NEUMATICA

Neumática
La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales.
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Válvulas neumáticas
Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por:
Elementos de información.
Órganos de mando.
Elementos de trabajo.
Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma prestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido.
En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo).
Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales.
La gran evolución de la neumática y la hidráulica ha hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.
Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.
Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:
Distribuir el fluido
Regular caudal
Regular presión
Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito.
Esta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques).
Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:
Válvulas de vías o distribuidoras
Válvulas de bloqueo
Válvulas de presión
Válvulas de caudal
Válvulas de cierre
Circuitos neumáticos
Hay dos tipos de circuitos neumaticos.
Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados.
Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribucion se forma por ramificaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema.
Estos circuito a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de sub-sistemas neumáticos:
Sistema manual
Sistemas semiautomáticos
Sistemas automáticos
Sistemas lógicos

EXAMEN DE LOGICA CABLEADA

CUESTIONARIO PARA RECOGER EVIDENCIAS DE CONOCIMIENTO No.3 ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE: Identificar el funcionamiento de la parte eléctrica industrial y flujo cinemático de la corriente Centro de Formación: ____________________________________________ Evaluado:__________________________________ No de Orden_________ Evaluador: ____________________________________________________ Ciudad__________________________Fecha: ________________________
OBJETIVO: Identificar los conocimientos que posee el trabajador alumno en forma-ción frente a la actividad de aprendizaje establecida en el encabezado con el propósito de estructurar un plan de mejoramiento pertinente a su saber y lograr la respectiva certificación de sus aprendizajes, si aún no los demuestra, de ésta uni-dad de competencia. Orientaciones:
 Lea cuidadosamente el enunciado.
 Resuelva cada una de los cuestionamientos.
 Presente sus desarrollos elaborados preferiblemente en computador
Cuestionario:
A. Indique si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos.
1. El elemento de mando de un motor es el Start - Stop (Arranque – Paro) ( )
2. La unidad de disparo termo magnética en el circuito derivado del motor se encuentra en la parte interna del mismo (motor) ( )
3. En una orden de trabajo se identifica que tipo de trabajo (eléctrico, mecáni-co, etc.) se realizo en el equipo o maquina. ( )
B. Encierre en un círculo la respuesta correcta:
1. La medición de potencia trifásica tetrafilar se puede hacer con:
a) Dos vatímetros b) Tres Vatímetros. c) Un vatímetro. d) Ninguna de los anteriores.
C. Responda los siguientes enunciados: 1- Se termino de realizar el mantenimiento a un motor trifásico, se le cambio la bornera de los terminales de sus bobinados por su mal estado; Cuando este se reinicio, giro en sentido contrario al que trabajaba. ¿Cuál será la fa-lla que presenta ese equipo?
2- Se hicieron unos cambios al motor anterior en los terminales de los bobi-nados, ahora el motor gira en la dirección adecuada pero tiene pérdida de potencia y se calienta muy rápido los devanados, Analice cual podría ser la causa que generan esos síntomas.

3- Explique el funcionamiento, Enumere los contactos auxiliares y realice las conexiones en las páginas anexas para esa labor.

4- Explique el funcionamiento, Enumere los contactos auxiliares y realice las conexiones en las páginas anexas para esa labor.

5- En el siguiente diagrama haga las conexiones internas del motor dadas en las graficas de conexiones del fabricante, y, Termine de realizar las co-nexiones adecuadas para el cambio de giro de un motor monofásico de fase partida con

condensador a una tensión de 240 v, Diga como determino en los terminales a que devanados pertenece, y con qué instrumento se realiza dicha labor.

6-Realice el diagrama de control y de potencia para un arranque directo de un motor monofásico como el del ejercicio anterior a 220 v. tanto sus ele-mentos de control como el alimentador del equipo.
7-En un proceso se necesita que dos motores se inicien a la vez pasado un tiempo un tercer motor inicia su marcha cuando el segundo fue suspendido por el temporizador, su arranque debe de ser manual igual la parada del proceso, los tres motores se tiene que des energizar al presionar el botón de parada.

8-Realice las conexiones del diagrama LC3- K en la hojas destinadas para tal fin. Y conteste si este es el diagrama de un motor trifásico que debe rea-lizar un cambio de giro JUICIO DE EVALUACION: _______________________________________ ________________________ ________________________ Firma del evaluado Firma del evaluador

LOGICA CABLEADA

Lógica cableada

En la acepción de los técnicos electromecánicos, la lógica cableada industrial es la técnica de diseño de pequeños a complejos autómatas utilizados en plantas industriales, básicamente con relés cableados. En la acepción de los técnicos en telecomunicaciones y en informática, la lógica cableada utiliza compuertas lógicas discretas (TTL, CMOS, HCMOS), para implementar circuitos digitales de comunicaciones y computadores.
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas óleo-hidráulicas o neumáticas y otros componentes. Los cableados incluyen funciones de comando y control, de señalización, de protección y de potencia. La potencia además de circuitos eléctricos comprende a los circuitos neumáticos (mando por aire a presión) u óleo hidráulicos (mando por aceite a presión). Crea automatismos rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros. Si se ha de realizar otra tarea será necesario realizar un nuevo diseño. Se emplea en automatismos pequeños, o en lugares críticos, donde la seguridad de personas y máquinas, no puede depender de la falla de un programa de computación.
En sistemas mayores también se emplea el autómata programable, entre los que se encuentran los PLC controlador lógico programable, la RTU Unidad Terminal Remota o los relés programables, o computadoras o servidores de uso industrial. Estos autómatas no se programan en lenguajes tradicionales como cualquier computador, se programan en Ladder, lenguaje en el cual las instrucciones no son otra cosa que líneas de lógica cableada. Así el conocimiento de la lógica cableada es de fundamental importancia para quien programa un autómata programable o PLC. La lógica cableada más que una técnica, hoy en día constituye una filosofía que permite estructurar circuitos en forma ordenada, prolija y segura, sea en circuitos cableados o programados. La práctica de la lógica cableada ha sido asimilada por otras ramas de la tecnología como las telecomunicaciones y la informática, con la introducción del cableado estructurado en edificios, oficinas y locales comerciales, lugares donde es poco usual el manejo de esquemas y dibujos de las instalaciones eléctricas, excepto la de potencia, la elaboración de proyectos de detalle y el cableado en forma ordenada mediante el uso borneras y regletas, que pasaron a llamarse “patcheras” en el caso de las redes de datos y telefonía.
A continuación se describen los elementos, circuitos básicos y la filosofía comúnmente empleada en la lógica cableada. Los dibujos de los componentes presentados no siguen una normativa en particular, correspondiendo al estilo europeo de dibujo de esquemas eléctricos (normas CEI internacional, DIN de Alemania, NF de Francia).

Rack de lógica cableada con relés electromecánicos y relés temporizados electrónicos.

Estados OFF y ON
Desde un punto de vista teórico la lógica cableada opera de igual forma que la lógica tradicional, donde las variables solamente pueden tener dos estados posibles, “verdadero” o “falso”. En la lógica cableada “verdadero” es igual a un relé energizado o en ON, en el caso de los contactos el estado “verdadero” es el contacto CERRADO. En la lógica cableada un “falso” es igual a un relé desenergizado o en OFF, para los contactos el estado “falso” es el contacto ABIERTO. o estas puedes ser todas las estradas que cruzan por el circuito primario las abiertas


Variables lógicas empleadas en lógica cableada en comparación con la lógica, circuitos digitales, neumática y óleo-hidráulica.
En los circuitos electrónicos digitales o compuerta lógica, se utiliza el sistema numérico binario; donde verdadero es igual a “1” y falso es igual a “0”. Si se trata de un sistema neumático u óleo-hidráulico, “verdadero” es igual a una válvula ABIERTA y “falso” es igual a una válvula CERRADA. Si se trata del mando de la válvula, “verdadero” corresponde al mando accionado (puede ser un solenoide, una palanca de accionamiento manual o un simple volante), y “falso” corresponde al estado no accionado del mando.


Diferentes formas de representar un esquema eléctrico; el esquema de conexiones y el esquema de principio.
Esquemas de conexión y esquemas de principio
Los relés y otros elementos empleados en la técnica de comando y control, pueden ser dibujados con sus bornes de conexión tal cual son físicamente, y luego conectar con conductores los distintos bornes, conformando lo que se denomina un “esquema de conexión”. El esquema de conexión debe dar los datos constructivos y la ubicación de cada elemento, pero no es la mejor forma de representar un circuito a la hora de comprender y visualizar su funcionamiento, como si lo es el esquema de principio.


Esquema de Principio típico de un cableado de comando y control.
Dibujos y planos
Los dibujos o planos de los esquemas de conexión y esquemas de principio, antiguamente eran realizados por dibujantes técnicos en folios de papel de gran tamaño, por ejemplo; 1,50 x 2,00 metros, donde se dibujaban todos los cables del circuito en un solo folio. Actualmente los dibujos son realizados directamente por los electricistas, en programas CAD e impresos en hojas A4 o A3. Un circuito de automatización de lógica cableada se dibuja en varias hojas numeradas, y los cables y aparatos son referenciados de una hoja a otra, marcando el número de hoja y las coordenadas columna-fila donde se ubica el cable, borne o aparato cableado.


Ejemplos de diferentes formas de identificar un cableado de lógica cableada.
Identificación del cableado y borneras
Para que un circuito de lógica cableada pueda funcionar correctamente, es primordial contar previamente con el dibujo del mismo, donde se identifican todos los cables y borneras de conexión, para luego realizar el montaje y revisar el correcto cableado de todos los elementos. Para que esto último sea posible es necesario colocar identificadores o marcadores alfanuméricos en todos los cables y bornes. Existen distintos criterios para realizar la identificación de los cables, teniendo cada una de ellas sus ventajas y desventajas. Básicamente se pueden identificar los cables según los números de borneras o regletas de conexión, o de acuerdo a una numeración arbitraria especificado en los planos o dibujos.
Los criterios de identificación del cableado son muchos, algunos apuntan a facilitar el montaje o trabajo del electricista que realiza el cableado, otros facilitan el trabajo del personal de mantenimiento de la instalación, otros son de acuerdo a la conveniencia del proyectista que dibujo los planos. Algunos de ellos; 1) identificar los cables con el nombre-número de la bornera o borne de conexión a donde llega el cable; 2) 3) identificar los cables con el nombre-número de la bornera o borne de conexión del extremo opuesto del cable; 4) identificar los cables con un número correlativo de 00 a 99, donde ese número está marcado en el dibujo o plano como número del cable, se puede agregar el número de hoja del dibujo donde se encuentra el cable; 5) los números de los cables se corresponden con la numeración de la bornera principal del circuito cuyos números no se repiten en otra bornera; 6) mediante signos, letras y números que denoten la función del cable, como la polaridad +P y –P, mandos de apertura y cierre, funciones de protección, etc.


Formación de polaridad de mando en un circuito de lógica cableada; polarización con corriente continua y polarización con corriente alterna.
Barras de Polaridad
Las barras de polaridad +P y –P son las que permiten energizar las bobinas de los relés con los contactos. Usualmente se denominan +P y –P, pero pueden tener otra letra o leyenda cualquiera, y ser una tensión tanto de corriente continua como de alterna. La tensión de polaridad, usualmente esta cableada a elementos de control en posible contacto con las personas, por ejemplo; pulsadores manuales, controles de nivel de líquidos, sensores de posición o instrumentos de medida. Por este motivo, por razones de seguridad para las personas, esta tensión debe estar aislada galvánicamente de tierra, usualmente con un aislamiento de 1 a 2 KV. Las tensiones estándar empleadas en corriente continua son; 24, 48, 110, 125, 220 y 250 V. Las tensiones estándar en corriente alterna son; 24, 110-120, 220-240 y 380-400 V


Formación de polaridad de mando en un circuito de lógica cableada de un servicio esencial, donde no puede detenerse el servicio en caso de corte de energía.
Servicios Esenciales
En lógicas cableadas para comando y control de servicios esenciales, la corriente continua se respalda con un banco de baterías del tipo estacionario. Si se ha tomado la decisión de usar corriente alterna, el comando y control de servicios esenciales se realiza con un ondulador o inversor CC/CA.


Distribución de polaridad positiva +P por medio de una guirnalda, y distribución por medio de una barra de polaridad construida con un bloque de borneras en puente.
Distribución de Polaridades
En circuitos pequeños, con unos pocos relés la polaridad se arma mediante una guirnalda que va saltando entre los bornes que van conectados a la polaridad. En circuitos de lógica cableada mayores, como autómatas industriales, esta practica es poco común ya que acarrea algunos inconvenientes en caso de falsos contactos en alguno de los bornes, lo que acarrea la perdida de la polaridad en toda la guirnalda, provocando una falla masiva del sistema. La solución a estos problemas consiste en armar barras de polaridad con borneras o regletas de conexión en puente, las que ya vienen provistas por los fabricantes de borneras.


Las borneas y relés en general, van montados sobre rieles, existiendo dos tipos básicos; el asimétrico y simétrico, también conocido como riel omega.
Montajes
El montaje de la lógica cableada se realiza en gabinetes o armarios estancos, donde sobre un fondo muerto o sobre rieles verticales, conocidos como rack en inglés de 19”, se atornillan en forma horizontal los llamados rieles asimétricos y simétricos, donde se instalan los relés, fuentes de alimentación, elementos de potencia como los contactores, y protección como portafusibles o llaves termo-magnéticas. Los rieles más económicos son de chapa galvanizada, los de mejor calidad son de acero con un protección superficial de cadmio.


Bornera frontera de llegada de los cables armados al gabinete que contiene la lógica cableada.
Bornera Frontera
Los cables de mando que van del gabinete de la lógica cableada a la planta o al campo, son cables armados, rígidos debido al fleje de protección mecánica y/o a una pantalla de cobre o aluminio, la cual es aterrada en ambos extremos. Esa rigidez impide realizar el cableado directamente hasta los bornes de los relés de la lógica cableada. Para resolver este problema se utilizan borneras frontera, donde llegan los cables armados desde la planta y salen hacia el interior del gabinete cables monopolares y flexibles, cables de mando o de potencia. Para el ingreso de los cables al gabinete se emplean los llamados pasa cables o prensaestopas, que impiden la entrada de insectos, polvo y humedad al gabinete.


La denominación relé comprende, además del relé electromecánico, a todo dispositivo eléctrico o electrónico con entradas analógicas o digitales, y con una o más salidas por contactos secos.
Relés
En la lógica cableada, la mención de “relé” comprende diversos equipamientos eléctricos y electrónicos, de distinta tecnología y función. Todos estos equipos, aparatos o instrumentos, son considerados como “relés” en la medida de que cuenten con contactos eléctricos NA o NC de salida, y realicen una función particular de Lógica Cableada. Las entradas pueden ser bobinas, circuitos de medida de tensión, corriente, temperatura, nivel, accionamientos físicos y manuales, comandos remotos, por cable o por radiofrecuencia.
Así por ejemplo, un relé puede ser un control de nivel o temperatura, un relé electromecánico, un contactor con contactos auxiliares, un relé de sub o sobre tensión, un relé de protección y decenas de otras funciones, que distintos fabricantes de equipamiento industrial catalogan como “relés”.


Elementos o componentes básicos utilizados en lógica cableada.
Elementos de mando
Los elementos de mando básicos en lógica cableada son los siguientes;


Una de las formas de dibujar los contactos normal abierto, normal cerrado y la bobina de relé, y polaridad. En este caso se muestran los dibujos de acuerdo a normas europeas items.

Contactos NA y NC

Los contactos eléctricos de los relés pueden ser contactos normalmente abiertos NA, o normalmente cerrados NC. En los esquemas de conexión y de principio siempre se dibuja el contacto en su posición de reposo, con la bobina del relé desenergizada o en OFF. El contacto NC se dibuja cerrado y el contacto NA se dibuja abierto. Los relés se dibujan sin energizar.


Las funciones lógicas empleadas en lógica cableada son las mismas que las utilizadas por en la electrónica digital o de compuertas lógicas.
Funciones Lógicas
Las funciones lógicas empleadas en la lógica cableada son las mismas que en los circuitos digitales o compuertas lógicas. La denominada comúnmente repetición de contacto, “buffer” en un circuito digital. La inversión en un contacto normal cerrado, el NOT (negación) en circuito digital: El AND lógico (función “y”), lograda con contactos en serie. El OR lógico (función “o”), logrado con contactos en paralelo.


La función auto-mantenimiento de la lógica cableada guarda similitud con el slip-flop o bi-estable de la electrónica digital.
Relé auto mantenido
Un relé con auto-mantenimiento es un relé en donde un contacto auxiliar mantiene el relé energizado, luego de que el contacto de arranque cierra y abre. El contacto de parada tipo NC, desenergiza el relé. En la electrónica digital es equivalente a un Biestable o Flip-Flop.


Existen muchas funciones de tiempo o de temporización, pero tres de ellas son las más conocidas, la temporización al cierre, a la apertura y pulso o monoestable.
Funciones de Temporización
Existen relés temporizados de varios tipos, pero tres funciones básicas son; la temporización al cierre, temporización a la apertura y la emisión de un pulso temporizado al cierre. En los dos últimos casos el relé temporizado deber alimentarse desde una conexión independiente a la de la bobina. Los contactos temporizados se representan mediante un paraguas que se opone al movimiento.


Todo circuito automático siempre cuenta con un mando manual para prueba, mantenimiento y emergencias. La selección se realiza con una llave selectora Manual-Automático.
Mando Manual y Automático
En todo automatismo siempre es conveniente contar con la posibilidad de elegir entre un comando manual por pulsadores, y un comando automático por nivel, presión, temperatura, etc. La selección se realiza por llaves selectoras manual/automático. Por razones de seguridad de las personas y equipos, siempre se deja fuera de la selección el mano de parada manual y automática, por ejemplo por nivel bajo, a los efectos de prevenir que una bomba quede succionando en vació y se dañe.
Protección
Las funciones de protección deben guardar en lo posible independencia de los circuitos de mando, de modo de funcionar con mandos en manual, en automático y en casos de falla. En el dibujo previo, el contacto kth de relé térmico y el flotador NV2 son elementos de protección en serie con el circuito de mando manual y automático.


La señalización de estados y alarmas se realiza con luminosos o lámparas de señalización. La señalización se polariza con una polaridad independiente de la de mando, a los efectos de evitar inconvenientes en el mando en caso de falla de un luminoso.
Señalización
La señalización comprende la indicación de los estados de marcha, parada, falla o defectos, posición de interruptores abiertos o cerrados. Para lo cual se emplea luminosos con lámpara incandescente o con LED. La lámpara en energizada mediante contactos auxiliares de contactores e interruptores, o con relés que copian la posición de los mismos. En autómatas de relés de gran tamaño, la polaridad empleada para la señalización es independiente de la polaridad de mando, ya que un cortocircuito en un luminoso no debería dejar fuera de servicio el autómata.


Los colores de los pulsadores de mando, y los luminosos de estados y alarma, son elegidos de acuerdo a normas internacionales como la CEI 73.

Código de Colores
Para la señalización en pulsadores de mando y lámparas o luminosos, se emplean distintos colores. En Europa se utiliza la norma CEI 73.


Un enclavamiento evita que mandos contradictorios puedan accionarse al mismo tiempo. Existen diversas formas de resolverlos, dos de ellas son el enclavamiento entre pulsadores, otra es entre las bobinas de mando de los relés o contactores.
Enclavamientos
Los enclavamientos impiden que dos órdenes de mando contradictorias tengan efecto simultáneamente. Existen muchas formas de realizarlo, eléctricamente en las botoneras o pulsadores de mando, entre relés, en el circuito de potencia y hasta mecánicamente entre motores con funciones opuestas.


Ejemplo de comando secuencial con estados 1, 2, 3,..., accionados inicialmente por un pulsador.
Comando Secuencial

Como su nombre lo dice, un comando secuencial es un circuito con una secuencia de estados predeterminada, y dependientes de ciertas entradas del sistema (pulsadores, detectores, etc.). Las secuencia pueden ser fija, producidas por un reloj electromecánico (motor eléctrico con un reductor, levas y contactos de salida). Por ejemplo; los controles automáticos de las lavadoras domésticas, hornos de microondas, etc. Las secuencias no fijas, son producidas por cadenas de relés temporizados, donde al cumplirse el tiempo de retardo programado para un relé, se dispara el conteo de tiempo del relé temporizado correspondiente al estado siguiente. Para proyectar y diseñar sistemas de lógica cableada complejos, se emplean Diagrama de Flujo, donde los distintos estados del diagrama luego se ven reflejados en relés automantenidos, y las entradas se corresponden a pulsadores y detectores del circuito de mando.
El Autor considero que no ha tenido en cuenta la anotación bien en los Contactores, debido a que si el último contacto que pone como cerrado, es del contactor 4 y este no existe, no se podría realiza dicho circuito.

sistema lifo

El término LIFO es el acrónimo inglés de Last In First Out (último en entrar, primero en salir).
Por ejemplo en sistema de control la ultima bobina en entrar es es la primera en des energizarse de lo contrario las otras no pueden hacerlo

sistema fifo

FIFO es el acrónimo inglés de First In, First Out (primero en entrar, primero en salir). Un sinónimo de FIFO es FCFS, acrónimo inglés de First Come First Served ( primero en llegar, primero en ser servido). Es un método utilizado en estructuras de datos, contabilidad de costes y teoría de colas. Guarda analogía con las personas que esperan en una cola y van siendo atendidas en el orden en que llegaron, es decir, que la primera persona que entra es la primera persona que sale

CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR MONOFASICO

se logra al cambiar el lugar de las z gracias a un contactor osea donde va z1 iria z2 y bisebersa

CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR TRIFASICO

el cambio de giro de un motor trifasico se logra al cambiar dos o todas sus lineas de un sistema trifasico que alimenta el motor

ARANQUE ESTRELLA TRIANGULO

ley de ohm

Explicación de la ley de Ohm

La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y una resistencia de 6 ohms (ohmios).
Se puede establecer una relación entre la voltaje de la batería, el valor de la resistencia y la corriente que entrega la batería y que circula a través de dicha resistencia.
Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm
Entonces la corriente que circula por el circuito (por la resistencia o resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios.
De la misma manera, de la fórmula se puede despejar la tensión en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I * R. Así si se conoce la corriente y la resistencia se puede obtener la tensión entre los terminales de la resistencia, así: V = 2 Amperios * 6 ohms = 12 V
Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, y se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I.

Entonces si se conoce la tensión en la resistencia y la corriente que pasa por ella se obtiene que: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms

Es interesante ver que la relación entre la corriente y la tensión en una resistencia siempre es lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor de la resistencia. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Ver gráfico abajo.
Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.
Triángulo de la ley de Ohm

V = I x R I = V / R R = V / I

Se dan 3 Casos:
- Con la resistencia fija. La corriente sigue a la tensión. Un incremento en la tensión, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en la tensión.- Con el voltaje fijo. Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente

- Con la corriente fija. El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia
Para tres valores de resistencia diferentes, un valor en el eje vertical (corriente) corresponde un valor en el eje horizontal (voltaje).

Las pendientes de estas líneas rectas representan el valor de la resistencia.
Con ayuda de estos gráficos se puede obtener un valor de corriente para un resistor y un voltaje dados. Igualmente para un voltaje y un resistor dados se puede obtener la corriente. Ver el gráfico.

PRACTICAS CIRCUITOS

INFORME PRACTICAS CIRCUITOS SERIE Y PARALELO

Práctica numero 1, circuito en serie

Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.

1. Procedimos a montar un circuito en una potoboard, compuesto de 5 resistores en serie con una fuente de alimentación a 5 voltios.

2. Identificamos los valores de los resistores basados en el código de colores constatando con el valor mostrado en el multimetro.

3. Antes de energizar, se hicieron los cálculos de tensión que se presentarían en cada resistor, utilizando la formula del divisor de tensión que es la que usamos al tratar estos circuitos. Calculamos la corriente y la potencia total.

Cálculos efectuados:

Rt: 30800 Ohmios.

Vr1 = 5600 x 5 / 30800 = 0.90V

Vr2 = 1000 x 5 / 30800 = 0.16V

Vr3 = 2200 x 5 / 30800 = 0.35V

Vr4 = 10000 x 5 / 30800 = 1.62V

Vr5 = 12000 x 5 / 30800 = 1.94V

TOLERANCIA EN RESISTORES:

R1 = 5600 ohmios al 5% es igual a 5820-5320 ohmios.

R2 = 1000 ohmios al 5% es igual a 1050-950 ohmios.

R3 = 2200 ohmios al 5% es igual a 2310-2090 ohmios.

R4 = 10000 ohmios al 5% es igual a 10500-9500 ohmios.

R5 = 12000 ohmios al 5% es igual a 12600-11400 ohmios.

t = V/R = 5V/30800 ohmios = 0,00016A (O,16mA)

Pt = 0,0008W

Potencia individual en cada resistor:

Pr1 = 0,000144W

Pr2 = 0,0000256W

Pr3 = 0,00056W

Pr4 = 0,000259W

Pr5 = 0,0003104W

VALORES MEDIDOS EN LA PRACTICA CON EL MULTIMETRO.

Valores de tensión en resistores:

Vr1 = 0,905V

Vr2 = 0,161V

Vr3 = 0,356V

Vr4 = 1,652V

Vr5 = 1,932V

Corriente = 0,16mA.

PRACTICAS CIRCUITOS PARALELO

Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. Su característica más importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tiene la misma diferencia de potencial.Verificamos valores de resistencia por medio de código de colores y constatamos con el multimetro.Montamos en paralelo los resistores en la protoboard junto a la alimentación de 5 voltios de la fuente.Calculamos corrientes y potencia en cada resistencia mediante ley de Ohm. Calculemos la Rt del circuito mediante la formula de los elementos en paralelo.

Valores de corrientes en cada resistor usando ley de Ohm:

Ir1 = 5V/2.2K = 2.27mA

Ir2 = 5V/10K = 0.5 mA

Ir3 = 5V/5.6K = 0.89 mA

Ir4 = 5V/1K = 5 mA

Ir5 = 5V/12K = 0.41 mA

It = 9.07 mA

Potencia individual en cada resistor:}

Pr1 = 11.35 mW.

Pr2 = 2.5 mW

Pr3 = 4.45 mW.

Pr4 = 25mW.Pr5 = 2.05 mW

Pt = Vt x It = 5V x 9.12 mA = 45.6 mW

CODIGO DE COLORES PARA INSTALACIONES ELECTRICAS

CIRCUITOS MONOFASICOS Y TRIFASICOS


1 1 FASE 2 HILOS 120v

2. 2FASES 3 HILOS 120/240v
















3. 3 FASES 4 HILOS 208/120v

4. 3 FASES DELTA 3 HILOS 240

5. 3 FASES DELTA- 240/208/120v

6.3 FASES Y 380/220v

7. 3 FASES EN Y 480VO-440V

sistemas

GESTION DEL MANTENIMIENTO

Gestión Del
Mantenimiento
Introducción a la teoría del mantenimiento
diciembre 2008
Autor: Jorge Rodríguez Araújo
Versión 1.0 © 2008 Jorge Rodríguez
Se da permiso para copiar, distribuir y/o modificar este documento bajo los términos
de la licencia Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Spain
Jorge Rodríguez Araújo
grrodri@gmail.com
CC
Índice
1. Justificación y objetivos............................................................1
2. Gestión del mantenimiento.......................................................2
2.1 Introducción..................................................................................2
2.2 Tipos de mantenimiento.................................................................2
2.2.1 Mantenimiento correctivo...............................................................2
2.2.2 Mantenimiento preventivo..............................................................3
2.2.3 Mantenimiento predictivo...............................................................3
2.3 Pérdidas asociadas al mantenimiento...............................................3
2.3.1 Averías........................................................................................4
2.3.2 Preparación y ajuste......................................................................4
2.3.3 Paradas menores..........................................................................5
2.3.4 Velocidad reducida........................................................................5
2.3.5 Defectos de calidad.......................................................................5
2.3.6 Puesta en marcha.........................................................................5
2.4 Indicadores del mantenimiento........................................................5
2.4.1 Disponibilidad...............................................................................6
2.4.2 Fiabilidad.....................................................................................6
2.4.3 Mantenibilidad..............................................................................7
2.4.4 Eficiencia total de los equipos.........................................................7
3. Mantenimiento productivo total.................................................8
3.1 Las 5 eses....................................................................................8
3.2 Mantenimiento autónomo...............................................................9
3.3 Planificación del mantenimiento preventivo.......................................9
3.4 Mantenimiento centrado en la confiabilidad.....................................10
i
3.5 Mejoramiento de la efectividad de los equipos..................................11
3.6 Aseguramiento de la calidad..........................................................11
3.7 Formación y motivación de los empleados.......................................12
4. Herramientas asociadas al mantenimiento.................................13
4.1 Ciclo PDCA..................................................................................13
4.2 Principio de Pareto.......................................................................13
4.3 Equipos de mejora.......................................................................14
4.4 Método SMED..............................................................................14
4.5 Diagrama de dispersión................................................................16
4.6 Estudio de métodos......................................................................16
4.7 Análisis modal de fallos y efectos...................................................17
4.8 Control estadístico de procesos......................................................18
4.9 Modelo de cola simple...................................................................20
5. Conclusiones.........................................................................22

Justificación y objetivos


1. Justificación y objetivos
Debido a que el mantenimiento es una de las principales actividades en las
que se ve involucrado un ingeniero industrial, resulta imprescindible el conocimiento y
comprensión de lo que conlleva.
Por ello, con este documento, se dará una visión global del estado actual de la
teoría del mantenimiento y su importancia en la producción industrial; así como una
introducción a los conceptos y herramientas principales que se le asocian.

2. Gestión del mantenimiento

2.1 Introducción

El mantenimiento surgió como un coste necesario para evitar o reducir los
fallos y su incidencia cuando se producen, dado que una parada de producción debida
a la avería del sistema representa un coste de oportunidad que debe ser eliminado.
Así, el mantenimiento está compuesto por todas aquellas acciones que
minimizan los fallos y restablecen el funcionamiento del sistema cuando se produce un
estado de fallo.
Como toda actividad que no añade valor, debe ser un coste a eliminar. Pero
dado que todo sistema real fallará en un momento determinado, resulta una actividad
imprescindible y clave en la producción actual. Esto último es debido a que la
capacidad de producción depende directamente de la disponibilidad de las máquinas, y
si esta disminuye por averías o mal funcionamiento, provocará el incumplimiento de
los plazos de entrega al no haber sido contemplado por producción.
Así, surge la gestión del mantenimiento como todas aquellas actividades de
diseño, planificación y control destinadas a minimizar todos los costes asociados al mal
funcionamiento de los equipos.
Entre esas actividades se incluyen, además de las funciones típicamente
asociadas al mantenimiento, los estudios de la posibilidad de renovación de equipos, la
realización de modificaciones que ayuden a fiabilizar y flexibilizar el funcionamiento, la
formación del personal de producción para la realización de funciones de “pequeño
mantenimiento”...

2.2 Tipos de mantenimiento

Dentro del mantenimiento se distinguen tres tipos básicos.

2.2.1 Mantenimiento correctivo

Se llama mantenimiento correctivo a toda actividad que se realiza para
restablecer un equipo o instalación cuando ha entrado en estado de fallo.
Es el mantenimiento apropiado en máquinas de baja repercusión en el
sistema, dado que, de este modo, sólo se emplean recursos cuando se produce el
problema.

2.2.2 Mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo busca evitar averías mediante la realización de
intervenciones que disminuyen la probabilidad de fallo, y de este modo aumentan la
fiabilidad de la instalación.
Las intervenciones se pueden realizar de forma periódica o sistemática, y
según el estado del componente o condicional, siendo esto último lo recomendable, al
evitar sustituciones innecesarias, y por tanto, desperdicios.
Como el mantenimiento preventivo no evita la aparición de fallos, su
implantación y frecuencia responde a un balanceo de costes, donde se aplicará este
sistema cuando los gastos en los que se incurre en cada intervención sean inferiores a
los que se evitan con ellas.
2.2.3 Mantenimiento predictivo
El mantenimiento predictivo recurre al seguimiento del funcionamiento de las
máquinas para determinar cuando y donde se puede producir el fallo y de este modo
anticiparse y evitar su aparición.
Aunque elimina intervenciones innecesarias, el elevado número de recursos
que requiere la realización del seguimiento de los diferentes parámetros, y por tanto,
su elevado coste, sólo lo hace apropiado en instalaciones con un elevado coste de
mantenimiento que resulten críticas en el sistema productivo.
2.3 Pérdidas asociadas al mantenimiento
El mantenimiento busca eliminar o reducir los costes asociados a las seis
grandes pérdidas relacionadas con el funcionamiento de los equipos. Estas pérdidas
son debidas a:
1. Averías
2. Preparación y ajuste
3. Paradas menores
4. Velocidad reducida
5. Defectos de calidad
6. Puesta en marcha
2.3.1 Averías
Una avería o fallo representa una anomalía en el sistema, de modo que no
tiene por que bloquear el funcionamiento del sistema, sino, bastará con que lo altere
de tal modo que deje de funcionar de la forma esperada.
Para solucionar una avería hay que identificar su causa o origen, y para ello
se emplean los diagramas causa-efecto, donde por medio de una representación
gráfica en forma de espina de pescado se realiza un análisis sistemático y exhaustivo
de los fallos y sus causas.
Normalmente se puede hablar de tres causas de fallo según su necesidad de
intervención:
• El fallo infantil es aquel debido a un error de diseño y por tanto
requiere la modificación de la máquina o del proceso. Para evitar este tipo de
fallos se emplea el AMFE, el cual permite sistematizar el análisis de todas las
causas posibles de fallo durante la etapa de diseño.
• El fallo debido al desgaste producido por el propio funcionamiento del
equipo se aborda por medio del mantenimiento preventivo o predictivo,
pudiendo ser reducido hasta su práctica eliminación.
• Las roturas accidentales son debidas a factores aleatorios y por tanto
resultan inevitables, con lo que ante ellas sólo se puede mejorar la respuesta
del equipo de mantenimiento. En este punto se suele contemplar el
dimensionado de los equipos por medio de la elaboración de simulaciones
informáticas y el empleo de la teoría de colas.
2.3.2 Preparación y ajuste
Con la introducción de los procesos de fabricación flexibles, en los que una
misma máquina puede producir diferentes productos aparecen las pérdidas asociadas
al tiempo requerido para cambiar y ajustar el útil de la máquina y empezar a producir
un nuevo producto.
Como respuesta a este coste se ideó en Japón el método SMED, que minimiza
el tiempo de cambio dotando al proceso de mayor flexibilidad.
4
Gestión del mantenimiento
2.3.3 Paradas menores
Son todas aquellas paradas temporales no planificadas ni asociadas a averías.
Por ejemplo, una parada para desatascar una prensa.
2.3.4 Velocidad reducida
Las pérdidas de rendimiento en las máquinas son una de las causas de
despilfarro que era ignorada con frecuencia hasta el establecimiento de la medida del
OEE. Este índice permite supervisar la eficacia de las mejoras adoptadas sobre los
equipos.
2.3.5 Defectos de calidad
Existen averías que provocan que el funcionamiento de la máquina se aparte
de los esperado y produzca la fabricación de productos no válidos.
Este tipo de fallos suelen ser debidos a la degradación de componentes por la
existencia del desgaste físico que provoca el funcionamiento de la máquina.
Las causas de este tipo de problemas resultan difíciles de aislar e identificar y
requieren un elevado esfuerzo técnico tanto para su solución como simplemente para
su control.
En este punto, como respuesta a la necesidad de la supervisión del correcto
funcionamiento de los procesos aparece el control estadístico de procesos (SPC), que
permite identificar una desviación del proceso productivo atendiendo al
establecimiento de una serie de parámetros estadísticos de control.
2.3.6 Puesta en marcha
Cuando los procesos de producción en continuo se ponen en marcha existe un
período de tiempo de estabilización durante el cual el proceso no resulta válido.
Como es una característica propia del proceso la forma de reducirlo es por
medio de la propia mejora o modificación del mismo.
2.4 Indicadores del mantenimiento
Cuando se emprende cualquier actividad es necesario definir una serie de
indicadores que cuantifiquen la eficacia1 y eficiencia2 de dichas actividades. De este
modo se puede evaluar de forma objetiva si se consiguen los objetivos que se
1 Capacidad de conseguir los objetivos marcados.
2 Empleo del menor número de recursos posible.
pretendían con la realización de dicha actividad.
2.4.1 Disponibilidad
La disponibilidad es el principal parámetro asociado al mantenimiento, dado
que limita la capacidad de producción.
Se define como la probabilidad de que una máquina o sistema esté preparada
para producción en un período de tiempo determinado, o sea que no esté parada por
averías o ajustes.



D= To
T 0+T p [Disponibilidad]


To= tiempo total de operación
T p ≡ tiempo total de parada

Los períodos de tiempo nunca incluyen paradas planificadas, ya sea por
convenios laborales, por mantenimiento planificado, o por paradas de producción,
dado que estas no son debidas al fallo de la máquina.
Aunque la anterior es la definición natural de disponibilidad, se suele definir
de forma más práctica a través de los tiempos medios entre fallos y de reparación,
dado que son los datos que se conocerán para cada sistema.
Así,se tiene que:

D= TMEF
TMEF+TMDR [Disponibilidad]

TMEF ≡ tiempo medio entre fallos
TMDR ≡ tiempo medio de reparación




2.4.2 Fiabilidad
La fiabilidad es la probabilidad de que un determinado equipo o instalación
desarrolle su función, bajo unas condiciones específicas, y durante un tiempo
determinado.
Por tanto, la media de tiempos entre fallos (TMEF) caracteriza la fiabilidad de
la máquina.
6
Gestión del mantenimiento
2.4.3 Mantenibilidad
La mantenibilidad es la probabilidad de que un equipo en estado de fallo sea
restablecido a una condición especificada, dentro de un período de tiempo dado, y
usando unos recursos determinados.
Por tanto, la media de tiempos de reparación (TMDR) caracteriza la
mantenibilidad del equipo.
2.4.4 Eficiencia total de los equipos
El OEE (Overall Equipment Effectiveness) es un indicador que se emplea para
definir la eficiencia total de los equipos, al englobar bajo un sólo índice los tres
parámetros fundamentales relacionados con el funcionamiento de los equipos de
producción.
OEE=Disponibilidad⋅Rendimiento⋅Calidad
Rendimiento
El rendimiento contempla la pérdida de eficiencia de un determinado equipo
como una disminución de su capacidad de producción frente a la nominal o esperada.
Rendimiento= Nº total de unidades
Tiempo de operación⋅Capacidad nominal
Calidad
La calidad es el indicador de las pérdidas por fabricación defectuosa de los
productos, ya sea al fabricar unidades que directamente deben ser desechadas como
a que aquellas que requieran ser reprocesadas.
Calidad= Nº de unidades válidas
Nº total de unidades fabricadas
7
Mantenimiento productivo total
3. Mantenimiento productivo total
El mantenimiento productivo total (TPM) es un sistema de gestión del
mantenimiento asociado a la filosofía just in time (JIT) que busca el mejoramiento
continuo de los procesos por medio del aumento de la disponibilidad total de los
equipos al involucrar a toda la organización.
Busca eliminar el despilfarro y garantizar la calidad, por medio de la
eliminación de las averías y los accidentes, aumentando la fiabilidad de las máquinas
al planificar adecuadamente el mantenimiento preventivo.
Para esto recurre al desarrollo de una serie de actividades y metodologías
básicas que posibilitan el aumento de la productividad.
• Aplicación de las 5 S´s
• Establecimiento del mantenimiento autónomo
• Planificación del mantenimiento preventivo
• Aplicación del mantenimiento centrado en la confiabilidad
• Mejoramiento de la efectividad de los equipos
• Aseguramiento de la calidad
• Formación y motivación de los empleados
3.1 Las 5 eses
La metodología del orden y la limpieza que propugnan las 5 S´s fue
introducida por el modelo de administración japonés como medio para eliminar el
despilfarro derivado de la existencia de desorden y suciedad.
Se constituye en cinco etapas:
1. Seiri (clasificar). Consiste en la eliminación de todo lo innecesario. Para
ello se identifican los elementos necesarios en el puesto de trabajo y se
eliminan todos aquellos innecesarios.
2. Seiton (organizar). Consiste en ordenar e identificar convenientemente
los elementos presentes en el centro de trabajo de modo que estén listos para
cuando se necesiten. O sea, aplicar el, un lugar para cada cosa y cada cosa en
8
Mantenimiento productivo total
su lugar.
3. Seiso (limpiar). Consiste en mantener limpio y ordenado el puesto de
trabajo, las máquinas y las personas.
4. Seiketsu (estandarizar). Consiste en el mantenimiento y mejora de los
niveles de organización y limpieza. O sea, desarrollar de modo continuo las tres
eses anteriores.
5. Shitsuke (autocontrolar). Consiste en capacitar a todos los empleados
para que mantengan la aplicación de las acciones anteriores. O sea, se trata de
inculcar la autodisciplina, de modo que se mantengan el orden y la limpieza por
medio de la aplicación de los procedimientos correctos.
Las 5 S's se han convertido en toda una filosofía a inculcar a todos los
miembros de la organización, dado sus indiscutibles beneficios sobre el rendimiento
del trabajo de las personas.
3.2 Mantenimiento autónomo
Con el TPM se introduce el concepto de mantenimiento autónomo, donde se
transfieren determinadas actividades de mantenimiento preventivo al personal de
producción.
De este modo se reduce la carga de trabajo del departamento de
mantenimiento, y se implica al operador de la máquina, haciéndole responsable del
estado de la misma.
Al implicar al operario de producción en el mantenimiento de sus máquinas se
reduce el número de averías como consecuencia directa de un mejor uso de las
mismas.
Como una parte importante del mantenimiento autónomo incluye la
comprobación del estado de las máquinas, las fichas de automantenimiento se
elaboran a modo de checklist3 que al agrupar las acciones con la misma periodicidad
simplifica y sistematiza la tarea de los operadores de fabricación evitando errores y
omisiones.
3.3 Planificación del mantenimiento preventivo
El mantenimiento preventivo busca aumentar la disponibilidad y confiabilidad
3 Lista de comprobación.
9
Mantenimiento productivo total
de los equipos por medio de una serie de actuaciones planificadas.
Se tiene que si la tasa de fallos4 aumenta con la edad del equipo, significa que
algún componente requiere la aplicación de acciones preventivas, y se debe establecer
un plan de mantenimiento, ya sea sistemático o condicional. Si esta permaneciese
constante, entonces sólo se requerirían rutinas de mantenimiento autónomo. Pero si el
comportamiento de la tasa de fallo es aleatorio, resultará imposible la aplicación del
mantenimiento preventivo.
El problema a la hora de abordar el mantenimiento preventivo reside en la
determinación de los períodos de revisión o cambio, y de las condiciones de fallo.
Para esto se recurre al análisis de los datos históricos de funcionamiento de
las máquinas, y al modelado de los fallos a través de distribuciones estadísticas que
posibilitan la realización de estimaciones objetivas, que ha su vez permiten decidir
cuales son las acciones o medidas más adecuadas y su periodicidad desde el punto de
vista económico.
Dado que las decisiones de mantenimiento son tomadas en base a históricos
de datos, se entiende la importancia de recurrir a sistemas de información que
permitan registrar el funcionamiento de las máquinas, sus fallos y las acciones y
soluciones adoptadas.
En esta fase se elaboran las gamas de mantenimiento, que son las
descripciones paso a paso y de forma cronológica de las acciones preventivas, donde
además se especifican utillajes, valores de referencia, consignas de seguridad, etc.
3.4 Mantenimiento centrado en la confiabilidad
El mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) se emplea como medio para
optimizar el mantenimiento, al centrar las acciones sobre la operación del sistema y
no sobre las propias máquinas. De este modo se evalúa la importancia y la
confiabilidad5 de las máquinas que componen el sistema, y se interviene sobre estas
según su relevancia, consiguiendo mejoras significativas sin desperdiciar recursos, y
por tanto, reduciendo el coste y aumentando el beneficio del mantenimiento.
Así, la metodología lógica del RCM se puede resumir en seis pasos:
1. Identificar los principales sistemas de la planta y definir sus
4 Inversa del tiempo medio entre fallos.
5 Probabilidad de que un determinado equipo desempeñe su cometido durante un período determinado.
10
Mantenimiento productivo total
funciones.
2. Identificar los modos de fallo que puedan producir cualquier falla
funcional.
3. Jerarquizar las necesidades funcionales de los equipos por medio
del análisis de su criticidad.
4. Determinar la criticidad de los efectos de las fallas funcionales.
5. Establecer la estrategia de mantenimiento.
6. Seleccionar las actividades preventivas u otras acciones que
conserven la función del sistema.
El RCM representa un enfoque sistémico para diseñar programas de
mantenimiento que aumenten la confiabilidad con un mínimo costo y riego.
3.5 Mejoramiento de la efectividad de los equipos
La solución de averías responde a una necesidad de actuación real, y como
tal, no aporta un aumento del rendimiento de los equipos. Para aumentar la
productividad de los mismos hay que eliminar los fallos o minimizar sus efectos por
medio de mejoras en las máquinas y procesos que eliminen sus causas.
Es aquí donde entran en juego los equipos de mejora, que por medio de los
diagramas causa-efecto detectan y elaboran soluciones, y el AMFE como herramienta
de diseño, que busca evitar las causas de fallo en la etapa de diseño de las máquinas
o los procesos. Pero este último paso sólo puede ser llevado a cabo por medio de la
realimentación de los datos de operación, que permitan cerrar el ciclo de mejora
continua.
También se debe observar la importancia de transformar la experiencia en
conocimiento, de modo que pueda ser incorporado a nuevos equipos y sistemas, y que
continúe el proceso de mejora continua. Además, esto contribuirá en un incremento
del valor de la organización al entrar a formar parte del capital intelectual.
3.6 Aseguramiento de la calidad
Como parte del sistema JIT se busca el aseguramiento de la calidad, de aquí
la importancia de eliminar totalmente las averías cuando aparece un problema,
evitando la producción de piezas defectuosas, y deteniendo las líneas si es necesario.
11
Mantenimiento productivo total
Con el objeto de agilizar la respuesta del equipo de mantenimiento
aparecieron sistemas de aviso como el “Andon” que empleando paneles luminosos
informaba del estado de los centros de trabajo. En la actualidad se ven desplazados
por sistemas informáticos que integran la supervisión y el control de los equipos, así
como las medidas de mantenimiento y los históricos de averías. Con esto se logra la
integración de la información tanto proactiva como reactiva en el propio sistema
posibilitando su gestión integrada y el desarrollo de los diferentes análisis causa-efecto
de modo que puedan ser transformados en acciones de mantenimiento.
3.7 Formación y motivación de los empleados
El éxito o fracaso en una organización está directamente ligado a sus
miembros, dado que estos son los únicos responsables de su mejora y por ello la
importancia de la capacitación y entrenamiento de todos los empleados.
Gracias a la formación se reducen los errores, mejorando la calidad y
reduciendo los costes, y se reduce la curva de aprendizaje del trabajador y se
aumenta la motivación, resultando en una mayor productividad del mismo.
12
Herramientas asociadas al mantenimiento
4. Herramientas asociadas al mantenimiento
4.1 Ciclo PDCA
El ciclo PDCA (Plan, Do, Check, Act) o ciclo de Deming establece la
metodología básica para lograr la mejora continua en la búsqueda del aumento de la
eficacia, la eficiencia y la flexibilidad de los procesos.
Está compuesto por cuatro etapas que han de ser realizadas de
forma cíclica:
1. Planificar: determinar que hay que
hacer y como hacerlo.
2. Hacer: realizar las tareas y
acciones planificadas.
3. Verificar: evaluar los resultados
y analizar las causas de las desviaciones
observadas.
4. Actuar: implantar las mejoras, nuevos
estándares y normas de trabajo.
4.2 Principio de Pareto
El principio de Pareto se aplica para priorizar los problemas de forma objetiva
según su importancia.
Este principio afirma que existen muchos problemas sin importancia frente a
solo unos pocos graves, de modo que mediante la solución de unas pocas causas
graves se solucionarán la mayoría de los problemas.
Así, por medio de la elaboración de un diagrama ordenado de frecuencias
acumuladas se pueden identificar el 20% de las causas graves, que provocará en
torno al 80% de los fallos, frente al 80% restante, que tan sólo será el causante del
otro 20% de las averías, y por eso también se conoce como el principio del 80-20.
13
Verificar Hacer
Actuar Planificar
Herramientas asociadas al mantenimiento
4.3 Equipos de mejora
Un equipo de mejora es un pequeño grupo formado por miembros de distintos
departamentos y constituido para mejorar el funcionamiento de toda la empresa a
través de la resolución de un determinado problema. Así un equipo nace para
desarrollar un plan de mejora en alguno de los departamentos o secciones de la
compañía y se deshace cuando se han alcanzado los objetivos en ese área.
El equipo estará coordinado y liderado por un miembro del departamento o
sección de la empresa al que afecta directamente el plan.
La ventaja del trabajo en equipo, que no en grupo, reside en que crea
sinergia, de modo que los resultados alcanzados son mayores que los que se
obtendrían con el trabajo individual de sus integrantes. Además, fomenta la
creatividad, mejora la formación, refuerza la motivación e integra a sus miembros
como parte de la organización.
4.4 Método SMED
El método SMED (Single Minute Exchange of Die) se emplea para reducir el
setup time o tiempo de preparación requerido en el cambio de útil y ajuste en una
máquina polivalente cuando se cambia la producción.
Con ello se pretende eliminar los costes asociados a la preparación de las
máquinas para producir un producto u otro, y con ello poder reducir el tamaño de lote,
y dotar de mayor flexibilidad6 al proceso productivo.
Del tiempo total requerido para la fabricación de un determinado lote de
producto, una parte fija será empleada en preparar la máquina para el procesos, lo
que supondrá un coste fijo que será equilibrado por el aumento del tamaño de lote,
que corresponde al tiempo de proceso variable y por tanto a un coste variable. Si el
tiempo de preparación disminuye, se podrá optar por la fabricación de lotes más
pequeños, que doten de mayor flexibilidad al procesos, y que por tanto posibilite la
producción JIT.
Método:
1. Identificar las operaciones del método actual y medir sus tiempos.
2. Clasificar las operaciones entre “internal setup” y “external setup”,
según la máquina esté parada o en marcha en el momento de realizar la
operación.
3. Transformar todas las operaciones posibles, en operaciones con
máquina en marcha, “external setup”.
4. Reducir el tiempo empleado en las operaciones de cambio con la
máquina parada.
5. Eliminar el tiempo de preparación mediante la modificación del
diseño de productos, componentes, útiles, máquinas y procesos, o la
multiplicación de las máquinas, de forma que se elimine la necesidad de
realizar cambios de útil.
Algunas acciones a llevar a cabo para la reducción de los tiempos de cambio
pueden ser:
• Programar los cambios y preparar previamente el material para
eliminar las esperas.
• Realizar operaciones en paralelo para reducir el tiempo que la máquina
está parada.
• Utilizar dispositivos de sujeción rápida, estandarizar el tamaño y el tipo
de herramientas de apriete, y eliminar los procesos de ajuste.
• Mejorar el almacenaje y transporte de materiales y herramientas por
6 Facilidad del sistema para poder adoptar un amplio rango de estados.
15
Herramientas asociadas al mantenimiento
medio de la adecuación de los medios de manutención7, y el uso de controles
visuales.
• Generalizar el concepto poka-yoke implementando sistemas antierror
en todos los dispositivos posibles.
4.5 Diagrama de dispersión
Permite el estudio de la relación causa-efecto, al representar en un mismo
gráfico dos variables enfrentadas.
Mediante la medida de la correlación se evalúa la dependencia que existe
entre dos o más variables aleatorias. Así, mediante el trazado de las rectas de
regresión y la evaluación de las pendientes se tendrá el grado de correlación entre las
variables. Esta relación de dependencia entre variables se mide por medio del
coeficiente de correlación.
4.6 Estudio de métodos
Cuando se pretende aumentar la eficiencia de una tarea se hace indispensable
recurrir al estudio de los métodos de trabajo empleados.
Con este estudio se pretende optimizar la forma de realizar una tarea para
conseguir que resulte lo más eficiente posible, para lo cual, será necesaria, como
siempre una primera etapa de recogida de datos.
Se registra el procedimiento actual, se mide, se analiza y se desarrolla uno
mejorado. Finalmente se elabora la documentación del procedimiento por medio de
una instrucción de trabajo, se forma al personal y se implanta la nueva solución.
Para el registro de datos existen técnicas especiales como el cursograma
sinóptico del proceso, el cursograma analítico, el diagrama de actividades múltiples, el
diagrama de recorrido o de circuito, el diagrama de hilos, el gráfico de trayectoria...
Para la medición del trabajo, o sea, la determinación del tiempo que invierte
un trabajador cualificado en ejecutar una tarea determinada empleando un
procedimiento específico, existen dos técnicas principales. El estudio de tiempos y las
normas de tiempo predeterminadas.
El estudio de tiempos consiste en el registro de los tiempos de cada una de
7 Conjunto de operaciones de manipulación, transporte y almacenaje, tanto de útiles como de materiales o
productos.
16
Herramientas asociadas al mantenimiento
las tareas que componen un procedimiento ( tobs ), así como los ritmos de trabajo
observados ( r obs ) durante su realización y bajo unas condiciones determinadas.
El ritmo se valora mediante el empleo de escalas como la (100-133), (60-80),
(75-100), (0-100), donde el valor superior se corresponde con el ritmo tipo ( r tipo ).
De este modo se tiene que:
tiempo base=
tobs⋅robs
rtipo
Además, sobre el tiempo base habrá que aplicar los suplementos (fatiga,
descansos, necesidades personales, contingencias...) para obtener el tiempo tipo de
ejecución de cada una de las tareas.
En las normas de tiempo predeterminadas se descompone la tarea en
movimientos básicos, asignándoles a cada uno el tiempo definido por el método. Estos
métodos no se basan en interpretaciones de ritmos de trabajo y por lo tanto resultan
objetivos, pero su aplicación se reduce a la estimación de los tiempos requeridos por
procedimientos que aún no han sido implantados.
4.7 Análisis modal de fallos y efectos
El análisis modal de fallos y efectos (AMFE) es una herramienta empleada en
la previsión de fallos derivados del diseño, y por tanto enfocada a la fiabilidad.
Con ella se analizan de forma sistemática productos y procesos para
identificar de forma previa las causas potenciales de fallo y según sus importancia
concentrar esfuerzos en su solución.
Con la identificación temprana de las posibles causas de fallo se desarrollan
medidas para evitar su aparición o minimizar sus consecuencias por medio de medidas
preventivas definidas ya en la etapa de diseño.
Método:
1. Listado de las funciones del producto o proceso
2. Listado de los modos de fallo potenciales
3. Definición de los efectos de los fallos
4. Descripción de las causas
5. Cálculo del índice de prioridad de riesgo
17
Herramientas asociadas al mantenimiento
El índice de prioridad de riesgo (IPR) es un indicador compuesto que depende
de la gravedad (G), de la probabilidad de ocurrencia (F) y de la probabilidad de
detección del fallo (D).

IPR=D.G.F [Índice de prioridad de riesgo]

De aquí se tiene que G será mayor cuanto mayor sea la gravedad, y F cuanto
mayor sea la frecuencia con que ocurre el fallo, mientras que D disminuirá con la
facilidad con que pueda ser detectado dicho fallo.
También existe una variante de análisis que añade un nuevo factor, la
criticidad (C) que supondría la aparición de un determinado fallo, o sea, lo dañino que
sería para la operación del sistema.
4.8 Control estadístico de procesos
El control estadístico de procesos (SPC) permite detectar cuando un proceso
18
Tabla 1: Ejemplo de AMFE de un proceso de fabricación
AMFE de proceso
Elemento Operación Efectos Causas D G F IPR
Encolado



Herramientas asociadas al mantenimiento
se aparta de su funcionamiento esperado, identificando la existencia de un problema
pero no su causa.
Como en todo proceso resulta imposible controlar todas las causas de
variación que intervienen en el, ya sea por su desconocimiento o por el coste que
supondría, se asume la existencia de una serie de variaciones no controlables. Estas
variaciones siguen un comportamiento aleatorio y por tanto pueden ser modeladas a
través de una distribución normal, lo que permite el establecimiento de unos
márgenes bajo los cuales el proceso se considerará controlado.
Así, un procesos permanecerá bajo control mientras los valores de las
características de calidad se representen dentro del rango preestablecido en el gráfico
de control y sin presentar ningún tipo de tendencia o patrón, o sea, con un
comportamiento aleatorio.
Para la determinación de los límites de control se calculan la media y
desviación típica de un conjunto muestral ( {X i}i=1
N ) tomado durante un período bajo
el cual el proceso permanece bajo control. Conocidos estos valores, se tiene que los
límites habituales (confianza del 99,7%) vendrán dados por:
L=± 3 [Límites de control]
=ΣX i
N
[Media]
= Σ – X i 2
N
[Desviación típica]
19
Herramientas asociadas al mantenimiento
4.9 Modelo de cola simple
Es un modelo perteneciente a la teoría de colas de la matemática estadística,
que permite, de un modo simple, obtener resultados aceptables en el dimensionado de
los equipos de mantenimiento.
Esto es debido a que las operaciones de reparación para un único equipo de
mantenimiento se pueden ver como una cola formada por las averías que el equipo de
mantenimiento no puede atender mientras se encuentra ocupado solucionando otra.
En el modelo de cola simple se considera una única cola de longitud infinita,
formada por las averías en espera. Y se modelan la aparición de averías en el tiempo,
por medio de una distribución de Poisson, y la distribución de las reparaciones en el
tiempo, por medio de una exponencial negativa.
Bajo estos supuestos, la teoría establece que el factor de utilización (  ), o
ocupación del equipo de mantenimiento, vendrá dado por:
=


[servicios/tiempo]
 tasa de llegadas, o media de averías en un ≡ período determinado
 ≡ patrón de servicio, o media de reparaciones en ese mismo período
20
Ilustración 2: Ejemplo de gráfico de control con condiciones bajo control
0 5 10 15 20 25
0
2
4
6
8
10
12
14
Gráfico de control
X
Límite superior
Límite inferior
Herramientas asociadas al mantenimiento
Y el número medio de equipos no disponibles ( ns ), o sea, averías en
reparación o en espera de ser reparadas, es:
ns=

−
[número medio de averías]
De este modo se podrán obtener los costes provocados por la indisponibilidad
de los equipo que están siendo reparados o en espera de ser reparados.
Además, el tiempo entre averías vendrá dado por
1

y la duración media
de una avería vendrá dada por ts= 1
−
.
21
Conclusiones
5. Conclusiones
Se ha pasado del mantenimiento que soluciona problemas al que los evita por
medio de una labor planificada y contemplada desde las primeras etapas de diseño,
buscando eliminar todo fallo y con ello cualquier incidencia sobre producción.
Para ello se pone de relevancia que:
• Hay que implantar sistemas de adquisición y almacenamiento de datos
eficaces en la elaboración de históricos.
• Hay que integrar los sistemas de información de todas las áreas de la
empresa, de tal modo que permitan una comunicación transparente.
• Hay que evaluar la importancia y repercusión de cada máquina en el
sistema productivo para así destinar los recursos apropiados según su
importancia.
• Hay que implantar el trabajo en equipo como modo de conseguir
mejoras sustanciales al integrar a grupos de individuos de diferentes áreas y
conocimientos.
• Hay que formar y motivar a los miembros de la organización para
aumentar la productividad de los mismos.
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Bibliografía
J. C. Prado Prado, A. García Lorenzo, J. García Arca
Dirección de Logística y Producción
Servicio de Publicaciones de la Universidad de Vigo. 2000
Francisco Rey Sacristán
Mantenimiento Total de la Producción
FC Editorial. 2002
José F. Vilar Barrio, Teresa Delgado Tejada
Control Estadístico de los Procesos
FC Editorial. 2005
Referencias en Internet
NTP 679: Análisis modal de fallos y efectos. AMFE