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Diseño del plan de mantenimiento basado en RCM para los camiones de transporte de fruto de la empresa Palmar de Altamira S.A.S.

Elvis Holvein Amado Gonzalez

Trabajo de Grado para Optar al Título de Especialista en gerencia de mantenimiento

Director Dr. MsC, Julián Jaramillo Ibarra Doctor en ingeniería térmica – ingeniero mecánico

Universidad Industrial de Santander Facultad de Ingenierías Físico Mecánicas Escuela de Ingenieria Mecánica Especialización en Gerencia de Mantenimiento Bucaramanga

2022

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Tabla de Contenido

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Introducción .................................................................................................................................. 11

1. Palmar de Altamira S.A.S. ........................................................................................................ 12

1.1 Campo de operación Palmar de Altamira S.A.S. ................................................................. 12 1.2 Proceso de producción aceite crudo de palma (CPO) .......................................................... 13 1.2.1 Recepción de fruta (RFF)..................................................................................................... 14 1.2.2 Esterilización........................................................................................................................ 15 1.2.3 Desfrutación ......................................................................................................................... 15 1.2.4 Digestión y prensado............................................................................................................ 16 1.2.5 Clarificación ......................................................................................................................... 16 1.2.6 Centrifugado ........................................................................................................................ 16 1.2.7 Desfibración y trituración .................................................................................................... 17 1.2.8 Palmistería............................................................................................................................ 17 1.2.9 Aceite de palmiste (PKO) .................................................................................................... 17 1.3 Área de Mantenimiento de Palmar de Altamira S.A.S. ....................................................... 17 1.3.1 Camiones Volkswagen 31.330............................................................................................. 18 1.4 Planteamiento del problema ................................................................................................. 19

2. Objetivos ................................................................................................................................... 21

2.1 Objetivo General .................................................................................................................. 21 2.2 Objetivos Específicos.............................................................................................................. 21

3. Justificación .............................................................................................................................. 22

4. Marco teórico ............................................................................................................................ 23

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4.1 Mantenimiento centrado en confiabilidad RCM..................................................................... 23 4.1.1 Historia del mantenimiento .................................................................................................. 24 4.1.2 Metodología del mantenimiento centrado en confiabilidad................................................. 25 4.1.3 Indicadores de mantenimiento ............................................................................................. 28 4.1.3.1 Disponibilidad. .................................................................................................................. 28 4.1.3.2 Disponibilidad por averías. ............................................................................................... 28 4.1.3.3 Tiempo medio entre fallos (MTBF). ................................................................................. 29 4.1.3.4 Tiempo medio de reparación (MTTR). ............................................................................. 29

5. Camión Volkswagen 31.330 ..................................................................................................... 30

5.1 Especificaciones Técnicas Camión Volkswagen 31.330 ........................................................ 30 5.2 Sistemas que componen el camión Volkswagen 31.330 adaptado a la operación de Palmar de Altamira S.A.S. ............................................................................................................................. 31 5.2.1 Sistema de potencia .............................................................................................................. 32 5.2.2 Sistema de transmisión de potencia ..................................................................................... 32 5.2.3 Sistema neumático ............................................................................................................... 34 5.2.4 Sistema eléctrico .................................................................................................................. 35 5.2.5 Sistema estructural ............................................................................................................... 36 5.2.6 Sistema hidráulico ................................................................................................................ 37 5.2.7 Sistema de suspensión.......................................................................................................... 38 5.2.8 Sistema de frenos ................................................................................................................. 39

6. Modelo de mantenimiento basado en confiabilidad RCM para camión Volkswagen 31.330 .. 40

6.1 Función del Camión Volkswagen 31.330 ............................................................................... 40 6.2 Modos de falla de los sistemas................................................................................................ 40

p. 4

6.3 Análisis de modo y efecto de falla (FMEA) ........................................................................... 43 6.4 Tareas y frecuencias de mantenimiento .................................................................................. 51

7. Conclusiones ............................................................................................................................. 53

Referencias bibliográficas ............................................................................................................. 54 Anexos .......................................................................................................................................... 55

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Lista de Tablas

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Tabla 1. Modelo de camiones Volkswagen de la empresa Palmar de Altamira.......................... 18 Tabla 2. Historia y evolución del mantenimiento ......................................................................... 25 Tabla 3. Función camión Volkswagen 31.330 en la operación de Palmar de Altamira S.A.S. .... 40 Tabla 4. Función, falla funcional y modo de falla parte del sistema de potencia (ver anexo 1) .. 50 Tabla 5. Tareas e intervalos de mantenimiento (ver anexo 1) ...................................................... 52

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Lista de Figuras

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Figura 1. Ubicación geográfica de Palmar de Altamira S.A.S. .................................................... 13 Figura 2. Proceso de producción aceite crudo de palma (CPO) .................................................. 14 Figura 3. Tolva de recibo de fruta (RFF) ..................................................................................... 15 Figura 4. Camión Volkswagen 31.330 .......................................................................................... 19 Figura 5. Disponibilidad Camiones Años 219 - 2020 - 2021 ....................................................... 20 Figura 6. Diagrama del flujo del RCM ......................................................................................... 24 Figura 7. Preguntas del RCM ....................................................................................................... 26 Figura 8 Diagrama del RCM ........................................................................................................ 27 Figura 9. Indicador de Disponibilidad.......................................................................................... 28 Figura 10. Indicador de disponibilidad por averías ..................................................................... 28 Figura 11. Indicador de disponibilidad por averías ..................................................................... 29 Figura 12. Indicador MTBF (Tiempo medio entre fallas) ............................................................ 29 Figura 13. Indicador MTTR (Tiempo medio de reparación) ........................................................ 29 Figura 14. Camión Volkswagen 31.330 ........................................................................................ 30 Figura 15. Motor cummins ISL ..................................................................................................... 32 Figura 16. Caja de cambios ZF..................................................................................................... 33 Figura 17. Cardan principal ......................................................................................................... 33 Figura 18. Frenos accionados por aire......................................................................................... 34 Figura 19. Mandos hidráulicos 4 palancas accionados por aire ................................................. 35 Figura 20. Baterías conectadas en serie ....................................................................................... 35

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Figura 21. Tablero de instrumentos camión Volkswagen 3.1.330 ................................................ 36 Figura 22. Alternador 24-V ........................................................................................................... 36 Figura 23. Chasis camión Volkswagen 31.330 ............................................................................. 37 Figura 24. Chasis del equipo hidráulico ....................................................................................... 37 Figura 25. Caja dirección ZF........................................................................................................ 38 Figura 26. Bomba hidráulica amplirol ......................................................................................... 38 Figura 27. Suspensión trasera camión Volkswagen 31.330 ......................................................... 39 Figura 28. Sistema de frenos Camión ........................................................................................... 39 Figura 29. Componentes sistema de frenos................................................................................... 39 Figura 30. Modo de falla potencial ............................................................................................... 44 Figura 31. Efecto potencial falla ................................................................................................... 44 Figura 32. Tabla de severidad ...................................................................................................... 45 Figura 33. Causa potencial de la falla .......................................................................................... 45 Figura 34. Tabla de Ocurrencia .................................................................................................... 46 Figura 35. Control actual .............................................................................................................. 46 Figura 36. Tabla de detección ....................................................................................................... 47 Figura 37. Número prioritario de riesgo ...................................................................................... 47 Figura 38. Interpretación del NPR................................................................................................ 48

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Glosario

CPO: aceite crudo de palma MTBF: tiempo medio entre fallas MTTR: tiempo medio de reparación PKO: aceite de palmiste RCM: mantenimiento centrado en confiabilidad RFF: racimo de fruta fresca

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Resumen

Título: Diseño del plan de mantenimiento basado en RCM para los camiones de transporte de fruta de la empresa Palmar de Altamira S.A.S.* Autor: Elvis Holvein Amado González** Palabras Clave: Mantenimiento, confiabilidad, disponibilidad, modo de falla

Descripción: En esta monografía se elabora el plan de mantenimiento centrado en confiabilidad para la flota de camiones Volkswagen 31.330 de transporte de fruta de la empresa Palmar de Altamira S.A.S., aquí se tiene en cuenta los diferentes sistema y subsistemas con sus funciones principales de los camiones con el fin de elaborar los modos de falla y las actividades que se deben ejecutar para hacer los equipos más confiables en la operación para la cual fueron adquiridos por la compañía.

Todo esto fue posible teniendo en cuenta la teoría que se debe aplicar para generar un plan de mantenimiento centrado en confiabilidad, de igual manera, se tuvo en cuenta la experiencia de la operación de la empresa para determinar algunos intervalos de mantenimiento. Finalmente, lo que se pretende con este modelo de mantenimiento centrado en confiabilidad es tener diseñada una estrategia que permita aumentar la disponibilidad del equipo, así como disminuir los costos de la operación y aumentar la productividad dentro de la compañía.

* Monografía

** Facultad de Ingenierías Físico-Mecánicas. Especialización en Gerencia de Mantenimiento. Director: Julián Jaramillo Ibarra. Ingeniero Mecánico Dr. En Ingeniería Térmica

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Abstract

Title: Design of the maintenance plan based on RCM for the fruit transport trucks of the company Palmar de Altamira S.A.S.* Author(s): Elvis Holvein Amado González** Key Words: Maintenance, reliability, availability, failure mode

Description: In this monograph, the maintenance plan focused on reliability for the fleet of Volkswagen 31,330 fruit transport trucks of the company Palmar de Altamira SAS is elaborated, here the different systems and subsystems are taken into account with their main functions of the trucks with the in order to elaborate the failure modes and the activities that must be executed to make the equipment more reliable in the operation for which they were acquired by the company.

All this was possible taking into account the theory that must be applied to generate a maintenance plan focused on reliability, in the same way, the experience of the company's operation was taken into account to determine some maintenance intervals. Finally, what is intended with this reliability-centered maintenance model is to have designed a strategy that allows increasing equipment availability, as well as reducing operating costs and increasing productivity within the company.

* Monograph

**Faculty of Physical-Mechanical Engineering. Specialization in Maintenance Management. Director: Julian Jaramillo Ibarra. Mechanical Engineer Dr. In Thermal Engineering

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Introducción

La empresa Palmar de Altamira S.A.S. posee para su operación de transporte de fruto en contenedores, una flota de camiones de la marca Volkswagen 31.330 y actualmente la disponibilidad de estos equipos permanece por debajo de lo requerido para cumplir con la entrega de fruta a la planta extractora de aceite. La estrategia de mantenimiento actual de estos camiones es la suministrada por el fabricante y se desarrolla a través de mecánicos propios en el taller acondicionado dentro de las instalaciones de la empresa Palmar de Altamira S.A.S., las rutinas de mantenimiento desarrolladas por los mecánicos propios son actividades muy simples y de fácil verificación, sin embargo, estas tareas de mantenimiento no se enfocan en actividades que garanticen la confiabilidad de la operación de los vehículos.

Al diseñar un programa de mantenimiento centrado en RCM aplicado a éstos equipos, éste programa nos permite generar una serie de actividades que se podrán desarrollar de manera programada y el cual servirá para aumentar y mantener la confiabilidad y operatividad de los camiones y así cumplir con la entrega de fruta en la planta extractora de aceite, garantizando las toneladas previstas por la gerencia de la empresa Palmar de Altamira S.A.S., los resultados se podrán obtener en los indicadores de mantenimiento, una vez la empresa tome la decisión de proceder a implementar este programa de mantenimiento basado en RCM. En este documento se desarrolla el modelo de un sistema de mantenimiento centrado en RCM para los camiones Volkswagen 31.330 de la compañía Palmar de Altamira S.A.S. utilizados para transportar fruta en contenedores desde las plantaciones cercanas hasta la planta extractora de aceite.

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1. Palmar de Altamira S.A.S.

Palmar de Altamira S.A.S., es una empresa dedicada a la extracción de aceite crudo de palma CPO, se encuentra ubicada en el kilómetro 126 de la vía que de Yopal conduce hacia la vereda Brisas en jurisdicción del municipio de orocué en el departamento de Casanare. Como parte de su operación, la empresa debe surtir de fruta la planta extractora de aceite, el cual una de las maneras de llevarlo a cabo es comprando fruta a las fincas vecina y transportándola en camiones a través de contenedores hasta la planta procesadora de aceite. Actualmente Palmar de Altamira S.A.S. es la empresa de mayor producción de aceite crudo de palma en Colombia, vendiendo el 40% en la industria nacional y exportando el 60% hacia Europa. Cabe mencionar, que la empresa Palmar de Altamira S.A.S. es una empresa filial del grupo corporativo Manuelita S.A.

1.1 Campo de operación Palmar de Altamira S.A.S.

El campo de operación de la empresa Palmar de Altamira S.A.S. es en la zona rural del municipio de Orocué en el departamento de Casanare, a 126 km de la capital Yopal, allí se encuentra un cultivo propio con 3003 hectáreas sembradas de palma de aceite e igualmente se encuentra su planta de procesamiento de aceite. Sin embargo, también cuenta con influencia en parte del municipio de Maní, ya que también compra fruta en fincas que se encuentran en este municipio cercano.

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Figura 1. Ubicación geográfica de Palmar de Altamira S.A.S.

Fuente: Google Maps https://goo.gl/maps/oq2uyyZNyofnFAP68

1.2 Proceso de producción aceite crudo de palma (CPO)

Para producir aceite de palma, se debe garantizar que la fruta que entra al proceso de producción este en óptimas condiciones, esto equivale a decir que no debe estar sobre madura ni tampoco debe estar verde, lo anterior, garantiza que el PH se encuentre entre los parámetros necesarios para la venta del aceite a los clientes.

El proceso de producción del aceite crudo de palma consta de varias etapas, y son las siguientes: recepción de fruta, esterilización, desfrutación, digestión y prensado, clarificación, centrifugado, sedimentación, separación en tanque florentino, deshidratación y aceite crudo de palma. Existen otras etapas adicionales que se utilizan para extraer aceite de palmiste, estas etapas son las siguientes: nuez y fibra, secado, trituración, almendra y cascara, prensado, torta de palmiste y aceite crudo de palmiste.

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Figura 2. Proceso de producción aceite crudo de palma (CPO)

Fuente: Induagro http://www.induagro.com.mx/HOMEAP/ProcProductAP/ProcProductAP.html

1.2.1 Recepción de fruta (RFF)

La recepción de los racimos de fruta fresca (RFF) se realiza en la tolva que se dispone en el inicio del proceso de producción de aceite crudo de palma, aquí se utilizan los camiones Volkswagen 31.330 que utiliza la empresa Palmar de Altamira S.A.S. para transportar la fruta desde las fincas cercanas hasta la tolva de la planta extractora. En este punto inicial del proceso, el departamento de control técnico de calidad realiza inspección y pruebas a la fruta que va llegando antes de ser vertida en la tolva, con el fin de garantizar que cumpla con los parámetros mínimos para iniciar el procesamiento.

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Figura 3. Tolva de recibo de fruta (RFF)

Fuente: Matalteco https://metalteco.com/equipo-palma-de-aceite-tolva-de-recibo-de-fruto/

1.2.2 Esterilización

En el proceso de esterilización, la fruta proveniente de la tolva de recepción a través de una banda transportadora llega hasta los esterilizadores y allí lo que se hace es cocinar la fruta con el fin de ablandarla y facilitar la separación de la almendra de la cascara de la nuez. Estos esterilizadores utilizan vapor de agua para llevar a cabo este proceso. Luego de cocinada la fruta por aproximadamente 90 minutos, esta pasa al proceso de desfrutación.

1.2.3 Desfrutación

A un tambor desfrutador llega la fruta cocinada con el fin de separar la fruta del raquis, el raquis es la vegetal que no se utiliza en la producción de aceite de palma, sin embargo; el raquis se dispone como abono en las plantaciones de palma aportando nutrientes al suelo, por otro lado,

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una vez separada la fruta del raquis, se continua el proceso de producción enviándola hacia los digestores.

1.2.4 Digestión y prensado

La digestión es un proceso en el cual se coloca la fruta en prensas tipo sin fin para ser macerada y exprimida y así obtener la parte aceitosa de la fruta, la parte solida compuesta por nuez y fibra es llevada a separación, por un lado, la fibra se seca y se utiliza como combustible para la caldera del proceso y la nuez se seca y se envía para el área de palmistería. Mientras tanto, el aceite extraído en las prensas es conducido a la siguiente etapa del proceso, clarificación.

1.2.5 Clarificación

La clarificación del aceite se realiza por separación estática y diferencia de densidades, aquí se busca separar lodos e impurezas del aceite, luego el aceite clarificado pasa a un tanque sedimentador donde las partículas pesadas se van decantando y el aceite se envía a deshidratación para seguir filtrando impurezas y posteriormente se envía el aceite a los tanques de almacenamiento.

1.2.6 Centrifugado

Los lodos e impurezas que salen del proceso de clarificación son enviados a unas centrifugas con el fin de recuperar una porción adicional de aceite, luego este aceite es enviado al proceso de clarificación para su reproceso, el resto de la mezcla se lleva hasta los tanques florentinos con el fin de continuar extrayendo impurezas y así lograr recuperar la mayor cantidad de aceite posible.

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1.2.7 Desfibración y trituración

La mezcla de fibra y nueces es triturada por prensas sin fin y allí a través de un proceso neumático, es separada la fibra y la nuez, la fibra se envía como parte de combustible para las calderas del proceso y la nuez se almacena en una zona de secamiento.

1.2.8 Palmistería

La nuez seca se pasa por un triturador con el fin de separar la cascara de la almendra, luego la cascarilla es enviada también a la caldera como combustible y las almendras se envían a un área de secado.

1.2.9 Aceite de palmiste (PKO)

En esta etapa, se colocan las almendras a través de prensas de caracol y se pasan a través de un tamiz con el fin de quitarle las impurezas, luego se pasa por un filtro de lonas y finalmente se obtiene el aceite de palmiste (PKO).

1.3 Área de Mantenimiento de Palmar de Altamira S.A.S.

Actualmente la empresa cuenta con dos áreas de mantenimiento, la primera es la encargada de los equipos de la planta extractora de aceite, allí se lleva un plan de mantenimiento montado en SAP Logon con el módulo de PM enlazado con el módulo MM. Por otra parte, se tiene un área de mantenimiento con un taller de mecánicos destinado al cuidado de los demás equipos, entre los que se encuentra tractores, vehículos livianos, maquinaria amarilla, motos, cuatrimotos y los camiones Volkswagen 31.330 utilizados para el transporte de la fruta hacia la planta extractora. En este taller, el cual está ubicado dentro de las instalaciones de la empresa, se realizan actualmente los mantenimientos preventivos sugeridos por el fabricante.

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1.3.1 Camiones Volkswagen 31.330

Actualmente la empresa Palmar de Altamira S.A.S. cuenta con una flota de camiones Volkswagen utilizados para el transporte de la fruta en contenedores hasta la planta extractora. A estos camiones se les adaptó un sistema de brazos hidráulicos con el fin de auto cargar los contenedores que transporta con fruta, ver figura 4. La siguiente tabla muestra los modelos de los camiones de la empresa Palmar de Altamira S.A.S.

Tabla 1. Modelo de camiones Volkswagen de la empresa Palmar de Altamira

PLACA

MARCA

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Figura 4. Camión Volkswagen 31.330

Fuente: Palmar de Altamira S.A.S.

1.4 Planteamiento del problema

La compañía Palmar de Altamira S.A.S. a través del área de proveedores, requiere comprar RFF (RACIMO DE FRUTA FRESTA) a las plantaciones vecinas y llevar esta materia prima hasta la planta extractora para transformarlo en CPO (ACEITE CRUDO DE PALMA), esta materia prima es llevada en camiones doble troque a través de contenedores de 20 Toneladas.

La compañía actualmente cuenta con una flota de camiones y éstos deben estar siempre disponibles para poder cumplir con las metas de entrega de RFF proyectadas por la gerencia de campo, sin embargo; en los últimos 3 años, la disponibilidad de estos equipos ha estado en promedio en 65% (ver tabla 2), estando muy por debajo de lo requerido por la empresa para cumplir sus metas de entrega de RFF en la planta extractora de aceite. La principal causa de esta baja disponibilidad es debido a fallas presentadas recurrentemente en estos equipos ocasionando paradas muy largas que a su vez generan la baja disponibilidad y confiabilidad de estos equipos,

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además, los mantenimientos que se realizan a los camiones son los mantenimientos básicos que el fabricante sugiere y se evidencia que estos mantenimientos no son suficientes para lograr una buena confiabilidad de los camiones.

Figura 5. Disponibilidad Camiones Años 219 - 2020 - 2021

Fuente: Palmar de Altamira S.A.S.

Teniendo en cuenta lo anterior, se decide realizar este proyecto con el fin de diseñar el plan de mantenimiento basado en confiabilidad (RCM) para estos equipos, ya que, “El principal objetivo del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad es disminuir los paros por averías, aumentando la disponibilidad y confiabilidad operativa de los equipos y de esta manera lograr optimizar la productividad

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2. Objetivos

2.1 Objetivo General

Diseñar el plan de mantenimiento basado en RCM para los camiones de transporte de RFF del área de proveedores, de la compañía Palmar de Altamira S.A.S.

2.2 Objetivos Específicos

Identificar cuáles son los sistemas que más averías presenta la flota de camiones Volkswagen para la operación de Palmar de Altamira y el cual generan más tiempo de paradas no programadas.

Identificar los componentes más críticos de los sistemas de los camiones Volkswagen que más averías presentan.

Diseñar un modelo de mantenimiento basado en confiabilidad para los camiones Volkswagen utilizados en la operación de Palmar de Altamira S.A.S.

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3. Justificación

Uno de los principales factores que justifican este proyecto es el alto costo que resulta la operación de transporte de fruta, ya que mientras los camiones fallan continuamente, la compañía deja de transportar fruta para producir aceite ocasionando que los costos en mantenimiento de los camiones aumentan, los costos fijos por conductores se mantienen, pero sin generar ningún tipo de utilidad para la producción de la empresa. Por otra parte, dentro de la compañía se tiene establecido para los camiones el plan básico de mantenimiento sugerido por el fabricante y es evidente que este plan no satisface la necesidad de mantener confiable los camiones para la operación de la compañía, por lo tanto, es necesario diseñar un plan de mantenimiento más robusto para los camiones basado en confiabilidad

(RCM).

Al diseñar un plan de mantenimiento basado en confiabilidad, este nos permite garantizar que las fallas tienen que disminuir y al mismo tiempo debe aumentar la disponibilidad de los camiones para la operación de transporte de fruta de la compañía, pero también para prolongar la vida útil de los camiones.

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4. Marco teórico

4.1 Mantenimiento centrado en confiabilidad RCM

El mantenimiento centrado en confiabilidad es una metodología utilizada para buscar las acciones a desarrollar en los activos fijos con el fin de lograr que estos continúen haciendo su función para la cual fue adquirida.

Visto de otra manera, el mantenimiento centrado en confiabilidad es una herramienta que se desarrolló para el área de mantenimiento con el fin de generar una serie de acciones que se deben ejecutar en los activos, encaminadas a mantener la confiabilidad durante su proceso de operación para la cual es requerida.

(Smith, 2003) afirma:

“Una filosofía de gestión del mantenimiento, en la cual un equipo multidisciplinario de trabajo se encarga de optimar la confiabilidad operacional de un sistema que funciona bajo condiciones de trabajo definidas, estableciendo las actividades más efectivas de mantenimiento en función de la criticidad de los activos pertenecientes a dicho sistema”. En la anterior definición, un equipo multidisciplinar se refiere a un conjunto de personas con diferentes especialidades, puede ser mecánicos, ingenieros, eléctricos, instrumentistas, etc., y lo que ellos buscan es crear una serie de actividades en mantenimiento que se deben hacer partiendo de la función operacional para la cual fue adquirido un activo y analizando las consecuencias de la ocurrencia de los modos de falla asociados a los fallos funcionales. La siguiente figura corresponde al diagrama de flujo del RCM:

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Figura 6. Diagrama del flujo del RCM

Fuente: Daniel Ortíz

4.1.1 Historia del mantenimiento

El mantenimiento se remonta a finales del siglo XIX, en 1880 el 90% de los trabajos eran realizados por el hombre y el 10% por la máquina, aquí las maquinas solo se reparaban si surgía alguna falla o si era necesario detener la producción. En 1914 el mantenimiento era ejecutado por el mismo personal de la operación. En 1950 se crea la ingeniería del mantenimiento, encargados de planear y controlar el mantenimiento preventivo y analizar las causas y efectos de las averías. En 1966 aparecen instrumentos sofisticados para el sector mantenimiento desarrollando así criterios de predicción de fallas. En 1970 aparecen estándares de clase mundial en mantenimiento, TPM, RCM. En 1980 la asociación de transporte aéreo de Estados Unidos elabora el MSG-3 el cual es un documento que considera todos los programas de mantenimiento

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iniciales para la aviación y además contempla el análisis de todos los patrones de falla. En 2005 aparece el concepto de conservación industrial, esta filosofía hace que los gerentes relaciones diferente4s áreas de la compañía, producción, mantenimiento, calidad, etc. (Medrano Márquez,

2017).

La siguiente tabla nos muestra en resumen la historia y evolución del mantenimiento. Tabla 2. Historia y evolución del mantenimiento Historia y Evolución del Mantenimiento

AÑO

DESCRIPCIÓN

1780 Mantenimiento correctivo

1798 Uso de partes intercambiables

1903 Producción industrial masiva

1910 Cuadrillas de mantenimiento correctivo

1914 Mantenimiento preventivo

1931 Control de calidad del producto manufacturado

1950 Control estadístico de calidad

1960 Desarrollo del mantenimiento centrado en confiabilidad

1971 Desarrollo del mantenimiento productivo total

1995 Desarrollo del proceso de las 5 S

2005 Surgimiento de la filosofía de conservación industrial

4.1.2 Metodología del mantenimiento centrado en confiabilidad

La metodología RCM, propone un procedimiento que permite identificar las necesidades reales de mantenimiento de los activos en su contexto operacional, a partir del análisis de las siguientes siete preguntas:

1 ¿Cuál es la función del activo?

2 ¿De qué manera puede fallar?

3 ¿Qué origina la falla?

4 ¿Qué pasa cuando falla?

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5 ¿Importa si falla?

6 ¿Se puede hacer algo para prevenir la falla?

7 ¿Qué pasa si no podemos prevenir la falla?

Figura 7. Preguntas del RCM

Fuente: Internet

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Las siguientes son las herramientas que nos permiten realizar el RCM:

El FMEA (análisis de los modos y efectos de fallos) y el ÁRBOL LÓGICO DE DECISIÓN constituyen las herramientas fundamentales que utiliza el RCM para responder a las siete preguntas anteriores.

El FMEA (análisis de los modos y efectos de fallos), nos permite identificar los efectos o consecuencias de los modos de fallos del activo, aquí obtenemos la respuesta a las primeras 5 preguntas.

El ÁRBOL LÓGICO DE DECISIÓN nos permite seleccionar de manera óptima las actividades de mantenimiento de acuerdo con la filosofía RCM, aquí obtenemos las respuestas a las preguntas 6 y 7.

La siguiente figura nos muestra los pasos para realizar el RCM. Figura 8 Diagrama del RCM

Fuente: Elvis Amado

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4.1.3 Indicadores de mantenimiento

Una de las maneras de medir el desempeño del área de mantenimiento es a través de indicadores de gestión, con ellos, la gerencia puede tomar decisiones a futuro sobre la confiabilidad de los activos. A pesar de que pueden existir muchos indicadores, lo importante es tener en cuenta aquellos que nos permitan identificar los puntos débiles con el fin de lograr tomar medidas oportunas para corregirlas. Los 4 principales indicadores de gestión del mantenimiento son los siguientes:

4.1.3.1 Disponibilidad. Es sin duda el indicador más importante en mantenimiento, y por

supuesto, el que más posibilidades de 'manipulación' tiene. Si se calcula correctamente, es muy sencillo: es el cociente de dividir el número de horas que un equipo ha estado disponible para producir y el número de horas totales de un periodo (Renovatec, 2018). Figura 9. Indicador de Disponibilidad

Fuente: Renovatec

4.1.3.2 Disponibilidad por averías. Corresponde a intervenciones no programadas. Figura 10. Indicador de disponibilidad por averías

Fuente: Renovatec

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Figura 11. Indicador de disponibilidad por averías

Fuente: Renovatec

4.1.3.3 Tiempo medio entre fallos (MTBF). Este indicador nos permite conocer la

frecuencia con que suceden las averías. Figura 12. Indicador MTBF (Tiempo medio entre fallas)

Fuente: Renovatec

4.1.3.4 Tiempo medio de reparación (MTTR). Este indicador nos permite conocer la

importancia de las averías que se presentan en el equipo teniendo en cuenta el tiempo medio desde que se produce hasta su solución.

Figura 13. Indicador MTTR (Tiempo medio de reparación)

Fuente: Renovatec

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5. Camión Volkswagen 31.330

El camión 31.330 con transmisión mecánica ZF tiene la resistencia necesaria para una amplia variedad de aplicaciones, es un camión robusto configurado para operaciones de trabajo pesado de alta durabilidad y bajo costo operacional.

Figura 14. Camión Volkswagen 31.330

Fuente: https://www.vwcamionesybuses.co/wp-content/uploads/2020/10/constellation- 31.330.jpg

5.1 Especificaciones Técnicas Camión Volkswagen 31.330

Las siguientes son las especificaciones técnicas otorgadas por el fabricante para el camión Volkswagen 31.330

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Motor: Cummins/ ISL 330 Potencia cv(kw): 330 (246) @ 2100 Torque Máx- Nm@rpm: 1.450@ 1.100-1.500 Transmisión: Mecánica ZF 16 Vel Peso Bruto: 28.000 Kg Distancia Entre Ejes: 4.580(5.940)mm Largo carrozable Máximo Externo: 8.500mm

5.2 Sistemas que componen el camión Volkswagen 31.330 adaptado a la operación de

Palmar de Altamira S.A.S.

Los siguientes son los componentes del camión Volkswagen 31.330 el cual fue adaptado para cargue, transporte y descargue de fruta en contenedores para la empresa Palmar de Altamira S.A.S.

Sistema de potencia (motor) Sistema de transmisión de potencia (caja de cambios y transmisiones) Sistema neumático (frenos y equipo hidráulico) Sistema eléctrico (batería, panel de instrumentos, sensores, luces) Sistema estructural (chasis del camión y chasis del equipo hidráulico) Sistema hidráulico (caja dirección, bomba freno, bomba embrague y equipo hidráulico) Sistema de suspensión (muelles, templetes, amortiguadores y bujes centrales del sillín) Sistema de frenos (compresor, almacenamiento de aire, válvulas, bomba de freno, líneas de aire, recamaras de freno, levas de freno, bandas de freno, campanas de freno, ajustadores manuales y kit de resortes con rodajas para bandas de freno).

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5.2.1 Sistema de potencia

El camión Volkswagen cuenta con un motor cummins ISL 330, el cual cuenta con un sistema de enfriamiento de aceite y radiador con liquido refrigerante, este motor además de transmitir la potencia del vehículo se encarga de transmitir a través de una correa de accesorios de transmitir el movimiento al alternador, la bomba del agua, el compresor del aire acondicionado, de igual manera, le transmite movimiento al ventilador del radiador. Figura 15. Motor cummins ISL

Fuente: Internet

5.2.2 Sistema de transmisión de potencia

El camión Volkswagen le transmite la potencia a la caja de cambios ZF, el cual es una caja con 16 cambios sincronizados, esta a su vez le transmite la potencia a través de un cardan a

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la primera transmisión trasera, y de ser necesario de requerir más potencia en ciertos terrenos lodosos, se puede acoplar la segunda transmisión trasera desde la cabina del conductor oprimiendo un botón, el cual hace que una horquilla engrane un conjunto de piñones dentro de la primera transmisión y así transmitir la potencia a la segunda transmisión trasera a través de un cardan auxiliar.

Figura 16. Caja de cambios ZF

Fuente: Internet

Figura 17. Cardan principal

Fuente: Internet

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5.2.3 Sistema neumático

El camión Volkswagen cuenta con un compresor de aire anidado al motor cummins, el cual es el encargado de generar fluido de aire para todo el sistema neumático, este aire se almacena en tanques o depósitos de aire que se encuentran al sistema. Con el aire que se genera, se pone en funcionamiento el sistema de frenos y el sistema neumático del equipo hidráulico. Este sistema cuenta con un filtro secador de aire automático, el cual es el encargo expulsar cada cierto tiempo de manera automática los condensados que se generan en este sistema. Esto se hace con el fin de proteger ciertos componentes de otro sistema, por ejemplo, empaquetaduras de válvula Relay y mandos neumáticos.

Figura 18. Frenos accionados por aire

Fuente: Internet

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Figura 19. Mandos hidráulicos 4 palancas accionados por aire

Fuente: Internet

5.2.4 Sistema eléctrico

El sistema eléctrico del camión se compone básicamente un alternador quien es el encargado de generar la corriente para mantener cargadas siempre 2 baterías 31H conectadas en serie ya que el sistema eléctrico del camión funciona a 24 voltios. Este voltaje es el encargado del funcionamiento de luces, tablero de instrumentos, sensores y exploradoras auxiliares.

Figura 20. Baterías conectadas en serie

Fuente: Internet

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Figura 21. Tablero de instrumentos camión Volkswagen 3.1.330

Fuente: Internet Figura 22. Alternador 24-V

Fuente: Internet

5.2.5 Sistema estructural

El camión cuenta con un chasis armado con material en acero A-36 el cual tiene 3 capas de láminas con tornillería de 5/8”x 2-1/2” y en espesor de 5/16”

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El chasis del equipo hidráulico está fabricado con perfiles y laminas estructurales en acero de diferentes diámetros.

Figura 23. Chasis camión Volkswagen 31.330

Fuente: Internet Figura 24. Chasis del equipo hidráulico

Fuente: Manual servihidraulicas

5.2.6 Sistema hidráulico

El camión con una bomba hidráulica anidada al motor cummins, el cual genera una presión necesaria que es transmitida a la caja de dirección del vehículo.

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Figura 25. Caja dirección ZF

Fuente: Internet El equipo hidráulico encargado de subir y bajar los contenedores del camión recibe la presión necesaria para su funcionamiento a través de una bomba hidráulica ubicada en la toma de fuerza (TDF) de la caja de cambios, esta bomba es engranada y desengranada desde la cabina del conductor a través de mandos neumáticos, el cual permite también la operación desde la cabina de los cilindros hidráulicos encargados de subir y bajar los contenedores del camión. Figura 26. Bomba hidráulica amplirol

Fuente: Internet

5.2.7 Sistema de suspensión

El camión cuenta en la parte delantera con una suspensión por 2 amortiguadores y 2 muelles con hojas semi elípticas y una barra estabilizadora.

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En la parte posterior, el camión cuenta con 2 muelles invertidos, 2 bujes centrales, 4 templetes y ejes rígidos motrices.

Figura 27. Suspensión trasera camión Volkswagen 31.330

Fuente: Internet

5.2.8 Sistema de frenos

El camión Volkswagen cuenta con un sistema de frenos que se activa de manera neumática desde la cabina del vehículo hasta los actuadores mecánicos ubicados en la campana de la cada una de las ruedas, el sistema consta de un compresor de aire ubicado junto al motor, depósitos de almacenamiento de aire, válvulas de distribución de aire, bomba de freno, líneas de aire en mangueras, recamaras de freno, levas de freno, bandas de freno, campanas de freno, ajustadores manuales y kit de resortes con rodajas para bandas de freno. Figura 28. Sistema de frenos Camión

Fuente: Internet Figura 29. Componentes sistema de frenos

Fuente: Internet

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6. Modelo de mantenimiento basado en confiabilidad RCM para camión Volkswagen

31.330

Para los camiones Volkswagen utilizados en la operación de la empresa Palmar de Altamira S.A.S. se definirá la función operacional para la cual fueron adquiridos estos activos, igualmente se elaborar una lista con los modos de falla y las tareas de mantenimiento que se deben ejecutar para mantener el equipo en condiciones confiables de operación.

6.1 Función del Camión Volkswagen 31.330

La función para la cual se compraron los camiones de la operación de Palmar de Altamira S.A.S. es la de cargar, transportar y descargar fruta de palama desde las diferentes plantaciones cercanas hasta la planta extractora ubicada dentro de las instalaciones de la empresa en contenedores con capacidad de 20 toneladas operando las 24 horas del día. Tabla 3. Función camión Volkswagen 31.330 en la operación de Palmar de Altamira S.A.S. Código de función Función Descripción modo de falla Código modo de falla Modo de falla F-1 Cargar, transportar y descargar fruta de palama desde las diferentes plantaciones cercanas hasta la planta extractora ubicada dentro de las instalaciones de la empresa en contenedores con capacidad de 20 toneladas operando las 24 horas del día.

No puede Cargar, ni transportar, ni descargar fruta de palama desde las diferentes plantaciones cercanas hasta la planta extractora ubicada dentro de las instalaciones de la empresa en contenedores con capacidad de 20 toneladas operando las 24 horas del día.

SP Falla del Sistema de potencia (motor) ST Falla del Sistema de transmisión de potencia (caja de cambios y transmisiones) SN Falla del Sistema neumático (frenos y equipo hidráulico) SE Falla del Sistema eléctrico (batería, panel de instrumentos, sensores, luces) SC Falla del Sistema estructural (chasis y sobre chasis) SH Falla del Sistema hidráulico (caja dirección, bomba freno, bomba embrague y equipo hidráulico) SS Falla del Sistema de suspensión (muelles, templetes, amortiguadores y bujes centrales del sillín) SF Falla del Sistema de frenos (compresor, depósito, válvulas, bomba de freno, líneas de aire, recamaras de freno, levas de freno, bandas de freno, campanas de freno, ajustadores manuales y kit de resortes con rodajas para bandas de freno.)

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Para el caso particular del camión Volkswagen, se analizarán todas las preguntas del RCM, se evaluará puntualmente para un sistema del camión Volkswagen 31.330 como se abordaron las preguntas de RCM, en este caso, se toma el sistema de transmisión de potencia, y para responder a la pregunta 1 del RCM ¿Cuál es la función?, respondemos que la función es transmitir la potencia de la caja de cambios a la transmisión trasera.

6.2 Modos de falla de los sistemas

Ahora se analiza los sistemas y subsistemas que puedan resultar con el fin listar las fallas funcionales y los modos de falla, luego se define las acciones encaminadas a ejecutar en mantenimiento para lograr la confiabilidad del camión.

Los sistemas y subsistemas para analizar son:

• Sistema de potencia

Motor Admisión combustible Admisión aire Escape Lubricación Refrigeración Motor de arranque

• Sistema de transmisión de potencia

Caja de cambios Cardanes Transmisiones traseras

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Embrague

• Sistema neumático

Frenos Compresor de aire Depósito de aire

Ductos de aire

Secador de aire

Válvula Relay

Recamaras de freno

Mandos neumáticos del equipo hidráulico

• Sistema eléctrico

Baterías Cableado Fusibles Alternador Sensores

• Sistema estructural

Estructura del chasis del camión Estructura del chasis del equipo hidráulico Brazos hidráulicos

• Sistema hidráulico

Caja de dirección Bomba hidráulica de la caja de dirección

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Ductos de aceite Bomba embrague Mandos hidráulicos Bomba equipo hidráulico Toma de fuerza TDF del equipo hidráulico Cilindros hidráulicos

• Sistema de Amortiguadores delanteros

Muelles delanteros Muelles traseros Bujes del sillín central Templetes

Para continuar con el ejemplo del sistema de transmisión de potencia, cuya función es transmitir la potencia desde la caja de cambios a la transmisión trasera, este se realiza a través de un subsistema llamado cardan, el cual se encuentra acoplado a la salida de la caja de cambios y a la entrada de la primera transmisión trasera, en este caso, y para responder a la segunda pregunta del RCM ¿De qué manera puede fallar?, respondemos que una de las fallas funcionales para este subsistema puede ser que no transmite la potencia a la transmisión trasera.

6.3 Análisis de modo y efecto de falla (FMEA)

Cuando realizamos el análisis de modo y efecto de falla, lo que buscamos es evaluar como pueden producirse fallos en los sistemas anteriormente mencionados y los efectos que

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pueden tener sobre estos sistemas y los clasificamos de acuerdo con su gravedad o prioridad de riesgo.

Para realizar el FMEA, debemos realizar los siguientes pasos:

1. Listar los modos de fallo potenciales de cada sistema tal como se muestra en la

siguiente figura:

Figura 30. Modo de falla potencial

2. Frente a cada modo de fallo, colocamos los efectos potenciales de la falla, así como

se muestra en la siguiente figura:

Figura 31. Efecto potencial falla

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3. Frente a cada efecto potencial de la falla, colocamos el valor de severidad del 1 al 10

de acuerdo con la tabla de severidad del daño, ver la siguiente figura: Figura 32. Tabla de severidad

Fuente: Internet

4. Luego, frente a la severidad, enumeramos la causa potencial de la falla, ver la

siguiente figura:

Figura 33. Causa potencial de la falla

5. Enseguida de la causa potencial de la falla, colocamos el valor de 1 a 10 de

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5. posibilidad de ocurrencia de la falla, de acuerdo con la tabla de ocurrencia, ver la

siguiente figura:

Figura 34. Tabla de Ocurrencia

6. Ahora, frente a al valor de ocurrencia, listamos el control actual que se tiene para

prevenir la falla, ver la siguiente figura:

Figura 35. Control actual

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7. Frente a cada control actual, colocamos un valor de 1 a 10 de acuerdo con la tabla de

detección que se tiene al aplicar los controles. Así como se muestra en la siguiente figura:

Figura 36. Tabla de detección

8. Por último, colocamos enseguida de control actual el resultado de multiplicar los

valores de severidad, ocurrencia y detección, este resultado será el numero prioritario de riesgo, así como se muestra en la siguiente figura:

Figura 37. Número prioritario de riesgo

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El número prioritario de riesgo se interpreta de acuerdo con el resultado obtenido, ya que cada valor se encuentra entre un rango y ese rango corresponde a un color de acuerdo con la siguiente tabla:

Figura 38. Interpretación del NPR

Continuando con el ejemplo del sistema de transmisión de potencia, donde el subsistema es el cardan, y su falla funcional es no transmite la potencia a la transmisión trasera y respondiendo a la pregunta tres del RCM ¿Qué origina la falla?, respondemos que el modo de falla es la cruceta en mal estado. Y continuando con la cuarta pregunta del RCM ¿Qué pasa cuando falla?, respondemos que el efecto inmediato cuando ocurre la falla es que el vehículo no se puede movilizar.

Luego, la quinta pregunta del RCM ¿Importa si falla?, respondemos que efectivamente si importa si se presenta la falla, ya que el vehículo no estará disponible para cumplir con la entrega de fruta a la planta extractora y una consecuencia es que se deberá alquilar un camión generando costos adicionales en la operación.

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Respondiendo a la sexta pregunta del RCM ¿Se puede hacer algo para prevenir la falla?, decimos que, si se puede, en este caso se plantea realizar un engrase semanal de las crucetas con el fin de inspeccionar y lubricar el subsistema y así detectar alguna anormalidad y corregirla inmediatamente antes de que se presente la falla.

Por último, la pregunta siete del RCM ¿Qué pasa si no podemos prevenir la falla?, podemos responder que, si el programa de mantenimiento no está dando los resultados esperados tenemos que analizar y buscar nuevas estrategias, en este caso, una nueva estrategia es analizar de acuerdo del historial del equipo cada cuanto tiempo está fallando una cruceta y reemplazarla de manera programada cada cierto intervalo de kilometraje.

Una vez realizado el FMEA para los sistemas del camión Volkswagen 31.330 utilizados en la operación de la empresa Palmar de Altamira, el resultado obtenido se encuentra en el anexo

Una vez analizados los sistemas y subsistemas se obtiene una tabla con las funciones, fallas funcionales y modos de falla el cual se pueden observar en el plan de mantenimiento centrado en confiabilidad RCM para camiones Volkswagen en el anexo 1.

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Tabla 4. Función, falla funcional y modo de falla parte del sistema de potencia (ver anexo 1)

ITEM

SISTEMA