Propuesta de la metodología RCM en la gestión demantenimiento que permita mejorar la disponibilidad dela Línea de Chancado Primario en una empresa minera
Item Type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Authors Andrade Quiroz, Raúl Humberto; Ramos Ramos, Miguel Angel
Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Propuesta de la metodología RCM en la gestión de mantenimiento que
permita mejorar la disponibilidad de la Línea de Chancado Primario en una
empresa minera
TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL
Para optar el título profesional de Ingeniero Industrial
AUTOR(ES)
Andrade Quiroz, Raúl Humberto (0000-0003-0377-7985)
Ramos Ramos, Miguel Angel (0000-0001-8020-9135)
ASESOR
Hurtado Erazo, Ángel Paul (0000-0001-7448-0471)
Lima, septiembre de 2020
I
DEDICATORIA
A cada una de nuestras familias, quienes contribuyeron con su invalorable apoyo y
motivación para seguir adelante hasta cumplir con el fin trazado, En especial a nuestras
esposas por la paciencia y comprensión durante nuestra época de estudio.
II
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos en primer lugar a Dios, porque sin él nada de esto pudiera ser posible,
asimismo, a cada uno de nuestros docentes, por las enseñanzas brindadas en cada una de las
clases impartidas, que dejan como producto terminado a dos graduados y nos permite
convertirnos en profesionales competitivos.
III
RESUMEN
En la actualidad, la importancia de la gestión de mantenimiento ha tomado mayor interés
debido a la necesidad de las plantas industriales de mantener la capacidad de los equipos y
los niveles de los costos operativos en los que se incurren por mantenimiento. Por
consiguiente, la selección de la estrategia de mantenimiento se convierte en una labor
importante, para este caso se eligió al mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM)
como una de las herramientas de ingeniería industrial para mejorar la disponibilidad de los
equipos. Éste articulo propone una visión general de la implementación del mantenimiento
centrado en la confiabilidad en la línea de chancado primario en una empresa minera. Dicha
implementación requiere la recopilación y el análisis de datos históricos de fallas y
mantenimientos para determinar la condición actual de los equipos. Estos datos se tomaron
en una mina de tajo abierto con capacidad de 117 200 tonelada/día de procesamiento de
mineral. Finalmente, la implementación de RCM se justifica por los resultados que se obtuvo
en la simulación de la situación mejorada de la línea de chancado primario en la cual se
observa la reducción del tiempo que toman las reparaciones de mantenimiento.
Palabras clave: Disponibilidad; RCM; mantenimiento; AMFE; AHP; MTTR; MTBF.
IV
RCM in maintenance management that allows to improve availability in a mining company
ABSTRACT
Nowadays, the importance of maintenance management has increased due the needs of
industrial plants to its in keeping and improving the availability of equipment and operating
costs incurred for maintenance. Accordingly, the selection of the maintenance strategy
becomes an important task, for this case reliability centred maintenance (RCM) was chosen
as one of the industrial engineering tools to enhance the availability of equipment. This
article offers an overview of the implementation of maintenance focused on the reliability
of the primary crushing line in a mining company. This implementation requires the
collection and analysis of historical data of failures and maintenance to determine the current
condition of the equipment. These data were taken in an open-pit mine with a capacity of
117,200 tons / day of ore processing. Finally, the implementation of RCM is justified by the
results obtained in the simulation of the improved situation of the primary crushing line in
which the reduction in the time taken for maintenance repairs is observed.
Keywords: Availability; RCM; maintenance; AMFE; AHP; MTTR; MTBF.
V
TABLA DE CONTENIDOS
1. CAPÍTULO 1: MARCO TEÓRICO 1
1.1 Gestión del Mantenimiento 1
1.2 Tipos de Mantenimiento 3
1.2.1 Mantenimiento Preventivo 4
1.2.2 Mantenimiento Correctivo 4
1.2.3 Mantenimiento Predictivo 5
1.3 Filosofías de Mantenimiento 5
1.3.1 Mantenimiento Productivo Total 5
1.3.2 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad 10
1.3.3 Lean Maintenance 15
1.4 Herramientas para Mejora Continua 18
1.4.1 Ciclo Deming –PDCA 18
1.4.2 Metodología 5S 19
1.5 Metodología de proceso analítico jerárquico 23
1.6 Casos de Éxito 26
1.6.1 Caso de estudio en planta de proceso 26
1.6.2 Caso de estudio en mantenimiento centrado en confiabilidad para turbinas eólicas 31
2. CAPÍTULO 2: ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DEL PROCESO ACTUAL 36
2.1 Descripción de la organización 36
2.1.1 Organigrama General 37
2.1.2 Misión, Visión y Principios 37
2.2 Prioridades competitivas y estrategia de operaciones 38
2.3 Política de Desarrollo Sostenible 39
2.4 Mapa de proceso de la empresa 40
2.4.1 Proceso de Chancado Primario 41
2.5 Volúmenes de Producción 42
VI
2.6 Análisis externo 42
2.6.1 Análisis PESTLE 43
2.6.2 Análisis cinco fuerzas competitivas de Porter 48
2.7 Diagnóstico FODA 49
2.8 Cadena de Valor 50
2.9 Campo de acción en la organización objetivo 51
2.9.1 Diagrama de Análisis del proceso de la Línea de Chancado Primario 57
2.9.2 Organigrama del departamento de mantenimiento 57
2.10 Procedimientos actuales de mantenimiento 58
2.10.1 Indicadores de Mantenimiento 59
2.10.2 Gestión actual de mantenimiento 62
2.10.3 Información Histórica 2015 Minera Chinalco y Competencia 63
2.10.4 Información Histórica 2016 Minera Chinalco y Competencia 64
2.10.5 Proyecciones Futuras de TMF de cobre 2016-2018 65
2.10.6 Efectos de la problemática 68
2.10.7 Análisis de Causa – Efecto. Diagrama Ishikawa 72
2.10.8 Diagrama Pareto 73
2.10.9 En relación al periodo 2016 75
2.10.10 En relación al periodo 2017 78
2.10.11 Costos de Mantenimiento parada mayor 2016 - 2017 81
2.10.12 Costos de Mantenimiento parada menor 2016 83
2.10.13 Costos de Mantenimiento parada menor 2017 84
3. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECIFICOS DEL PROYECTO 85
4. HIPÓTESIS 86
5. CAPÍTULO 3: APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA 87
5.1 Presentación de la problemática, causas y efectos en el árbol de problemas 87
5.2 Selección de la mejor alternativa de solución 88
VII
5.3 Evaluación del Modelo. 91
5.4 Desarrollo de la propuesta de solución 104
5.4.1 Definición del equipo de trabajo 104
5.4.2 Selección de la maquinaria analizar 106
5.4.3 Contexto operacional 110
5.4.4 Definir las funciones y estándares de funcionamiento 115
5.4.5 Definir las fallas funcionales (Estado de falla) 117
5.4.6 Definir los modos de fallo 117
5.4.7 Definir los efectos de las fallas 118
5.5 Sustento económico de la implementación 124
5.6 Control de la implementación de la metodología RCM 125
5.7 Cronograma de implementación de la metodología 127
5.8 Cronograma de actividades del proyecto 128
6. CAPÍTULO 4: VALIDACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE INGENIERÍA 129
6.1 Evaluación económica del proyecto 129
6.1.1 Estructura de las inversiones en Activos Fijos y Determinación del Capital de
trabajo. 129
6.1.2 Financiamiento 131
6.1.3 Determinación COK y WACC 131
6.1.4 Construcción de FCLD y FCNI 132
6.1.5 Determinación e Interpretación del VPN del FCLD y FCNI 133
6.1.6 Análisis de la sensibilidad 134
6.1.7 Resumen del análisis de sensibilidad 137
6.2 Simulación de resultados del proyecto 138
6.2.1 Supuestos del modelo de simulación 139
6.2.2 Modelo de simulación de la situación actual 139
6.2.3 Resultados del modelo de simulación de la situación actual 143
VIII
6.2.4 Modelo de simulación del proceso mejorado 145
6.2.5 Resultados del modelo de simulación de la situación mejorada 146
6.2.6 Comparación de escenarios y análisis de resultados 147
7. CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 151
7.1 Conclusiones 151
7.2 Recomendaciones 151
9. ANEXOS 157
IX
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Implementación de la metodología 5s 20
Tabla 2 Indicadores 5s 22
Tabla 3 Escala fundamental 25
Tabla 4 Parámetros de confiabilidad 29
Tabla 5 Resultado de simulación 30
Tabla 6 Análisis de criticidad 30
Tabla 7 Estrategias de mantenimiento 31
Tabla 8 Leyenda de semáforos para Balance Scorecard 59
Tabla 9 Objetico/Indicador perspectiva finanzas 60
Tabla 10 Objetico/Indicador cliente interno 61
Tabla 11 Objetico/Indicador perspectiva procesos internos 61
Tabla 12 Objetico/Indicador perspectiva aprendizaje y crecimiento 62
Tabla 13 Producción de cobre 2016 68
Tabla 14 Producción de cobre 2019 70
Tabla 15 Detenciones de la línea de chancado 72
Tabla 16 Priorización de causas 74
Tabla 17 Costos de mantenimiento parada mayor 2016 - 2017 82
Tabla 18 Costos de mantenimiento parada menor 83
Tabla 19 Costos de mantenimiento de parada menor 84
Tabla 20 Escala fundamental 89
Tabla 21 Implementación de la metodología 5s 89
Tabla 22 Escala de prioridades de riesgo por rango 118
Tabla 23 Escala de prioridades NPR 119
X
Tabla 24 Matriz AMFE 120
Tabla 25 Hoja de decisión 122
Tabla 26 Número de replicas 148
XI
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Decisiones en la gestión de mantenimiento 2
Figura 2 Curva de la Bañera 2
Figura 3 Los 8 pilares de la implementación 6
Figura 4 Gráfica P-F 13
Figura 5 Estrategia de la implementación del RCM 14
Figura 6 Hoja de ruta Lean Maintenance 16
Figura 7 Decisiones en la gestión de mantenimiento 19
Figura 8 Procedimiento para separar materiales 21
Figura 9 Procedimiento para limpiar lugar de trabajo 21
Figura 10 Procedimiento de estandarización 22
Figura 11 Procedimiento de estandarización 24
Figura 12 Diagrama funcional de bloques de la unidad de calcinación 28
Figura 13 Ciclo de Vida de los componentes con etapas claves 33
Figura 14 Organigrama 37
Figura 15 Valores empresa minera CHINALCO 38
Figura 16 Mapa de Proceso 40
Figura 17 Diagrama de flujo del concentrado de cobre fino Minera Chinalco 41
Figura 18 Diagrama del circuito de Chancado Primario 42
Figura 19 Evolución de los indicadores de gobernabilidad en el Perú, 1998, 2003, 2008 43
Figura 20 PBI por sectores económicos 44
Figura 21 Tipo de cambio 45
Figura 22 Panorama Social 46
Figura 23 Costo de electricidad al 2020 (centavos de dólar por kWh) 47
XII
Figura 24 Análisis cinco fuerzas de Porter 48
Figura 25 Cadena de Valor 51
Figura 26 Descarga de Material 52
Figura 27 Rock Breaker 53
Figura 28 Jib Crane 53
Figura 29 Chancado 54
Figura 30 Faja No1 200-CV-001 55
Figura 31 Faja No2 200-CV-002 55
Figura 32 Faja No3 200-CV-003 56
Figura 33 Stockpile 56
Figura 34 Diagrama de análisis del proceso 57
Figura 35 Organigrama del departamento de mantenimiento 58
Figura 36 Cuadro de mando integral 59
Figura 37 Gestión actual de mantenimiento 63
Figura 38 Flujo del proceso de gestión mantenimiento 63
Figura 39 Producción TMF de cobre 2015 63
Figura 40 Distribución mensual de producción TMF de cobre 2015 64
Figura 41 Producción TMF de cobre 2016 primer semestre 64
Figura 42 Distribución mensual de producción TMF de cobre 2016 65
Figura 43 Producción de cobre 66
Figura 44 Disponibilidad 66
Figura 45 Producción de cobre 67
Figura 46 Producción de TMF Cobre 2016 68
Figura 47 Producción de TMF Cobre 2017 69
XIII
Figura 48 Producción de TMF Cobre 2018 69
Figura 49 Producción de TMF Cobre 2019 70
Figura 50 Ventas de cobre fino 2016 71
Figura 51 Ventas cobre fino 2019 71
Figura 52 Diagrama causa-raíz 73
Figura 53 Diagrama Pareto priorización de causas 75
Figura 54 Distribución de detenciones del periodo 2016 76
Figura 55 Paradas de línea 2016 76
Figura 56 Frecuencia de modo de detención de línea 77
Figura 57 Distribución por modo de detención de línea de chancado 2016 77
Figura 58 Detenciones por equipo 78
Figura 59 Distribución de detención por equipo de línea de chancado 2016 78
Figura 60 Distribución de detenciones del periodo 2017 79
Figura 61 Paradas de línea 2017 79
Figura 62 Frecuencia de modo de detención de línea 80
Figura 63 Distribución por modo de detención de línea de chancado 2017 80
Figura 64 Detenciones por equipo 81
Figura 65 Distribución de detención por equipo de línea de chancado 2017 81
Figura 66 Costos por parada mayor de chancado primario 2016-2017 82
Figura 67 Costos por paradas menores 83
Figura 68 Costos por paradas menores 84
Figura 69 Árbol de problemas 87
Figura 70 Proceso analítico jerárquico 90
Figura 71 Árbol de jerarquías 91
XIV
Figura 72 Evaluación de criterios 93
Figura 73 Evaluación de criterio 1 95
Figura 74 Evaluación de criterio 2 96
Figura 75 Evaluación de criterio 3 98
Figura 76 Evaluación de criterio 4 99
Figura 77 Evaluación de criterio 5 101
Figura 78 Evaluación de criterio 6 102
Figura 79 Árbol de jerarquías ponderaciones 103
Figura 80 Multiplicación de matrices 103
Figura 81 Equipo de trabajo mantenimiento centrado en la confiabilidad 104
Figura 82 Integrantes del equipo de RCM 105
Figura 83 Organigrama integrador de mantenimiento para el RCM 106
Figura 84 Tiempo promedio entre fallas de los principales equipos de línea de chancado
106
Figura 85 Tiempo promedio de reparación de los principales equipos de la línea de
chancado 107
Figura 86 Estructura de equipos de la línea de chancado primario registrado en el SAP 107
Figura 87 Precio histórico del cobre 108
Figura 88 Disponibilidad histórica de los equipos de la línea de chancado 109
Figura 89 Faja Overland dentro del proceso de chancado primario (200-CV-003) 111
Figura 90 Diagramas de bloques de los sistemas de la faja Overland 112
Figura 91 Sistemas de la faja Overland 112
Figura 92 Diagrama de Entradas y Salidas 113
Figura 93 Ficha técnica de la faja Overland 114
Figura 94 Datos específicos faja Overland a plena carga 115
XV
Figura 95 Fallas faja Overland 117
Figura 96 Fallas en subsistemas hidráulicos Overland 119
Figura 97 Toma de decisiones 123
Figura 98 Participantes de la implementación de RCM 124
Figura 99 Capacitación para la implementación de RCM 124
Figura 100 Indicador de cumplimiento 125
Figura 101 Indicador de cumplimiento 126
Figura 102 Cronograma de implementación de la metodología 127
Figura 103 Cronograma de actividades del proyecto 128
Figura 104 Inversión en activos fijos 130
Figura 105 Proyección de ventas para los periodos del 2016-2022 130
Figura 106 Capital de trabajo neto por periodo 131
Figura 107 Estructura de financiamiento 131
Figura 108 Tasas de descuento 132
Figura 109 Costo de ventas y gastos 132
Figura 110 Flujo de caja FCLD y FCNI 133
Figura 111 Flujo de caja FCLD 133
Figura 112 Flujo de caja FCNI 134
Figura 113 Flujo de caja incrementada al 20% 135
Figura 114 Flujo de caja descontada al -20% 136
Figura 115 Resumen del análisis de sensibilidad 137
Figura 116 Análisis de sensibilidad variando el costo de inversión positivamente 137
Figura 117 Análisis de sensibilidad variando el costo de inversión decrecientemente 138
Figura 118 Entidades 140
XVI
Figura 119 Layout modelo de simulación 140
Figura 120 Entidades 141
Figura 121 Probabilidad de falla de equipos 141
Figura 122 Tiempos de reparaciones y entre fallas 142
Figura 123 Tiempo promedio de las reparaciones 142
Figura 124 Rutina falla de equipo por reparación 143
Figura 125 Configuración de réplicas para la simulación 143
Figura 126 Modelo actual de simulación ejecutado 144
Figura 127 Resultados de simulación del modelo actual 144
Figura 128 Resultados de simulación globales 145
Figura 129 Layout modelo de simulación mejorado 145
Figura 130 Layout modelo de simulación mejorado 146
Figura 131 Layout modelo de simulación mejorado 146
Figura 132 Tabla de distribución T 147
Figura 133 Comparación de modelos propuestos 149
Figura 134 Cálculo del intervalo de confianza 149
Figura 135 Validación de satisfacción de la implementación 150
Figura 136 Comparación de modelos actual y mejorado 150
1
1. CAPÍTULO 1: MARCO TEÓRICO
En el presente capítulo se explicará a detalle los conceptos de gestión de mantenimiento y
mejora continua. En la primera parte de este capítulo se comentará acerca de la evolución
del mantenimiento y se hará una breve descripción de los tipos de mantenimiento; en la
segunda parte del capítulo se detalla rápidamente las filosofías de mantenimiento moderno
actual; en la tercera parte, se realizará una descripción de las herramientas de calidad para la
mejora continua en la gestión de mantenimiento; en la cuarte parte se explica la metodología
de toma de decisiones y por último, se desarrollan casos de éxitos de las metodologías
propuestas. De esta manera se concluye que el primer capítulo de nuestra investigación, nos
ayudará a esclarecer los conceptos primordiales para llevar a cabo el presente proyecto de
investigación aplicada. En el siguiente subcapítulo se esclarecerá los conceptos antes
mencionados de la gestión del mantenimiento.
1.1 Gestión del Mantenimiento
En este inciso se explicará el concepto general de gestión del mantenimiento. Los equipos
y/o máquinas están sujetas a fallas debido a su propia operación de trabajo y cambios que
sufren durante toda su vida operativa. El mantenimiento debe controlar y prevenir el desgaste
de partes y piezas para que no originen fallas en los equipos; así cuando ocurra un fallo en
el equipo, mantenimiento toma las acciones y se restablece a su estado operativo. Para el
primer caso se denomina mantenimiento preventivo y al último mantenimiento correctivo
(Guy Deighton, 2016, pág. 90).
Por un lado, la combinación de acciones técnicas y administrativas que ejecuta
mantenimiento tiene como finalidad asegurar que el equipo pueda operar según lo previsto,
es decir, garantizar la disponibilidad de la maquinaria. Para conseguir un efectivo control de
los equipos es necesario centrar esfuerzos en conseguir la adecuada estrategia de
mantenimiento que permita la oportuna administración de los recursos. Estas estrategias, en
las decisiones de la gestión del mantenimiento, pueden ser del tipo estratégico, táctico y
operacional como muestra la siguiente ilustración (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016,
págs. 12-14).
2
Figura 1 Decisiones en la gestión de mantenimiento
Tomado de Introduction to maintenance engineering. Modeling, Optimization and
Management (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016, pág. 14)
Por otra parte, todos los equipos o maquinarias muestran características de desgaste
denominada “curva de la bañera”. Este tipo de curva tienes tres regiones diferenciadas: la
primera región denominada mortalidad infantil, existe alta probabilidad de falla
inmediatamente después de la fabricación del equipo, la siguiente región con una baja tasa
de probabilidad de fallos constantes y al final una región de desgaste en la que la probabilidad
aumenta en relación a la edad del equipo (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016, págs. 35-36).
Figura 2 Curva de la Bañera
Tomado de Introduction to maintenance engineering. Modeling, Optimization and
Management (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016, pág. 14)
3
Como se ha mencionado anteriormente, la gestión de mantenimiento se basa en conjunto de
prácticas y conceptos. Iniciando en la estrategia, diseñando el procedimiento, analizando las
implicaciones operativas y, garantizando la gestión de mantenimiento a través de la mejora
continua. Esto mediante sus cuatro etapas vinculadas al ciclo PDCA de Deming (planificar,
realizar, comprobar y actuar). Así también, la recopilación de los datos será muy importante
porque serán los principales insumos para la gestión de mantenimiento (Carcel, 2015, págs.
112-114).
Todo esto estará soportado por el sistema de gestión de mantenimiento el cual se utiliza para
programar actividades de mantenimiento, inspecciones, monitoreo o pruebas. La plataforma
de este sistema permitirá a la organización controlar de forma sistémica la ejecución y
finalización de las actividades de mantenimiento que se programen. También permite la
gestión eficaz de otros componentes, gestión de recursos, planes de producción,
programaciones, planes a actividades, costos, repuestos, mantenimiento de equipos y
antecedentes de fallas. Por ello que un sistema de gestión de mantenimiento es primordial
para la gestión segura y exitosa de una organización y debe ser visto como un proceso valioso
y central (Abreu & Otros, 2013, págs. 322-323).
El próximo subcapítulo se enfocará en los tipos de mantenimiento que existen en las
diferentes industrias.
1.2 Tipos de Mantenimiento
Después de haber visto cómo se desarrolla la gestión de mantenimiento actualmente, ahora
se detallará los tipos de mantenimiento. El concepto de mantenimiento ha evolucionado en
los últimos 50 años, aproximadamente desde la segunda guerra mundial. El mantenimiento
se percibía de manera negativa porque se relacionaba con la reparación de equipos dañados,
los cuales demandaban un alto centro de costos. En nuestros días el enfoque de
mantenimiento es proactivo y está basado en datos recolectados de los equipos que usan los
jefes, supervisores y planificadores para coordinar el mantenimiento. Entonces pasamos de
una óptica reactiva a una proactiva. Esta recopilación de datos ha permitido beneficiarnos
de la planificación del mantenimiento, en el cual se incluirá las actividades de
mantenimiento, los plazos establecidos de ejecución de tareas y todo ello se plasmará en un
cronograma detallado de tareas (Guy Deighton, 2016, págs. 87-92).
Con el surgimiento de nuevas ideologías y tecnologías de mantenimiento aparecieron nuevas
estrategias de mantenimiento para mejorar y optimizar la manera en la que ejecutamos el
4
mantenimiento. Los elementos inmersos en mantenimiento explican los conceptos de
mantenimiento, tareas y los requerimientos de los equipos. Estos elementos de
mantenimiento son política de mantenimiento, tiempos de mantenimiento, ubicaciones de
mantenimiento, procedimientos de mantenimiento, entorno de mantenimiento, datos de
mantenimiento y personal de mantenimiento. Es importante realizar el análisis de cada uno
de los elementos para determinar la interrelación entre ellos y lograr un mantenimiento eficaz
del equipo (Mital & Otros, 2014, págs. 203-217). A continuación, se detallan los conceptos
de mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo. En el siguiente acápite se desarrollará
el concepto de mantenimiento preventivo.
1.2.1 Mantenimiento Preventivo
El mantenimiento preventivo fue una de las primeras estrategias de mantenimiento que se
utilizó. Hasta la actualidad sigue siendo muy difundida y utilizada en la industria. Este
mantenimiento contempla dos tipos de actividades: monitoreo e inspección del equipo, y
reemplazo o reparación de los equipos. Estas actividades se ejecutan de acuerdo con los
plazos y condiciones establecidas. El mantenimiento preventivo tiene como finalidad
disminuir la probabilidad de fallos en un equipo y aumentar la vida útil del equipo. Las tareas
de no intervención se relacionan con actividades de monitoreo e inspección tales como las
rutas de mantenimiento. Una ruta de mantenimiento es un camino predefinido que contiene
un número definidos de máquinas y equipos para ser monitoreados. Las tareas de
intervención están fijadas por el tiempo que tomará la actividad y puede incluir la reparación
o reemplazo del equipo (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016, págs. 77-83). A modo de
conclusión, podemos decir que el mantenimiento preventivo es rutinario y en plazos
establecidos. Por lo tanto, es una razón importante por la cual se tiene que ejecutar el
mantenimiento preventivo para prolongar la operatividad de los equipos. En la siguiente
subsección, se evaluará el mantenimiento correctivo.
1.2.2 Mantenimiento Correctivo
El mantenimiento correctivo es por naturaleza reactivo porque se restaura la operatividad
del equipo después de que ha ocurrido la falla en la máquina. En respuesta al equipo que
falló, las tareas de mantenimiento correctivo tienen como propósito identificar el evento y
corregirlo para que el equipo pueda ser restablecido y la producción de la empresa también
reinicie. Estas actividades de mantenimiento correctivo se priorizan de acuerdo al impacto
con la que afectan la producción para ser abordadas en primer lugar. Las actividades de
5
mantenimiento correctivo normalmente son de bajo costo porque se realiza con pocos
recursos, sin embargo, las consecuencias a largo plazo pueden ser costosas y catastróficas.
El mantenimiento correctivo es capaz de cerrar toda la operación de un equipo debido a un
único fallo en condiciones extremas (Ben-Daya, Kumar, & Murthy, 2016, págs. 83-85). En
la siguiente parte de este subcapítulo se explicará el mantenimiento predictivo.
1.2.3 Mantenimiento Predictivo
El mantenimiento predictivo es una adaptación del mantenimiento preventivo. Se rige bajo
los mismos principios y a diferencia del mantenimiento preventivo aplica diferentes criterios
para las decisiones de mantenimiento específico. Los equipos de diagnóstico miden las
condiciones físicas de las máquinas como: temperatura anómala, vibración, ruido, corrosión
y falta de lubricación. Cuando el rango de valores de estas características está fuera de lo
permitido esta pone inoperativa el equipo y se corrige la falla. La ventaja del mantenimiento
predictivo sobre el preventivo es que se saca de operación un equipo solo cuando es
necesario o crítico, a diferencia del preventivo que se realiza por periodos (Guy Deighton,
2016, págs. 99-102). De este modo se finaliza el segundo subcapítulo de la investigación, la
cual nos ayudará a comprender mejor los tipos de mantenimiento que existen y como se
emplean. En el siguiente subcapítulo se esclarecerá los conceptos de las filosofías de
mantenimiento moderno.
1.3 Filosofías de Mantenimiento
En este subcapítulo se describen las filosofías de mantenimiento que se aplican actualmente
en las industrias. La primera parte de este tercer acápite abarcará el tema de mantenimiento
productivo total y se realizará una concisa explicación de la metodología, en la segunda parte
del acápite se hará una exposición detallada del mantenimiento centrado en la confiabilidad.
1.3.1 Mantenimiento Productivo Total
El Total Productive Management, es un método de gestión del mantenimiento que identifica
y elimina las pérdidas de producción dentro de sus procesos maximizando la utilización de
los activos, garantizando la creación de productos y servicios con control de calidad además
de los costos competitivos para mantener los equipos a disposición para producir a su
capacidad de diseño sin tener paradas imprevistas y buscar las mejoras del proceso continuo
(Peters, 2014, pág. 544). Podemos citar el caso de éxito de Toyota en Japón quienes aplicaron
en su momento 7 pilares del TPM hoy contamos 8 pilares que son integradores entre sí. Los
6
operarios de las máquinas y los responsables de mantenimiento para trabajar en la mejora
continua y optimizar la Eficacia Global de los Equipos (OEE) (Kiran, 2017, págs. 184-190).
Implantación de la Metodología del TPM:
El método de gestión altamente integrador de los recursos existentes que direcciona los
procesos organizacionales de manera tal que se alcancen los objetivos del negocio y para
ello identifica y elimina sistemáticamente las pérdidas es decir aquello que no agrega valor.
Su implementación cuenta con 8 pilares y va de forma escalonada implementado en cada
fase un pilar, (OEE) es un indicador que mide la eficacia de las máquinas y es una
herramienta clave dentro de la cultura de mejora continua. OEE sirve para cuantificar
productividad, eficiencia y calidad, el TPM comienza con 5S que es fundamental para
implementación del TPM.
Figura 3 Los 8 pilares de la implementación
Tomado de Total Productive Maintenance (TPM) Implementation in a Machine (Ranteshwar &
Otros, 2013, págs. 592-599)
a. Autonomous Maintenance
Consiste en el empoderamiento y desarrollo de los operadores para que ellos puedan
realizar pequeñas tareas de mantenimiento. De este modo, brinda tiempo a personas
de mantenimiento capacitadas para dedicar más tiempo a actividades y reparaciones
técnicas de mayor valor añadido. Finalmente, los operadores son los responsables de
7
mantenimiento de sus equipos para evitar su deterioro (Ranteshwar & Otros, 2013,
págs. 592-594).
b. Focussed Maintenance
Este punto se centra objetivamente en las mejoras al descomponer los procesos de
una manera claramente definida y comprendida para que se identifiquen los
desechos, se crean ideas de mejoras, y se identifican y eliminan los desechos. La
filosofía incluye reducir los tiempos de ciclo y los plazos de entrega, lo que a su vez
aumenta la productividad, reduce el trabajo en proceso, reduce los defectos, aumenta
la capacidad, y aumenta la flexibilidad (Ranteshwar & Otros, 2013, pág. 596).
c. Initial Control
Establecer el sistema para lanzar la producción de un nuevo producto y nuevos
equipos en un tiempo mínimo de preparación (Ranteshwar & Otros, 2013, pág. 596).
d. Planned Maintenance
Dirigido a tener la maquinaria y los equipos sin problemas con cero defectos para
una satisfacción del cliente al 100%. Se debe ser proactivo cuando se utiliza personal
de mantenimiento capacitado para ayudar a capacitar a los operadores a mantener
mejor sus equipos.
El mantenimiento planificado consiste en el progreso del mantenimiento reactivo al
mantenimiento proactivo, el personal de mantenimiento profesional que realiza
tareas más avanzadas, una vez que se realizan tareas diarias más simples como parte
del mantenimiento autónomo, y el desarrollo de las capacidades del personal de
gestión (Ranteshwar & Otros, 2013, pág. 596).
El mantenimiento planificado consiste en actividades de mantenimiento programado
para la prevención, el programa de restauración del equipo y la predicción de la vida
útil mediante el uso de equipos de diagnóstico. El mantenimiento planificado
también previene el deterioro forzado al comprender lo siguiente:
- El deterioro se acelera por negligencia.
- El mantenimiento preventivo implica el mantenimiento de los controles diarios,
semanales y mensuales.
- Recoge donde termina el mantenimiento autónomo (requiere un mayor nivel de
habilidad para verificar).
8
e. Quality Maintenance
Dirigido a la satisfacción del cliente al lograr niveles mejorados de calidad a través
de una fabricación sin defectos. El foco está en eliminar las no conformidades de una
manera sistemática. Se comprenden qué partes del equipo afectan la calidad del
producto y comenzamos a eliminar los problemas de calidad actuales, y luego
pasamos a posibles problemas de calidad. La transición es de reactivo a proactivo
(Ranteshwar & Otros, 2013, pág. 597).
Objetivos:
- Cero quejas de los clientes
- Reducir los defectos en proceso en un 50%
- Reducir el costo de la calidad en un 50%
Los defectos de calidad se clasifican como defectos del cliente final y defectos
internos. Los datos internos incluyen datos relacionados con productos y datos
relacionados con el proceso. Cualquier componente del equipo que afecte la calidad
de un producto se considera componentes de calidad. Estos componentes evitarán
que ocurran defectos manteniendo dichos componentes en su condición especificada.
f. Education and Training
Dirigido a tener empleados con muchas habilidades y energía que tengan una moral
alta y estén ansiosos por venir a trabajar para realizar todas las funciones requeridas
de forma independiente y efectiva. Se da educación a los operadores para mejorar
sus habilidades. Los empleados deben estar capacitados para lograr la siguiente fase
de formularios (Ranteshwar & Otros, 2013, págs. 592-598):
Fase 1: No sé.
Fase 2: Conocer la teoría, pero no se puede hacer.
Fase 3: Puede hacer, pero no puede enseñar.
Fase 4: Puede hacer y también enseñar.
Objetivos:
- Logre y mantenga el tiempo de inactividad en cero en máquinas críticas
- Alcanzar y mantener cero pérdidas debido a la falta de conocimiento /
habilidades / técnicas
- Objetivo para el 100% de participación en el esquema de sugerencias
g. Safety, Health and Environment
Este pilar tiene el enfoque para crear un lugar de trabajo seguro y un área circundante
que no se dañe por procesos o procedimientos. Este pilar desempeñará un papel
9
activo en cada uno de los otros pilares. También cuenta con la mentalidad cero, la
cual consiste en lo siguiente:
- Cero accidentes
- Cero daños a la salud
- Zero fuegos
h. Office TPM
La oficina de TPM debe iniciarse después de activar otros pilares del TPM (Jishu
Hozen (JH), Kobetsu Kaizen (KK), mantenimiento planificado (PM) y
mantenimiento de calidad (QM). La oficina de TPM debe mejorar la productividad,
la eficiencia y el flujo en las funciones administrativas a la vez que identifica las
pérdidas. La oficina TPM aborda nueve pérdidas importantes que son pérdidas de
procesamiento y pérdida, incluidas áreas como compras, cuentas, marketing, ventas
que generan altos inventarios, pérdida de comunicación, pérdida de inactividad,
pérdida de configuración, pérdida de precisión, avería de equipos de oficina, canal
de comunicación averías, líneas de teléfono y fax y tiempo dedicado a la
recuperación de información (Ranteshwar & Otros, 2013, pág. 598).
Procedimiento para la implementación de la Metodología del TPM (Agustiady & Cudney,
2016, págs. 123-133):
a. Estudie el historial existente del equipo, los registros de mantenimiento, etc., de todos
los equipos y haga un informe preliminar de la necesidad de TPM.
b. Obtener el consentimiento de la alta dirección para la introducción de TPM en la
organización.
c. Discuta con los jefes de departamento, supervisores y sindicatos interesados.
d. Establezca metas y normas para los parámetros de TPM tales como los estándares de
eficacia y disponibilidad del equipo.
e. Separe los trabajos de mantenimiento en tres clases:
- Trabajos de mantenimiento de rutina que podría realizar el operador del equipo.
- Trabajos importantes realizados por el personal de mantenimiento.
- Trabajos que deben realizar los grupos de planificación y servicio técnico.
f. Haga la reorganización necesaria de los grupos de operación, mantenimiento y
planificación para adaptarse a la segregación anterior y destine personas específicas
cuando sea necesario y posible.
g. Introduzca el concepto de mantenimiento autónomo para el grupo de producción.
10
h. Solicite la asistencia y cooperación del personal de producción para los principales
trabajos de parada y avería, junto con el personal de mantenimiento. Esto no solo
induciría un sentido de pertenencia al personal de producción, sino que también los
capacitaría en varios aspectos de la estructura de la máquina y su mantenimiento.
i. Iniciar medidas de prevención en cuanto a mantenimiento.
j. Evaluar el efecto de TPM con respecto a los objetivos establecidos.
k. Asegúrese de que el sistema implementado se mantenga durante al menos 1 año. Se
debe estar presente para responder cualquier pregunta del personal en cuestión sobre el
sistema.
1.3.2 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad
El objetico de realizar un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad que se ajuste
a la necesidad operacional de la empresa, como las fallas identificadas más recurrentes de
acuerdo al diagnóstico realizado, además del tipo de mantenimiento que utiliza actualmente
para soportar la operación. Para ello debemos describir los principios fundamentales de la
confiabilidad, explicar los conceptos básicos del proceso de mantenimiento, identificar las
condiciones para que un proceso pueda llamarse RCM según la norma SAE JA 1011 y
explicar las condiciones necesarias para su implementación. Los grandes cambios en el
mundo están buscando un enfoque nuevo en el mantenimiento y un desarrollo coherente de
tal forma que se pueda evaluar y aplicar lo que será de beneficio para las empresas. Se quiere
evitar las salidas en falso y callejones sin salida. En su lugar, se busca un marco estratégico
que sintetiza los nuevos desarrollos en un patrón coherente, de modo que puedan evaluar
con sensatez y aplicar los que probablemente serán de mayor valor para ellos y sus empresas.
¿Qué es el mantenimiento centrado en la confiabilidad?
La dependencia de los usuarios y cómo se utiliza el activo en el contexto de funcionamiento,
Esto lleva a la siguiente definición de mantenimiento centrado en la confiabilidad: RCM se
basa en el mantenimiento preventivo basado en un análisis de fallas funcionales, Para
entender el significado de RCM y poder definir su concepto, es pertinente empezar por
definir, según Jesus R. Sifonte & James V. Reyes –Picknell la verdadera definición del
RCM:
11
“RCM is a systematic process to determine what must be done to keep assets doing
what operators need them to do in their current operational context. In other words,
it is a process of producing effective “failure management policies.” It produces
maintenance plans by which maintenance tasks are prioritized according to their
consequences and targeted specifically at failure causes.” (Sifonte & Reyes-Picknell,
2017, pág. 19)
Según esta cita, podemos definir que el RCM es un proceso utilizado para determinar lo que
debe hacerse para asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo lo que sus usuarios
quieren que haga en su contexto operativo presente. Además, si se aplica correctamente,
RCM transformará las relaciones entre las empresas que lo utilizan, sus activos físicos
existentes y las personas que operan y mantienen esos activos (Sifonte & Reyes-Picknell,
2017, pág. 19).
Las siete preguntas básicas del RCM:
De acuerdo a la norma SAE JA 1011 AGO 2011 para que un proceso sea reconocido como
RCM deberá seguir las siguientes siete preguntas (Moubray, 2004, págs. 7-15) acerca del
activo que se intenta analizar:
1. ¿Cuáles son las funciones y los parámetros de funcionamiento asociados al activo en
su actual contexto operacional?
2. ¿De qué manera falla en satisfacer sus funciones?
3. ¿Cuál es la causa de cada falla funcional?
4. ¿Qué sucede cuando ocurre la falla?
5. ¿De qué manera importa cada falla?
6. ¿Qué puede hacerse para predecir/prevenir cada falla?
7. ¿Qué debe hacerse si no se encuentra una tarea proactiva adecuada?
Modos de Fallo:
Una vez que se ha identificado la falla funcional, el próximo paso es tratar de identificar
todos los hechos que puedan haber causado cada estado de falla. Conviene precisar que los
conceptos de Modo de fallo van reuniendo las condiciones para aclarar el concepto y es
pertinente citar a Sifonte & Reyes-Picknell, el verdadero concepto del significado:
12
“The term failure mode is not heard as frequently as failure, even among maintenance
people. A failure mode is a single event, which causes a functional failure to occur,
and each failure mode usually has one or more causes. So, we need to brainstorm on
all possible events impairing the ability of assets to perform each specific function to
the desired level of performance. This sounds like a lot of work to do. The standards
provide some hints to avoid excessive work. Also, they recommend not being too
superficial about the causation level of the failure modes. When listing failure modes,
consider the following.” (Sifonte & Reyes-Picknell, 2017, pág. 28)
Según la cita, la definición conveniente es que los modos de fallo son eventos que causan
una falla y que pueden tener una o más causas, además las causas del deterioro o desgaste.
Hay que incluir también errores humanos, errores de diseño y errores administrativos.
Análisis de modos de falla, efectos y criticidad (FMECA):
FMECA es referido como un análisis del tipo “bottoms-up”, donde se asigna un valor de
criticidad y una probabilidad de ocurrencia para cada tipo de falla posible. Para identificar
potenciales debilidades en el diseño a través de un análisis sistemático de las probables
formas (Modos de Falla) que un componente o un equipo podría fallar. Esto incluiría la
identificación de la causa de la falla y su efecto sobre las capacidades operacionales
(funciones) de un ítem final, siendo un equipo o un sistema. Cada fase de la misión del
equipo o del sistema podría ser considerada. Para entender los modos de fallo, efectos y
criticidad debemos de mencionar y citar a Sifonte & Reyes-Picknell, quienes enfocan bajo
una visión integral el FMECA:
“Outside the RCM analysis itself, this catalog can be consulted and used as a source
of information for root cause analysis when failures occur. We will see later how the
catalog is expanded beyond the FMECA analysis to include classification of failure
effects according to consequences for which failure management policies are
recommended, but for now, let’s look at how we document the failure effects
statements.” (Sifonte & Reyes-Picknell, 2017, pág. 125)
Según la cita el FMECA es un análisis que debe ser implementado en la fase de diseño para
tener el máximo de influencia e impacto en el diseño final. Este método utilizado para
comprender las causas de los fallos y sus efectos siguientes en la producción, seguridad y
costo (Smith, 2017, pág. 252), etc.
13
Prevención de Fallas:
Para tener una buena disponibilidad es tener implantado un buen sistema de mantenimiento
y esto está en función de la política de empresa a través de la gerencia de mantenimiento o
de los equipos a mantener. Se ven las fallas repetitivas en algunos equipos y en algunos no
son significativos, pero cuando se trata de critico la significancia aumenta y puede
desencadenar daños mayores, es cuando el mantenimiento tiene que actuar previniéndolas o
reduciéndolas, para ello mencionamos a Sifonte & Reyes-Picknell quienes analizan la
gráfica P-F.
“The first criterion for PdM to work is that we must have an identifiable potential
failure condition. We must be able to detect that potential failure condition (P). We
must then be able to forecast (predict) with some confidence just when the potential
failure condition will worsen to the point where we have a loss of function— that is,
the functional failure (F). That forecast of time between points P and F is known as
the P to F interval (P-F), as shown in Figure 3. Estimating P-F can be challenging,
and it is very sensitive to your operating context. Point P varies depending on the
potential failure condition you are monitoring and the technology you use.” (Sifonte
& Reyes-Picknell, 2017, pág. 142)
Figura 4 Gráfica P-F
Tomado de Reliability Centered Maintenance Reengineered (Sifonte & Reyes-Picknell, 2017, pág. 30)
14
Según esta cita podemos definir la gráfica tiempo-condición y los puntos de falla dentro de
la curva P-F (Sifonte & Reyes-Picknell, 2017, págs. 30-98-142).Tiene que existir una falla
potencial perfectamente definida, se debe tener un intervalo P-F (Peters, 2014, págs. 10-88-
157) (intervalo de tiempo entre el punto en que una falla potencial es detectable y el punto
en el que se vuelve en una falla funcional); el intervalo de la tarea a realizar debe de ser
menor que el intervalo P-F y el tiempo de descubrimiento de la falla ha de ser lo
suficientemente corto, ya que después todavía se ha de examinar cómo actuar en la falla y
se ha de realizar la tarea, y todo esto ha de ser en el tiempo mínimo de reacción.
Implementación de la Metodología del RCM:
Para implementar RCM al mantenimiento preventivo de los equipos se debe complementar
los 10 pasos para su ejecución respondiendo a las preguntas importantes de acuerdo al orden
descrito. Las etapas del 1 al 3 sobre el conocimiento del sistema y funciones; las etapas del
4 al 8, modos de fallas que podría causar la pérdida de función esto está soportado con el
juicio de expertos de personal de campo; la etapa 8 contempla la aplicación de los resultados
lógico de la decisión, finalmente post análisis de la implementación y revisión de la
actualización.
Figura 5 Estrategia de la implementación del RCM
Tomado de Reliability Based Maintenance Strategy Selection in Process Plants (Vishnu
& Regikumar, 2016, págs. 4-5)
15
1.3.3 Lean Maintenance
En esta sección, se abarcará el tema de Lean Maintenance: conceptos, beneficios,
desventajas, desarrollo de la metodología y herramientas que utiliza en su metodología. Lean
Manufacturing es la práctica de eliminar desechos en todas las áreas de producción de una
compañía, incluidas las relaciones con los clientes (ventas, entregas, facturación, servicio y
satisfacción del producto), diseño de productos, proveedores, flujo de producción,
mantenimiento, ingeniería, calidad y administración de la planta. Tiene como objetivo
utilizar el menor esfuerzo humano, menos inventario, menos tiempo para responder a la
demanda del cliente, menos tiempo para desarrollar productos y menos tiempo para producir
productos de alta calidad de la manera más eficiente y económica posible. Se basa en
maximizar lo que nos da valor y reducir o minimizar lo que nos genera desperdicio en los
procesos. Por lo tanto, es importante mejorar la confiabilidad del equipo e incrementar la
eficiencia y efectividad de las actividades de mantenimiento. Entonces, el concepto Lean no
funciona sin máquinas y procesos altamente confiables y predecibles. Una falla en el equipo
o en las instalaciones no solo genera una pérdida de productividad, sino también pérdida de
servicios oportunos a los clientes. Es por esto, que se incluye el pensamiento Lean aplicado
a mantenimiento donde se emplea actividades de mantenimiento planificado y programado
a través de prácticas del mantenimiento productivo total y un mantenimiento proactivo
(Girón & Dederichs, 2018, págs. 5-16).
El objetivo del Lean Maintenance es implementar la filosofía de mejora continua, el cual
permite reducir costos de mantenimiento, además mejorar los procesos relacionados al
mantenimiento y elimina desperdicios para aumentar la confiabilidad y disponibilidad de los
activos. Del mismo modo, se introduce el concepto de líder en la formación de equipos de
trabajo donde todos los participantes tienen el mismo nivel jerárquico para brindar ideas y
sugerencias para la mejora continua de los procesos (Girón & Dederichs, 2018, págs. 19-
25).
A continuación, se presenta el flujo que debemos seguir para adoptar el pensamiento Lean
al proceso de mantenimiento en una empresa cualquiera. El diagrama de flujo recoge los
principios del pensamiento lean y estos pueden implementarse en todas las organizaciones.
Los principios Lean se han extendido cada vez más a sectores industriales y de servicios. La
hoja de ruta propuesta en este documento está diseñada en base a los cinco principios de
manufactura como se muestra en la siguiente figura (Sherif, Dumrak, & Soltan, 2015, págs.
434-444).
16
Figura 6 Hoja de ruta Lean Maintenance
Tomado de Procedia Manufacturing (Sherif, Dumrak, & Soltan, 2015, págs. 434-444)
La anterior hoja ruta puede aplicarse para implementar el pensamiento Lean a cualquier
departamento de mantenimiento, así como a cualquier otra área dentro de una organización.
El primer punto, del flujo, es especificar el valor. Definir el sistema de mantenimiento sus
actividades, planificación, estrategias y equipo. En el segundo punto, se tiene que identificar
el flujo de valor del departamento de mantenimiento para lo cual se elabora la cadena de
valor y se indican los desperdicios. También, se indica el rendimiento del área midiendo la
disponibilidad, la efectividad general del equipo (OEE) y el tiempo medio entre fallas
(MTBF). En el tercer punto, debemos analizar el flujo de valor en el departamento de
mantenimiento haciendo hincapié en los desechos. La cuarta etapa, se realiza la
reconfiguración del value stream map (VSM), seleccionamos la mejor práctica de lean, y se
desarrolla la mejor estrategia de Lean. Finalmente, se busca eliminar los desperdicios del
proceso de mantenimiento mediante auditorías, estandarizando las prácticas y
procedimientos Lean (Sherif, Dumrak, & Soltan, 2015, págs. 434-444).
El primer paso en el mantenimiento esbelto es identificar los tipos de residuos en el proceso
de mantenimiento. El concepto central de Lean Maintenance es eliminar las siete formas
principales de desperdicio. Este concepto puede ser útil tanto para el mantenimiento como
para la producción. Los siete tipos de desechos principales en el proceso de mantenimiento
17
se pueden analizar de la misma manera que en los ocho tipos de desechos identificados en
el sistema de producción (Gulati, 2013, págs. 388-396).
Sobreproducción
Reducción de fuentes de desperdicio. Incremento de actividades que generan VALOR.
Esperas
Tiempo de espera de llegada del personal para el mantenimiento del equipo, esperar
por los repuestos, y esperas por traer herramientas.
Transporte
Las herramientas están lejos del lugar de trabajo, las partes de equipos que no han sido
ensambladas están en diferentes lugares. En todas las plantas industriales el personal
de mantenimiento mayormente siempre está caminando.
Sobreprocesamiento
Las aprobaciones redundantes de órdenes de trabajo por falta de coordinación e
inapropiado uso de software de mantenimiento.
Inventario
El departamento de mantenimiento cuenta con repuestos obsoletos y confidenciales
que no se utilizan y se encuentran guardados en almacén. Aplicando la estrategia lean
se eliminarían estos desechos.
Movimientos
Buscar un repuesto entre varios otros sin identificación, buscar catálogos entre
archivos diversos causan desperdicios.
Defectos
El trabajo repetitivo por una mala reparación es un gran desperdicio, por el contrario,
un entrenamiento adecuado y procedimientos detallados ayudan a eliminar los
defectos.
Por último, la reducción de las actividades que no generan valor en el mantenimiento se
puede lograr mediante la implementación de prácticas lean. Las prácticas lean que se adaptan
a las actividades de mantenimiento se han identificado como VSM, 5S y la gestión visual.
18
Etas herramientas desarrollaron una visión integral del lean. Las herramientas incluyen 5S,
TPM, OEE, estándares, mapeo, gestión de inventario y gestión visual. A continuación, se
lista las prácticas de mantenimiento lean más frecuentes que ayudan a reducir los
desperdicios (Gulati, 2013, págs. 351-399):
Value stream mapping (VSM)
5s y sistemas visuales
Just in time
Pull system/Kanban
Células de mantenimiento
SMED
Mantenimiento productivo total/Mantenimiento centrado en la confiabilidad
Trabajo estandarizado
Poka-yoke
Kaizen
En el siguiente subcapítulo, se describirá las técnicas que se emplean para la mejora continua
en los procesos dentro de una empresa.
1.4 Herramientas para Mejora Continua
En este subcapítulo se describen las herramientas de mejora continua que se aplican
actualmente en las industrias en el ámbito de mantenimiento. La primera parte de esta
sección abarcará el tema del ciclo de mejora continua PDCA y se realizará una concisa
explicación de la metodología, en la segunda parte del acápite se hará una exposición
detallada del método 5s.
1.4.1 Ciclo Deming –PDCA
El ciclo de mejora continua PDCA (planificar, realizar, verificar y actuar), es una
metodología de gestión para mejorar la calidad de productos y procesos. Este método consta
de cuatro etapas: el primero planificar, en este punto se debe analizar e identificar el
problema. Se establecen primero los objetivos y procesos, teniendo en cuenta los requisitos
de calidad y las expectativas de producción. El segundo realizar, este ítem significa
implementar y ejecutar el plan del producto o proceso, se recopilan todos los datos posibles
para utilizarlos en la siguiente etapa. La tercera verificación, en esta parte de la metodología
se tiene que medir la eficacia de la solución implementada en el punto dos, luego analizar
19
los datos recolectados y evaluar si se pueden mejorar. Finalmente actuar, en esta etapa se
toman acciones correctivas para implementar soluciones mejoradas, sobre las diferencias
entre los resultados reales de los planificados (Igba & Otros, 2013, págs. 821-823).
Figura 7 Decisiones en la gestión de mantenimiento
Tomado de Procedia Computer Science (Igba & Otros, 2013, págs. 821-823)
1.4.2 Metodología 5S
El método 5s es considerada dentro de las organizaciones como una práctica más que una
metodología de mejora de la calidad. El concepto es que todo tiene su lugar, todo debe estar
en orden y no debe haber muchos materiales de lo que no se utiliza. Básicamente es un
método para establecer y mantener el ambiente de calidad en las empresas, ordenando el
lugar de trabajo. Tiene como principio mantener un buen lugar de trabajo para incentivar al
trabajador a entregar productos y servicios de buena calidad con pocos desperdicios y alta
productividad. Los lugares de trabajo desordenados distraen la atención del trabajador
ocasionado más desperdicios en el proceso. Por ello, muchas empresas ponen bastante
énfasis a temas relacionados con calidad. La metodología 5s promueve en los trabajadores
de las empresas a ser más responsables con sus lugares de trabajo, el compromiso y práctica
detallada del método logran mayores niveles de calidad en el producto o servicio que se
entrega. El nombre 5s significa Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu y Shitsuke (Clasificar, ordenar,
limpiar, estandarizar y mantener) (Omogbai & Salonitis, 2017, págs. 380-385).
20
Seiri, es la acción de separar todos los materiales que son necesarios para el trabajo
de aquellos que no lo son, tratando de conservar solo los artículos esenciales.
Seiton, ordenar el lugar de trabajo cada artículo en su sitio. Se debe mantener los
artículos en el lugar correcto para identificarlo rápidamente.
Seiso, debemos conservar limpio el sitio de trabajo y buscar maneras de conseguirlo.
Seiketsu, conservar el sitio de trabajo de acuerdo a las normas establecidas. Se debe
colocar procedimientos accesibles a todos los trabajadores para que se pueda ver,
entender y seguir.
Shitsuke, mantener la situación nueva y la mejora continua.
El proceso para implementar la metodología 5s tiene once etapas según como se muestra
en la siguiente tabla 1. Este proceso permite también reducir el número de accidentes en el
lugar de trabajo donde se implementé de este modo se incrementa la seguridad.
Tabla 1
Implementación de la metodología 5s
Etapa de acción
1. Entrenamiento del equipo 2. Selección del lugar de prueba
3. Designación de la guía 4. Establecer el equipo de
implementación
5. Planificación de la implementación 6. Reunión de presentación
7. Establecer el tablero 5s 8. Desarrollo de la implementación
9. Revisión de resultados 10. Implementación en otras áreas de
trabajo
11. Mejora continua
Adaptado de Safety Science (Jiménez & Otros, 2015, págs. 163-172)
Para la etapa de desarrollo de la metodología 5s, primero se debe separar los materiales
necesarios de los innecesarios del lugar donde se ejecutará 5s. Los materiales necesarios que
se encuentren serán registrados en el cuadro 5s, y los materiales que no sean necesarios serán
separados para ser reciclados o eliminados. En la ilustración 8 se presenta el flujo que
seguirán los materiales, necesarios e innecesarios, para ser separados.
21
Figura 8 Procedimiento para separar materiales
Tomado de Safety science (Jiménez & Otros, 2015, pág. 167)
Como segundo punto en el desarrollo de la metodología 5s, después de separar y ordenar los
materiales necesarios y desechar los elementos innecesarios, se debe limpiar el lugar donde
se lleva a cabo el método 5s. Para ello, se partirá de una simple pregunta: ¿Aparece suciedad
en el lugar de trabajo? y de acuerdo a la respuesta que se obtenga se tomará la decisión de
acuerdo al procedimiento de la ilustración 9.
Figura 9 Procedimiento para limpiar lugar de trabajo
Tomado de Safety Science (Jiménez & Otros, 2015, pág. 168)
22
La última etapa del desarrollo del método 5s es la estandarización; luego de conservar limpio
el lugar de trabajo y se encuentre un material fuera del lugar asignado, de acuerdo con la
clasificación que se realizó en la primera etapa de la metodología; se seguirá el flujo que se
muestra a continuación en la ilustración 10.
Figura 10 Procedimiento de estandarización
Tomado de Safety Science (Jiménez & Otros, 2015, pág. 169)
La revisión de los resultados, después de ejecutar la metodología 5s, se hará mediante
indicadores, los cuales evaluaran la evolución de los puntos más resaltantes. En la siguiente
tabla 2 podemos observar algunos ejemplos de indicadores que se pueden establecer para
controlar la implementación de la metodología 5s.
Tabla 2
Indicadores 5s
N° Indicador Medición
Inicial
Medición
final
1 Nivel de conocimiento 5s % %
2 Tiempo empleado en gestión documentaria min Min
3 Documentos utilizados para la gestión und Und
4 Equipos, herramientas o instrumentos fuera de lugar und Und
Adaptado de Elaboración propia (Willis, 2016, págs. 52-85)
23
Luego de revisar la metodología 5s y abordar sus conceptos, proceso de implementación,
desarrollo de la metodología y evaluación con indicadores. Se sintetiza que la
implementación de dicho método en el lugar de trabajo mejora las condiciones laborales
tanto para el empleado como para la empresa. Esto debido a la sistematización de los
materiales para mantener todo en su lugar y conservar limpio el ambiente donde están
asignados. En el siguiente acápite se desarrolla la técnica, para la toma de decisiones, de
proceso analítico jerárquico AHP.
1.5 Metodología de proceso analítico jerárquico
Es importante comprender las implicaciones potenciales de las decisiones antes de actuar
sobre ellas para evitar crear más problemas en el futuro. Es esencial que las decisiones de
gestión estén bien pensadas y que se tengan en cuenta en su implementación las reacciones
más probables que tendrán sobre los recursos, procesos y relaciones de trabajo tanto internos
como externos. Sería bueno si todas las decisiones fueran de naturaleza simple: puedes
escoger entre un par de opciones basadas en uno o dos criterios, y seguir adelante. La vida
como dueño o gerente de un negocio sería ciertamente más simple si ese fuera el caso, pero
por supuesto, no es así como funciona en el mundo real. Algunas de las decisiones que debe
tomar son increíblemente complejas y requieren un enfoque complejo para llegar a la
solución correcta. Si se enfrenta a una decisión difícil con una próxima decisión que debe
tomarse, recurrir al Proceso de Jerarquía Analítica es una opción muy viable (Labib, 2014,
págs. 33-36).
Básicamente, el Proceso de Jerarquía Analítica aplica un enfoque matemático a cualquier
decisión que debería tomarse. Al utilizar las matemáticas en su núcleo, este modelo puede
ayudarlo a tomar una decisión imparcial y lógica basada completamente en los factores que
se ha determinado que son importantes en el proceso de selección. Lo que le falta a este
sistema en simplicidad, lo compensa en precisión y convicción: los números no mienten, y
la mejor opción disponible se identificará cuando AHP se use correctamente (Saaty &
Vargas, 2012, págs. 1-4).
Hay tres niveles dentro del Proceso de Jerarquía Analítica, y cada uno es esencial para el
éxito general de la misión en cuestión. Si se pasa por alto alguno de los tres niveles al
planificar la estrategia, todo el proceso no dará resultados positivos. A continuación,
analizaremos cada uno de estos tres niveles cruciales (Saaty & Vargas, 2012, págs. 2-4).
24
Figura 11 Procedimiento de estandarización
Adaptado de Safety Science (Saaty & Vargas, 2012, pág. 3)
La meta:
El primer nivel de este proceso es la meta u objetivo que está a la mano en el proceso de
toma de decisiones. Inicialmente, probablemente se piense que es un nivel fácil de
completar, y en muchos casos lo es. Sin embargo, se debe tener cuidado para asegurarse de
que su objetivo esté definido correctamente antes de pasar a las siguientes etapas. Si no se
puede definir claramente exactamente cuál es el objetivo de la decisión, todo lo demás que
se haga tendrá un grado de ambigüedad que invalida todo el proceso. En muchos casos,
elegir el objetivo será fácil (Saaty & Vargas, 2012, págs. 2-4).
Los criterios:
Es aquí donde realmente comienza a funcionar el lado matemático de la metodología. Con
un objetivo general, es hora de crear algunos criterios y asignarles ponderaciones para llegar
a un total para la decisión final. Los criterios son pautas sobresalientes que afectan de forma
relevante al objetivo en cuestión y reflejan las prioridades en la toma de decisión de los
implicados. De acuerdo con Thomas L. Saaty, se tiene que incluir aspectos cuantitativos y
cualitativos en la toma de decisión. Además, las escalas con las cuales se miden cada
alternativa, van a variar de acuerdo al tipo de información con el que se cuente y son
expresadas en valores numéricos, brindando a las alternativas la capacidad de ser medidas y
comparadas entre sí. A continuación, se presenta la clasificación de las escalas y los criterios
que se van a considerar en la evaluación (Saaty & Vargas, 2012, págs. 5-7).
25
Tabla 3
Escala fundamental
Tomado de (Saaty & Vargas, 2012)
Las alternativas:
Este es el último nivel en el proceso. Todas las elecciones posibles que podría hacer se
enumerarán en la sección de alternativas, y luego se clasificarán según los criterios que se
haya establecido. Al usar los puntajes de calificación que se emite para cada alternativa,
junto con los pesos que se ha otorgado a los criterios en cuestión, se puede obtener un puntaje
para cada opción que ayudará a declarar a un ganador. En el caso de un tipo diferente de
decisión, las alternativas podrían ser varios proveedores o vendedores, opciones de
desarrollo de productos o cualquier otra cosa. Cada vez que se tome una decisión cuando
haya más de una alternativa disponible, se puede consultar el proceso analítico de jerarquía
para obtener ayuda (Saaty & Vargas, 2012, págs. 2-5).
26
En el siguiente inciso, se expondrá casos de éxitos de las metodologías anteriormente
mencionadas como: mantenimiento productivo total, metodología 5s, mantenimiento
centrado en la confiabilidad y el mantenimiento esbelto. En el siguiente acápite se
desarrollan casos de éxitos en diferentes industrias.
1.6 Casos de Éxito
En este subcapítulo se desarrollarán casos de éxito de implementación de la filosofía de
mantenimiento centrado en la confiabilidad. El primer caso se llevó a cabo en una planta de
proceso que fabrica dióxido de titanio. El segundo caso de éxito está enfocado al
mantenimiento centrado en la confiabilidad de turbinas eólicas. El tercer caso es acerca de
un nuevo enfoque para implementar TPM en una mina. Finalmente, el caso de estudio de
Lean Maintenance aplicado a centrales eléctricas.
1.6.1 Caso de estudio en planta de proceso
Seleccionar la estrategia de mantenimiento es la decisión más importante dentro de una
organización. Este caso de estudio propone un enfoque para implementar el mantenimiento
centrado en la confiabilidad en plantas de proceso. El RCM selecciona la estrategia adecuada
de mantenimiento para todos los equipos de planta industrial basándose en su criticidad y
fiabilidad. Para ello se debe recolectar y analizar los datos históricos de las fallas presentadas
en los equipos y se determina el estado actual en el que se encuentran. La implementación
de RCM es este caso de estudio se validará con los datos históricos de una empresa que
fabrica dióxido de titanio. La meta del departamento de mantenimiento en una organización
es conseguir la mínima cantidad de fallas y mantener la organización en optimas condicionas
al menor costo posible. El mantenimiento centrado en la confiabilidad es una técnica
conocida y utilizada para preservar la eficiencia operativa en diferentes plantas industriales
(Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1080).
La metodología propuesta en este caso de estudio se valida con los datos obtenidos en la
unidad de calcinación de Travancore Titanium Products Ltd. quien es el principal productor
y proveedor de pigmento de dióxido de titanio en la India. El método originario del
mantenimiento centrado en la confiabilidad (Stanley y Howard, s.f) está basado en las
siguientes tres preguntas (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1083):
¿Cómo ocurre la falla?
¿Cuáles son las consecuencias para la seguridad u operatividad?
27
¿Qué bien puede hacer el mantenimiento preventivo?
La implementación de la estrategia RCM consta de 10 etapas y cada una de las fases está
diseñada para considerar y responder preguntas acerca del mantenimiento centrado en la
confiabilidad (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1083).
Selección del sistema y recolección de datos
Diagrama funcional de bloques
Análisis de fallas funcionales
Modo de falla y Análisis de efectos
Análisis de criticidad
Análisis de árbol de decisión lógica/proceso de jerarquía analítica
Selección de tareas
Procedimiento detallado: acciones de mantenimiento
Análisis posterior a la implementación – indicadores de desempeño de
mantenimiento
Revisión y actualización
Primera fase: Selección del sistema y recolección de datos
El sistema seleccionado para el análisis es la unidad de calcinación de la empresa Travancore
Titanium Products Ltd (TTP). La unidad de calcinación tiene por finalidad convertir el
hidróxido de titanio en dióxido de titanio. Actualmente la empresa TTP sigue la estrategia
de mantenimiento programado. La unidad de calcinación tiene los siguientes equipos
(Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1083):
Transportador tornillo de alimentación
Horno rotativo
Unidad de combustión cuenta con dos compresores, bomba de engranajes y
calentador
Enfriados
Torre de enfriamiento
Precipitador electroestático
Ventilador de aspiración inducido
Pila
28
El producto intermedio, dióxido de titanio, es transportado al horno rotativo en la unidad de
calcinación como se representa en la figura 10, por medio de transportador tornillo de
alimentación. En el horno rotativo, el hidróxido de titanio se convierte realmente en dióxido
de titanio, que es el producto final. El horno rotativo es un túnel, dentro del cual se cubre
con una capa de ladrillos refractarios. Después de convertirse en dióxido de titanio el
producto es alimentado al enfriador, cuyo propósito es enfriar el polvo de dióxido de titanio
de 1100 °C a 100 °C. El ventilador aspira el aire a través de una torre de enfriamiento y un
precipitador electroestático. La torre de enfriamiento se utiliza para enfriar el aire y recoger
las partículas más pesadas del aire. El precipitador electrostático se utiliza para recoger las
partículas dispensadas en el aire que pueden contener una pequeña cantidad de SO3 y
carbono. El aire después de pasar por la torre de enfriamiento y precipitador electrostático
entra al ventilador y se dirige a la pila donde se adapta a condiciones para la atmósfera
(Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1084).
Segunda fase: Diagrama funcional de bloques
Figura 12 Diagrama funcional de bloques de la unidad de calcinación
Tomado de (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1084)
29
Tercera fase: Análisis de datos y simulación
Se recolecta los datos históricos de la empresa para calcular la distribución de la falla y
distribución de reparaciones de todos los equipos. Este análisis se realiza utilizando el test
de bondad de ajuste de los datos utilizados con ayuda del software Stat::Fit. La tendencia
creciente al fallo que mostraron los datos se debe a que la planta es antigua. Por lo tanto, los
datos tienden a seguir las distribuciones lognormal y weibull, las cuales son utilizadas para
simular sistemas de producción con un software basado en el método Montecarlo. La
simulación de manteamiento se efectúa sobre el supuesto de que la falla en un equipo
interrumpe todo el sistema. La disponibilidad media de las diez simulaciones fue de 0,753
en diez años, lo que equivale a aproximadamente 4387,7 fracasos. Esto significa 901,3 días
que el sistema estará fuera de servicio en diez años. En la tabla 3 se presentan los parámetros
de confiabilidad, según la simulación es un escenario muy pobre e indica claramente la
necesidad de implementar otras estrategias de mantenimiento. La estrategia de
mantenimiento debe ser eficaz para que la disponibilidad general del sistema pueda elevarse
a un nivel superior. Actualmente TTP sigue el mantenimiento programado
independientemente de la criticidad de los equipos, que es un enfoque tradicional (Vishnu
& Regikumar, 2016, pág. 1084).
Tabla 4
Parámetros de confiabilidad
Tomado de (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1085)
30
Tabla 5
Resultado de simulación
Tomado de (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1085)
Tabla 6
Análisis de criticidad
Tomado de (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1085)
Cuarta fase: Análisis de criticidad
Este análisis de criticidad es una herramienta muy importante para evaluar como los fallos
en los equipos impactan en la organización. En general, los modos de fallo y el análisis de
efectos (FMEA) forman la base del análisis de criticidad. La criticidad del equipo se evalúa
con base en el efecto de errores / fallas, desde el momento de la instalación y posteriormente
se cuantifica con las puntuaciones 1,2 y 3 como se muestra en la tabla 5. La forma de calcular
31
la criticidad es: EC = (30P + 30S + 25A + 15V)/3, donde criticidad de equipo (EC) en
porcentaje, P es producción, S es seguridad, A es la disponibilidad del equipo para esperar
su operación y V el costo de capital (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1086).
Quinta fase: Análisis de árbol de decisión lógica/proceso de jerarquía analítica
Del análisis de criticidad de los equipos de la unidad de calcinación, se identifican a cinco
de ellos como los más importantes para mantenimiento (Clase A). Para mejorar la
rentabilidad de la empresa se escoge una estrategia adecuada para cada equipo, esto se lleva
a cabo con el proceso de jerarquía analítica. Para ello se consulta a personas de
mantenimiento, operaciones y administración de personal. Las estrategias de mantenimiento
se seleccionan como se muestra en la tabla.
Tabla 7
Estrategias de mantenimiento
Tomado de (Vishnu & Regikumar, 2016, pág. 1086)
El resultado final del análisis de criticidad evidencia que los equipos tipo A requieren la
estrategia del mantenimiento preventivo en lugar del mantenimiento programado y el
mantenimiento cuando ocurre la falla es suficiente para los demás componentes.
1.6.2 Caso de estudio en mantenimiento centrado en confiabilidad para turbinas eólicas
Seleccionar la estrategia de mantenimiento es la decisión más importante dentro de una
empresa. En este caso presentamos RCM para turbinas eólicas. Las prácticas empleadas y
estrategias de mantenimiento reactivas, preventivas y proactivas de forma integral aumentan
32
la probabilidad que una máquina o componente funcionará de forma correcta sobre su ciclo
de vida del diseño con un mínimo mantenimiento. La implementación de RCM debe estar
integrada con los elementos de ciclo de vida del producto. El vínculo de RCM con otros
procesos como diseño, fabricación, validación y gestión de la calidad. En la industria eólica
implica que RCM debe satisfacer óptimamente tanto el costo como la confiabilidad de los
objetos. El RCM de los doce pasos se agrupa en dos pasos: I. Análisis inductivo de fallas
potenciales, modo de fallo, análisis de efectos y criticidad (FMECA) determinan los
componentes críticos del sistema. II. Aplicación de diagramas de decisión lógica por
categorías adecuadas de mantenimiento predictivo (PM), reemplazo, etc. Además del
método tradicional de RCM se ha implementado mejoras con la confiabilidad y
mantenimiento basado en riesgos y activos (Igba & Otros, 2013, pág. 816). Las ideas
principales del RCM son:
Sistemas de selección
Identificación de fallas funcionales.
FMECA
Selección de la acción de mantenimiento.
Determinación de los intervalos de mantenimiento.
Análisis e implementación
Recopilación y actualización de datos de servicio.
Una típica turbina eólica consiste en un Rotor (que transporta las aspas), góndola y una
Torre. Los mayores componentes (tren de impulsión y generador). Se ha demostrado que el
fallo del tiempo de inactividad es una de las principales causas de la mala confiabilidad de
la turbina eólica subsiguiente son muy críticos, pero también debido a los costos
relativamente altos atribuidos a la movilización, la logística y el reemplazo de las cajas de
cambios.
Por ejemplo, muestra un resumen del diagrama de contexto de entradas, salidas, controles y
habilitadores (IOCE) para el viento caja de engranajes RCM. Este diagrama comienza a
formular el problema de una manera que ayude a encontrar una mejor comprensión de los
elementos que interactúan del marco de RCM y otros sistemas. Los datos de diseño y
fabricación se necesitan para correlacionarse con el campo datos de operaciones para
identificar los fallos funcionales y seleccionar componentes críticos. Por lo tanto, el grupo
RCM que trabaja en estos aspectos debe estar formado por representantes con el
conocimiento del diseño y fabricación de detalles de la caja de cambios, así como aquellos
33
con experiencia en campo O & M. Las dos nubes representan las fases de producción (en
azul) y de servicios / operaciones (en verde) del ciclo de vida con importantes interacciones
entre los principales constituyentes de ambos sistemas. En un recorrido rápido, una caja de
cambios después de ser diseñado pasará por una serie de pruebas y luego una vez fabricado
tendrá que ser integrado con otros subsistemas del aerogenerador (integración del producto).
Después de la integración con otros componentes, la turbina es entonces instalada en el
campo (construcción) después del cual el servicio y la vida de las operaciones comienzan en
el campo. Las operaciones de la planta son la gestión de la plataforma consiste en los
responsables de la gestión de los parques eólicos tipo de aerogenerador a través de diferentes
regiones. Tanto las operaciones de la planta como la gestión de la plataforma se realizan
supervisando el servicio y mantenimiento de las turbinas. Finalmente, la alta dirección
supervisa todas las diferentes etapas enfatizando la importancia de alinear todas las etapas
del ciclo de vida a la estrategia general de negocio (Igba & Otros, 2013, pág. 819).
Tres etapas claves del RCM:
1° La recolección y el análisis de datos como un insumo vital para RCM
El funcionamiento de la caja de cambios se somete a cargas variables de acuerdo a las
condiciones del emplazamiento de la turbina eólica normalmente se necesitan datos para el
análisis de fallos funcionales. En la siguiente figura muestra el ciclo de vida de la caja de
cambio y sus subcomponentes.
Figura 13 Ciclo de Vida de los componentes con etapas claves
Tomado de (Igba & Otros, 2013, pág. 820)
34
Datos recopilados durante RCM tienen un alcance limitado. Por lo tanto, existe la necesidad
de identificar las fuentes potenciales de datos y alinearlos con el RCM para que el análisis
correcto pueda ser llevado a cabo. El FMECA debería identificar las posibles lagunas en
algunos procesos anteriores (por ejemplo, problemas con la fabricación proceso debido a un
error en una producción por lotes). Esto se puede realizar a través de una buena correlación
de fallas de campo con operación de datos para hacer juicios precisos sobre los fallos
funcionales a través de un análisis de causa raíz (RCA).
FMECA y las inspecciones de campo, la plantilla de recopilación de datos debe tener
terminologías similares utilizadas por los ingenieros de diseño para clasificar el fallo de la
caja de cambios, el desgaste. Esto ayuda para una fácil correlación de las estadísticas de
fallas de campo con los requisitos de diseño e identificar los aspectos críticos para la calidad
(CTQs).
2° Implementación de RCM
Una vez identificado los modos críticos de fallo se realiza la estrategia de mantenimiento
basada en el árbol de decisiones del RCM y modelos probabilísticos para optimización del
mantenimiento, el RCM analiza la falla funcional. Para cajas de cambio, planificación y la
implementación de un programa de PM bajo el enfoque RCM puede ser complicado debido
a la variedad de diseños de caja de cambios instalados en turbinas bajo diferentes condiciones
de funcionamiento (Igba & Otros, 2013, pág. 820). Los manuales y procedimientos deben
ser diseñados por personal técnico de campo, esto ayudará a los ingenieros a cumplir con las
directrices de las tareas de mantenimiento e inspecciones que estén concatenadas al manual
de diseño.
En el caso de una caja de cambios de turbina eólica, el RCM señala que la fase de diseño es
desmontar, acceder a los componentes principales y ensamblar, especialmente cuando se van
a realizar reparaciones dentro de la turbina (torre ascendente). En los diseños actuales de la
caja de cambios, la capacidad de las reparaciones de la torre está limitada no sólo por la falta
de competencias o herramientas, sino también debido a la dificultad de acceso y desmontaje
de los componentes principales. Los autores de este artículo argumentan que, aunque una
RCM no mejorará inmediatamente la calidad y otras propiedades de diseño del producto,
una buena alineación y retroalimentación de la implementación de RCM en el campo de
diseño definitivamente conducirá a las mejoras del producto a través del uso de datos de
experiencia real para producir modificaciones de diseño y rediseño. Los intentos de crear
35
una base de datos para los fallos de componentes de la caja de cambios de la turbina eólica
ya han comenzado por la caja de cambios fiabilidad colaborativa. Esto dependerá sin
embargo de cuánta información los operadores de turbina & los fabricantes están dispuestos
a compartir. Una alternativa es tener una base de datos de fallos internos, donde cada
fabricante de turbinas puede hacer un seguimiento de su campo O & M como lo haría para
su diseño y fabricación.
3° Conclusión
El concepto de RCM es bien conocido en muchas industrias, la industria eólica también
abarca esta técnica. En este trabajo se aplicó el pensamiento sistémico para comprender
cómo las interacciones e interfaces entre RCM y otros, las etapas del ciclo de vida del
producto pueden tener un efecto global en el cumplimiento de los objetivos del ahorro de
costes (Igba & Otros, 2013, pág. 822). Además, los autores han sido capaces de identificar
los vínculos importantes que existen entre un programa de RCM y otros sistemas de gestión
especialmente alineados con la estrategia de negocio. Estos hallazgos pueden resumirse,
utilizando el ciclo plan-do-check-act; en un marco más genérico aplicable a las industrias
orientadas a los activos.
36
2. CAPÍTULO 2: ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DEL PROCESO ACTUAL
En el presente capítulo se explicará a detalle los procesos de la compañía minera, se
puntualizará el campo de acción y se hará la descripción del problema. En la primera parte
de este capítulo se comentará acerca de la empresa (organización, misión, visión, principios,
etc.), en la segunda parte del capítulo se detalla los procesos principales de la empresa, en la
tercera parte se presenta la cadena de valor de la organización, en la cuarta parte se menciona
los volúmenes de producción, en la quinta parte se enfatiza en el campo de acción de la
problemática, en la sexta parte se refiere a la gestión de mantenimiento de la empresa y por
último se realizará la descripción del problema. El cual viene ocasionando incremento en los
costos de mantenimiento, disminución en los volúmenes de producción de cobre fino y
reducción en el ingreso económico de la empresa. De esta manera se concluye que el segundo
capítulo de nuestra investigación, nos permitirá dilucidar y centrarnos en el área en el cual
se presenta la problemática. En el siguiente subcapítulo se precisará los conceptos generales
de la compañía.
2.1 Descripción de la organización
El presente proyecto de tesis favorecerá a la empresa minera Chinalco, empresa subsidiaria
de Aluminum Corporation of China (Chinalco). En agosto del 2007, Chinalco adquirió la
totalidad de las acciones de Perú Copper Inc., dueña de Minera Perú Copper, ahora Minera
Chinalco Perú S.A, y el 5 de mayo del año siguiente (2008) se firmó el Contrato de
Transferencia de las concesiones y los activos mineros del proyecto Toromocho, uno de los
proyectos cupríferos más grandes del país. Chinalco inicia sus operaciones a finales del
2013, ubicado en el distrito de Morococha, provincia de Yauli, en la región Junín (Minera
Chinalco Perú, 2017).
Chinalco es el proyecto central de mayor magnitud para la Corporación de Aluminio China,
comprende una inversión de $4,800 millones entre una planta operando de $3,500 millones
y una ampliación próxima de $1,300 millones para el 2018, actualmente se procesa 117,200
toneladas diarias de mineral. La Casa Matriz lo toma como una plataforma fundamental de
adquisiciones, inversión, desarrollo y operación de minerales metales no ferrosos y
proyectos en el extranjero. A corto plazo se necesita fortalecer la gestión operativa, bajar
costos, aumentar ganancias, elevar la eficiencia, calidad, con la finalidad de completar la
capacidad del diseño. También estabilizar los procesos, mejorar y elevar los indicadores;
para alcanzar el propósito de “primero una operación con estabilidad y luego con índices
37
mejorados”. Con un grado del Concentrado superior al 19% y la meta de 21%; y mantener
una recuperación superior al 75% y un meta en más del 80%. Para ello el área de
Mantenimiento debe garantizar la disponibilidad y confiabilidad de los equipos en
cumplimiento a las necesidades de Operaciones (Shuwei, 2017).
2.1.1 Organigrama General
Figura 14 Organigrama
Elaboración propia
2.1.2 Misión, Visión y Principios
Misión
“Nuestra misión es contribuir al progreso local, nacional y global y al éxito de los
accionistas, a través de la cuidadosa y eficiente transformación de los recursos naturales.”
(Minera Chinalco Perú, 2017)
Visión
“Nuestra visión es ser reconocidos como una empresa minera de primer nivel debido a la
alta eficiencia y calidad de su gestión.” (Minera Chinalco Perú, 2017)
38
Valores de Chinalco
Figura 15 Valores empresa minera CHINALCO
Elaboración propia
2.2 Prioridades competitivas y estrategia de operaciones
El nuevo presidente de Minera Chinalco Perú, nombrado en junio de 2017, dio los
lineamientos estratégicos que seguirá la compañía para mejorar la producción y lograr las
metas establecidas. A continuación, se detallan los objetivos estratégicos de la compañía
(Shuwei, 2017).
Alcanzar los índices de operaciones
La base de ganancias todavía es débil
Reforzar la administración de la empresa
Incrementar la cultura organizacional
Del mismo modo, se puntualiza a continuación las metas de trabajo para mejorar las
operaciones del proyecto minero, las cuales fueron mencionadas en la carta de presentación
del nuevo presidente de minera Chinalco Perú (Shuwei, Minera Chinalco Perú: Política de
desarrollo sostenible, 2017).
39
Realizar tres trabajos en simultáneo; minar, blendear y desmontar al mismo
tiempo.
Fortalecer la gestión del plan de operación.
Estabilizar el proceso operativo de la planta y mejorar la fluctuación drástica de
los índices de la planta.
Formar un programa de optimización sistemático de todo el proceso, para
mejorar la recuperación del cobre.
Reajustar el organigrama y construcción del equipo.
En el siguiente punto, se precisa la política de desarrollo sostenible de la empresa minera
Chinalco Perú. La cual está firmada por el presidente y gerente general de la compañía, Luan
Shuwei. Además, son los principios que se compromete a cumplir la empresa y las directrices
que deben cumplir los empleados.
2.3 Política de Desarrollo Sostenible
Minera Chinalco está comprometido en realizar operaciones conservando la integridad,
seguridad, salud ocupacional y bienestar de las personas del área de influencia del proyecto
minero. Por lo cual se compromete a (Shuwei, Minera Chinalco Perú: Política de desarrollo
sostenible, 2017):
Cumplir y hacer cumplir las leyes y normas aplicables a nuestras operaciones.
Actuar de forma responsable, buscando minimizar cualquier impacto sobre el
ambiente.
Desarrollar y mantener el sistema de prevención y gestión de riesgos que protejan
la salud, la integridad y el bienestar de los colaboradores.
Llevar a cabo actividades de monitoreo para promover la mejora continua de los
procesos.
Escuchar a nuestros colaboradores, socios estratégicos y comunidades con el
objetivo de conocer sus necesidades, para que sean consideradas en el desarrollo
de nuestras actividades y generar relaciones sostenibles a largo plazo.
Contar y mantener la comunicación horizontal, abierta y transparente con todos
en general sobre el desempeño en materia de seguridad y salud ocupacional,
ambiente y comunidades.
40
Capacitar y entrenar a nuestros colaboradores para darles las competencias
necesarias y la oportunidad de crecer dentro de un ambiente de desarrollo e
innovación.
Asegurar que nuestros colaboradores y contratistas cumplan con las políticas y
prácticas ambientales, de salud, seguridad y de relaciones comunitarias de
nuestra empresa.
2.4 Mapa de proceso de la empresa
En el siguiente mapa de procesos tenemos una vista general de todos los macro procesos que
se realizan dentro de la empresa minera. Este mapa ayudará a comprender mejor la
interrelación de los procesos e identificaremos con facilidad a los propietarios del proceso,
actores que intervienen y las actividades que se desarrollan. Para reconocer rápidamente los
procesos se agruparán en procesos estratégicos, operativos y de apoyo. El presente trabajo
se enfocará en el proceso de Chancado (Línea de Chancado Primario).
Figura 16 Mapa de Proceso
Elaboración propia
Así mismo, se detalla en la siguiente ilustración el flujo que sigue el concentrado de cobre
dentro del proceso operativo de la compañía. Partiendo del mineral que se encuentra en la
mina, con una disponibilidad de 92.00%, chancado primario con una baja disponibilidad de
84.60%, molinos con 93.96%, seguido hasta la planta de filtros con una disponibilidad de
línea de 95.50% y finalmente el transporte del cobre fino en los vagones del tren. Con los
41
procesos intermedios de chancado, molienda, flotación, espesadores y filtrado que serán
detallados más adelante. Estos datos de disponibilidad, fueron obtenidos del reporte anual
2017, nos brindan información importante de la situación actual en la que se encuentra la
compañía minera y la razón por la cual el presente trabajo de investigación se centra en la
línea de chancado.
Figura 17 Diagrama de flujo del concentrado de cobre fino Minera Chinalco
Elaboración Propia
2.4.1 Proceso de Chancado Primario
La finalidad del proceso de chancado primario es reducir el tamaño del mineral proveniente
de la mina a un tamaño adecuado para su transporte a través de fajas transportadoras hacia
el stockpile (pila de almacenamiento). El circuito de chancado primario consiste en una
chancadora giratoria 60¨x113¨, un rockbreaker (excavador hidráulico), un apron feeder
(carro alimentador para minería) y tres fajas transportadoras con capacidad de 10,000
toneladas por hora.
42
Figura 18 Diagrama del circuito de Chancado Primario
Tomado de Departamento de Ingeniería de Chinalco
2.5 Volúmenes de Producción
La empresa cuenta con una mina de tajo abierto y una planta concentradora que procesa
117,200 toneladas diarias de mineral, la cual producirá durante 36 años de vida de la
operación. Chinalco estima que su mina de cobre Toromocho producirá 756,000 toneladas
de concentrados de cobre. De este volumen, se prevé que habrá 179,000 TMF (toneladas
métricas finas) contenidos en estos concentrados (Minera Chinalco Perú, 2017).
La planta concentradora cuenta con los siguientes procesos: Área de Chancadora primaria,
Área Transporte de Mineral, Área de Molinos SAG y de Bolas, Área de Flotación: Celdas
rougher y de limpieza, Área de Espesadores, Área de Relave, Área de Filtrado, y Área de
Transporte Final. Tanto el concentrado de cobre como el óxido de molibdeno son
transportados en ferrocarril al puerto de Callao. Para la producción se requiere suministros
tales como explosivos, cal, reactivos, bolas de molino, energía eléctrica, diésel, y repuestos
de equipos pesado y livianos de marca Caterpillar.
2.6 Análisis externo
Asimismo, se realizará el análisis PESTLE para determinar las tendencias y eventos externos
que pueden afectar a la compañía minera, las cuales están fuera de nuestro control. También,
se incluye el desarrollo del análisis de las cinco fuerzas de Porter para comprender la
competitividad del entorno de Chinalco.
43
2.6.1 Análisis PESTLE
El análisis PESTLE comprende los factores político, económico, sociocultural, tecnológico,
legal y ecológico. Este análisis funcional permite identificar los cambios del macro entorno
para aprovecharlos y diferenciarnos de la competencia para crear una ventaja competitiva.
Análisis Político:
La situación política en nuestro país afecta las decisiones de inversión y de consumo. La
incertidumbre política perjudica el crecimiento económico del Perú, de lo contrario el país
avanzaría hacia un PBI entre 4% y 5%. El desempeño de la actividad económica es bueno,
pero cuando los inversionistas observan el ruido político sienten temor sobre las decisiones
de inversión (Andina Agencia Peruana de Noticias, 2018). A ello se suma, la inestabilidad
del gobierno de turno con los constantes cambios que ejecuta respecto del titular del
ministerio de economía y finanzas (Kanashiro, 2018). Por otra parte, es muy frecuente el
tema de la corrupción en la sociedad peruana que las personas son tolerantes a su presencia.
El debilitamiento de la presencia del Estado en todo el territorio peruano no asegura los
bienes y servicios básicos que debería ofrecer a la población. Lo cual, explicaría la poca
confianza y credibilidad de las personas en las instituciones del estado. Como lo reporta el
Banco Mundial en los indicadores de gobernabilidad en el Perú, 1998, 2003, 2008 (Centro
Nacional de Planeamiento Estratégico, 2011).
Figura 19 Evolución de los indicadores de gobernabilidad en el Perú, 1998, 2003, 2008
Tomado de (Centro Nacional de Planeamiento Estratégico, 2011)
44
Análisis Económico:
Según las últimas declaraciones del embajador de la república popular China, de acuerdo
con el diario Gestión, el país asiático planea invertir 10,000 millones de dólares americanos
en proyectos en el Perú. Los cuales abarcarán el sector de energía y minas,
telecomunicaciones, construcción, infraestructura y finanzas. Eso debido a que el Perú es el
segundo productor mundial de cobre y la mayoría de éste va destinado al mercado chino,
convirtiéndolo en un socio comercial estratégico del Perú (Gestión, 2018). Por un lado, el
2017 se registró el menor crecimiento del PBI respecto de años anteriores, considerando que
se desaceleraron los sectores primarios como el sector minería. Además, los sectores no
primarios, como el sector comercio y servicios, registraron un crecimiento bajo, en parte
afectados por El Niño Costero. Por otra parte, el sector construcción se recuperó luego de
dos años de retracción, teniendo en cuenta la reactivación de la inversión privada y el gasto
público (Banco Central de Reserva del Perú, 2018, págs. 42-58).
Figura 20 PBI por sectores económicos
Tomado de (Banco Central de Reserva del Perú, 2018, págs. 42-58)
45
Hay que mencionar, además que, en 2017, el sol se valoró en un entorno de debilitamiento
del dólar a nivel internacional, ocasionado por el incremento de los precios de las materias
primas. A finales del mismo año, el sol se vio afectado por la incertidumbre política que se
vivía en ese momento. Aunque, a inicios del 2018, el sol estuvo afectado por los riesgos de
los mercados internacionales y la volatilidad de las bolsas de Estados Unidos (Banco Central
de Reserva del Perú, 2018, págs. 72-92).
Figura 21 Tipo de cambio
Tomado de (Banco Central de Reserva del Perú, 2018, págs. 72-92)
Finalmente, la expectativas globales son favorables por ejemplo: Japón, en el 2017,
incrementó su PBI y tiene el mismo panorama alentador al 2019; La economía en China
creció durante el año 2017, además mantiene el pronóstico de crecimiento del crédito y de
la inversión pública, por lo que se proyecta un desarrollo para 2019, para finalizar la
actividad económica de América Latina se mantuvo propicia casi en todos los países de la
región (Banco Central de Reserva del Perú, 2018, págs. 11-25).
Análisis Sociocultural:
De acuerdo con las proyecciones del Banco Interamericano de Desarrollo, el 60 % de la
población en el Perú finaliza la escuela secundaria, además el 25 % de la población se ubica
en el estrato socioeconómico de clase media. Estos indicadores muestran las mejoras que se
han implementado en cuanto a la reducción de la pobreza en nuestro país (Banco
Interamericano de Desarrollo, 2018).
46
Figura 22 Panorama Social
Tomado de (Banco Interamericano de Desarrollo, 2018)
Hay que mencionar, además que los pronósticos del Banco Mundial acerca de la tasa de
crecimiento anual de la población peruana son de 1.01%. Según la encuestadora Ipsos somos
alrededor de 32.16 millones de peruanos. También se estima que la población adulta en el
Perú, personas entre 21 a 59 años, representa el 51.1% de los peruanos. Esto quiere decir
que la población económicamente activa es más del 50 por ciento de la población (Gestión,
2018). Sin embargo, el último trimestre del 2017 e inicios del 2018, el INEI, reportó un
incremento en la tasa de desempleo de Lima Metropolitana, aproximadamente 382,000
personas buscaron trabajo (Gestión, 2018).
Análisis Tecnológico:
El 2016 entro en vigencia la Ley Nº 30309, la cual otorga hasta un 175% de descuento del
Impuesto a la Renta para las empresas que inviertan en gastos en investigación, desarrollo
tecnológico e innovación tecnológica (I+D+i) mediante proyectos desarrollados en el Perú.
El Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec) es quién
ayuda a los interesados a ingresar las solicitudes en la plataforma de SUNAT (Ley N°
30309).
47
Otro punto importante, es el avance de la utilización de las energías renovables. Empresas
internacionales como Enel y Greenergy lograron contratos en el país de energía solar y
eólica, las cuales se conectarán al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) y
aportarán 216 megavatios a la población (Gestión, 2016). Así también, es valioso mencionar
que Perú tiene uno de los costos más bajos de electricidad en la región. Esto debido a la
producción de energía mediante gas natural, hidroeléctricas y fuentes renovables. Esta
tendencia se mantendrá al 2020 según los pronósticos publicados en la revista Rumbo
Minero.
Figura 23 Costo de electricidad al 2020 (centavos de dólar por kWh)
Tomado de (Revista Rumbo Minero, 2015)
Análisis Legal:
En cuanto al factor legal, por un lado, el ministerio de energía y minas (MEM) expondrá un
proyecto de ley para modificar la norma actual de procedimientos mineros. El cual pretende
corregir y mejorar el actual reglamento. El primer punto, de esta propuesta, abarca la
promoción de inversiones y operaciones, con lo cual el ministerio busca promover nuevas
operaciones y viabilizar los nuevos proyectos. El segundo punto, está referido a la
sostenibilidad ambiental. Mientras que el tercer punto describe a la minería artesanal, con el
fin de promover la formalización minera. Finalmente, la cuarta medida busca el desarrollo
territorial, donde el Estado se acerca a la población en las zonas de influencia minera para
mejorar su condición de vida (Gestión, 2018). Por otro lado, la expectativa del próximo TLC
entre Perú y Australia, atrae a potenciales socios peruanos para considerar las oportunidades
que genera el acuerdo comercial. Además de abrir los mercados de cada país al disminuir
los impuestos a las exportaciones (Gestión, 2018).
48
Análisis Ecológico:
El factor ecológico es un punto importante que está tomado mayor relevancia, es por ello
que el ministerio del ambiente (MINAM) prepara un proyecto de ley para reducir el uso de
bolsas plásticas en los comercios. Del mismo modo, se impulsará el reciclaje de botellas
plásticas y disminuir el uso de envases de Tecnopor (Semana Económica, 2018). Por otra
parte, el impacto favorable en la salud de los peruanos que ha generado el ingreso del gas
natural evitando muertes prematuras, disminuyendo casos de asma, entre otros. Esto se debió
a la reducción de la emisión de los millones de toneladas de dióxido de carbono (GNV
Magazine, 2018). Hay que mencionar, además que se firmó un acuerdo de desarrollo entre
los pobladores de Morococha y sus autoridades. Con el cual se obtendrá un terreno a través
de un fondo social (Andina Agencia Peruana de Noticias, 2018).
2.6.2 Análisis cinco fuerzas competitivas de Porter
En este punto, se explica el análisis de las cinco fuerzas competitivas de Porter: rivalidad
entre competidores, poder de negociación de los proveedores, poder de negociación de los
clientes, amenaza de nuevos entrantes y amenaza de productos sustitutos. Este análisis
permite maximizar los recursos para superar a la competencia (Team FME, 2013).
Figura 24 Análisis cinco fuerzas de Porter
Fuente: Elaboración propia
49
2.7 Diagnóstico FODA
Luego de evaluar y analizar la gestión de activos, podemos decir como diagnóstico la baja
disponibilidad del circuito de chancado primario, recurrente en sus últimos cuatro años,
impactando de manera directa sobre la producción planeada.
Otro punto relevante, es el análisis FODA (Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y
Amenazas). El cual ayudará a consolidar el análisis del entorno externo e interno de la
compañía minera (Cadle, Paul, & Turner, 2014).
Tabla 8
Análisis FODA Chinalco
Fortalezas
El proyecto minero tiene una vida de operación de 36 años,
que asegura la compra de suministros y materiales.
Contratos a largo plazo con proveedores de energía eléctrica,
oxígeno y gas.
Ampliación del proyecto minero Chinalco para producir
300,000 TMF de cobre.
Políticas y sistemas de gestión económica orientados al
control de costos y márgenes, lo que genera buena salud
financiera.
Personal profesional especializado y con amplia experiencia.
Acceso al ferrocarril central del Perú para enviar el mineral.
Oportunidades
Incremento de la expansión urbana a todo nivel de estrato
socioeconómicos.
Crecimiento de la economía reflejado en nuevas licitaciones
y proyectos mineros.
Existen mercados extranjeros importantes (Japón, México,
Brasil) con los cuales se puede negociar la venta del cobre.
Acuerdo de TLC con Australia.
Contar con los repuestos críticos en almacén.
Ampliar la capacidad productiva de la planta concentradora.
Mejorar el reglamento minero para incluir la opinión de las
comunidades y garantizar la sostenibilidad ambiental.
Bajo costo de energía eléctrico
Crecimiento de la economía de China, con el consiguiente
incremento de la demanda de cobre.
Ley Nº 30309 otorga descuento del Impuesto a la Renta para
las empresas que inviertan en gastos en investigación,
desarrollo tecnológico e innovación tecnológica.
50
Debilidades
Deficiente subproceso de abastecimiento debido al bajo nivel
de inventario de repuestos críticos.
Insuficiente proceso operativo por baja disponibilidad de la
línea de chancado
Déficit de contratación de empleados ocasiona que personal
técnico en cargos administrativos con poca experiencia en el
rubro.
Falta de un programa de capacitación especializada. No se
tiene implementada líneas de carrera.
Deficiente planificación de operaciones genera
incumplimiento de las metas de gestión (producción, ventas,
disponibilidad).
Deficiente mantenimiento en paradas de equipos por
reparaciones no programadas.
Insuficiente Planeamiento.
Amenazas
Riesgo de caída del precio internacional del cobre.
Caída de energía por falla eléctrica atmosférica.
Mayor regulación por aspectos ambientales.
Marco regulatorio que restringe la gestión de la Empresa.
Falta de personal especializado debido a la alta demanda del
mercado laboral.
Ingreso de nuevas compañías mineras al mercado.
Inestabilidad política del país.
Elevado nivel de corrupción en la sociedad peruana, el cual se
refleja en el debilitamiento del Estado de no asegurar los
bienes y servicios básicos a la población.
Nota: Elaboración propia
2.8 Cadena de Valor
En este punto se analizará los procesos que se realizan en la compañía minera y las
interacciones que tienen. De este modo se ordenarán en actividades primarias y de soporte.
Como se aprecia en el gráfico, una de las actividades primarias de la cadena valor es
operaciones. La cual implica todas las etapas del proceso de obtención de cobre fino,
asimismo se muestran las demás actividades que soportan la cadena de valor de la empresa
minera.
51
Figura 25 Cadena de Valor
Elaboración Propia
2.9 Campo de acción en la organización objetivo
Minera Chinalco Perú S.A.C, está a cargo del proyecto Toromocho, ubicado en el distrito de
Morococha, provincia de Yauli, en la región de Junín. La principal actividad es la obtención
de cobre, el cual involucra procesos tales como chancado, molienda, flotación y
espesamiento. El presente trabajo está centrado en la línea de chancado primario, el cual
tiene como objetivo principal reducir el tamaño del mineral recibido de mina. Además, de
acuerdo al último reporte anual 2017, la línea de chancado primario es la que presenta menor
disponibilidad dentro de todo el circuito de obtención de cobre. Por lo tanto, el presente
trabajo ayudará a mejorar la disponibilidad de la línea de chancado primario utilizando un
modelo de gestión de mantenimiento acorde a las necesidades de la compañía. La línea de
chancado primario está compuesta de las siguientes etapas y equipos:
Descarga y Recepción de Mineral:
El mineral extraído de mina es trasladado a través de camiones de 345t hasta el edificio de
chancado, donde es descargado en el dump hopper de 700t de capacidad útil, ubicado en la
parte superior de la chancadora, el dump hopper está diseñado para recibir 2 camiones y
mantener abastecida a la chancadora primaria, que cuenta con una zona de descarga.
52
Figura 26 Descarga de Material
Tomado de Chinalco
La zona de descarga tiene dos semáforos locales que permiten controlar el ingreso y descarga
de los camiones, sus luces indican el inicio del procedimiento de descarga del camión y
envían la señal al sistema PAS que proporciona una salida interlock para activar 2 alarmas
sonoras.
Cada semáforo cuenta con 2 indicadores luminosos: uno roja y uno verde. En caso de que la
chancadora se detenga, un interlock activa la luz roja en ambos semáforos para deshabilitar
la descarga de camiones.
El semáforo es operado manualmente por el operador de sala de control de chancado
primario. A continuación, las acciones que el operador del camión debe realizar de acuerdo
a las luces del semáforo en la zona de descarga al dump Hopper.
El equipo Rock Breaker (200-RB-001) se encuentra sobre una base de concreto, en la parte
superior lateral media del dump hopper y tiene una amplitud sobre toda el área. El rock
breaker reduce el tamaño de mineral para una adecuada alimentación de la chancadora
primaria.
53
Figura 27 Rock Breaker
Tomado de Chinalco
El equipo Jib crane (200-CN-001) se utiliza para trabajos de mantenimiento, el cual está
instalada sobre una base de concreto en una de las esquinas del dump hopper. Este equipo
está diseñado para remover los componentes de la chancadora primaria durante su
mantenimiento.
Figura 28 Jib Crane
Tomado de Chinalco
Reducción de tamaño en Chancado Primario:
El chancado primario tiene como objetivo reducir el tamaño de mineral como primera etapa
de operación de la concentradora, inicia con la liberación del mineral y reduce los costos de
energía en la molienda. El mineral que se encuentra en el dump Hopper alimenta a la
chancadora con un tamaño (F80) de 630 mm, el cual se reduce a un tamaño de 180 mm
54
(P80), siendo este, el producto de la fragmentación primaria, que es descargado al surge
pocket de 700t de capacidad útil. La chancadora es accionada por un motor eléctrico de
1,000HP, con una capacidad de tratamiento nominal de 6,511 t/h. La reducción del tamaño
del mineral, se debe al movimiento excéntrico realizado por el eje principal (main shaft)
dentro de la cámara de chancado. Conforme la carga se acerca a los cóncavos (paredes de la
cámara de chancado), el mineral queda atrapado entre éstos y el manto y los trozos de
mineral se fracturan y posteriormente se rompen.
La chancadora está equipada con los siguientes sistemas:
Sistema de lubricación de la araña (200-LU-003), proporciona suministro de grasa para
lubricar el buje de la araña en la parte superior de la chancadora.
Sistema de lubricación (200-LU-001) que protege y enfría las partes internas de la
chancadora en movimiento.
El sistema hidráulico de elevación de poste para la apertura o regulación del setting
(Hydroset).
Sistema de sello de polvo de la chancadora, con su equipo el soplador (200- GB-001),
presuriza el buje excéntrico exterior para evitar la entrada de polvo.
Motor principal de la chancadora. El accionamiento principal de la chancadora que hace
girar el poste (manto).
Figura 29 Chancado
Tomado de Chinalco
55
Transporte de Mineral Grueso:
El transporte de mineral grueso se inicia en el apron feeder (200-FE-001) que extrae el
mineral del surge pocket, descargando el mineral sobre la faja de transferencia (200-CV-
001) de dimensiones 2.4 m de ancho y 48 m de longitud, que alimenta a la faja de traspaso
(200-CV-002) de dimensiones 2.4 m de ancho y 371 m de longitud, para que finalmente
descargue el mineral a la faja overland (200-CV-003) de 1.8 m de ancho y 5,190 m de
longitud, descargando el mineral en el stock pile a razón de 5,251 t/h.
Figura 30 Faja No1 200-CV-001
Tomado de Chinalco
Figura 31 Faja No2 200-CV-002
Tomado de Chinalco
56
Figura 32 Faja No3 200-CV-003
Tomado de Chinalco
Almacenamiento de Mineral Grueso:
El stock pile es alimentado por la faja overland, el mineral triturado tiene un P80 de 180 mm,
el almacenamiento de mineral grueso en el stock pile tiene dimensiones de 55 m de alto,
145.8 m de diámetro en su base, una capacidad viva de 54,000t y una capacidad de
almacenamiento total de 508,000t, como respaldo para la continuidad de las operaciones de
los equipos aguas abajo. Se cuenta con un switch de nivel, el cual indicará una alarma en la
estación de control local (LCS) cuando se llene hasta un nivel alto, y también se tendrá un
sensor de nivel el cual indicará el nivel del stockpile en la estación de control local.
Figura 33 Stockpile
Tomado de Chinalco
57
2.9.1 Diagrama de Análisis del proceso de la Línea de Chancado Primario
En el diagrama adjunto se detalla cada evento de la línea de chancado primario, las
operaciones, transporte, inspecciones, demoras y almacenamiento. De esta manera se tendrá
claro todos los pasos que tiene el proceso y cómo interactúan los equipos en la línea de
chancado. Así se podrá diferenciar cada etapa dentro del proceso.
Figura 34 Diagrama de análisis del proceso
Elaboración Propia
2.9.2 Organigrama del departamento de mantenimiento
La organización del departamento de mantenimiento de Chinalco es descentralizada debido
a que existe un departamento de Mantenimiento para equipos de mina que reportan a la
Vicepresidencia de Mina; mientras que existe otra área de Mantenimiento para las
instalaciones de planta que reportan a la Vicepresidencia de Procesos. En consecuencia, los
objetivos de producción son prioridad para la compañía antes que los objetivos de
mantenimiento.
58
Figura 35 Organigrama del departamento de mantenimiento
Elaboración Propia
2.10 Procedimientos actuales de mantenimiento
El departamento de mantenimiento al ser un área descentralizada necesita definir la
estrategia a seguir para alcanzar el objetivo principal del departamento, el modelo actual es
el mantenimiento es el planificado con muchos correctivos no programados por ello se quiere
implementar en la gestión de activos la confiabilidad mixta con RCM. Además, se contará
con objetivos secundarios que apoyarán a cumplir el objetivo principal del departamento y
cada uno tendrá un indicador de control para monitorear el estado del objetivo.
59
Figura 36 Cuadro de mando integral
Elaboración Propia
Como se puede apreciar en el cuadro anterior, se tiene énfasis en reducir los costos generados
por mantenimiento, tanto por el uso de sus propios recursos como de terceros.
2.10.1 Indicadores de Mantenimiento
Se desarrolla el detalle del Balance Scorecard de la ilustración anterior. En la siguiente tabla
se presenta la descripción del semáforo que se asigna a cada uno de los indicadores.
Tabla 8
Leyenda de semáforos para Balance Scorecard
Semáforo Descripción
Bueno
Proceso
Malo
Nota: Tomado de Departamento de Operaciones de
Chinalco
60
Perspectiva Financiera: Objetivo / Indicador
En la siguiente tabla se detalla los indicadores que la empresa minera emplea para controlar
el departamento de mantenimiento en referencia a la perspectiva de finanzas. De los cuales
dos de ellos están centrados en reducir costos ocasionados por mantenimiento.
Tabla 9
Objetico/Indicador perspectiva finanzas
Perspectiva
Objetivos
Definición Nombre Fórmula de
Indicador Unidades Frecuencia
Finanzas
Reducir costos de
mantenimiento
Costo de
mantenimiento por
tonelaje chancado
Costo de
mantenimiento
/ Total volumen
producción
US$ /
Tonelaje
chancado
Mensual
Reducir costos de
subcontratación
de
mantenimiento
Costo
mantenimiento
externo versus
costo total
Costo
Contratistas /
Costo
Mantenimiento
Total
% Mensual
Seleccionar
proveedores con
buena calidad y
bajo precio
Costo
mantenimiento
versus Costo Total
de Producción
Costo
mantenimiento/
Costo Total de
Producción
US$ / Mes Mensual
Nota: Elaboración Propia
Perspectiva Cliente Interno: Objetivo / Indicador
En la siguiente tabla se detalla los indicadores que la empresa emplea para controlar el
departamento de mantenimiento en referencia a la perspectiva de cliente interno. En este
punto, la empresa minera puntualiza su control en la disponibilidad de la línea de chancado
primario y verificar el tiempo promedio entre las fallas de operación de la línea de chancado.
61
Tabla 10
Objetico/Indicador cliente interno
Perspectiva Objetivos
Definición Nombre Fórmula de Indicador Unidades Frecuencia
Cliente
interno
Aumentar la
capacidad
productiva
Disponibilidad
operacional de
planta
Horas disp-Horas de
mantto/ Horas
disponible
% Mensual
Garantizar plazos
de entrega, reducir
los tiempos medios
entre averías
Tiempo Medio
entre fallas de
operación.
MTBF tiempo Mensual
Aumentar
confiabilidad en la
chancadora
primaria
%
Confiabilidad
%Disponibilidad x
%Productividad x
%Calidad
% Mensual
Nota: Elaboración Propia
Perspectiva Proceso Interno: Objetivo / Indicador
En la siguiente tabla se detalla los indicadores que la empresa emplea para controlar el
departamento de mantenimiento en referencia a los procesos internos del departamento. Un
punto crítico de esta perspectiva es el seguimiento del tiempo medio para entregar los
mantenimientos, el cual se realiza mensualmente.
Tabla 11
Objetico/Indicador perspectiva procesos internos
Perspectiva
Objetivos
Definición Nombre Fórmula de
Indicador Unidades Frecuencia
Procesos
Internos
Garantizar la
ejecución del
Mantenimiento
Preventivo
Numero órdenes de
mantenimiento
preventivos ejecutadas
con respecto al total
programado
OT
programadas /
OT ejecutadas
% Mensual
Disponer mayor
autonomía en las
reparaciones de
equipos
Horas - hombre externo
mantenimiento control
frente a total horas-
hombre mantenimiento
control
H-H externo/
H-H
mantenimiento
% Mensual
Reducir duración
de averías
Tiempo total para
restaurar/n° de fallas MTTR tiempo Mensual
Nota: Elaboración Propia
62
Perspectiva de Aprendizaje y Crecimiento: Objetivo / Indicador
En la siguiente tabla se detalla los indicadores que la empresa emplea para controlar el
departamento de mantenimiento en referencia a la perspectiva de aprendizaje y crecimiento
del departamento de mantenimiento.
Tabla 12
Objetico/Indicador perspectiva aprendizaje y crecimiento
Perspectiva
Objetivos
Definición Nombre
Fórmula de
Indicador Unidad Frecuencia
Aprendizaje
y
crecimiento
Mejorar la formación
de personal técnico
en tareas preventivas
Porcentaje de técnicos
formados por el
fabricante en tareas
preventivas
Horas de
Capacitación
al mes
% Mensual
Formar al personal
técnico en procesos
de planta
Porcentaje de técnicos
formados en procesos
de planta
Horas de
Capacitación
al mes
% Mensual
Capacitar al personal
en el nuevo decreto
supremo DS 024-
2016EM
Porcentaje de
asistencia.
Horas de
Capacitación
al mes
% Mensual
Instruir al personal
técnico en el proceso
y operación de la
línea equipos críticos
Porcentaje de personal
técnico formado en el
proceso y operación
de equipos críticos
Horas de
Capacitación
al mes
% Mensual
Nota: Elaboración Propia
2.10.2 Gestión actual de mantenimiento
El departamento de mantenimiento de la empresa sigue el siguiente flujo para los
requerimientos de actividades de mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo. Se
planifican las actividades de mantenimiento de acuerdo a la demanda que tienen las tareas,
después de ello se realiza la programación de las actividades para luego ejecutar la tarea de
mantenimiento. Para finalizar el ciclo de gestión de mantenimiento, se realiza a cada tarea,
el cierre de la orden y analiza lo planificado y real de cada actividad. Lo mencionado, se
refleja en las siguientes ilustraciones.
63
Figura 37 Gestión actual de mantenimiento
Tomado de Minera Chinalco Perú
Figura 38 Flujo del proceso de gestión mantenimiento
Tomado de Minera Chinalco Perú
2.10.3 Información Histórica 2015 Minera Chinalco y Competencia
Figura 39 Producción TMF de cobre 2015
Tomado de (Ministerio de Energía y Minas, 2017)
64
Figura 40 Distribución mensual de producción TMF de cobre 2015
Elaboración propia
Según el gráfico, Chinalco tuvo buen ritmo de producción de toneladas métricas finas
durante el 2015, sobretodo en la segunda mitad del periodo. Sin embargo, en comparación
con los principales productores de cobre del país le falta ampliar su capacidad de producción
para competir con ellos.
2.10.4 Información Histórica 2016 Minera Chinalco y Competencia
Figura 41 Producción TMF de cobre 2016 primer semestre
Tomado de (Ministerio de Energía y Minas, 2017)
65
Figura 42 Distribución mensual de producción TMF de cobre 2016
Elaboración propia
El primer semestre del 2016, de acuerdo con el gráfico, minera Chinalco bajó su producción
de toneladas métricas finas de cobre en comparación al mismo periodo del año anterior. Y
sus competidores incrementaron la producción de cobre en el mismo periodo, según el
Ministerio de Energía y Minas.
2.10.5 Proyecciones Futuras de TMF de cobre 2016-2018
De acuerdo con el último reporte de inflación, emitido por el BCRP en junio: “…Los
anuncios de proyectos de inversión privada para el período 2016 – 2018 alcanzan US$ 33,8
mil millones, distribuidos en una muestra de 229 proyectos... En el primer trimestre de 2016,
las inversiones en el sector minero, según información del Ministerio de Energía y Minas,
ascendieron a US$ 1 014 millones, lo que representa una reducción de 44,1 por ciento con
respecto a similar período del año previo.” (Banco Central de Reserva del Perú, 2016, págs.
25-40).
La producción del cobre en el primer trimestre de 2016 creció 54.2%, para el 2017 y 2018
se espera un incremento en la producción de cobre debido a la expansión de las minas y a
los nuevos proyectos mineros. De acuerdo con el siguiente gráfico, tomado del reporte de
inflación del BCRP junio 2016, la proyección de producción de cobre para Minera Chinalco
(Toromocho) son 192 y 200 miles de TMF para los años 2017 y 2018 respectivamente.
66
Figura 43 Producción de cobre
Tomado de Reporte de Inflación junio 2016 BCRP
Como se puede apreciar en las referencias del Ministerio de Energía y Minas, y BCRP los
pronósticos en relación a la producción de cobre son positivas, además se prevé el aumento
de capacidad de producción de cobre de la compañía minera Chinalco. Por tanto, el problema
que viene presentando la empresa minera Chinalco de baja disponibilidad, de la línea de
chancado primario, según se muestra en la siguiente ilustración, no es favorable para
aprovechar las perspectivas presentadas. Asimismo, la baja disponibilidad de la línea de
chancado ocasiona que no se cumpla con las metas de producción de cobre fino. Para el
análisis de los resultados obtenidos de disponibilidad de la Chancadora Primaria
presentamos tablas, gráficos y medidas estadísticas de las paradas de línea y detenciones de
la chancadora primaria de Chinalco.
Figura 44 Disponibilidad
Tomado de Minera Chinalco
67
El 2015, la meta de disponibilidad fijada por la empresa para la línea de chancado fue 83.4%
y se obtuvo al finalizar el periodo una disponibilidad anual de 87.6%, cumpliendo lo
proyectado por la empresa. El 2016, la meta de disponibilidad fue de 92.7% y se obtuvo una
disponibilidad de 90.7% al terminar el año, en este periodo no se cumplió con lo proyectado.
En el 2017 la meta trazada es de 92.5% en promedio para todo el periodo y la disponibilidad
promedio fue de 84.6% no cumpliendo los objetivos de la empresa, luego el 2018 la meta
fue de 90.0% en promedio y la disponibilidad promedio fue de 88.8%, no cumpliendo con
los objetivos estratégicos de la empresa y finalmente para el 2019 se dispuso la meta de
90.6% y alcanzó 88.9%, no cumpliéndose por cuarto año consecutivo.
Los valores porcentuales anteriormente mencionados se corroboran con la información que
publica el BCRP en sus notas informativas, de acuerdo al siguiente gráfico, en el cual se
aprecia que en el periodo 2016, la producción cobre fino disminuyó 8% en relación al
periodo 2015. Sin embargo, las proyecciones para el periodo 2017 y 2018 continúan con
pronóstico favorable.
Es por ello, que el presente trabajo busca mejorar la disponibilidad de la línea de chancado
para cumplir con la producción de cobre fino proyectado por la empresa minera, a través de
un modelo de gestión de mantenimiento que permita eliminar y/o reducir las causas que
originan el problema de disponibilidad.
Figura 45 Producción de cobre
Tomado de Nota Informativa 2019 BCRP
68
2.10.6 Efectos de la problemática
Como se mencionó anteriormente, la baja disponibilidad de la línea de chancado está
ocasionando que la empresa no logre las metas de producción de cobre fino del 2017 al 2019.
En la siguiente Ilustración se muestra la producción de cobre fino de los periodos 2016 al
2019.
Figura 46 Producción de TMF Cobre 2016
Elaboración propia
La producción de toneladas métricas finas de cobre durante el 2016, según el gráfico anterior,
tuvo dos puntos críticos de producción de cobre en todo el año, los cuales se presentaron en
abril y setiembre. Estos meses fueron posteriores, a los que el departamento de
mantenimiento, programa las paradas mayores de la línea de chancado. Del total de meses
del 2016, en solo 4 meses se llegó a la meta de producción proyectado por la empresa.
Tabla 13
Producción de cobre 2016
Real 2016
TMF
Meta 2016
TMF
168,375 187,549 (19,174)
Nota: Elaboración propia
12
,39
8
8,7
79
10
,23
1
12
,77
8
13
,86
4
15
,75
1
11
,19
1
14
,85
5
12
,94
3
15
,68
4
16
,34
0
23
,56
1
100% 100%
82%
72%
92%
105%
93%80% 73% 83%
98%
107%
12,351
8,779
12,496
17,690
15,138 15,039
12,079
18,597 17,827
18,886
16,658
22,009
-
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
CHINALCO COBRE FINO 2016
REAL Tons CUMPLIMIENTO % META Tons
69
Al finalizar el periodo 2016, se alcanzó una producción de 168,375 TMF dejando de
producirse 19,174 TMF para alcanzar la meta anual de 187,549 TMF.
Figura 47 Producción de TMF Cobre 2017
Elaboración propia
De acuerdo con el gráfico anterior, los meses de febrero y setiembre fueron los más críticos
para la producción de cobre fino. En febrero, la disminución de la producción se debió
principalmente a problemas en la faja N° 3 de la línea de chancado y en setiembre, a
diferentes eventos ocurridos en los equipos de la línea de chancado.
Figura 48 Producción de TMF Cobre 2018
Elaboración propia
13
,70
0
9,8
19
14
,81
4
14
,33
7
18
,61
8
19
,90
9
14
,71
6
18
,71
2
12
,60
7
17
,04
0
19
,09
0
21
,34
1
12,785 13,33114,600
17,35816,471
20,028
14,222 13,805
16,695 15,836 16,50518,705
107%74%
101%
83%
113% 99%103%
136%
76%
108% 116% 114%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
CHINALCO COBRE FINO 2017
REAL Tons META Tons CUMPLIMIENTO
15
,29
6
17
,29
3
14
,47
0
17
,94
5
18
,24
1
18
,99
3
14
,30
8
17
,08
5
15
,18
6
20
,96
6
21
,40
8
17
,10
8
96%104% 99% 102% 98% 102% 98%
104%113% 109%
115%
81%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
CHINALCO COBRE FINO 2018
REAL Tons META Tons CUMPLIMIENTO
70
De acuerdo con el gráfico anterior, los meses de enero, mayo y julio fueron los meses que
no cumplieron la producción de cobre fino. En enero la disminución de producción se originó
principalmente por fallas en el arranque de la faja overland; asimismo en mayo y julio,
también ocurrieron eventos en los equipos de la línea de chancado en el momento de
arranque del circuito.
Figura 49 Producción de TMF Cobre 2019
Elaboración propia
La producción de toneladas métricas finas de cobre durante el 2019, según el gráfico anterior,
tuvo dos puntos críticos de producción de cobre en todo el año, los cuales se presentaron en
los meses de setiembre y noviembre. Estos meses fueron posteriores, a los que el
departamento de mantenimiento, programa las paradas mayores de la línea de chancado. En
los últimos meses del año no se alcanzó la meta de producción proyectada.
Tabla 14
Producción de cobre 2019
Real 2019
TMF
Meta 2019
TMF
190,014 194,242
(4,228)
Nota: Elaboración propia
12
,34
1
13
,89
0
9,9
41
17
,41
2
16
,61
1
16
,53
1
14
,82
3
17
,58
5
14
,16
5
17
,03
7
17
,55
6
22
,12
3
11,77014,401
10,823
16,105 16,46118,731
11,98513,144
18,427 18,61619,787
23,992
105%96% 92%
108%101%
88%
124%134%
77%
92% 89% 92%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
CHINALCO COBRE FINO 2019
REAL Tons META Tons CUMPLIMIENTO
71
Debido al incumplimiento de producción de toneladas métricas finas, el cual se detalló en
los gráficos anteriores, durante el periodo 2016 la empresa minera dejó de percibir alrededor
de 94.8 millones de dólares por no lograr la producción de cobre fino proyectado, lo que
representa 10% del total de ingresos proyectados, siendo el precio promedio por tonelada
durante ese año de US$ 4942, tal como se aprecia en la siguiente ilustración.
Figura 50 Ventas de cobre fino 2016
Elaboración propia
Asimismo, al no alcanzar la meta de producción del periodo 2019, la empresa dejó de
percibir alrededor de 26 millones de dólares, representando el 2% de las ventas brutas
proyectadas por la venta de cobre fino, siendo, el precio promedio por tonelada de US$ 6171,
tal como se observa en la siguiente ilustración.
Figura 51 Ventas cobre fino 2019
Elaboración propia
$832,109,250 $926,867,158
$94,757,908
0
200,000,000
400,000,000
600,000,000
800,000,000
1,000,000,000
1
Ingresos (Milllones de US$) por ventas brutas de cobre
fino 2016
US$ Real US$ Proyectado US$ Perdida
100 %90 % 10 %
$1,172,576,394.00 $1,198,667,382
$26,090,988
0
200,000,000
400,000,000
600,000,000
800,000,000
1,000,000,000
1,200,000,000
1,400,000,000
Ingresos (Millones de US$) por ventas brutas de
cobre fino 2019
US$ Real US$ Proyectado US$ Perdida100 %98 % 2 %
72
De acuerdo a lo mencionado, se concluye que no estamos cumpliendo con la meta de
disponibilidad de la línea de chancado proyectada por la empresa. Por ello se plantea un
modelo de gestión de mantenimiento que nos permita mejorar la disponibilidad del circuito
de chancado primario y transporte de mineral.
2.10.7 Análisis de Causa – Efecto. Diagrama Ishikawa
Luego de conocer el problema actual que viene presentando la empresa minera, el cual se
originó en la línea de chancado primario, se detallará las causas que ocasionaron el problema.
Para ello se empleará los datos de las detenciones de la línea de chancado, los cuales están
almacenados en forma histórica en el software de registro de eventos RMES (Ver anexo).
Tabla 15
Detenciones de la línea de chancado
Detenciones en la línea de chancado primario por faja overland
Problema: Baja disponibilidad de la línea de chancado
Item Causa Horas
M1 Alta vibración en faja No 3 64.49
M2 Falla en comunicación lógica 64.41
M3 Falla en los sistemas hidráulicos 63.32
M4 Defectuoso sistema de aterramiento 42.34
M5 Falla en polines de carga 30.59
M6 Desgaste de pastillas de frenado 23.02
M7 Falla prematura en polines de retorno 16.85
M8 Falla de rodillos 15.58
M9 Falla en UPS 5.74
M10 Falla en contactores 4.79
M11 Desgaste de vplow 4.52
M12 Falla en polines de impacto 4.28
M13 Desgaste de liners en chutes de transferencias 3.78
M14 Falla en reductores CST 3.42
M15 Falla en arrancadores 3.22
M16 Demora en proceso de compras 3.20
M17 Falla en motor eléctrico 3.08
M18 Falla en tarjeta electrónica 2.84
M19 Falla en bastidores 0.89
Total, de averías en un año 356.62
Nota: Elaboración propia
73
Luego, se agrupará los eventos mencionados, de la lista anterior, en un diagrama Ishikawa
para organizar las causas y presentarlos de acuerdo al campo que correspondan según la
metodología. Así también, se realiza un análisis causa raíz con el fin de encontrar las causas
que están ocasionando la baja disponibilidad de la línea de chanchado ocasionado por la faja
overland. A continuación, se muestra el diagrama causa – raíz del problema:
Figura 52 Diagrama causa-raíz
Elaboración propia
2.10.8 Diagrama Pareto
La priorización de las causas raíces del problema de baja disponibilidad de la línea de
canchado, se utilizó el diagrama de Pareto, mediante el cual se evalúa a cada una de ellas en
base a la frecuencia con la que se presentan e impacto que ocasionan. En seguida, se muestra
la tabla de priorización de causas.
Alta vibración en faja No 3 Demasiada Polución
Personal insuficiente MDP Falla de comunicación en equipos
Falla de los sistemas hidráulicos Temperatura baja -10°C
Compras erradas Defectuoso sitema de aterramiento
Falla en sensores electrónicos Falta de orden y limpieza
Falla en los pull cord
Caída de rayos Alerta Roja
Personal contratista con alta rotación Falla en drivers
Demoras por reparacion de Deficiente planeamiento
Pésima calidad de repuestos equipos por fallas inprevistas
Falta de comunicación con Demora en proceso de compras
Desgaste prematuros de polines y liners. operaciones para entrega
de equipos.
Tareas no programadas
Falta de stock en almacen
Repuestos criticos Mejorar actividades en el SAP
Variabilidad de proveedores
Deficiente mantenimiento Predictivo Activar el programa de PMS
ANALISIS DEL PROCESO ISHIKAWA
MANO DE OBRA MÁQUINA Y
EQUIPO
MEDIO
AMBIENTE
MATERIALES MANTENIMIENTO MÉTODO
Baja Disponibilidad del Circuito de
Chancado Primario
74
Tabla 16
Priorización de causas
Causas principales de las
detenciones en la línea de
chancado primario
Frecuencia
(Horas)
Porcetaje
acumulado
Frecuencia
acumulada 80-20
M1 Alta vibración en faja No 3 64.49 18% 64.49 80%
M2 Falla en comunicación lógica 64.41 36% 128.90 80%
M3 Falla en los sistemas hidráulicos 63.32 53% 192.22 80%
M4
Defectuoso sistema de
aterramiento 42.34 65% 234.56 80%
M5 Falla en polines de carga 30.59 74% 265.15 80%
M6 Desgaste de pastillas de frenado 23.02 80% 288.16 80%
M7 Falla prematura, polines retorno 16.85 85% 305.01 80%
M8 Falla de rodamientos 15.58 89% 320.59 80%
M9 Falla en UPS 5.74 91% 326.33 80%
M10 Falla en contactores 4.79 92% 331.12 80%
M11 Desgaste de vplow 4.52 93% 335.64 80%
M12 Falla en polines de impacto 4.28 94% 339.92 80%
M13 Desgaste de liners en chutes 3.78 95% 343.70 80%
M14 Falla en reductores CST 3.42 96% 347.11 80%
M15 Falla en arrancadores 3.22 97% 350.34 80%
M16 Demora en proceso de compras 3.20 98% 353.54 80%
M17 Falla en motor eléctrico 3.08 99% 356.62 80%
M18 Falla en tarjeta electronica 2.84 100% 359.46 80%
M19 Falla en bastidores 0.89 100% 360.35 80%
356.6 5603.21
Nota: Elaboración propia
Mediante la gráfica de Pareto, mostramos el análisis de criticidad de las causas del problema
y se determina priorización de las causas a solucionar. Según el gráfico de priorización de
causas se puede llegar a la conclusión de que las causas más importantes son:
Alta vibración en la faja No 3 (M1).
Falla de comunicación lógica en equipos (M2).
Falla de los sistemas hidráulicos (M3).
Defectuoso sistema de aterramiento (M4).
Falla en polines de carga (M5).
Desgaste en pastillas de freno (M6).
Falla prematura de polines de retorno (M7).
Falla de rodamientos (M8).
75
Las soluciones que se van a proponer deben eliminar las causas mencionadas anteriormente.
Figura 53 Diagrama Pareto priorización de causas
Elaboración propia
Para respaldar las causas más importantes identificadas en el análisis anterior, se presenta
información resumida de los eventos y paradas de línea de chancado, registrados en el
software RMES de los periodos 2016 y 2017.
2.10.9 En relación al periodo 2016
Durante el periodo 2016 se registraron eventos que ocasionaron las paradas de línea, de los
cuales, el 34% se debió a operaciones y 66% se originó por mantenimiento. El detalle de las
paradas de línea durante el periodo 2016, se detallan en la siguiente ilustración.
64.49 64.41 63.32
42.34
30.59
23.02
16.8515.58
5.74 4.79 4.52 4.28 3.78 3.42 3.22 3.20 3.08 2.840.89
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19
Distribución de causas por detenciónes en la Línea de Chancado
Series1 Series2 80-20
76
Figura 54 Distribución de detenciones del periodo 2016
Elaboración propia
Se identificó los principales modos de detención en la línea de chancado primario en el
periodo 2016 y se empleó el diagrama de Pareto para reconocer cuales son las paradas de
línea más recurrentes.
Figura 55 Paradas de línea 2016
Tomado de Minera Chinalco
DDL15%
DO12%
DONP, 7%
MCE16%
MCI19%
MCM15%
MP16%
DISTRIBUCIÓN DE DETENCIÓN OPERACIONES - MANTENIMIENTO 2016
Operaciones 34 %Mantenimiento 66 %
MCM : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Mecánico MCE : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Eléctrico MCI : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Instrumentación
MP : Detenciones por Mantenimiento Preventivo DONP : Detenciones por Operaciones Correctivo DO : Detenciones por Operaciones Programado DDL : Detenciones por Operaciones Detenciones en Línea
77
Figura 56 Frecuencia de modo de detención de línea
Elaboración propia
Figura 57 Distribución por modo de detención de línea de chancado 2016
Elaboración propia
Del gráfico se observa que los modos de detención MCI, MP, MCM y MCE representan el
65,85% de las detenciones originadas en el periodo 2016. Estas detenciones corresponden a
eventos ocurridos cuyos motivos están relacionados con la gestión de mantenimiento.
Así mismo, se realiza un gráfico indicando la distribución de las paradas de línea debido a
los equipos que conforman la línea de chancado, que permita determinar que equipos, dentro
de la línea de chancado, generan mayor ocurrencia de paradas de línea.
78
Figura 58 Detenciones por equipo
Elaboración propia
Figura 59 Distribución de detención por equipo de línea de chancado 2016
Elaboración propia
Como se aprecia en el gráfico, la faja N° 3 (200-CV-003) y el apron feeder (200-FE-001)
representan el 51% del total de las detenciones que se produjeron en el año 2016. El equipo
200-CV-003 provoca el 29% de frecuencia a las paradas de la línea de chancado y el equipo
200-FE-001 representa el 22% de las detenciones de la línea.
2.10.10 En relación al periodo 2017
En el periodo 2017 se registraron eventos que generaron paradas de línea, de estas paradas
el 44% de paradas se debió a acciones que realizó operaciones y 56% se originó por eventos
de mantenimiento. En seguida, se detallan las paradas de línea durante el periodo 2017, para
ser analizada y determinar las paradas más frecuentes.
200-CR-00115%
200-CV-00118%
200-CV-00216%
200-CV-00329%
200-FE-00122%
DISTRIBUCIÓN DE DETENCIÓN POR EQUIPO 2016
79
Figura 60 Distribución de detenciones del periodo 2017
Elaboración propia
Seguidamente se identifica los principales modos de detención en la línea de chancado
primario durante el año 2017, para reconocer los más recurrentes, utilizando el diagrama
Pareto.
Figura 61 Paradas de línea 2017
Tomado de Minera Chinalco
MCM : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Mecánico MCE : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Eléctrico MCI : Detenciones por Mantenimiento Preventivo Instrumentación
MP : Detenciones por Mantenimiento Preventivo DONP : Detenciones por Operaciones Correctivo DO : Detenciones por Operaciones Programado DDL : Detenciones por Operaciones Detenciones en Línea
DDL20%
DO7%
DONP, 17%
MCE14%
MCI13%
MCM13%
MP16%
DISTRIBUCIÓN DE DETENCIÓN OPERACIONES - MANTENIMIENTO 2017
Mantenimiento 56 % Operaciones 44 %
80
Figura 62 Frecuencia de modo de detención de línea
Elaboración propia
Figura 63 Distribución por modo de detención de línea de chancado 2017
Elaboración propia
Según el gráfico, los modos de detención DDL, DNOP, MP y MCE representan el 66,72%
de las detenciones originadas en el periodo 2017. Estas detenciones corresponden a eventos
ocurridos por motivos de la gestión de operaciones y mantenimiento. A diferencia del
periodo 2016 donde las frecuencias más recurrentes se debían a mantenimiento.
Se analiza también la cantidad de detenciones originadas por cada equipo que conforma la
línea de chancado para identificar que equipos, dentro de la línea de chancado, genera mayor
ocurrencia de paradas de línea.
81
Figura 64 Detenciones por equipo
Elaboración propia
Figura 65 Distribución de detención por equipo de línea de chancado 2017
Fuente: Elaboración propia
De acuerdo con en el gráfico anterior, los equipos: faja No 3 (200-CV-003) y el apron feeder
(200-FE-001) representan el 61% de las detenciones que se presentaron en el 2017. El equipo
200-CV-003 ocasionó el 36% de las detenciones y el equipo 200-FE-001 provocó el 25% a
las paradas de línea que se registran en el software RMES.
2.10.11Costos de Mantenimiento parada mayor 2016 - 2017
Cada año, la empresa minera ejecuta dos paradas mayores de la línea de chancado en febrero
y agosto, asimismo, realiza diez paradas menores de línea en los meses restantes del año. En
el siguiente cuadro se puede apreciar la información de los costos de mantenimiento de las
paradas mayores de los periodos 2016 y 2017.
200-CR-00115%
200-CV-00113%
200-CV-00211%200-CV-003
36%
200-FE-00125%
DISTRIBUCIÓN DE DETENCIÓN POR EQUIPO 2017
82
Tabla 17
Costos de mantenimiento parada mayor 2016 - 2017
Costos PPLA Mayor 2016@2017 (Chancado Primario)
Parada Repuestos Servicios Capex Total
Feb. 2016 912,566 686,442 126,900 1,725,908
Ago. 2016 701,400 345,678 160,987 1,208,065
Feb. 2017 922,995 464,462 188,436 1,575,893
Ago. 2017 920,620 692,555 127,999 1,741,174
Nota: Tomado de Chinalco
Figura 66 Costos por parada mayor de chancado primario 2016-2017
Elaboración propia
Según el gráfico anterior, el costo de repuestos utilizados para la parada mayor tuvo un
incremento de 1.14% en febrero y 31.25% en agosto comparando el mismo mes en cada
periodo. También se elevó el costo de mantenimiento por servicios en agosto en 100.35% y
el total del costo de mantenimiento se incrementó en 44.13% en agosto, en relación al mismo
mes del periodo anterior.
912,566
701,400
922,995 920,620
686,442
345,678 464,462
692,555
126,900 160,987 188,436 127,999
, 1,725,908
1,208,065
1,575,893 1,741,174
0
500,000
1,000,000
1,500,000
2,000,000
Feb. 2016 Ago. 2016 Feb. 2017 Ago. 2017
COSTOS POR PARADA MAYOR DE CHANCADO PRIMARIO 2016@2017
Costos PPLA Mayor 2016@2017 (Chancado Primario) Repuestos
Costos PPLA Mayor 2016@2017 (Chancado Primario) Servicios
Costos PPLA Mayor 2016@2017 (Chancado Primario) Capex
Costos PPLA Mayor 2016@2017 (Chancado Primario) Total
83
2.10.12 Costos de Mantenimiento parada menor 2016
Los costos de mantenimiento asignados a las paradas menores del año 2016 presentaron
tendencia creciente tal como se muestra el siguiente gráfico.
Tabla 18
Costos de mantenimiento parada menor
Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario)
Parada Repuestos Servicios Capex Total
Ene. 2016 98,236 72,567 54,872 225,675
Mar. 2016 85,432 83,452 58,652 227,536
Abr. 2016 99,345 81,432 55,432 236,209
May. 2016 95,342 74,321 55,213 224,876
Jun. 2016 99,562 86,123 61,987 247,672
Jul. 2016 98,076 89,543 62,134 249,753
Set. 2016 83,241 71,987 65,423 220,651
Oct. 2016 95,741 86,723 68,765 251,229
Nov. 2016 87,654 98,765 76,542 262,961
Dic. 2016 89,765 87,654 66,543 243,962
Nota: Tomado de Chinalco
Figura 67 Costos por paradas menores
Elaboración propia
98,236 85,432
99,345 95,342 99,562
98,076 83,241 95,741 87,654
89,765
72,567
83,452 81,432 74,321 86,123 89,543
71,987 86,723 98,765 87,654
54,872 58,652 55,432 55,213 61,987 62,134 65,423 68,765 76,542 66,543
225,675 227,536 236,209
224,876
247,672 249,753
220,651
251,229
262,961 243,962
y = 2891.3x + 223150
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
Ene. 2016 Mar.2016
Abr. 2016 May.2016
Jun. 2016 Jul. 2016 Set. 2016 Oct. 2016 Nov. 2016 Dic. 2016
COSTOS POR PARADAS MENOR DE CHANCADO 2016
Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario) Repuestos
Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario) Servicios
Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario) Capex
Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario) Total
Lineal (Costos PPLA Menor 2016 (Chancado Primario) Total)
84
2.10.13 Costos de Mantenimiento parada menor 2017
Los costos de mantenimiento asignados a las paradas menores del año 2017 presentaron
tendencia creciente al igual que los costos de mantenimiento del periodo del 2016.
Tabla 19
Costos de mantenimiento de parada menor
Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario)
Parada Repuestos Servicios Capex Total
Ene. 2017 99,674 73,452 55,673 228,799
Mar. 2017 87,124 82,345 58,974 228,443
Abr. 2017 98,764 82,344 56,784 237,892
May. 2017 94,563 75,456 56,783 226,802
Jun. 2017 98,768 85,234 65,345 249,347
Jul. 2017 98,076 89,345 61,234 248,655
Set. 2017 99,887 98,763 55,762 254,412
Nota: Tomado de Chinalco
Figura 68 Costos por paradas menores
Fuente: Elaboración propia
El incremento de los costos de mantenimiento durante el periodo 2016 y 2017 se debió al
deficiente planeamiento de las actividades para las paradas mayor y menor, falta de personal
para ejecutar el mantenimiento predictivo, no disponibilidad de trabajar los fines de semana,
falta de supervisión para controlar las tareas de mantenimiento en la línea de chancado y
demora en el proceso de compra de bienes y compras equivocadas.
99,674 87,124 98,764 94,563 98,768 98,076 99,887
73,452 82,345 82,344 75,456 85,234 89,345 98,763
55,673 58,974 56,784 56,783 65,345 61,234 55,762
228,799 228,443 237,892 226,802 249,347 248,655
254,412
y = 4597.1x + 220805
0
100,000
200,000
300,000
Ene. 2017 Mar. 2017 Abr. 2017 May. 2017 Jun. 2017 Jul. 2017 Set. 2017
COSTOS POR PARADAS MENOR DE CHANCADO 2017
Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario) Repuestos
Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario) Servicios
Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario) Capex
Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario) Total
Lineal (Costos PPLA Menor 2017 (Chancado Primario) Total)
85
3. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECIFICOS DEL PROYECTO
A. Mejorar la disponibilidad de la Línea de Chancado Primario mediante un modelo de
gestión de mantenimiento adecuado y adaptado a la empresa minera.
B. Desarrollar un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad para la línea de
chancado.
C. Reducir las paradas imprevistas de los equipos de la línea de chancado.
D. Realizar un adecuado uso del capital humano asignado a labores de operación y
mantenimiento de la línea de chancado.
E. Implementar la metodología de mejora continua para la gestión de mantenimiento.
86
4. HIPÓTESIS
La baja disponibilidad de la línea de chancado en la empresa minera Chinalco, se resolverá
con la propuesta de adaptación de la metodología RCM y TPM en la gestión de
mantenimiento. Además, favorecerá para eliminar las causas primordiales; del mismo modo,
reducir los costos de mantenimiento para mejorar el ingreso de la compañía.
87
5. CAPÍTULO 3: APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA
En el presente capítulo se explicará la metodología de selección de alternativas, se
puntualizará en el equipo seleccionado de la línea de chancado y se desarrollará la alternativa
seleccionada. En la primera parte de este capítulo se describirá la problemática con sus
causas y efectos, en la segunda parte se detalla la selección de la mejor alternativa de las
metodologías, en la tercera parte se evalúa el modelo seleccionado, en la cuarta parte se
desarrolla la metodología seleccionada, en el quinto punto se enfatiza en el sustento
económico y por último se realizará el control de la implementación de la alternativa. De
esta manera se concluye que el tercer capítulo de nuestra investigación, nos permitirá
dilucidar y centrarnos en la metodología y selección de alternativa. En el siguiente
subcapítulo se precisará la problemática, causas y consecuencias del problema de baja
disponibilidad de la línea de chancado primario.
5.1 Presentación de la problemática, causas y efectos en el árbol de problemas
En este inciso se presentará las causas, el problema y los efectos que generan la baja
disponibilidad de la línea de chancado primario en la minera Chinalco Perú. La
representación gráfica se hará con la técnica de árbol de problemas, la cual nos ayudará a
tener un panorama global de la situación para analizarla mejor. (Kiran, 2017, págs. 291-311)
Figura 69 Árbol de problemas
Elaboración propia
88
El próximo subcapítulo, se enfocará en el desarrollo de la metodología para seleccionar la
opción más conveniente para solucionar el problema de baja disponibilidad de la línea de
chancado.
5.2 Selección de la mejor alternativa de solución
En este subcapítulo explicaremos la metodología de proceso analítico jerárquico AHP el cual
nos ayudará a seleccionar la herramienta de ingeniería apropiada para resolver el problema
en la línea de chancado primario. Para lo cual, se debe realizar la estructuración de la
jerarquía del problema. La jerarquía básica está conformada por: objetivo, criterios y
alternativas. Los pasos a seguir para la estructuración son (Saaty & Vargas, 2012, págs. 1-
20):
Primer punto: Identificación del problema
Segundo punto: Definición del objetivo
Tercer punto: Identificación de criterios
Cuarto punto: Identificación de alternativas
a. Identificación del Problema
La situación que se desea resolver, es la baja disponibilidad de la línea de chancado primario,
mediante la elección de una de las alternativas con las que se cuenta.
b. Definición del Objetivo
El objetivo general es escoger la metodología que permita, en base a criterios específicos e
información disponible, jerarquizar y priorizar las técnicas de ingeniería industrial que
permitan incrementar la disponibilidad de la línea de chancado primario.
c. Identificación de los Criterios
Son las pautas sobresalientes que afectan de forma relevante al objetivo en cuestión y reflejan
las prioridades en la toma de decisión de los implicados. De acuerdo con Thomas L. Saaty,
se tiene que incluir aspectos cuantitativos y cualitativos en la toma de decisión. Además, las
escalas con las cuales se miden cada alternativa, van a variar de acuerdo al tipo de
información con el que se cuente y son expresadas en valores numéricos, brindando a las
alternativas la capacidad de ser medidas y comparadas entre sí. La clasificación de las escalas
y los criterios que se van a considerar en la evaluación (Saaty & Vargas, 2012, págs. 5-7).
89
Tabla 20
Escala fundamental
Nota: Tomado de (Saaty & Vargas, 2012)
Los criterios a tomarse en cuenta para la elección de la alternativa idónea, que apoyará a
incrementar la disponibilidad de la línea de chancado primario, son los siguientes:
Tabla 21
Implementación de la metodología 5s
Criterios Descripción
Criterio 1 Incrementar la confiabilidad de la Línea de Chancado Primario
Criterio 2 Mejorar el plan de mantenimiento para la línea de chancado.
Criterio 3 Reducir las paradas imprevistas de los equipos de la línea de chancado.
Criterio 4 Realizar un adecuado uso del capital humano asignado a labores de operación y
mantenimiento de la línea de chancado.
Criterio 5 Implementar la metodología de mejora continua para la gestión de
mantenimiento
Criterio 6 Reducir los costos de mantenimiento
Nota: Elaboración propia
90
d. Identificación de las Alternativas
Se cuenta con un grupo de propuestas factibles mediante las cuales se alcanzará el objetivo
primordial. Cada alternativa presenta puntos a favor y en contra para solucionar el problema
que se está abordando. En el presente trabajo, se encontraron 4 alternativas de metodologías
las que se mencionan a continuación:
Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM)
Mantenimiento productivo total (TPM)
Metodología de las 5s
Lean maintenance
e. Árbol de Jerarquías
En este acápite, se mostrará la representación gráfica del proceso analítico jerárquico,
indicando el objetivo, los criterios y las alternativas de decisión. El modelo elaborado, se
basó en una construcción de jerarquías de arriba hacia abajo, puesto que es un enfoque para
situaciones de planeación estratégica (Saaty & Vargas, 2012, págs. 41-61).
Figura 70 Proceso analítico jerárquico
Elaboración propia
Asimismo, se presenta el árbol de jerarquías en el cual se muestra las interrelaciones entre
los criterios y las alternativas a escoger. Donde podemos observar que cada alternativa será
evaluada de la misma manera con cada criterio.
91
Figura 71 Árbol de jerarquías
Elaboración propia
5.3 Evaluación del Modelo.
Luego de revisar cada parte de la metodología AHP y describir el objetivo, criterios,
alternativas, además de elaborar el árbol de jerarquía para seleccionar nuestra alternativa.
Seguidamente en este subcapítulo, se obtiene el grado de importancia de cada criterio que se
usará para evaluar cada metodología mediante comparaciones entre cada uno de ellos. Una
vez conocido la ponderación de cada criterio, se procede a valorar las alternativas descritas
para la metodología. Esta ponderación está aplicada de acuerdo a las escalas de medición
definidas en el subcapítulo anterior (Saaty & Vargas, 2012, págs. 23-35).
Evaluación de criterios
Para evaluar los criterios seleccionados se utilizará la escala de comparación pareada que se
mencionó en el párrafo anterior. La cual menciona que cuando dos criterios son iguales el
valor es 1, si uno de ellos es moderadamente mejor que el otro es 3, si es fuertemente mejor
un 5, si es muy fuerte un 7 y si es extremadamente fuerte un 9 (Saaty & Vargas, 2012, págs.
5-7). Además, se tendrá en consideración, para la matriz de comparación pareada, la robustez
matemática de la misma. La cuál nos permite conocer si la información que se introduce a
92
la matriz es correcta o no. Para ello, la ratio de consistencia de la matriz tendrá que ser menor
a 5%, 9% y 10% según sea la matriz (3, 4, >=5) (Saaty & Vargas, 2012, págs. 7-9).
Donde:
- Reciprocidad: Si 𝑎𝑖𝑗 = 𝑥 , entonces 𝑎𝑗𝑖 = 1/𝑥 , con 1/9 ≤ 𝑥 ≤ 9.
- Homogeneidad: Si los elementos i y j son considerados igualmente importantes
entonces:
𝑎𝑖𝑗 = 𝑎𝑗𝑖 = 1
Además 𝑎𝑖𝑖 = 1 para todo i.
- Consistencia: Se satisface que 𝑎𝑖𝑘 ∗ 𝑎𝑘𝑗 = 𝑎𝑖𝑗 para todo 1 ≤ 𝑖, 𝑗, 𝑘 ≤ 𝑞.
Antes de iniciar con la matriz, se realizó una encuesta al superintendente de operaciones y
mantenimiento de la empresa minera, quien cuenta con 35 años de experiencia en el rubro
minero y conoce las metodologías que se están proponiendo para el presente proyecto. Por
tanto, se puede calificar como profesional experto. En esta encuesta se consideran 15
alternativas, de acuerdo a nuestra matriz 6x6 por la cantidad de criterios que se tiene. Para
nuestro caso tenemos que realizar tantas comparaciones como el rango de la matriz
multiplicado por el rango menos uno y dividido por la mitad (Saaty & Vargas, 2012, págs.
23-40). En la siguiente matriz vamos a evaluar la importancia de cada criterio y se la asignará
una ponderación (vector propio).
De acuerdo con la metodología AHP primero se realizará el cálculo de consistencia de la
matriz.
a. Normalización de la matriz
93
b. Cálculo de vector propio
c. Matriz de criterios
C1 C2 C3 C4 C5 C6 VECTOR PROPIO
C1 1 7 5 9 9 5 0.5114
C2 1/7 1 1/7 3 1 1/3 0.0504
C3 1/5 7 1 7 7 1 0.2003
C4 1/9 1/3 1/7 1 1/3 1/7 0.0255
C5 1/9 1 1/7 3 1 1/7 0.0430
C6 1/5 3 1 7 7 1 0.1694
CR 8.33% < 10% 1.0000
Figura 72 Evaluación de criterios
Elaboración propia
De la matriz de comparación pareada anterior, podemos mencionar que el criterio más
importante es incrementar la confiabilidad de la línea de chancado, seguido del criterio de
reducir las paradas imprevistas de la línea de chancado.
94
Continuando con el análisis de la metodología AHP, se construyen las matrices de
comparación de las alternativas entre sí en función de cada criterio.
Criterio 1: Incrementar la confiabilidad de la Línea de Chancado Primario
a. Normalización de la matriz
b. Cálculo de vector propio
95
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 73 Evaluación de criterio 1
Elaboración propia
En esta matriz, se aprecia que el método más relevante para resolver el criterio 1 es el
mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Criterio 2: Mejorar el plan de mantenimiento para la línea de chancado.
a. Normalización de la matriz
96
b. Cálculo de vector propio
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 74 Evaluación de criterio 2
Elaboración propia
En la anterior matriz, obtenemos que para mejorar el plan de mantenimiento de la línea de
chancado se debe usar la metodología RCM.
97
Criterio 3: Reducir las paradas imprevistas de los equipos de la línea de chancado.
a. Normalización de la matriz
b. Cálculo de vector propio
98
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 75 Evaluación de criterio 3
Elaboración propia
Evaluando este criterio, se observa que para reducir las paradas imprevistas la matriz nos
indica emplear el mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Criterio 4: Realizar un adecuado uso del capital humano asignado a labores de
operación y mantenimiento de la línea de chancado.
a. Normalización de la matriz
99
b. Cálculo de vector propio
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 76 Evaluación de criterio 4
Elaboración propia
De acuerdo a este criterio, la matriz sugiere emplear la metodología 5s.
Criterio 5: Implementar la metodología de mejora continua para la gestión de
mantenimiento.
a. Normalización de la matriz
100
b. Cálculo de vector propio
101
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 77 Evaluación de criterio 5
Elaboración propia
Para este criterio, la metodología de matriz comparada pareada, recomienda emplear la
metodología 5s.
Criterio 6: Reducir los costos de mantenimiento.
a. Normalización de la matriz
102
b. Cálculo de vector propio
c. Matriz de criterio - alternativa
Figura 78 Evaluación de criterio 6
Elaboración propia
De la matriz comparada anterior, se concluye que para reducir costos de mantenimiento se
debe utilizar el mantenimiento centrado en la confiabilidad. En el siguiente gráfico se
muestra el proceso analítico jerárquico con las ponderaciones respectivas de cada criterio y
alternativa evaluada.
103
Figura 79 Árbol de jerarquías ponderaciones
Elaboración propia
Siguiendo con los pasos del desarrollo de la metodología AHP, se multiplica la matriz de
ponderaciones que conformará la evaluación de las metodologías en cada criterio por la
matriz de ponderaciones de criterios.
Figura 80 Multiplicación de matrices
Elaboración propia
Del gráfico anterior, la matriz columna nos da la ponderación o pesos de las alternativas en
función de todos los criterios y su importancia. Finalmente, se concluye que la alternativa
destacable para mejorar la disponibilidad de la línea de chancado primario en la empresa
minera Chinalco Perú es aplicar el mantenimiento centrado en la confiabilidad.
104
5.4 Desarrollo de la propuesta de solución
De acuerdo a la selección de la metodología a utilizar, se empleará el mantenimiento
centrado en la confiabilidad, el cual consta de las siguientes etapas de implementación:
Definición del equipo de trabajo
Selección de la maquinaria analizar
Clasificación de los sistemas del equipo seleccionado
Elaboración de las hojas de información de RCM
Identificación de los componentes que generan mayor tiempo por parada
Hojas de información del RCM
Elaboración de las hojas de decisión y plan de mantenimiento basado en RCM
A continuación, se detalla el primer punto de la implementación de la metodología de
mantenimiento centrado en la confiabilidad.
5.4.1 Definición del equipo de trabajo
Para comenzar a desarrollar adecuadamente el mantenimiento centrado en la confiabilidad
(RCM) es necesario contar con un equipo de trabajo. El grupo ideal para formar un equipo
es como se muestra en la siguiente ilustración:
Figura 81 Equipo de trabajo mantenimiento centrado en la confiabilidad
Tomado de (Moubray, 2004, pág. 7)
105
Para lo cual, se puede contar con la participación del personal de la empresa minera, quienes
cuentan con la experiencia y conocimientos necesarios para formar el equipo de trabajo. El
equipo conformado para desarrollar el RCM está integrado por personal que llegaron de
diferentes empresas mineras con amplia experiencia y capacidad para desarrollar el
proyecto, los integrantes son: un ingeniero de confiabilidad, un supervisor de ejecución,
supervisor de planeamiento, programador, líderes de todas las disciplinas quienes aportarán
su mejor experiencia de acuerdo a norma SAE JA1011.
Figura 82 Integrantes del equipo de RCM
Elaboración propia
Se adjunta organigrama de mantenimiento de la empresa Chinalco, de los cuales se
selecciona el personal que integrará el RCM a implementar, están demarcados de color rojo.
El ingeniero Senior de confiabilidad, quien es el equivalente a jefe de confiabilidad, es el
facilitador del proyecto RCM en la faja Overland.
106
Figura 83 Organigrama integrador de mantenimiento para el RCM
Elaboración propia
5.4.2 Selección de la maquinaria analizar
En el capítulo 2, se identificó de forma global los equipos del área del circuito de chancado
primario y transporte de mineral, el que mayor impactó por pérdidas económicas
ocasionadas es la faja No 3 –overland, la cual registra una baja disponibilidad de equipo, con
el mayor número de detenciones, mayor número de fallas, menor tiempo entre fallas
(MTBF), mayor tiempo entre reparaciones (MTTR). Por ello, se aplicará el mantenimiento
centrado en la confiabilidad en este equipo para dar una mayor disponibilidad y
confiabilidad, lo cual genera ahorro por pérdidas económicas, cumplimiento con el plan de
producción y metas trazadas de la compañía.
Figura 84 Tiempo promedio entre fallas de los principales equipos de línea de chancado
Elaboración propia
590.17527.74
316.99
190.77
75.48200
0
100
200
300
400
500
600
700
CHANCADORAPRIMARIA
APRON FEEDER 1 FAJA 1 FAJA 2 OVERLAND
MTBF (Hrs) Linea de Chancado 2019
Jack Knife: MTBF[Hrs] Jack Knife: META
107
Del gráfico anterior, se puede apreciar que la faja N° 3 - Overland muestra el menor tiempo
entre falla de 75.48 Hrs, lo cual quiere decir que falla más seguido que los demás equipos y
el objetivo es llevarlo a 200 hrs de MTBF.
Figura 85 Tiempo promedio de reparación de los principales equipos de la línea de chancado
Elaboración propia
Según esta ilustración, la faja Overland muestra 2.1 horas en promedio para ejecutar las
reparaciones. Esto quiere decir, que es el equipo dentro de la línea de chancado primario que
demora más tiempo en repararse luego de haber ocurrido una parada intempestiva.
a) Estructura de equipos de chancado primario registradas por el SAP
La estructura de equipos del circuito de chancado primario agrupa todos los equipos desde
la descarga de camiones, en la chancadora primaria, hasta el almacenamiento de la pila stock
pile. Se selecciona la faja transportadora CV-003 para nuestra implementación del
mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Figura 86 Estructura de equipos de la línea de chancado primario registrado en el SAP
Tomado de empresa minera Chinalco
2.35 2.4
1.63
1
2.1
1.5
0
1
2
3
CHANCADORAPRIMARIA
APRON FEEDER1
FAJA 1 FAJA 2 OVERLAND
MTTR(Hrs) Linea de chancado 2019
Jack Knife: MTTR[Hrs] Jack Knife: META
108
b) Impacto económico
El impacto económico para la empresa por tener una hora sin producir la línea, al precio
actual de concentrado de cobre fino, es de aproximadamente 150,000 U$/hr. Este valor está
en función al precio actual del concentrado de cobre fino. La empresa minera Chinalco
produce 600 toneladas de cobre fino al día. Por lo tanto, en una hora produce 25 toneladas
de cobre fino. Entonces, el 12 de julio de 2018 de acuerdo a la página web (www.lme.com)
se registra un valor por tonelada de 6,182.00 U$/tn. Por último, la empresa minera dejaría
de ganar, en una hora de parada imprevista del circuito, 148 368 U$/hr.
Figura 87 Precio histórico del cobre
Tomado de London Metal Exchange (https://www.lme.com/Metals/Non-ferrous/Copper#tabIndex=2)
c) Disponibilidad
En el siguiente gráfico, se observa la disponibilidad por equipos principales del circuito de
chancado. El de mayor disponibilidad es la faja N° 1 con 96.125% y el de menor
disponibilidad, sin llegar al objetivo, es la faja N° 3 (Overland) con 90%. Éste último no
alcanza la meta con objetivo de 95%.
109
Ilustración 70. Disponibilidad histórica de los equipos de la línea de chancado
Figura 88 Disponibilidad histórica de los equipos de la línea de chancado
Elaboración propia
d) Rendimiento
La disponibilidad objetivo de la faja N° 3 - Overland es de 95%. La disponibilidad actual de
la faja overland es de 90%, por tanto, el rendimiento de la faja es el 94.73% (94.73% = 90%
/ 95%).
El valor objetivo del MTBF, dispuesto por la empresa minera, para la faja Overland debe ser
de 360 hrs. Esto debido a que el circuito se detiene por mantenimiento cada 15 días, por
tanto, el MTBF de la faja Overland es de 162.098 hrs representa 45.02% de eficiencia
(45.03% = 162.09 / 360). La eficiencia total = eficiencia de disponibilidad x Eficiencia de
confiabilidad).
e) Impacto
Los cuatros equipos apron feeder, faja No 1, faja No 2 y faja No 3 impactan al 100% por ser
una línea única de producción (flujo continuo). No se tiene otra línea alternativa de producción
que reemplace a ésta cuando entra en falla.
91 91
92 92
86.9
91
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
CHANCADORAPRIMARIA
APRON FEEDER 1 FAJA 1 FAJA 2 OVERLAND
Disponibilidad linea de chancado 2019
Jack Knife: Disponibilidad[%] Jack Knife: META
110
f) Valor de los activos
Los valores de los activos en millones de dólares:
Apron Feeder 60 millones de dólares representa 21.82%
Faja 200CV001 1 millón de dólares representa 0.36%
Faja 200CV002 4 millones de dólares representa 1.45%
Faja 200CV003 (Overland) 210 millones de dólares representa 76.36%
Se aprecia que el equipo más costoso, de la línea de chancado primario, es la faja Overland;
equivalente aproximadamente a un molino SAG.
g) Equipo critico
Para identificar el equipo más crítico e implementar la metodología del RCM, se considera
los puntos anteriores y se identifica que la faja N° 3 es el equipo que más impacta en la
disponibilidad de línea, por el valor económico del activo y por su rendimiento.
5.4.3 Contexto operacional
a. Definición del contexto operacional
En esta parte se definirá el contexto operacional de la faja N° 3 - Overland que funciona
como medio de transporte de la línea principal de chancado primario. Está ubicada a 4744
msnm, el transportador de 5,190 metros de largo y un descenso de 127 metros. El
transportador pasa sobre un cerro ganando inicialmente 175 metros de elevación para
después descender 302 metros.
El transportador está diseñado para un tonelaje nominal de 10,292 tph, pero nunca ha sido
comisionada con esa capacidad. Además, se usa el transportador para llevar en promedio
8000 tph considerando el consumo de 5,251 tph de consumo del molino SAG.
Está ensamblado con cuatro transmisiones Dodge CST de 3000 Hp, dos poleas motrices y
cuatro discos de freno ubicados en la estación motriz. Tiene arrancadores suaves para reducir
el paso de corriente inicial hacia los motores. La tensión de la faja es controlada por un
huinche tensor ubicado en la estación de cabeza a 125KN.
Los reductores CST, arrancadores suaves, y frenos son usados para acelerar el transportador
bajo condiciones normales, y para entregar el torque de impulso o frenado. Los CST son
usados junto a los frenos para detener el transportador durante condiciones de operación
normales.
El transportador requiere un torque de frenado solo cuando la sección en bajada del
transportador está cargada y la capacidad esta sobre 4000 tph (condiciones regenerativas).
Esta condición aparece usualmente cuando los operadores descargan el transportador.
111
Toda la energía producida con estas condiciones es realimentada a la red principal. Los
frenos mecánicos son usados como respaldo de los CST para llevar el transportador a una
detención controlada cuando los motores están regenerando potencia, cuando el
transportador no está siguiendo rampa del CST pre-definida, o en caso de falla de motor,
potencia o UPS. También se usan para fijar el transportador al final de cada secuencia de
detención.
Figura 89 Faja Overland dentro del proceso de chancado primario (200-CV-003)
Tomado de empresa minera Chinalco
b. Propósito de la faja Overland
El propósito de la faja Overland es transportar mineral triturado por la chancadora primaria
con setting de 8 pulgadas realizando un recorrido de 5 km con pendientes positivas y
negativas, deberá mantener una pila de almacenamiento que garantice la autonomía de
consumo de mineral fragmentado de 8 pulgadas por el molino SAG.
c. Sistemas de la faja Overland
Sistema hidráulico
Sistema de frenado
Sistema de potencia
Sistemas estructurales
Sistema de transferencia
Sistema de tensión
Sistema de comunicación
112
Figura 90 Diagramas de bloques de los sistemas de la faja Overland
Elaboración propia
Figura 91 Sistemas de la faja Overland
Elaboración propia
113
d. Descripción de procesos
Generación de potencia mecánica-eléctrica para transformar en movimiento de traslación la
faja transportadora de mineral a través de pendientes positivas y negativas y modo
regenerativo dependiente de la filosofía de control.
e. Equipos principales
El equipo está conformado por 04 motores de 3000HP, 04 reductores CST 2500k, 08 frenos
hidráulicos, 02 unidades hidráulicas, 14 poleas de ellas 02 motrices, 01 winche de tensado,
01 sala eléctrica, 10400 metros de faja ST5000, estructuras, polines, bastidores, etc.
f. Diagrama Entrada-Proceso-Salida
Entradas: Agua recuperada, aire comprimido, materiales consumibles, lubricantes y
energía eléctrica.
Proceso: Trasporte de mineral triturado por la chancadora primaria hasta el stock
pile, con una velocidad de 6 m/s y capacidad desde 5,251 t/h
Salidas: Residuos de lubricantes, desechos metálicos, calor, ruido, polvo.
Figura 92 Diagrama de Entradas y Salidas
Elaboración propia
114
A continuación, se describe los detalles técnicos de la faja número 3 (Overland).
Figura 93 Ficha técnica de la faja Overland
Tomado de empresa minera Chinalco
Se describe el rendimiento del sistema de la faja overland:
115
Figura 94 Datos específicos faja Overland a plena carga
Tomado de empresa minera Chinalco
5.4.4 Definir las funciones y estándares de funcionamiento
Para determinar las funciones y los estándares de funcionamiento de los activos que estamos
analizando, determinamos las especificaciones de cada uno de los ítems, en cuanto a las
especificaciones son los estándares de funcionamientos que se esperamos (Moubray, 2004,
pág. 23):
a. Especificaciones de entrada
b. Especificaciones ambientales
c. Especificaciones internas
d. Especificaciones de salida
Luego detallamos las funciones:
a. Funciones primarias o especifica: Es la razón por la cual el equipo existe, además abarca
los siguientes puntos como: velocidad, producción, capacidad de almacenaje, capacidad
de carga, calidad de producto y servicio al cliente.
Transportar mineral por la faja Overland a una velocidad de 6 m/sg.
Tonelaje muy alto (Sobre 11835tph por 5 segundos).
116
Potencia total de motores muy alta (Sobre 100% de la potencia de motor instalada
por 5 segundos).
Deslizamiento negativo muy alto de la faja sobre la polea motriz (sobre 7% en 5
segundos).
La velocidad del transportador cae por debajo del 85% por más de 1 segundo (falla
de baja velocidad).
La velocidad del transportador excede el 110% por más de 1 segundo (falla de sobre
velocidad).
Si el RTD del bobinado muestra una temperatura sobre los 130ºC, el sistema de
control del transportador activada la bandera de alarma del CST.
Si el RTD del bobinado reporta una temperatura sobre 155ºC por más de 10
segundos, el sistema de control del transportador dispara una falla de alarma.
Si los sensores de vibraciones muestran una vibración sobre 4.5 mm/s RMS, el
sistema de control del transportador disparara una advertencia de alarma.
Si los sensores de vibración muestran 7.0 mm/s RMS por más de 10 segundos, el
sistema de control del transportador disparara una falla de alarma.
Transportar mineral con una capacidad de 6,500 tph promedio.
Tiempo de cambio de guardia por turno 1 hr.
Tiempo efectivo de descarga de camiones 3 min
Tiempo en descarga la faja Overland desde que inicia hasta que llega a la cabeza es
de 14.42 min
Cambiar los filtros del diferencial de presión de los CST cuando llegan a 25 psi
Controlar la vibración de los motores de la Overland no supere los 5mm/sg primera
alarma
Tiempo autónomo por oportunidad por pila llena 3 hrs
Monitoreo de temperaturas de las poleas de tensión en la Overland en promedio 40°C
b. Funciones secundarias o generales: Es lo que se espera que cada activo haga
adicionalmente a cubrir sus funciones primarias, relacionadas con expectativas como:
Seguridad, eficiencia operacional, confort, economía, protección, contención,
apariencia del activo, funciones superfluas, control, cumplimiento de regulaciones
ambientales e integridad estructural.
Funcionar en condiciones de seguridad de los Pull Cord.
Evitar derramar de aceite del reductor CST
117
Alinear bombas para evitar fugas de aceite
No dañar el medio ambiente
Controlar vibración de los motores de CST
Cuidar la integridad estructural de la overland
Evacuar el área por afectación de radio de voladura
Monitoreo de polines por cámara termográfica
5.4.5 Definir las fallas funcionales (Estado de falla)
Se define como la capacidad de activos para satisfacer un estándar de funcionamiento
deseado. Permitiendo acordar las expectativas de las áreas de operaciones, manteniendo,
calidad, seguridad industrial o gestión ambiental, para definir un activo deja de cumplir los
requerimientos de desempeño (Moubray, 2004, pág. 49).
5.4.6 Definir los modos de fallo
El modo de fallo es el corazón de RCM podemos determinar niveles y buscar las causas que
lo ocasionan y se pueden avanzar varios niveles. Se dividen en tres categorías: Totales,
parciales y ocasional o intermitente. Las causas por ejemplos relacionados con el diseño, con
la operación, con el mantenimiento, ambientales, etc. El nivel del modo de falla debe ser
adecuado para poder definir una política de manejo de falla que anticipe, prevenga o mitigue
las consecuencias. Se observa los modos de falla de la faja Overland dentro las principales
actividades tenemos.
Figura 95 Fallas faja Overland
Elaboración propia
118
Las fallas hidráulicas, falla en drivers, falla en sensor de corte, fallas en pull cord y alta
vibración.
5.4.7 Definir los efectos de las fallas
Los efectos de la falla indican lo que pasaría si ocurriera cada modo de falla. Los efectos
deben ser descritos como si ninguna tarea específica se estuviera haciendo para anticipar o
prevenir la falla. Los efectos deben incluir toda la información requerida para soportar la
evaluación de las consecuencias como:
La evidencia de que la falla ha ocurrido
Como podría el modo de falla tenga un efecto adverso al medio ambiente
Que el daño físico cause la falla
Elaboración de las hojas de información de RCM:
Luego de determinar el sistema más crítico los cuales ocasionan detenciones al circuito,
trabajaremos sobre estos sistemas donde se elaborará el análisis de modo de falla y efectos
(AMFE), en el cual se detallará, la función, falla funcional, modo de falla y efecto de falla
de los sistemas hidráulicos. La hoja de AMFE a desarrollar contempla el número de prioridad
de riesgo (NPR) para determinar clasificar lo más crítico y tomar acciones inmediatas.
𝐍𝐏𝐑=𝐆× 𝐎× 𝐃
Las características de análisis del NPR (Número de Prioridad de Riesgo): (Peters, 2014, págs.
222-254), basado en prioridades, gravedad y ocurrencia.
Tabla 22
Escala de prioridades de riesgo por rango
ESCALA DE NUMERO DE PRIORIDAD DE RIESGO
NPR > 200 Inaceptable (I)
200> NPR > 125 Reducción deseable (R)
125> NPR Aceptable (A)
Nota: Elaboración propia
119
Tabla 23
Escala de prioridades NPR
DESCRIPCIÓN PUNTAJE
Severidad
Ínfima, imperceptible 1
Escasa, falla menor 2_3
Baja, fallo inminente 4_5
Media, fallo pero no para el sistema 6_7
Elevada, falla crítica 8_9
Muy elevada, con problemas de seguridad no conformidad 10
Ocurrencia
1 falla en más de 2 años 1
1 falla cada 2 años 2_3
1 falla cada 1 año 4_5
1 falla entre 6 meses y 1 año 6_7
1 falla entre 1 a 6 meses 8_9
1 falla al mes 10
Detección
Obvia 1 1
Escasa 2‐3 2_3
Moderada 4‐5 4_5
Frecuente 6‐7 6_7
Elevada 8‐9 8_9
Muy elevada 10 10
Nota: Elaboración propia
Identificación de los componentes que generan mayor tiempo por parada:
Se observa el diagrama de Pareto del sistema Hidráulico de la Overland, el sistema más
crítico de la Overland, en la cual se analiza e identifica los componentes que fallaron con
mayor frecuencia generando pérdidas por los tiempos de paradas, es por ello mediante el
análisis AMFE cuya finalidad fue asegurar la disponibilidad, pasando por filtros de limpieza,
zapatas de frenado, actuadores, oíl contaminado, reductor y válvula proporcional.
Figura 96 Fallas en subsistemas hidráulicos Overland
Elaboración propia
120
a) Hojas de información del RCM
En los cuadros a continuación se expone el desarrollo del AMFE en la matriz de análisis
modal de fallos y efectos.
Tabla 24
Matriz AMFE
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Nota: Elaboración Propia
b. Diagrama de decisión (Moubray, 2004, pág. 202)
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Tabla 25
Hoja de decisión
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123
Figura 97 Toma de decisiones
Elaboración propia
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No
Sí
124
5.5 Sustento económico de la implementación
Con base, en el punto de formación del equipo de trabajo de RCM, en la siguiente tabla se
describe los costos que representaran cada uno de los involucrados en la metodología de
mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Figura 98 Participantes de la implementación de RCM
Elaboración propia
Seguidamente, se presenta el costo para la capacitación especializada de las personas
responsables de la implementación del mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Figura 99 Capacitación para la implementación de RCM
Elaboración propia
Personal Actividad ContrataciónCapacitación
RCM$ / h-h
Tiempo
requerdidoCosto
Ingeniero Senior de
Confiabilidad
Definición de alcance y controlar el desarrollo de
la implementación RCMPlanilla Chinalco Si 60 990 59,400.00
Lider de confiabilidadCoordinar las actividades del cronograma
establecidoPlanilla Chinalco Si 40 660 26,400.00
Jefe de
mantenimientoApoyo para la implementación del proyecto Planilla Chinalco No 50 240 12,000.00
Líder electricista Apoyo para la implementación del proyecto Planilla Chinalco No 40 240 9,600.00
Líder instrumentista Apoyo para la implementación del proyecto Planilla Chinalco No 40 240 9,600.00
Líder mecanico Apoyo para la implementación del proyecto Planilla Chinalco No 40 240 9,600.00
Total 126,600.00
PersonalCurso de
especialización
Ingeniero Senior de
Confiabilidad3,800.00
Lider de
confiabilidad3,000.00
Jefe de
mantenimiento2,000.00
Líder electricista 2,000.00
Líder instrumentista 2,000.00
Líder mecanico 2,000.00
14,800.00
125
5.6 Control de la implementación de la metodología RCM
Para realizar seguimiento y control de las etapas de implementación de la metodología RCM
y verificar que las tareas asignadas se cumplan, se presentan a continuación indicadores que
deberá emplear el ingeniero senior de confiabilidad.
INDICADOR CUMPLIMIENTO
DE LA ETAPA DE DEFINIR
ALCANCE DE RCM
Versión
1.0
Página
1 de 2
Código
200 CV 003
1. Objetivo
Alcanzar el 100% de tareas cumplidas según cronograma de RCM
2. Cálculo
Cumplimiento de la etapa pasos previos a la implementación de RCM =
𝐶𝐴𝑁𝑇. 𝐷𝐸 𝑇𝐴𝑅𝐸𝐴𝑆 𝑅𝐸𝐴𝐿𝐼𝑍𝐴𝐷𝐴𝑆
𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝑇𝐴𝑅𝐸𝐴𝑆 𝑃𝐿𝐴𝑁𝑇𝐸𝐴𝐷𝐴𝑆 𝐷𝐸 𝐴𝐶𝑈𝐸𝑅𝐷𝑂 𝐴𝐿 𝐶𝑅𝑂𝑁𝑂𝐺𝑅𝐴𝑀𝐴 𝑋100%
3. Características:
Igual o mayor al 100%
Entre el 85% al 80%
Menor o igual al 80%
4. Responsable:
Ing. Confiabilidad
5. Punto de lectura e Instrumento:
Punto de Lectura: Cantidad de tareas realizadas
Instrumento: Cantidad de tareas realizadas
6. Medición y Reporte:
Frecuencia de Medición: Cada 2 semanas
Reporte: Cada 2 semanas
Responsable: Ing. Confiabilidad
7. Usuarios:
Supervisores, gerentes, asistentes entre otros.
Figura 100 Indicador de cumplimiento
Elaboración propia
126
INDICADOR CUMPLIMIENTO
DE LA ETAPA ANÁLISIS DE
MODO Y EFECTO DE FALLAS
DE LA FAJA OVERLAND
Versión
1.0
Página
2 de 2
Código
200 CV 003
1. Objetivo
Alcanzar el 100% de tareas cumplidas según cronograma de RCM
2. Cálculo
Cumplimiento de la etapa pasos previos a la implementación de RCM =
𝐶𝐴𝑁𝑇. 𝐷𝐸 𝑇𝐴𝑅𝐸𝐴𝑆 𝑅𝐸𝐴𝐿𝐼𝑍𝐴𝐷𝐴𝑆
𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝑇𝐴𝑅𝐸𝐴𝑆 𝑃𝐿𝐴𝑁𝑇𝐸𝐴𝐷𝐴𝑆 𝐷𝐸 𝐴𝐶𝑈𝐸𝑅𝐷𝑂 𝐴𝐿 𝐶𝑅𝑂𝑁𝑂𝐺𝑅𝐴𝑀𝐴 𝑋100%
3. Características:
Igual o mayor al 100%
Entre el 85% al 80%
Menor o igual al 80%
4. Responsable:
Ing. Confiabilidad
5. Punto de lectura e Instrumento:
Punto de Lectura: Cantidad de tareas realizadas
Instrumento: Cantidad de tareas realizadas
6. Medición y Reporte:
Frecuencia de Medición: Cada 2 semanas
Reporte: Cada 2 semanas
Responsable: Ing. Confiabilidad
7. Usuarios:
Supervisores, gerentes, asistentes entre otros.
Figura 101 Indicador de cumplimiento
Elaboración propia
127
5.7 Cronograma de implementación de la metodología
Figura 102 Cronograma de implementación de la metodología
Elaboración propia
128
5.8 Cronograma de actividades del proyecto
Figura 103 Cronograma de actividades del proyecto
Elaboración propia
129
6. CAPÍTULO 4: VALIDACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE INGENIERÍA
En el presente capítulo se explicará a detalle la evaluación económica del proyecto, se
puntualizará en el análisis de sensibilidad y se desarrollará la simulación de resultados del
proyecto. En la primera parte de este capítulo se describirá la evaluación económica del
proyecto considerando las inversiones, tasa de descuento y flujo de caja; en la segunda parte
del capítulo, se detalla la implementación del modelo actual de simulación describiendo
todos los elementos, locaciones y procesos necesarios para la simulación; en la tercera parte,
se evalúa el modelo mejorado y se revisa los resultados obtenidos, y por último se realizará
la comparación de escenarios y se evaluará el resultado de la comparación. De esta manera
se concluye que el último capítulo de nuestra investigación, nos permitirá dilucidar y
centrarnos en la evaluación económica y simulación del proceso seleccionado. En el
siguiente subcapítulo se precisará la evaluación económica del proyecto para la
implementación de las mejoras de la línea de chancado primario.
6.1 Evaluación económica del proyecto
En esta evaluación económica veremos el impacto que genera el ingreso adicional en la
empresa, por ventas de concentrado de cobre, al implementar el presente proyecto. Además,
los costos de implementar la metodología del RCM en la empresa.
6.1.1 Estructura de las inversiones en Activos Fijos y Determinación del Capital de trabajo.
En esta sección se detallará la inversión que se hará en cada activo fijo necesario para llevar
a cabo del proyecto de implementación del RCM en la línea de chancado primario. El
proyecto inicial contempla una inversión de 242,000.00 soles. Para la implementación del
RCM a una disponibilidad meta de 95%. A continuación, se detallan los activos a los cuales
se destinará la inversión mencionada. (Los valores de porcentaje para las tasas de
depreciación para cada activo, se obtuvo del reglamento de la Ley de impuesto a la Renta
D.S. No 122-94-EF). Además, se está considerando para los cálculos del valor de rescate, de
cada activo fijo, un valor de 28% como impuesto a la renta.
130
Figura 104 Inversión en activos fijos
Elaboración propia
En cuanto al stock anual de capital de trabajo neto requerido, se debe considerar que los
clientes de la Compañía Minera Chinalco pagan sus facturas a 30 días. Por lo que el stock
requerido de capital de trabajo neto adicional, ascenderá a 4% de las ventas del siguiente
periodo.
En referencia a las ventas proyectadas durante el periodo de ejecución del proyecto, se tomó
en consideración las ventas hechas por la compañía en los periodos 2016 y 2017, para
realizar la proyección de ventas de los siguientes años. Además, se tuvo en cuenta las
perspectivas de producción de cobre del último reporte de inflación del BCRP. A
continuación, se detallan las ventas proyectadas y el capital de trabajo neto necesario para
cada periodo.
Figura 105 Proyección de ventas para los periodos del 2016-2022
Elaboración propia
CALCULO DE LAS INVERSIONES EN ACTIVO FIJO
Detalle de Activos Fijos Inversión TotalTasa de dep o
vida util*
Depreciación
anual
Depreciación
acumulada al
año 3
Valor en libros
al año 3
Valor de
mercado
Valor de
rescate
1. Instalaciones y obras 50 000,00 3% 1 500,00 4 500,00 45 500,00 25 000,00 31 047,50
- Mantenimiento de componentes hidraulicos 10 000,00
- Correcion de alineamiento de pedestales 40 000,00
2. Maquinaria y Equipo 105 000,00 10% 10 500,00 31 500,00 73 500,00 26 250,00 40 188,75
- Implementar filtro de 3 micras, bypases, 50 000,00
- Implementar bomba hidraulica 10 gpm 55 000,00
3. Software RCM 75 000,00 25% 18 750,00 56 250,00 18 750,00 60 000,00 47 831,25
- Capacitación ¨Experto RCM¨ al personal 75 000,00
4. Equipo electrónico 12 400,00 25% 3 100,00 9 300,00 3 100,00 8 000,00 6 554,50
- Laptop 12 000,00
- Impresora 400,00
Total 242 400,00 33 850,00 125 622,00
Tasa de impuesto a la renta 30%
* Porcentajes de depreciación de acuerdo con el artículo 22 del Reglamento de la Ley de Imuesto a la Renta D.S. No 122-94-EF
CAPITAL DE TRABAJO NETO 2019 2020 2021 2022
0 1 2 3
Stock de CTN 2 791,00 2 791,00 2 791,00
Inversión en CTN -2 791,00 - - 2 791,00
3. PROYECCION DE VENTAS (en miles de dólares)
Ventas 117,200 TPD Implement. RCM Ingresos + Implem.RCM
Ventas 2016* 1 679 765 500,00$
Ventas 2017* 1 051 000 000,00$
Ventas 2018 977 430 000,00$
Ventas 2019 1 045 850 100,00$ 1 053 350 100,00$ 7 500 000,00$
Ventas 2020 1 073 042 203,00$ 1 080 542 203,00$ 7 500 000,00$
Ventas 2021 1 148 155 157,00$ 1 155 655 157,00$ 7 500 000,00$
Ventas 2022 1 178 007 191,00$ 1 185 507 191,00$ 7 500 000,00$
* Estado de Resultados de la Compañía Minera Chinalco, obtenida de finanzas
131
Figura 106 Capital de trabajo neto por periodo
Elaboración propia
6.1.2 Financiamiento
Para el financiamiento del proyecto de implementación del RCM en la línea de chancado
primario a una disponibilidad de 95%, la compañía realizara su inversión con su presupuesto
de capital. La compañía está acordando una inversión al 100% del financiamiento de acuerdo
con la estructura de inversión. En los siguientes gráficos se detallan las anualidades a pagar
y la estructura de financiamiento.
Figura 107 Estructura de financiamiento
Elaboración propia
6.1.3 Determinación COK y WACC
En esta sección del trabajo se determinará la valla que el proyecto debe superar para crear
valor. La respuesta sobre el valor que entrega la inversión en la línea de chancado primario,
está en función de los indicadores de rentabilidad (tasas de descuento) COK y WACC. Para
lo cual se está considerando los siguientes aspectos: la tasa de interés que paga un activo
libre de riesgo al plazo más cercano al del proyecto o tasa libre de riesgo se consideró 1.9%.
Esto se debió a la información obtenida en la tabla de indicadores de riesgo para países
emergentes/diferencial de rendimientos contra bonos del tesoro de EUA, la cual indica una
tasa de interés de 1.9% en bonos del tesoro de EUA para 5 años (Banco Central de Reserva
del Perú, 2016). El factor beta se consideró 1.3, valor obtenido de la página web de Aswath
Damodaran (Damodaran Online, 2017), en el sector minería del mercado americano.
Asimismo, en la página web de Damodaran se consiguió el valor de 8.14% como prima de
riesgo para el mercado peruano.
CAPITAL DE TRABAJO NETO 2019 2020 2021 2022
0 1 2 3
Stock de CTN 2 791,00 2 791,00 2 791,00
Inversión en CTN -2 791,00 - - 2 791,00
COMPAÑIA MINERA CHINALCO S.A.
Módulo de Financiamiento (Cifras en US$)
Estructura Deuda/Capital (D/E)
Deuda 0%
Capital 100%
Ratio D/E 0,0
Monto total del financiamiento
132
Figura 108 Tasas de descuento
Elaboración propia
6.1.4 Construcción de FCLD y FCNI
En cuanto al cálculo de flujo de caja de libre disponibilidad, se realizaron algunas
deducciones, tomando en consideración la información financiera de los periodos 2016 y
2017 del estado de resultados de finanzas de la empresa, para los montos de costo de ventas,
gastos de ventas y distribución, y gastos administrativos. Los cuales se detallan a
continuación:
Figura 109 Costo de ventas y gastos
Elaboración propia
Determinación del WACC y Re
WACC
WACC = We*Re + Wd*Rd*(1-t)
We (peso del aporte) 100,0%
Re (costo de oportunidad del accionista) 12,5%
Wd (peso de los aportan financiamiento) 0,0%
Rd (costo de la deuda financiera) 0,0%
t (tasa de impuesto a la renta) 28,0%
WACC 12,5%
Modelo CAPM para la determinacion del COK
Re = Rf + β * (Rm-Rf)
Tasa Libre de Riesgo 1,90%
Beta 130%
Prima de riesgo 8,14%
Re = COK 12,48%
4, COSTOS DE VENTAS
Los valores ingresados de costo de ventas, gastos de ventas y distribuciín y gastos de administración se obtuvieron de la area de finanzas de la empresa.
ANALISIS VERTICAL ANALISIS VERTICAL
CUENTA 2017 2017 2016 2016
Ingresos de actividades ordinarias 1 051 000 000,00$ 100,00% 1 679 765 500,00$ 100,00%
Costo de Ventas 899 675 000,00$ 85,60% 1 449 840 000,00$ 86,31%
Gastos de Ventas y Distribución 98 100 000,00$ 9,33% 89 999 000,00$ 5,36%
Gastos de Administración 58 980 000,00$ 5,61% 84 980 000,00$ 5,06%
Promedio de Costo de Ventas 85,96%
Promedio de Gastos de Ventas y Distr. 7,35%
Promedio de Gastos de Administración 5,34%
133
Asimismo, se detalla en el gráfico siguiente los valores obtenidos de FCLD y FCNI periodo
a periodo durante la vida del proyecto de ampliación de la planta concentradora y la
implementación del RCM para aumentar la disponibilidad del circuito de chancado.
Figura 110 Flujo de caja FCLD y FCNI
Elaboración propia
6.1.5 Determinación e Interpretación del VPN del FCLD y FCNI
A continuación, se precisa los valores de valor presento neto, TIR, IR y PRID FCLD del
proyecto.
Figura 111 Flujo de caja FCLD
Elaboración propia
Los valores obtenidos nos manifiestan que el proyecto se acepta por las siguientes razones:
VPN (FCLD) >0, TIR (FCLD) > 12.5% (WACC) y IR >1. Además, el proyecto generará
riqueza para la empresa de 41,872.94 de dólares por la ejecución del proyecto. Por otra parte,
también se tienen los indicadores de rentabilidad para el FCNI.
COMPAÑÍA MINERA CHINALCO S.A.
FLUJO DE CAJA PROYECTADO (Cifras en US$)
Años 2018 2019 2020 2021
Periodos: 0 1 2 3
Ingresos por ventas 7 500 000,00 7 500 000,00 7 500 000,00
- Egresos -6 446 769,58 -6 446 769,58 -6 446 769,58
Utilidad Bruta 1 053 230,42 1 053 230,42 1 053 230,42
- Gastos de Ventas y Distribución -550 942,46 -550 942,46 -550 942,46
- Gastos de Administración -400 156,42 -400 156,42 -400 156,42
EBITDA 102 131,54 102 131,54 102 131,54
- Depreciación -33 850,00 -33 850,00 -33 850,00
EBIT 68 281,54 68 281,54 68 281,54
- Impuesto a la renta -20 143,06 -19 118,83 -19 118,83
+ Depreciación 33 850,00 33 850,00 33 850,00
Flujo de Efectivo de Operación (FEO) - 81 988,49 83 012,71 83 012,71
Inversión en Activos Fijos -242 400,00 - 125 622,00
Inversión adicional en capital de trabajo -2 791,00 - - 2 791,00
Flujo de Caja de Libre Disponibilidad (FCLD) -245 191,00 81 988,49 83 012,71 211 425,71
Financiamiento:
Préstamos -
Servicio de la deuda o Cuotas - - -
Escudo fiscal (EFI) - - -
Flujo de Caja del Financiamiento (FCF) - - - -
Flujo de Caja Neto del Inversionista (FCNI) -245 191,00 81 988,49 83 012,71 211 425,71
Sobre el Flujo de Caja de Libre Disponibilidad (FCLD)
Valor Presente Neto (VPN) $41 872,94
Tasa Interna de Retorno (TIR) 20,69%
Indice de Rentabilidad (IR) 1,17
Periodo de Recupero de la Inversión Descontado (PRID) 2,72
134
Figura 112 Flujo de caja FCNI
Elaboración propia
Al igual que en el caso del FCLD, los valores obtenidos para el FCNI nos dicen que el
proyecto se acepta por contar con VPN >0, TIR (FCNI) > 12.48%(COK) y IR >1. Para
ambos casos el periodo de recuperación de la inversión descontado son 2.71 años.
Se concluye que el proyecto de implementación de RCM para garantizar la disponibilidad
al 95% de la línea principal de chancado primario es viable ya que tiene un valor presente
neto de $ 41,872.94 de dólares, una tasa interna de retorno de mayor de 20.69%, con una
rentabilidad de 1.17 y además de una recuperación de la inversión en 2.71 años.
Recomendamos asumir este nuevo reto ya que nos trae grandes beneficios a la empresa y
cambiar en la filosofía del mantenimiento basado en confiabilidad que es la gestión del
mantenimiento basado en análisis de modo de falla e intervenciones a tiempo, haciendo
mayor mantenimiento predictivo y reducir al mínimo los mantenimientos correctivos.
6.1.6 Análisis de la sensibilidad
A través del análisis de sensibilidad CHINALCO podrá tomar una mejor decisión de
inversión, evaluando únicamente el VNP y el TIR, pero antes se cambiaría las variables de
inversión, costos, ingresos, tasas, etc. Para este flujo de caja únicamente alteramos el monto
de la inversión e independientemente reducimos el beneficio, con la finalidad de verificar el
VNP y la TIR de inversión. En la tabla se puede apreciar el incremento del monto de
inversión y la reducción de beneficios, lo cual muestra una variación del VNP y TIR.
Sobre el Flujo de Caja Neto del Inversionista (FCNI)
Valor Presente Neto (VPN) $41 872,94
Tasa Interna de Retorno (TIR) 20,69%
Indice de Rentabilidad (IR) 1,17
Periodo de Recupero de la Inversión Descontado (PRID) 2,72
135
Tabla 60. FLUJO DE CAJA INCREMENTADA AL 20%
Figura 113 Flujo de caja incrementada al 20%
Elaboración propia
En el grafico se aprecia que el flujo de caja al momento de incrementar el flujo en 20% se
aprecia una caída del VPN en $ -5,842.83 dólares, el TIR baja a 11.48%, baja el IR 1.18 y
la recuperación sube a 2.71 años.
136
Tabla 61. FLUJO DE CAJA DESCONTADA AL -20%
Figura 114 Flujo de caja descontada al -20%
Elaboración propia
En el grafico se aprecia que el flujo de caja al momento de descontar el flujo - 20% se aprecia
una subida del VPN en $ 91,324.36 dólares, el TIR sube a 34.02%, sube el IR 1.47 y la
recuperación baja a 2.71 años.
FLUJO DE CAJA PROYECTADO (Cifras en miles de US$)
Años 2018 2019 2020 2021
Periodos: 0 1 2 3
Ingresos por ventas 7,500,000.00 7,500,000.00 7,500,000.00
- Egresos -6,446,769.58 -6,446,769.58 -6,446,769.58
Utilidad Bruta 1,053,230.42 1,053,230.42 1,053,230.42
- Gastos de Ventas y Distribución -550,942.46 -550,942.46 -550,942.46
- Gastos de Administración -400,156.42 -400,156.42 -400,156.42
EBITDA 102,131.54 102,131.54 102,131.54
- Depreciación -33,281.75 -33,281.75 -33,281.75
EBIT 68,849.80 68,849.80 68,849.80
- Impuesto a la renta -20,310.69 -19,277.94 -19,277.94
+ Depreciación 33,281.75 33,281.75 33,281.75
Flujo de Efectivo de Operación (FEO) - 81,820.85 82,853.60 82,853.60
Inversión en Activos Fijos -240,126.98 - 124,172.38
Inversión adicional en capital de trabajo -2,791.00 - - 2,791.00
Flujo de Caja de Libre Disponibilidad (FCLD) -242,917.98 81,820.85 82,853.60 209,816.98
Financiamiento:
Préstamos -
Servicio de la deuda o Cuotas - - -
Escudo fiscal (EFI) - - -
Flujo de Caja del Financiamiento (FCF) - - - -
Flujo de Caja Neto del Inversionista (FCNI) -242,917.98 81,820.85 82,853.60 209,816.98
Flujo de Caja Neto del Inversionista (FCNI) - 20% -194,334.38 81,820.85 82,853.60 209,816.98
-242,917.98 72,741.29 65,485.53 147,431.93
Indicadores de Evaluación del Proyecto:
-242,917.98 72,741.29 65,485.53 147,431.93
Sobre el Flujo de Caja de Libre Disponibilidad (FCLD)
Valor Presente Neto (VPN) S/. 91,324.36
Tasa Interna de Retorno (TIR) 34.02%
Indice de Rentabilidad (IR) 1.47
Periodo de Recupero de la Inversión Descontado (PRID) 2.71
Sobre el Flujo de Caja Neto del Inversionista (FCNI)
Valor Presente Neto (VPN) S/. 42,740.76
Tasa Interna de Retorno (TIR) 20.94%
Indice de Rentabilidad (IR) 1.18
Periodo de Recupero de la Inversión Descontado (PRID) 2.71
137
6.1.7 Resumen del análisis de sensibilidad
Mediante la tabla resumen de sensibilidad, comparamos el VNP y el TIR respecto a los
valores iniciales, como se puede apreciar en la tabla , cada vez que se quiera elevar el monto
de inversión en 5% se tendrá mucho más beneficio, a comparación del incremento desde
5%@60%, como se puede apreciar en la gráfica si variamos el flujo del costo crecientemente
y sucesivamente el monto del VNP se reduce consecuentemente pero si además variamos el
flujo del costo de inversión decrecientemente obtendremos un crecimiento del VNP y una
alta tasa de retorno.
Figura 115 Resumen del análisis de sensibilidad
Elaboración propia
Figura 116 Análisis de sensibilidad variando el costo de inversión positivamente
Elaboración propia
SIN VARIACION INVERSIÓN +5% INVERSIÓN +10% INVERSIÓN +20% INVERSIÓN +30% INVERSIÓN +40% INVERSIÓN +50% INVERSIÓN +60%
VNP 42,740.76 30,594.86 18,448.96 -5,842.83 -30,134.63 -54,426.43 -78,718.23 -103,010.03
TIR 20.94% 18.31% 15.87% 11.48% 7.63% 4.23% 1.18% -1.57%
SIN VARIACION DISMINUCIÓN -5% DISMINUCIÓN -10% DISMINUCIÓN -20% DISMINUCIÓN -30% DISMINUCIÓN -40% DISMINUCIÓN -50% DISMINUCIÓN -60%
VNP 42,740.76 54,886.66 67,032.56 91,324.36 115,616.16 139,907.95 164,199.75 188,491.55
TIR 20.94% 23.79% 26.89% 34.02% 42.78% 53.88% 68.60% 89.41%
ANÁLISIS DE LA SENSIBILIDAD
20.94%
18.31%
15.87%
11.48%
7.63% 4.23%1.18%
-1.57%
-4.00%
1.00%
6.00%
11.00%
16.00%
21.00%
(117,000.00)
(97,000.00)
(77,000.00)
(57,000.00)
(37,000.00)
(17,000.00)
3,000.00
23,000.00
43,000.00
SIN
VA
RIA
CIO
N
INV
ERSI
ÓN
+5
%
INV
ERSI
ÓN
+1
0%
INV
ERSI
ÓN
+2
0%
INV
ERSI
ÓN
+3
0%
INV
ERSI
ÓN
+4
0%
INV
ERSI
ÓN
+5
0%
INV
ERSI
ÓN
+6
0%
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD VARIANDO EL COSTO DE INVERSIÓN DESDE 5% @ 60%
VNP TIR
138
En la figura: Se muestra que al aumentar los costos positivamente, en 5%, 10%, 20%, 30%
,40%, 50% y 60%, los valores del VNP se reducen de igual forma el TIR, hasta llega a tener
un valor negativo el VNP al aumentar el costo en 60%, para los casos del +5%@50% se
redujo el VNP y TIR, además se calculó para un VNP=0, donde no se gana ni se pierde se
tiene a una tasa de TIR=12.62%.
Figura 117 Análisis de sensibilidad variando el costo de inversión decrecientemente
Elaboración propia
En la figura: Se muestra que al aumentar los costos negativamente, en -5%, -10%, -20%, -
30%, -40%, -50% y -60%, los valores del VNP se crecieron de igual forma el TIR, hasta
llega a tener un valor positivo alto y el VNP al disminuir el costo en -60%, supera el 100%
de la tasa de retorno.
6.2 Simulación de resultados del proyecto
En este inciso se presentará la simulación de la situación actual de la línea de chancado
primario, la simulación de la situación mejorada y la comparación de los resultados de ambos
escenarios para verificar la mejora de la disponibilidad de la línea de chancado. Para validar
y corroborar los resultados de la simulación a implementar, se realizará dicha simulación
considerando dos escenarios que serán comparados más adelante.
20.94%23.79%
26.89%
34.02%
42.78%
53.88%
68.60%
89.41%
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
(10,000.00)
10,000.00
30,000.00
50,000.00
70,000.00
90,000.00
110,000.00
130,000.00
150,000.00
170,000.00
190,000.00
SIN
VA
RIA
CIO
N
DIS
MIN
UC
IÓN
-5
%
DIS
MIN
UC
IÓN
-1
0%
DIS
MIN
UC
IÓN
-2
0%
DIS
MIN
UC
IÓN
-3
0%
DIS
MIN
UC
IÓN
-4
0%
DIS
MIN
UC
IÓN
-5
0%
DIS
MIN
UC
IÓN
-6
0%
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD VARIANDO EL COSTO DE INVERSIÓN DESDE -5% @ -60%
VNP TIR
139
El primer escenario de la situación actual, se explicará con los dos indicadores (MTBF y
MTTR), los cuales utiliza el departamento de mantenimiento para controlar sus labores
diarias durante el periodo 2016 - 2017. El segundo escenario de la situación mejorada que
entra en vigencia el primer semestre del 2018.
6.2.1 Supuestos del modelo de simulación
Los resultados que se obtuvieron de junio de 2018 en adelante, se utilizarán como datos de
entrada al modelo de simulación de la situación mejorada para verificar el incremento de la
disponibilidad de la línea de chancado primario, que es la razón y fin del presente proyecto.
Para este propósito, se utilizó el software de simulación Promodel versión 9.3 de la compañía
PROMODEL Corporation. Se escogió dicho software debido a que cuenta con las
características necesarias para simular un proceso productivo como el de la línea de
chancado primario de la compañía minera. Además, este software es regularmente utilizado
para simular procesos en los cuales se consideran tiempos de espera, como es el caso de las
tareas de mantenimiento.
6.2.2 Modelo de simulación de la situación actual
Siguiendo las consideraciones del software de simulación Promodel, se necesita declarar los
siguientes elementos para ejecutar la simulación: Locaciones, entidades, recursos, arribos,
etc.
Variables y parámetros de simulación
Locaciones
• Chancadora Primaria
• Apron Feeder
• Faja de Transferencia No 1
• Faja de Traspaso No 2
• Faja Overland No 3
A continuación, se presenta dos gráficos de los valores ingresados para las locaciones que
se consideran para la línea de chancado primario. Estos datos son los equipos más
representativos de la línea de chancado primario.
140
Figura 118 Entidades
Fuente: Elaboración propia
El gráfico que sigue muestra el flujo continuo de operación, de la línea de chancado primario,
que sigue el concentrado de cobre.
Figura 119 Layout modelo de simulación
Elaboración propia
141
Entidad
• Línea de Chancado Primario detenida
• Tarea de mantenimiento
• Línea de Chancado Primario operativa
En el siguiente gráfico, se muestra las entidades que fluyen por la línea de chancado
primario, para este caso son las labores de mantenimiento y los estados de la línea de
chancado.
Figura 120 Entidades
Elaboración propia
Probabilidades de ocurrencia
De acuerdo con los datos obtenidos en el capítulo 2 de nuestro proyecto de investigación
aplicada, la probabilidad de ocurrencia de falla de los equipos más importantes de la
línea de chancado es como sigue a continuación:
Figura 121 Probabilidad de falla de equipos
Elaboración propia
El anterior cuadro muestra el porcentaje de probabilidad de falla por cada equipo, además
el tiempo promedio que está detenido por tareas de mantenimiento por cada equipo.
Estos datos serán ingresados en el software Promodel para modelar la situación actual
de la línea de chancado.
Se va a considerar, para la simulación del proceso actual, el tiempo de reparación
promedio de la línea de chancado mes a mes de enero a diciembre del periodo en el que
se realizó el diagnóstico del presente proyecto.
Equipo Porcentaje Acumulado Tiempo hrs.
Chancadora Primaria 15% 15% 4.18
Faja 200-CV-001 18% 33% 1.834
Faja 200-CV-002 16% 49% 1.268
Faja 200-CV-003 29% 78% 12.81
Apron Feeder 22% 100% 0.795
142
Estos valores serán ingresados en el software Promodel con una probabilidad de
ocurrencia similar para todos los valores con ello mostrarán una variación aleatoria en el
modelo de simulación. Por lo tanto, cada tiempo de reparación y tiempo entre fallas
tendrá una posibilidad de suceder de 8.3 %. Seguidamente, se muestra el gráfico con los
datos ingresados en el simulador.
Figura 122 Tiempos de reparaciones y entre fallas
Elaboración propia
Figura 123 Tiempo promedio de las reparaciones
Elaboración propia
A continuación, con la información ingresada al simulador de procesos líneas arriba se
prosiguió a escribir las rutinas de programación que debe ejecutar el software en el instante
en el que se presente una falla.
Mes MTTR (hrs) MTBF (hrs) Porcentaje
Enero 3.60 36.90 8.30%
Febrero 2.70 45.70 8.30%
Marzo 0.90 67.90 8.30%
Abril 0.50 186.30 8.30%
Mayo 0.50 78.60 8.30%
Junio 1.80 75.00 8.30%
Julio 0.50 52.90 8.30%
Agosto 1.00 118.00 8.30%
Septiembre 2.20 110.20 8.30%
Octubre 1.10 79.00 8.30%
Noviembre 1.70 55.00 8.30%
Diciembre 0.90 65.00 8.30%
143
Figura 124 Rutina falla de equipo por reparación
Elaboración propia
6.2.3 Resultados del modelo de simulación de la situación actual
Para nuestro caso de simulación se contempla 12 réplicas para representar los 12 meses del año. Lo
cual se configura en el software de simulación Promodel como muestra la siguiente figura.
Figura 125 Configuración de réplicas para la simulación
Elaboración propia
Luego de ingresar los valores de entrada del punto anterior, se prosiguió con la simulación del modelo
actual.
144
Figura 126 Modelo actual de simulación ejecutado
Elaboración propia
A continuación, se muestra los resultados del modelo de simulación. En la columna Tiempo por
entrada promedio (Hr) se encuentra los valores promedios de reparaciones para cada equipo de la
línea.
Ilustración 87. Resultados de simulación del modelo actual
Figura 127 Resultados de simulación del modelo actual
Elaboración propia
145
Figura 128 Resultados de simulación globales
Elaboración propia
6.2.4 Modelo de simulación del proceso mejorado
Para nuestro modelo mejorado se contempla las mejoras propuestas con la metodología de
mantenimiento centrado en la confiabilidad, mejorando la ejecución del plan de
mantenimiento con las acciones a tomar por la evaluación de RCM. Lo cual permitirá
mejorar nuestros indicadores MTTR y MTBF.
Figura 129 Layout modelo de simulación mejorado
Fuente: Elaboración propia
Equipo MTTR (hrs) MTBF (hrs) Disponibilidad
Chancadora primaria 1.47 15.53 91.35%
Apron Feeder 1.52 15.48 90.18%
Faja 200-CV-001 1.47 15.53 90.53%
Faja 200-CV-002 1.50 15.50 90.32%
Faja 200-CV-003 1.47 15.53 90.53%
Promedio 1.49 15.51 90.59%
146
6.2.5 Resultados del modelo de simulación de la situación mejorada
Los datos obtenidos como resultado de la simulación se exhiben en el siguiente gráfico. Las
mejoras implementadas con la metodología RCM fueron enfocadas en el equipo con mayor
frecuencia de paradas, faja numero 3 Overland.
Figura 130 Layout modelo de simulación mejorado
Elaboración propia
De acuerdo con los resultados obtenidos, la disponibilidad de la faja 200-CV-003, después
de implementar las acciones mejora de acuerdo a la metodología RCM, obtendrá una
disponibilidad de 92.34 %. Lo que presenta un 2% de mejora en comparación al modelo
original. Por otra parte, la disponibilidad global de la línea de chancado primario incrementa
su disponibilidad a 90.95%, teniendo un aumento de 0.5% en la disponibilidad del equipo.
Figura 131 Layout modelo de simulación mejorado
Fuente: Elaboración propia
Equipo MTTR (hrs) MTBF (hrs) Disponibilidad
Chancadora primaria 1.47 15.53 91.35%
Apron Feeder 1.52 15.48 90.18%
Faja 200-CV-001 1.47 15.53 90.53%
Faja 200-CV-002 1.50 15.50 90.32%
Faja 200-CV-003 1.21 15.79 92.34%
Promedio 1.43 15.57 90.95%
147
6.2.6 Comparación de escenarios y análisis de resultados
En este acápite. Se hallará el número de réplicas necesarias para simular el modelo
propuesto.
𝑁 = [
𝑡(𝑛−1,1−
∝2)∗𝑆
𝑒]
2
Condiciones iniciales:
Se ejecutaron 12 réplicas para la simulación del modelo base de nuestro sistema (n = 12).
Posteriormente se determinó el estadístico T, con un nivel de significación de 5% y grado
de libertad (GL = 9).
Figura 132 Tabla de distribución T
Elaboración propia
Seguidamente, se realizó la tabulación del error entre el µ y x para conseguir la cantidad de
réplicas necesarias para nuestro modelo propuesto.
148
Tabla 26
Número de replicas
e N
0.01 2,886,350,052.0
0.1 28,863,500.5
0.5 1,154,540.0
1 288,635.0
2 72,158.8
3 32,070.6
4 18,039.7
5 11,545.4
6 8,017.6
7 5,890.5
8 4,509.9
9 3,563.4
10 2,886.4
11 2,385.4
12 2,004.4
13 1,707.9
14 1,472.6
15 1,282.8
16 1,127.5
17 998
18 890
19 799
20 721
21 654
Nota: Elaboración propia
De la tabla anterior, obtenemos que se requieren 799 réplicas para que la diferencia entre el
µ y x sea 19 unidades como máximo. Seguidamente, se realiza la comparación de escenarios
del modelo actual y el modelo mejorado, obteniendo el tiempo promedio del tiempo de ciclo
de cada una de las 799 réplicas.
Comparación de escenarios:
µ1 >> modelo actual
µ2 >> modelo mejorado
Hipótesis:
H0: µ1 - µ2 = 0 <<< iguales
H1: µ1 - µ2 ≠ 0 >>> diferentes
Para el cálculo del intervalo de confianza al 95%, realizamos las 799 réplicas de cada caso,
original y mejorado, luego hallamos las diferencias de los valores promedios.
149
Figura 133 Comparación de modelos propuestos
Elaboración Propia
A continuación, calculamos el promedio de las diferencias y la desviación estándar de los
mismos. Luego calculamos el límite inferior y superior al 95%.
Figura 134 Cálculo del intervalo de confianza
Elaboración Propia
Modelo actual Modelo mejorado
Réplica Nombre Valor Promedio Valor Promedio Diferencias
1 TIEMPO DE CICLO 895.81 219.48 676.33
2 TIEMPO DE CICLO 1113.92 196.03 917.89
3 TIEMPO DE CICLO 649.77 72.25 577.52
4 TIEMPO DE CICLO 956.35 80.43 875.92
5 TIEMPO DE CICLO 742.88 149.34 593.54
6 TIEMPO DE CICLO 1104.86 169.50 935.36
7 TIEMPO DE CICLO 824.82 161.24 663.58
8 TIEMPO DE CICLO 914.15 75.32 838.83
9 TIEMPO DE CICLO 1413.19 89.63 1323.56
10 TIEMPO DE CICLO 641.36 185.67 455.70
11 TIEMPO DE CICLO 816.63 111.06 705.57
12 TIEMPO DE CICLO 1270.52 76.92 1193.60
13 TIEMPO DE CICLO 1280.01 145.97 1134.04
14 TIEMPO DE CICLO 949.74 109.78 839.96
15 TIEMPO DE CICLO 1259.75 75.35 1184.39
16 TIEMPO DE CICLO 1023.94 126.91 897.04
795 TIEMPO DE CICLO 1152.79 90.78 1062.01
796 TIEMPO DE CICLO 748.11 218.32 529.79
797 TIEMPO DE CICLO 928.60 231.32 697.28
798 TIEMPO DE CICLO 822.10 60.96 761.13
799 TIEMPO DE CICLO 946.83 223.83 723.00
Promedio de diferencias : 868.44
Desviacion estándar : 243.52
Z (0.95) : 1.6449
Limite Inferior al 95%: 868.44 - 1.6449 * 243.52 = 854.27
28.26659
Limite Superior al 95%: 868.44 + 1.6449 * 243.52 = 882.61
28.26659
Intervalo Confianza al 95% ( 854.27 , 882.61 )
150
Con un intervalo de confianza al 95%, se deduce que rechazamos la hipótesis nula porque el
intervalo de confianza está en el cuadrante positivo. Por lo tanto, el tiempo promedio del
modelo actual es mayor al tiempo promedio del modelo mejorado.
Figura 135 Validación de satisfacción de la implementación
Elaboración Propia
Finalmente, luego de la comparación de los escenarios, se puedo validar satisfactoriamente
la implementación de las mejoras en la línea de chancado primario con las acciones obtenidas
de la metodología de mantenimiento centrado en la confiabilidad.
Figura 136 Comparación de modelos actual y mejorado
Elaboración Propia
Equipo MTTR (hrs) MTBF (hrs) Disponibilidad
Linea de chancado actual 1.49 15.51 90.59%
Linea de chancado mejordo 1.43 15.57 90.95%
Faja 200-CV-003 actual 1.47 15.53 90.53%
Faja 200-CV-003 mejorado 1.21 15.79 92.34%
151
7. CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 Conclusiones
La mejora en la gestión del mantenimiento de los sub sistemas de la faja Overland,
será una guía para desarrollar la técnica a los demás activos de la empresa
garantizando un cambio positivo en la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad
de los equipos.
Las causas que llegaron a provocar una disponibilidad de 86.9% en el año 2019,
ocasionó una pérdida en las ventas brutas de US$ 26 millones de dólares ,no
cumpliendo con los compromisos de producción de cobre fino.
Se logró validar exitosamente la simulación de la propuesta, pues se obtuvo un
90,95% de disponibilidad en la faja N° 3, que representa 50 horas de disponibilidad
al año.
La evaluación económica financiera determinó un VAN de $ 41,872.94, TIR de
20.69%, con un índice de rentabilidad de 1.17 y un periodo de recuperación de la
inversión de 2.72 años que demuestra viabilidad del proyecto.
7.2 Recomendaciones
Evaluar con encuestas la satisfacción de desarrollo de esta nueva metodología, el
resultado nos servirá para realizar un BENCHMARKING y mostrarlos en los
próximos congresos de mantenimiento, buscando la estandarización.
Mantener actualizados los registros de falla de los equipos, modos de falla en la
matriz AMFE, para los planes de mantenimiento y acción inmediata.
Crear una cultura sobre el RCM a todo el personal de mantenimiento para romper
paradigmas y tomar como propios el gran cambio, desde el trabajador hasta el gerente
de mantención, unificar lazos con operaciones para formar un solo equipo.
Modificar los planes de mantenimiento en el SAP, teniendo mayor importancia al
mantenimiento preventivo basado en el análisis de fallas por equipos críticos que
realizar correctivos no programados.
152
8. REFERENCIAS
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157
9. ANEXOS
1. Software de registro de eventos y fallas RMES de la empresa minera Chinalco.
2. Registro de paradas de línea proporcionado por Minera Chinalco del software de
registro RMES, para el análisis del periodo 2016.
158
3. Registro de paradas de línea proporcionado por Minera Chinalco del software de
registro RMES, para el análisis del periodo 2017.
159
4. Encuesta Metodología AHP - Criterios
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5. Encuesta Metodología AHP – Criterio 1
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165
10. Tasas de Depreciación
166
11. Tasas de Interés
167
12. Indicadores de Riesgo País y Bonos del tesoro de EUA.
168
13. Prima de Riesgo del Mercado Peruano (Country Risk: Determinants, Measures and
Implications – The 2016 Edition Stern School of Business)
14. Beta del Sector (Damodaran)
15. Implementación RCM
169
16. Datos de simulación
170