Fórmulas Esenciales y Técnicas Predictivas en Gestión de Mantenimiento Industrial


1. Fórmulas de Costos del Mantenimiento Correctivo

Esencial para la resolución de problemas numéricos. Estas son las fórmulas exactas del documento «Mantenimiento Correctivo».

A. Costo Total de Mantenimiento Correctivo (CTMC)

CTMC = CDMC + CLC

  • CDMC: Costo Directo de Mantenimiento Correctivo.
  • CLC: Costo por Lucro Cesante.

B. Costo Directo (CDMC)

CDMC = MODM + CR + CM + CH

  • MODM (Mano de Obra Directa): Se calcula como: (Costo HH especializadas) × (Tiempo de reparación) × (Cantidad de técnicos).
  • CR: Costo de los repuestos.
  • CM: Costo de materiales e insumos usados.
  • CH: Costo de herramientas.

C. Costo por Lucro Cesante (CLC)

CLC = CO + CI + CDRP

  • CO (Costo de Oportunidad): Utilidad no percibida. Fórmula práctica: (Margen de ganancia unitario) × (Capacidad producción/hora) × (Horas de inactividad).
  • CI (Costo por Incumplimiento): Multas por atrasos.
  • CDRP (Deterioro de Producción): Costos por material perdido o personal detenido (**horas hombre perdidas**).

2. FMEA / AMFE (Modo y Efecto de Falla)

Fórmula del NPR (Número de Prioridad de Riesgo)

NPR = S × O × D

  • S (Severidad): Impacto en el usuario final (escala de 1 a 10).
  • O (Ocurrencia): Probabilidad de que ocurra la falla (escala de 1 a 10).
  • D (Detección): Probabilidad de detectar la falla antes de que ocurra (1 = Alta probabilidad de detectar, 10 = Baja probabilidad de detectar).

Pasos para el Desarrollo del FMEA

  1. Modo de Falla: Identificar qué salió mal (ej. «Falla en sellado»).
  2. Efecto: Consecuencia en el cliente/proceso (ej. «Producto contaminado»).
  3. Acción de Mejora: Propuesta para reducir el NPR (ej. «Calibración de equipos», «Capacitación»).
  4. NPR Final: Debe recalcularse tras la mejora y ser **menor que el inicial**.

3. Técnicas Predictivas (Resumen)

Para preguntas de desarrollo: «Nombre, describa e indique aplicación».

TécnicaDescripciónAplicación Industrial
Análisis de VibracionesMedición de oscilaciones mecánicas (amplitud y frecuencia) para detectar anomalías.Detectar **desbalanceo**, **desalineación**, holguras y fallas en rodamientos.
TermografíaCaptura de imágenes infrarrojas para transformar calor en imágenes radiométricas.Inspección de tableros eléctricos, fusibles calientes y fricción mecánica.
UltrasonidoCaptación de emisiones acústicas de alta frecuencia (no audibles).Detección de **fugas de gases**, cavitación en bombas y fisuras en soldaduras.
TribologíaEstudio y **análisis del aceite** para evaluar fricción, lubricación y desgaste.Motores de combustión interna y cajas de engranajes (análisis de partículas).
Mediciones EléctricasUso de instrumentos para medir variables eléctricas (corriente, resistencia).Proteger motores eléctricos (detectar pérdidas de aislamiento o sobreconsumo).

4. Diagnóstico por Vibraciones (Espectros)

Clave para Selección Múltiple. Memoriza la relación «Falla vs Frecuencia».

Fórmula de Fuerza de Desbalanceo

F = m · R · ω² (Donde ω = velocidad angular)

Relación Falla vs. Frecuencia

  • Desbalanceo: Peak dominante en 1X (frecuencia de giro). La fuerza depende de la velocidad y la masa.
  • Desalineación: Peaks claros en 1X, 2X y 3X.
  • Holgura Mecánica: Peaks en zona Subsincrónica (ej. 0.5X, debajo de la velocidad de giro).
  • Rodamientos: Frecuencias No sincrónicas (no son múltiplos enteros de la rotación).
  • Engranajes: Muestra armónicos de 1X y 2X con bandas laterales.
  • Cavitación (Bombas): Vibración aleatoria en Alta Frecuencia.
  • Resonancia: Amplificación alta cuando la velocidad operativa coincide con la Frecuencia Natural (Fn).

5. Conceptos Clave y Definiciones

Para preguntas teóricas breves.

Diferencia entre Mantenimiento Preventivo y Predictivo

  • Preventivo: Se basa en el tiempo o ciclos (calendario). Se interviene periódicamente aunque la máquina esté en buen estado.
  • Predictivo: Se basa en la condición real (medición de variables). Se interviene solo cuando los datos indican una **falla incipiente**.

Tipos de Mantenimiento Correctivo

  • Contingente: Inmediato y urgente (para maquinaria vital/crítica).
  • Programado: No es urgente, se puede diferir (para equipos triviales).

Criticidad de Equipos (Categorías)

  • Categoría A (Crítico): Máxima disponibilidad, **vital para la producción**.
  • Categoría B (Medio): Importante, pero reemplazable o con stock.
  • Categoría C (Prescindible): Costo mínimo, no afecta gravemente si falla.

Machine Learning (Tipos aplicados al Mantenimiento)

  • Supervisado: Usa datos etiquetados (Entrada y Salida conocidas). Ejemplos: Random Forest (el más usado en predictivo) y Redes Neuronales.
  • No Supervisado: Datos sin etiquetas. Ejemplos: K-Means (agrupamiento/clustering) y detección de anomalías.

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