sistema motor, de
esta forma se tendrá la certeza de qué elementos son los que se están
interviniendo, de forma que se pueda contar con la aprobación de la
dirección corporativa de automotriz de Cemex Premezclados de Colombia
ya que se reporta la maquinaría sobre la cual se elabora el plan de mejora
4.4.2 Cantidad de camiones revolvedores a estudiar:
Tal y como se mencionó en la sección 4.3.1 y como método de prueba para
el Plan de mantenimiento se elaborará el seguimiento a 10 camiones sobre
los cuales dependiendo de los resultados del proyecto, pasará a
implementarse en todos los equipos de Bogotá (conocido en el sistema de
mantenimiento SAP como zona centro), dichos elementos son:
36
WOX964
WOX540
WOX552
EQO748
WOX527
EQO745
WOX480
WOX531
WOX565
WOX525
Con base en los análisis iniciales que se realizarán por parte de ExxonMobil
sobre estos camiones revolvedores (de los cuales se registra mayor
número de avería en el sistema motor), se evaluará el presupuesto del
estudio de laboratorio del lubricante del sistema motor, no obstante la toma
de muestras debe realizarse por parte del propietario de los vehículos, en
este caso Cemex Premezclados S.A. designa la supervisión de la toma de
estas muestras al ingeniero encargado de Automotriz (Juan Carlos Villalba).
4.5 Evaluación inicial de costos:
Como representación del ahorro que se quiere lograr, es de gran importancia la
realización de un marco monetario inicial, este elemento es con el que la
empresa ha trabajado antes del plan de mejora, dicho marco se analiza con
base en el presupuesto que la empresa financia a los encargados de
mantenimiento, ya sea de bombas, automotriz, logística, etc.
Es necesario definir la distribución de recursos que se llevan a cabo con el fin
de familiarizarnos con la información que se presentará a continuación.
Existe un presupuesto inicial que la empresa otorga al ingeniero
encargado de automotriz, dichos recursos suministrados deben
distribuirse en mantenimientos preventivos, correctivos y piezas de re-
cambio.
En la tabla No.3 se observará una relación de gastos que se llevan a
cabo en preventivos, respecto a estos valores se relacionará
porcentualmente al presupuesto dado por la empresa.
37
Se acordó usar solo un proveedor para facilidad de adquisición de datos
de costos, para lo cual se procuró elegir el proveedor que posea
informes detallados y sujeto a la modalidad de precios diurnos (cabe
resaltar que los precios se encuentran incluidos de forma general en el
mantenimiento preventivo, es decir, mano de obra, repuestos, etc.).
De esta forma, se hará alusión al manejo de costos que se llevan en los
camiones revolvedores:
Tabla No.3: Listado de costos para cada plan de mantenimiento (Cummins de los Andes)
Fuente: Convenios SAP para solicitud de servicios
Como se puede observar en la tabla No.3, se encuentran inscritos los datos de
costos de mantenimientos preventivos (sobre los camiones revolvedores) de
cualquier tipo junto con sus recargos según sea su respectivo caso.
Tal como se había mencionado anteriormente, los mantenimientos preventivos
tienen una frecuencia de aplicación según sea el requerimiento de la máquina,
es decir, se basan en que en tanto se registre en su Odómetro y su Horómetro
el valor correspondiente según la programación de la máquina se debe
ejecutar el mantenimiento correspondiente, para obtener los costos por parte
de los preventivos se realizó un histórico de los planes de mantenimiento de
los camiones en estudio durante los meses de Septiembre y Octubre del 2018
obteniendo los siguientes datos ilustrados en la tabla No.4:
38
Tabla No.4: Programación de mantenimiento de equipo móvil (Septiembre)
Fuente: Programa de mantenimientos preventivos mensuales asignados SAP
En la tabla No.4, se destacan los camiones que se encuentran
programados para el mes de Septiembre del 2018, de ésta forma podemos
establecer el valor del mantenimiento preventivo para el mes en cuestión de
la siguiente forma:
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑃𝑟𝑒𝑣. 𝑆𝑒𝑝𝑡𝑖𝑒𝑚𝑏𝑟𝑒 = ∑ 𝑃𝑀1−6
Fórmula No.3: Costos de mantenimientos preventivos de Septiembre
Fuente: Autor
Dónde:
∑ 𝑃𝑀1−6: Se considera como la suma de todos los costos según
corresponda el tipo de preventivo.
Es así como se tiene que para el mes de septiembre se obtiene un valor de
$ 9’831.751 COP, siendo el 19,66% del presupuesto autorizado por la
empresa para manutención de toda la flota de equipos móviles (teniendo
presente que solo se están estudiando 10 camiones de los 20 programados
para ese mes) de los cuales se realiza el estudio para el plan de mejora.
Por parte de los correctivos se indagó en el sistema SAP bajo ciertos
parámetros de interés para el proyecto los cuales son: Averías de tipo
motor y actividades de tipo correctivas en el mes de Septiembre siendo un
total de $ 3’098.346 COP, de los cuales $ 1’651.426 COP se basan en
mano de obra y $ 1’446.920 COP corresponden a repuestos; lo que en
39
porcentaje del presupuesto total se traducen en el 6.19% de inversión de
dichos recursos.
Para el mes de Octubre del 2018, se desarrolló de la misma manera la
adquisición de datos de costes para el mes correspondiente obteniendo los
siguientes resultados en la tabla No.5.
Tabla No. 5: Programación de mantenimiento de equipo móvil (Octubre)
Fuente: Programa de mantenimientos preventivos mensuales asignados SAP
De esta forma sabremos que en cuanto a preventivos en el mes de
Octubre, se adquiere un valor de $ 11’580.847 COP traducido en un
23,16% del presupuesto de ese mes y en cuanto a correctivo se encontró
una inversión de $ 3’524.709 COP de los cuales $1’958.171 COP son de
mano de obra y $ 1’566.537 COP constan de repuestos, siendo el 7,04%
del presupuesto total del mes.
Siendo esta la situación inicial de la empresa sobre la cual se tomará como
medida de referencia para otorgar visión sobre el cambio que se busca obtener
con el plan de mantenimiento mejorado. De ésta forma puede procederse a la
parte de tribología para el análisis de aceite gracias al seguimiento de ExxonMobil
para su correcta toma de muestras.
40
5. OBTENCIÓN DE MUESTRAS DE ACEITE DE MOTOR DE CAMIONES
FOTON
La toma de muestras de aceite debe seguir un protocolo para asegurar que la
calidad de resultados no se vea afectada por factores externos al conjunto motor,
por esta razón se debe tener la instrucción profesional y asistencia de ExxonMobil
momento de la adquisición de muestras, para ello se recibió una capacitación de 4
horas dónde se explicaba los beneficios del análisis de aceite en los equipos
industriales, la forma correcta de toma de muestra y tribología. Dicha actividad se
realizó durante la primera semana del mes de Noviembre del 2018 de manera que
pudieran tenerse los resultados dentro del mismo mes y por consiguiente dar
seguimiento al diagnóstico del laboratorio para implementación del plan de mejora.
5.1 Procedimiento para toma de muestra representativa:
El análisis de aceite ofrece un mejor beneficio como instrumento de diagnóstico
cuando se toman a los equipos establecidos, dentro de los intervalos de tiempo
determinados entre el cliente (Cemex Premezclados de Colombia) y
ExxonMobil. Es por eso que debe requerirse un procedimiento metódico en la
toma de un elemento de muestra de los equipos en cuestión.
5.1.1 Causas de muestreo y frecuencia:
Para definir un programa de evaluación y una gestión de frecuencia para la
toma de muestras se enumeran 5 factores principales ilustrados en la Tabla
No.6 las cuales son las causas por las que desea un análisis tribológico.
Dichas causas están sujetas a estudios de diferente índole con enfoque
distinto, lo que permite acceder a resultados más precisos sobre los
fenómenos que se quieren indagar, tal y como se había averiguado en los
talleres sobre los problemas de los motores en cuanto a contaminación del
aceite a causa de las condiciones de trabajo que se someten los camiones
revolvedores se opta por seleccionar la franja de rigor del entorno del fluido.
41
Tabla No.6: Manual OEM para asignación de tipología de estudio.
Fuente: Análisis Signum ExxonMobil
Al haber seleccionado el equipo para el programa (Motor Diesel) se define
la frecuencia en la tabla No.7, dicha frecuencia de horas se registrará desde
la primera toma de muestra de aceite del equipo.
Tabla No.7: Frecuencia de toma de muestras según sistema del equipo móvil
Fuente: Análisis Signum ExxonMobil
Siendo la frecuencia para los equipos en estudio definida en 250 Horas de
trabajo, bajo la evaluación de ‘‘Rigor del entorno del fluido’’ sobre la cual los
análisis de resultados se verán enfocados, además, también los datos
adquiridos obtenidos permitirán la inspección sobre la cual se plantea el
plan de mejora del mantenimiento de los camiones Foton de Cemex
Premezclados de Colombia.
42
Al haber definido la frecuencia de toma de muestras y también la
categorización del análisis de aceite
5.1.2 Toma de muestras de aceite de motor:
Para realizar la toma de muestras de los equipos se deben tener en cuenta
los factores que pueden implicar efectos perjudiciales en los análisis de
resultados de la tribología del aceite, no obstante, se enunciará el proceso
realizado en la extracción de muestras para evitar desperfectos de dicha
índole y así mismo agilizar el proceso de obtención de mediciones para
ejecución de diagnóstico.
5.1.2.1 Implantación de un calendario de toma de muestras
Se configura un calendario de toma de muestras
Se toman las muestras en un lugar y tiempo consistentes
Las muestras se adquieren a la temperatura más próxima posible a
la temperatura de trabajo con la mayor seguridad posible.
5.1.2.2 Extracción ordenada y con limpieza apropiada
Se asegura que las condiciones de trabajo del entorno son seguras
para la extracción de muestras
Se ejecuta limpieza de la zona del punto de toma de muestra.
Se deben usar los frascos aprobados por ExxonMobil los cuales se
adquieren directamente de la página de Mobil Serv Analysis.
5.1.2.3 Diligenciamiento de los detalles de la muestra
Se imprimen las etiquetas de muestras en la página para su posterior
diligenciamiento
Se anotan los detalles del equipo y las muestras
Además se incluye fecha de la muestra, hr/mi/km, del aceite y el
equipo, etc.
43
5.1.2.4 Consideraciones finales antes de envío a laboratorio Mobil Serv
Se deben tomar ciertas precauciones extras antes del envío de las
muestras al laboratorio de Mobil Serv, ya que la calidad de los
resultados se va a ver afectada en la medida en que las muestras en
cuestión no cumplan con los estándares requeridos para su análisis, es
por eso que el procedimiento final antes del envío de los aceites
consiste en:
Se debe asegurar que cierre bien el tapón del frasco de muestras,
además, es importante que se inspeccione visualmente la muestra
para comprobar si posee partículas, agua u otros productos
contaminantes. Si se observa algún indicio de contaminación, se
deben tomar medidas correctivas y repetir el proceso para tomar otra
muestra (los análisis de laboratorio habitualmente buscan partículas
contaminantes menores a 8 micras de tamaño, si hay sedimentos
muy grandes dentro de la muestra pueden perjudicar los equipos de
medición del laboratorio).
Fijar la etiqueta pre-impresa completamente diligenciada al frasco de
muestras.
Depositar el frasco de muestras en el recipiente de transporte negro
y debe cerrarse bien el tapón del mismo.
Bajo los parámetros ya definidos en el capítulo 4 se obtuvieron las muestras de
aceite de los equipos a estudiar el día 1 de Noviembre siendo el punto de
partida para cada equipo en el conteo de 250 Horas de trabajo que se verá
reflejado en la tabla No.8:
Tabla No. 8: Calendario de toma de muestras (inicial / 250 Horas)
Fuente: Autor
Como se puede apreciar en la tabla No. 8 se enuncian con recuadros verdes
los días en que se tomaron las muestras para su posterior análisis en los
44
laboratorios de ExxonMobil, siguiendo las pautas dadas por la capacitación
ofrecida por Mobil Serv.
5.2 Envío de las muestras al laboratorio Mobil Serv:
Para poder realizar el envío de muestras de aceite se puede lograr ya sea
fijando en el recipiente una etiqueta postal pre-impresa que se puede conseguir
en la página de Mobil Serv Analysis, o se pueden depositar varias muestras
debidamente ubicadas en cajas de envío por correo express.
Figura No.3: Muestra de aceite de motor WOX531 (segunda toma 250,5 Horas)
Fuente: Autor
En la figura No. 4 se ejemplifica el resultado final de la toma de muestras para
envío a laboratorio Mobil Serv Analysis, es así como uno a uno se realizan las
tomas de aceite pertinentes a cada equipo en función de sus horas de
funcionamiento para su posterior envío a laboratorio.
Figura No.4: Preparación para envío de muestras al Laboratorio MobilServ
Fuente: Autor
45
6. ANÁLISIS TRIBOLÓGICO Y PLAN DE MEJORA DE MANTENIMIENTO
Los resultados obtenidos de las muestras de aceite de los equipos se dieron a
conocer el 27 de Noviembre, dando las mediciones que se requerían para
comenzar el diagnóstico y preparar un plan de acción que dará lugar a la mejora
del mantenimiento en la empresa Cemex Premezclados de Colombia en la zona
Centro (Bogotá D.C y alrededores) o en otras palabras ‘‘Plan de mejora’’.
En primera instancia, para lograr entender el trabajo del estudio tribológico como
aporte de mejora al plan de mantenimiento, se deben familiarizar los conceptos
que maneja el análisis realizado por MobilServ, posteriormente, se abordarán las
medidas correctivas que surjan producto de los datos suministrados por los
laboratorios creando así el plan de mejora para su implementación y por ende
determinar su impacto sobre la maquinaría móvil.
6.1 Análisis Signum de aceite:
Las industrias en la actualidad usan un tipo de gestión llamado mantenimiento
en función del estado, básicamente se trata de procesos que permitan
prolongar el uso de la maquinaria, pero, teniendo en cuenta las condiciones de
operación de la máquina, esto se traduce en que un camión con poco
kilometraje y pocas horas de trabajo no requiere una inspección tan exhaustiva
como lo requeriría uno de mayor tiempo de operación, por lo tanto, sus
frecuencias de inspección se van agrandando hasta el punto de considerar
disposición final para des-incorporación de la misma.
Es por esto que los líderes principales de la industria son cada vez más
conscientes de que el análisis de aceite es un componente de gran importancia
al momento de supervisar el estado de los equipos, algunos de sus beneficios
son:
Aumentar la fiabilidad de los equipos
Disminuir el coste de mantenimiento
Disminuir costos de mantenimiento de la maquinaria durante su vida útil
46
El análisis Signum de aceite ayuda a la simplificación del proceso de control de
la lubricación, y al mismo tiempo produce resultados fiables que ayudan a los
ingenieros encargados del mantenimiento a tomar decisiones con mejores
efectos en su trabajo. Lo anterior se logra con base en tendencias gráficas que
muestran el comportamiento de los componentes encontrados dentro del
lubricante en función del tiempo.
6.2 Inspección de las muestras:
Cabe reconocer que un análisis a simple vista de las muestras puede ofrecer
un panorama de gran información sobre el equipo a estudiar, los más comunes
y notorios son la claridad y los sedimentos o partículas, sin embargo, éstos
tienen un significado y posibles diagnósticos con ellos.
6.2.1 Claridad:
La claridad es un factor determinante en cuanto a ser un buen indicador del
nivel de contaminación de la muestra. Un lubricante en buen estado posee
un aspecto claro y brillante, pero, un aspecto que se presente opaco o
turbio indica la presencia de materiales tales como agua, parafina,
refrigerante de máquina o puede deberse a un lubricante incompatible. En
algunos casos, el agente responsable de la neblina o turbiedad de la
muestra forma una capa en el fondo del recipiente o encima de la superficie
superior del aceite.
6.2.2 Sedimentos y partículas:
Los sedimentos y partículas ofrecen un panorama de diagnóstico frente a lo
que se encuentre dentro de la muestra de aceite. Los sedimentos no
magnéticos del aceite dentro de una muestra que, adicionalmente, se
encuentra en un estado de claridad y brillantez, puede delatar la presencia
de suciedad, polvo o contaminación de arena, mientras que, las partículas
magnéticas pueden indicar un nivel de oxidación o un desgaste importante
en el sistema.
47
6.3 Interpretación de los resultados del análisis:
Para entender el estado de los equipos se debe visualizar que en el informe se
nos otorga una tendencia sobre los elementos que se encuentran en las
muestras adquiridas de los equipos móviles, para ello, se debe entender la
metalurgia de los componentes para dar una respuesta a las tendencias del
informe de análisis.
Figura No.5: Ejemplificación de metalurgia
Fuente: Analysis Signum de aceite
La presencia de ciertos elementos químicos en el aceite pueden provenir de
diferentes partes, según sea el sistema a analizar, es decir, si es motor,
transmisión, diferencial, etc.
6.3.1 Aluminio (Al):
Motor: Pistones, cojinetes, bloques, cárter, bujes, ventiladores, cojinetes de
empuje.
Transmisión: Bombas, embrague, arandelas de empuje, bujes, impulsor del
convertidor de par.
Diferencial: Arandelas de empuje, bujes de bomba.
Transmisión final: Bomba de aceite, arandelas de empuje
6.3.2 Cadmio (Cd):
Motor: Cojinetes de apoyo
48
6.3.3 Cromo (Cr):
Motor: Segmentos, cojinetes de rodillos / rodillos cónicos, camisas, Válvulas
de escape.
Transmisión: Cojinetes de rodillos / rodillos cónicos.
Diferencial: Cojinetes de rodillos / rodillos cónicos.
Transmisión final: Cojinetes de rodillos / rodillos cónicos.
6.3.4 Cobre (Cu):
Motor: Bujes de bulón, cojinetes, bujes de leva, enfriador de aceite, bujes
de tren de válvulas, arandelas de empuje, regulador, bomba de aceite.
Transmisión: Embragues, discos de dirección, bujes, arandelas de empuje,
enfriador de aceite.
Diferencial: Bujes, arandelas de empuje.
Transmisión final: Bujes, arandelas de empuje.
6.3.5 Hierro (Fe):
Motor: Cilindros, bloque, engranajes, cigüeñal, bulones, segmentos, árbol
de levas, tren de válvulas, forros de bomba de aceite, óxido.
Transmisión: Engranajes, discos, carcasas, cojinetes, bandas de freno,
carretes del cambio, bombas, tomas de fuerza.
Diferencial: Engranajes, tomas de fuerza, árboles, cojinetes, carcasas.
Transmisión final: Engranajes, cojinetes, árbol, carcasa.
6.3.6 Plomo (Pb):
Motor: Cojinetes.
6.3.7 Plata (Ag):
Motor: Cojinetes, buje de bulón (EMD).
Transmisión: Cojinetes.
Diferencial: Cojinetes.
Transmisión final: Cojinetes.
49
6.3.8 Estaño (Sn):
Motor: Pistones, revestimiento de cojinetes, bujes.
Habiendo cimentado la metalurgia de los diferentes sistemas según su
seguimiento químico dentro de las muestras de aceite, se puede entrar al tema
del análisis tribológico de los aceites, gracias a las mediciones hechas por los
laboratorios de MobilServ.
6.4 Resultados y diagnóstico sobre las muestras de aceite:
Los datos suministrados por los laboratorios indican problemas que convergen
es una situación de alto desgaste por contaminación del lubricante, esto
respalda de alguna manera el testimonio de los talleres en dónde se anunciaba
que las condiciones de trabajo del motor pudieran ser una causa por la cual las
camisas y pistones del motor sufrían daños.
Gráfica No.5: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Desgaste ppm)
Fuente: Autor
Gráfica No.6: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Contaminantes ppm)
Fuente: Autor
50
La gráfica No. 5 hace alusión al estado de desgaste entre piezas a nivel interno
del motor, encontrando que hay un alto contenido de hierro en la muestra,
además, también hay una cierta medida de aluminio, esto es importante
porque si los analizamos como un conjunto, podemos determinar que, por
filtración inadecuada en la admisión de aire dada en la gráfica No.6 debido a
los índices de Silicio en el aceite, el estado del lubricante es inapropiado, en la
medida que no evita el rozamiento entre elementos mecánicos, además, por
presencia de éstos elementos en el lubricante, la viscosidad se ve afectada de
manera que la bomba de aceite perjudica la circulación por falta de fluidez en
el aceite.
Gráfica No.7: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX565 / Viscosidad Cst)
Fuente: Autor
De ésta forma podemos atribuir que si el problema se trata de la contaminación
del lubricante por parte de alto recuento de partículas que perjudica la
viscosidad al punto de no fluir correctamente, además, que los elementos
entran en un nivel de desgaste muy alto por la mala filtración; se debe optar
por cambiar el tipo de filtro o en su defecto programar una des-colmatación del
mismo, donde la frecuencia sea lo suficientemente seguida como para
asegurar el buen estado del filtro.
Los demás camiones tienen un comportamiento bastante similar pero con
algunas otras problemáticas, como presencia de refrigerante en el aceite, lo
que puede indicar fugas en el sistema de refrigeración del camión revolvedor,
esto se sabe ya que en algunos casos existe la presencia de elementos como
el Boro, el Potasio y el Sodio, que en algunos casos cuando se juntan los tres
da un claro indicio de presencia de refrigerante en el lubricante, para ilustrar
algunos ejemplos:
51
Gráfica No.8: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Desgaste ppm)
Fuente: Autor
Resulta evidente en la gráfica No.8 el nivel de aumento de hierro en función del
tiempo, lo que nos puede indicar desgaste de cilindros o bloque con base en
los reportes que han llegado sobre los correctivos elaborados al equipo móvil,
otro buen indicador del nivel de perjuicio en cuanto al recuento de elementos
desgastantes se encuentra en la pendiente que se da entre la toma de
medidas del equipo, es decir:
∆𝐶 = 𝑝𝑝𝑚𝑑2 − 𝑝𝑝𝑚𝑑1
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝐷í𝑎𝑠2 − 𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝐷í𝑎𝑠1
Fórmula No. 4: Tasa de variación lineal entre mediciones
Fuente: Autor
Dónde:
𝑝𝑝𝑚𝑑2−1: Son las partes por millón obtenidas en los registros de medición.
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝐷í𝑎𝑠2−1: Es la cantidad neta de días que han transcurrido desde la
primera muestra.
Gráfica No.9: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Contaminantes ppm)
Fuente: Autor
52
En cuanto a la gráfica de agentes contaminantes (gráfica No.9) se evidencia el
mismo problema con el que convergen los demás camiones revolvedores,
índices crecientes de Silicio en el lubricante, usualmente por mala filtración en
el sistema de admisión de aire para la combustión, por las condiciones de
trabajo de la maquinaria.
Gráfica No.10: Resultados de análisis Signum de aceite (WOX531 / Viscosidad Cst)
Fuente: Autor
Aumento por encima del 15.6 Cst en cuanto a viscosidad cinemática a 100 °C
comienza a dar problemas de circulación de lubricante en el sistema de la
bomba de aceite, además que por agentes contaminantes puede haber daños
graves en la misma.
Con base en los resultados se logra concluir que existen problemas de
filtración y por recomendación de los expertos de ExxonMobil que al analizar
los datos del fabricante se sugiere la implementación de un aceite de vida
extendida ESP 10W – 40, para mejorar no solamente el hecho de frecuencias
de relleno y adquisición de canecas de aceite, sino también renovar los
lubricantes de los equipos ya estudiados y reducir costos de compra.
6.5 Plan de acción y mejora del Plan de mantenimiento:
El panorama que se ha otorgado para iniciar un plan correctivo sobre los
equipos se puede dividir en dos partes, la primera consta de los cambios de la
filtración empleada en los camiones y la segunda en la implementación del
aceite de vida extendida. El tema fue evaluado por las directivas y se autoriza
el uso de la información contenida en los protocolos de implementación y
también por parte del ingeniero encargado en cuanto a las medidas correctivas
a tomar para poder dar solución a los problemas que se reflejan en los
resultados de los análisis y por ende formar el plan de mejora de
mantenimiento de los camiones..
53
6.5.1 Protocolo de Seguimiento Extensión drenaje de aceite en motores
diésel con Mobil Delvac XHP ESP 10W-40 Cemex Concretos:
ExxonMobil y Cemex Concretos han trabajado en una iniciativa para la
generación de beneficios, buscando realizar procesos de mejora continua
que optimicen la operación de la flota de camiones revolvedores Foton. En
esta oportunidad se busca la obtención de beneficios que optimicen su
proceso productivo a través de la extensión de periodos de cambio en
motores diésel Cummins ISG.
La determinación del período óptimo de cambio de aceite se basa en el
monitoreo de la cantidad de elementos de desgaste presentes y en el
estado o condición del aceite. De este modo se realiza un seguimiento a las
tendencias de los elementos de desgaste y se determina el punto crítico o
de corte del aceite cuando la cantidad de estos elementos crece
rápidamente; por otro lado se observa la condición del aceite (viscosidad,
contenido de hollín, oxidación, contenido de agua y sulfatación, silicio), la
que se compara con la condición del aceite patrón y con los límites
permisibles, es decir, que en el caso de la condición del aceite los
resultados son del tipo pasa – no pasa, mientras que en el caso de los
elementos de desgaste la decisión se toma con base en la tendencia y/o
pendiente de la curva.
Una parte fundamental de este seguimiento es el monitoreo de las
condiciones que pueden afectar el desempeño del motor, como el tipo de
mantenimiento (filtros de aire, tipo de aceite, tipo de combustible, estado del
sistema de refrigeración, etc), la aplicación (clima, medio ambiente, técnicas
de operación). Estas condiciones afectan el resultado de los análisis de
aceite, por lo tanto es necesario tener un constante monitoreo de éstas, con
el fin de mantenerlas estables de tal manera que la única condición que
afecte el estado del aceite sea el período de cambio, lo que permitiría
observar con certeza cómo afecta la extensión del período de cambio y la
cantidad de elementos de desgaste al aceite.
Las herramientas de evaluación que este protocolo propone se basan
principalmente en el seguimiento del estado del aceite y de los productos
de desgaste que éste contiene; sin embargo debe quedar claro que
ocasionalmente los resultados de análisis de aceite pueden no mostrar
54
nada anormal mientras se están produciendo depósitos de carbón y laca en
los pistones (una señal de que este problema está ocurriendo puede ser el
incremento del consumo de aceite), por lo tanto se considera necesario,
aunque el análisis de aceite muestre que todo es normal, realizar una
inspección física de motores que hayan experimentado incremento del
período de cambio de aceite. Dicha indagación se encontraría orientada a
buscar signos de desgaste prematuro como anillos pegados, desgaste
excesivo de anillos, ralladuras en camisas y depósitos de carbón y laca en
pistones y detrás de los anillos de compresión.
6.5.1.1 Procedimiento de seguimiento:
El Objetivo primordial de este procedimiento es garantizar una vida óptima
tanto de componentes como de lubricantes, mediante la reducción de
costos asociados a lubricación y mantenimiento en los motores diésel de
Cemex Concretos. Para tener mayor claridad en el procedimiento para el
seguimiento al protocolo de desempeño, haremos algunas aclaraciones:
Muestra de línea base: Es una muestra de aceite tomada entre 15 minutos
y 1 hora después del primer arranque luego de cada cambio de aceite y
tiene por finalidad determinar la contaminación inicial del aceite que está en
el motor como producto de los residuos del aceite anterior que quedaron en
el cárter.
Muestra de aceite a intervalos menores: Son muestras tomadas a
intervalos previos al drenaje del aceite con la finalidad de realizar un
seguimiento cercano del estado o degradación del aceite y de la cantidad
de partículas contaminantes existentes en él.
Muestras al cambio de aceite: Son las muestras obtenidas justo antes de
realizar el cambio de aceite al motor.
Así mismo se manifiesta la intervención de los equipos de medición en el
seguimiento de los aceites para garantizar fiabilidad en los resultados
ofrecidos.
55
6.5.2 Protocolo de inspección y mejora del sistema de filtración de admisión
de aire Filtro AH19864:
Se dará introducción al proceso que describe el protocolo de prueba en los
vehículos Foton Mixer (camiones revolvedores) equipados con motores
Cummins ISG. En este vehículo se instalará la siguiente tecnología filtrante
de aire:
Figura No.6: Modelo 3D de filtro AH19864 / Pre cleaner serie 9000
Fuente: GAF international
6.5.2.1 Procedimiento de seguimiento:
La evaluación de la durabilidad del filtro de aire y el precleaner serie 9000
se hará con base en el indicador de restricción. Cuando el indicador marque
25 pulgadas de agua se reemplazará el filtro de aire.
Figura No.7: Montaje para inspección de elemento filtrante AH19864 y Precleaner serie 9000
Fuente: GAF international
56
Para su seguimiento se debe:
Observar el Indicador de restricción de aire cuando el motor este detenido.
Además se debe anotar el valor de restricción.
Se debe re-establecer el Indicador de restricción presionando su botón.
Encender el motor y acelerar a máximas RPM en vacío, durante 1 (uno)
minuto hasta alcanzar la máxima restricción en el filtro de aire.
Tomar nota de la lectura del Indicador de restricción, registrar la fecha,
horas o kilometraje de recorrido y observaciones si existen.
Comparar las lecturas del Indicador de Restricción antes y después. Si la
lectura después de la prueba de máximas RPM en vacío se repite como la
primera observada y si ambas lecturas se encuentran en la zona roja del
indicador de restricción (25 in H2O), entonces el filtro para aire deberá ser
cambiado inmediatamente.
Al haber logrado determinar el plan de acción y por consiguiente mejorar el
plan de mantenimiento, se dio como pauta empezar las mediciones a partir de
la terminación de los meses de Enero y Febrero del presente año, siendo el
mes de Marzo donde debía reportarse las mediciones correspondientes de
disponibilidad y costos para visualización del impacto del plan de mejora.
57
7. EVALUACIÓN FINAL DE LA MAQUINARIA
Tal y como se estimó, durante el mes de Marzo del 2019 se realizó el
recopilatorio de los resultados de disponibilidad y costos correspondientes
después de la implementación del plan de mejora del mantenimiento de los
camiones revolvedores, la forma en que se darán a conocer los datos se
asemeja mucho con la que se elaboraron los estándares iniciales de la
maquinaria en cuanto a manutención y precios, por lo cual primero se
expondrá los estándares de disponibilidad y posteriormente los de costos.
7.1 Indicadores de disponibilidad finales:
Manteniendo los estándares de medición iniciales respecto a los indicadores
diarios y mensuales de disponibilidad se obtuvieron resultados importantes
durante los meses de Enero y febrero del presente año, lo que nos indica una
mejora considerable de los valores de disponibilidad tanto individuales (diarios)
como el promedio general de los mismos (mensual); para realizar una
comparación sobre los indicadores antes y después de la implantación del plan
de mejora se tiene de la siguiente forma:
∆𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑀𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑚. =%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝐹𝑒𝑏 + %𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝐸𝑛𝑒
2−
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑂𝑐𝑡 + %𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑆𝑒𝑝
2
Fórmula No. 5: Razón de cambio de disponibilidad antes y después del Plan de mejora
Fuente: Autor
Dónde:
∆𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑀𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑚: Es la variación de la disponibilidad respecto a los
meses anteriores al Plan de mejora, cabe resaltar que si el valor es
negativo la disponibilidad se ha visto perjudicada, siendo caso contrario el
hecho de que sea de índole positiva. Además, según excelencia
operacional, una mejora beneficiosa debe tener como mínimo 3% de
diferencia para ser de carácter considerable.
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝐹𝑒𝑏: Indicador mensual de febrero.
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝐸𝑛𝑒: Indicador mensual de Enero.
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑂𝑐𝑡: Indicador mensual Octubre.
%𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑆𝑒𝑝: Indicador mensual Septiembre.
58
Habiendo ya cimentado el desarrollo del indicador final, se procede a dar
presentación de las disponibilidades finales para cada caso.
Gráfica No. 11: Presentación de Disponibilidad Final (Enero)
Fuente: Autor
Así mismo, la disponibilidad mensual para el mismo mes se obtiene la tabla
No.9:
Tabla No. 9: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Enero)
Fuente: Autor
Dónde podemos obtener por medio de la Tabla No.9 uno de los valores
requeridos para realizar la medición de beneficio recibida por la
implementación del plan de mejora
59
Siendo para el mes de Febrero la disponibilidad dada por la gráfica No.12:
Gráfica No. 12: Presentación de Disponibilidad Final (Febrero)
Fuente: Autor
Dónde su compendio mensual está dado de la Tabla No.10:
Tabla No. 10: Valores de indicadores diarios y valor mensual (Febrero)
Fuente: Autor
Con los datos obtenidos de las mediciones de los indicadores en los meses de
Enero y febrero del presente año se obtuvo que el indicador dado por la
fórmula No.5 (∆𝐷𝑖𝑠𝑝. 𝑀𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑚), tiene un valor de 3,15%, por lo cual,
dentro de los parámetros otorgados por excelencia operacional, se logró un
cambio considerable y positivo para la flota de Cemex Premezclados de
Colombia Zona Centro.
60
7.2 Evaluación final de costos:
Los mantenimientos preventivos sufrieron una modificación producto del
cambio de aceite a Mobil Delvac XHP 10W – 40, ya que el cambio de aceite se
hacía cada preventivo (siendo la gran mayoría del orden de PM1, es decir,
cada 250 Horas) ahora el aceite por cuidado de los elementos filtrantes y su
control extienden la vida del aceite cerca a las 1000 horas, en la tabla No. 11
se especifica el proseguir que se tiene con dichos camiones revolvedores:
Tabla No. 11: Protocolo de trabajo con aceite Mobil Delvac XHP 10W – 40
Fuente: Autor
Es decir que el ahorro obtenido en cambio de aceite se forma de la siguiente
manera:
Cada mantenimiento preventivo se usaba una caneca de aceite para cambio
del aceite debido a su estado, por lo cual cada una se valoraba en $325.960
COP, lo que indica que por mantenimiento preventivo usan ésta cifra, si lo
comparamos con los mismos diez camiones tendíamos la siguiente relación:
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑐 ∗ 𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑃𝑀1 ∗ 𝑁𝑜. 𝐶𝑎𝑚𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 Fórmula No.6: Relación de costos en cambio de aceite
Fuente: Autor
Dónde
61
𝑃𝑐: Precio de una caneca de aceite 15W – 40.
𝑁𝑜. 𝑑𝑒 𝑃𝑀1: Número de mantenimientos preventivos de primer orden
contenidos dentro de 1000 Horas
𝑁𝑜. 𝐶𝑎𝑚𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠: Son la cantidad de camiones analizados durante el plan de
mejora.
Es así como se determina que el costo anterior de aceite total era de $
13’038.400 COP. Ahora el drenado del aceite para su cambio se extiende
hasta las mil horas, es decir, 4 veces más, por lo tanto, teniendo en cuenta que
el precio de la caneca de Mobil Delvac XHP 10W – 40 es de $ 374.350 COP, al
aplicar la misma fórmula (No.6) se obtiene que el costo de aceite total se trata
de $ 3’743.500 COP, por lo cual existe un ahorro importante de $ 9’294.900
COP.
62
8. CONCLUSIONES.
Se observa un impacto positivo respecto al plan de mejora, además, se puede
aplicar a aquellos camiones que la empresa considere necesarios, puesto que
se observan beneficios económicos de alto grado y además se evidencia no
solo el funcionamiento de la maquinaria, sino también una mejora al
desempeño de la misma. No obstante, aunque el retorno de la inversión fue
significativo, se dispone por parte de las entidades el trato que se desee dar al
plan de mejora establecido y sus alcances.
Por otro lado, se puede decir que los análisis presentados en el proyecto se
manifiestan de forma dinámica con los planes de mantenimiento, es decir, que
adaptan los planes en función de los resultados de los análisis signum de
aceites, por lo cual se evidencia que se pueden crear estrategias nuevas de
actividades correctivas y medidas preventivas para las máquinas de la
empresa basados en estos estudios. Pueden usarse programas de
capacitación sobre los elementos que sirven para control de los sistemas de
filtración, así como también del cuidado que se debe tener con el lubricante de
motor, adicionalmente se puede concluir que se requieren no solo medidas
correctivas en los equipos, sino también pautas de capacitación a los operarios
de las máquinas y por ende a los talleres.
Los análisis ejecutados durante el proyecto son excelentes panoramas para
evaluar de forma minuciosa y clara el estado de la maquinaria, siempre y
cuando se cuente con el conocimiento tribológico y mecánico profesional para
dar tratamiento a los datos y así mismo crear planes de acción para poder
controlar los indicadores que se indiquen como peligrosos en los resultados.
Pese a que parte del aporte por parte de ExxonMobil fueron las mediciones
correspondientes, también se debió organizar la información de tal forma que
fuera legible y entendible no solo para el mecánico, sino también para la
gerencia administrativa, es aquí donde se pudo dar una idea (por parte del
autor) para mejorar incluso la lectura de la misma usando la pendiente de la
recta entre mediciones, por esto se puede concluir que incluso con los datos
requeridos, depende del profesional a cargo el manejo y el alcance de los
mismos, para beneficio de diagnóstico y planes de mejora.
63
BIBLIOGRAFÍA
Análisis Signum de aceite, Fundamentos de la supervisión del estado del
aceite, Signum Oil Analysis, 2015.
Robert L. Mott. Mecánica de fluidos.México. Universidad Dayton: Pearson
Prentice Hall, 2006.
Aenor. Gestión del mantenimiento. Universidad de Pamplona, 2012.