Ingenierı́a de Mantenimiento
Por: Dr.-Ing. Juan Carlos Almachi Nacimba
Dr.-Ing. J. C. Almachi
Ingenierı́a de Mantenimiento
16 de mayo de 2024
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Índice
1
Introducción y Evolución del Mantenimiento
2
Estrategias de Mantenimiento y herramientas informáticas
3
Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
4
Lubricación y Engrasado
5
Bibliografı́a
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Introducción y Evolución del Mantenimiento
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Introducción y Evolución del Mantenimiento
Evolución del Mantenimiento (1/4) [1].
La tecnologı́a en fábricas ha avanzado mucho y las máquinas se han vuelto más
complicadas para hacer productos mejores. Pero estas máquinas se dañan más seguido
por ser tan complejas, lo que hace difı́cil mejorar la calidad y eficiencia de lo que
producen.
Etapa 1.- antes de 1950, las reparaciones en las máquinas eran solo cuando se
dañaban.
Etapa 2.- entre 1950 y 1960, empezaron a hacer reparaciones en momentos
planeados aunque las máquinas no tuvieran problemas.
Etapa 3.- a finales de la década de 1960, se propuso y desarrolló el mantenimiento
centrado en la confiabilidad (reliability centered maintenance -RCM) en el área de la
aviación.
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Introducción y Evolución del Mantenimiento
Evolución del Mantenimiento (2/4) [1].
Los enfoques tradicionales de estimación de confiabilidad se basan en la distribución de
datos históricos de tiempo hasta la falla de una población de instalaciones idénticas
obtenidas de pruebas internas.
Se han utilizado muchos modelos de falla paramétricos, como las distribuciones de
Poisson, exponencial, Weibull y log-normal, para modelar la confiabilidad de las
máquinas.
Sin embargo, estos enfoques solo proporcionan estimaciones generales para la
población completa de instalaciones idénticas (no se puede aplicar a otras plantas
de producción).
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Introducción y Evolución del Mantenimiento
Evolución del Mantenimiento (3/4) [1].
Etapa 4.- en las últimas dos décadas, el patrón de mantenimiento ha evolucionado hacia
el mantenimiento basado en la condición (CBM)
CBM sugiere acciones de mantenimiento basadas en información recopilada
mediante monitoreo en lı́nea.
El CBM intenta evitar tareas de mantenimiento innecesarias actuando solo cuando
hay evidencia de un comportamiento anormal en un activo fı́sico.
Un programa de CBM bien establecido y ejecutado puede reducir significativamente
los costos de mantenimiento al eliminar las operaciones de mantenimiento
preventivo programado innecesarias.
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Introducción y Evolución del Mantenimiento
Evolución del Mantenimiento (4/4) [1].
Según la literatura
Recientemente, está surgiendo una nueva generación de mantenimiento, el
mantenimiento electrónico (e-maintenance), debido al rápido crecimiento de las
tecnologı́as de comunicación, informáticas e información.
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Estrategias de Mantenimiento y
herramientas informáticas
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Estrategias de Mantenimiento y herramientas informáticas
Tecnologı́as Innovadoras en Gestión de Mantenimiento.
Programas que ofrece herramientas y funcionalidades que permiten mejorar la gestión y
eficiencia del mantenimiento.
Si Lambda: Si Lambda es una solución de software para la gestión del
mantenimiento que se enfoca en la monitorización y el análisis predictivo.
Proact: Proact es un software de mantenimiento predictivo que utiliza técnicas
avanzadas de análisis de datos y aprendizaje automático para prever fallos en
equipos y activos.
MP2 es una solución de software orientada a empresas pequeñas bajo un enfoque de
mantenimiento preventivo.
[openMAINT]: es para la gestión de activos móviles, plantas y dispositivos técnicos,
etc.
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Estrategias de Mantenimiento y herramientas informáticas
Estrategias de Mantenimiento [2].
Prácticas actuales de mantenimiento en aproximadamente 200 instalaciones
manufactureras
Programa de mantenimiento preventivo: 88 %
Sistema computarizado de gestión de mantenimiento (CMMS): 52 %
Mantenimiento reactivo (ejecución hasta falla): 51 %
Mantenimiento predictivo (PdM) mediante herramientas analı́ticas: 40 %
Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM ) mediante análisis de datos
operativos: 24 %
Otros: 5 %
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Estrategias de Mantenimiento y herramientas informáticas
Estrategias de Mantenimiento [2].
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Conceptos Fundamentales sobre Mantenimiento y Desgaste
Estrategias de mantenimiento
Las estrategias de mantenimiento son fundamentales para garantizar el buen
funcionamiento de los equipos y maquinarias en una empresa.
Estas estrategias incluyen el mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo, cada
uno con su propio enfoque y beneficios.
El mantenimiento preventivo se realiza de forma regular para evitar posibles averı́as,
el predictivo se basa en la monitorización y análisis de datos para prever problemas antes de
que ocurran,
y el correctivo se lleva a cabo cuando ya ha ocurrido una falla para repararla y restablecer la
operatividad de los equipos.
La elección de la estrategia adecuada dependerá de diversos factores como el tipo
de equipo, su criticidad y el presupuesto disponible.
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Conceptos Fundamentales sobre Mantenimiento y Desgaste
Tipos de mantenimiento
Los tipos más comunes son: el correctivo, el preventivo, el predictivo y el detectivo.
El mantenimiento correctivo se realiza tras la averı́a de un equipo,
el preventivo busca prevenir problemas mediante inspecciones y revisiones periódicas,
el predictivo utiliza datos para anticipar fallas y el detectivo se enfoca en identificar
fallas ocultas o latentes.
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Conceptos Fundamentales sobre Mantenimiento y Desgaste
Planificación de mantenimiento
La planificación de mantenimiento es esencial para asegurar una gestión eficiente de
los recursos y la disponibilidad de los equipos.
En este proceso se establecen los procedimientos, tiempos y recursos necesarios para
llevar a cabo las tareas de mantenimiento.
La planificación incluye la programación de las intervenciones, la asignación de
responsabilidades, la gestión de repuestos y la evaluación de los resultados
obtenidos.
Una buena planificación de mantenimiento permite optimizar los recursos, alargar la
vida útil de los equipos.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Desgaste y Falla en Materiales
El desgaste y la falla en materiales son procesos inevitables que pueden ocurrir en
diversas situaciones.
El desgaste se manifiesta como la pérdida de material debido a la fricción, abrasión
u otros tipos de interacción mecánica,
mientras que la falla puede ocurrir por sobrecargas, fatiga o deterioro quı́mico.
Comprender cómo se manifiestan estos fenómenos en diferentes materiales es
crucial para prevenir daños catastróficos en estructuras y componentes en servicio.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Desgaste
Dentro de la clasificación
de los fenómenos de desgaste encontramos
la abrasión, que ocurre cuando se remueve parte
del material de una superficie como consecuencia
del roce constante con las protuberancias
de otra superficie. El desgaste por abrasión
se divide en dos tipos: abrasión por desgate
de dos cuerpos y por desgaste de tres cuerpos.
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Figura: Fenómenos de desgaste [3].
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Tipo de fallas:
Falla por fatiga.
Falla por desgaste.
Falla por corrosión:
corrosión localizada
corrosión uniforme
Daño por hidrógeno
Fallas por tratamiento térmico.
Mal proceso de fabricación (base ingenieril)
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Factores que contribuyen al desgaste [4]
Propiedades del material:
Metales: corrosión.
Cerámicos: corrosión.
Plásticos: degradación.
Condiciones de operación.
Interacción con el ambiente.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Criterio para combatir el desgaste
Mantener baja presión de contacto:
desgaste adhesivo,
desgaste abrasivo.
Lı́quidos y gases en movimiento: erosión y cavitación.
Mantener baja velocidad de deslizamiento.
Mantener superficies lisas
Coeficientes de fricción bajos en el diseño mecanico.
Uso de lubricantes
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Desgaste adhesivo
Cuando falla la lubricación por deslizamiento,
las protuberancias de las superficies metálicas
rozan directamente. La fricción intensa crea
fuertes soldaduras entre los metales, arrancando
partı́culas que intensifican el desgaste. A medida
que aumenta la rugosidad, el proceso se acelera,
generando problemas como pérdida de precisión,
mayor fricción y fallas prematuras. Una lubricación
adecuada es vital para evitar este desgaste por
adhesión.
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Figura: Desgaste adhesivo [5]
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Desgaste abrasivo
Partı́culas duras como polvo o
virutas metálicas actúan como lija, erosionando las
superficies metálicas durante el movimiento. Este
desgaste abrasivo provoca pérdida de precisión,
aumento de holgura y fallas prematuras. Filtrado
del lubricante, selección de materiales resistentes
y lubricación adecuada son claves para prevenirlo.
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Figura: Desgaste abrasivo [6]
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Métodos de Prevención y Control
Selección de Materiales.
Tratamientos Superficiales.
Monitoreo y Mantenimiento.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Selección de Materiales
La selección adecuada de materiales es fundamental para prevenir el desgaste y la falla
en componentes mecánicos. Se deben considerar factores como:
Propiedades mecánicas: Resistencia a la tracción, compresión, dureza, tenacidad,
ductilidad y maleabilidad.
Resistencia al desgaste: Capacidad del material para resistir la fricción y el roce sin
perder material.
Resistencia a la corrosión: Capacidad del material para resistir el ataque de agentes
quı́micos y ambientales.
Propiedades térmicas: Conductividad térmica, coeficiente de expansión térmica y
estabilidad dimensional a diferentes temperaturas.
Facilidad de fabricación y procesamiento: Costo, disponibilidad y compatibilidad con
los procesos de fabricación deseados.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Tratamientos Superficiales
Los tratamientos superficiales modifican la capa externa de un material para mejorar sus
propiedades y prevenir el desgaste y la falla.
Endurecimiento superficial: Aumenta la dureza y resistencia al desgaste de la
superficie mediante técnicas como la
cementación, nitruración o temple por inducción.
Recubrimientos: Aplicación de una capa de otro material sobre la superficie para
mejorar propiedades como la resistencia al desgaste, la corrosión o la fricción. Los
recubrimientos pueden ser metálicos, cerámicos o poliméricos.
Lubricación: Aplicación de una pelı́cula de lubricante entre dos superficies en
contacto para reducir la fricción y el desgaste. La selección del lubricante adecuado
depende de las condiciones de operación, como la carga, la velocidad y la
temperatura.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Monitoreo
.
Análisis de vibraciones: Detecta anomalı́as en el funcionamiento de la máquina
mediante el análisis de las vibraciones generadas.
Análisis de aceite: Evalúa el estado del aceite lubricante para detectar signos de
desgaste o contaminación.
Inspecciones visuales: Observación periódica de los componentes para detectar
signos de desgaste, corrosión o daños.
Pruebas no destructivas: Utilización de técnicas como la ultrasonido o la radiografı́a
para evaluar el estado interno de los componentes sin necesidad de desmontarlos.
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Desgaste y Falla en Ingenierı́a de Materiales
Prueba 1 el 22-05-2024
.
10 preguntas de opción múltiple Cada pregunta tendrá 5 opciones. Pueden haber
más de una respuesta.
5 preguntas de desarrollo (estudio de casos).
Tiempo 1 de una hora
Lectura adicional: Machinery Prognostics and Prognosis Oriented Maintenance
Management. [CrossRef]
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Lubricación y Engrasado
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Lubricación y Engrasado
Funciones de la lubricación (1/2) [7]
Reducir la fricción: La lubricación crea una pelı́cula entre las superficies en contacto,
minimizando la fricción y el rozamiento entre ellas.
Disminuir el desgaste: La pelı́cula lubricante actúa como barrera protectora,
evitando el contacto directo entre las superficies metálicas.
Amortiguar choques y vibraciones: La pelı́cula lubricante absorbe y disipa la energı́a
de los impactos y vibraciones, protegiendo los componentes de daños y mejorando
la suavidad del funcionamiento.
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Lubricación y Engrasado
Funciones de la lubricación (2/2)
Controlar la temperatura: La lubricación ayuda a disipar el calor generado por la
fricción.
Proteger contra la corrosión: La pelı́cula lubricante aı́sla las superficies metálicas del
aire y la humedad.
Aislar de contaminantes: La lubricación atrapa y elimina las partı́culas
contaminantes del sistema, protegiendo los componentes del polvo, la suciedad y
otros agentes externos.
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Lubricación y Engrasado
Bases de lubricantes
Las bases minerales están hechas a base de petróleo crudo. Estas son las bases más
utilizadas, tanto en aplicaciones industriales como automóviles.
Las bases de sı́ntesis se obtienen por reacción quı́mica de varios componentes.
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Lubricación y Engrasado
Bases de lubricantes
Las bases minerales están hechas a base de petróleo crudo. Estas son las bases más
utilizadas, tanto en aplicaciones industriales como automóviles.
Las bases de sı́ntesis se obtienen por reacción quı́mica de varios componentes.
Los aceites:
Se componen de una base lubricante y de aditivos.
Los aceites terminados incluyen entre un 15 % y un 25 % de aditivos, para:
reforzar propiedades del aceite base,
dotar al aceite base propiedades que no posee de forma natural.
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Lubricación y Engrasado
Aditivos
Mejoradores de viscosidad.
Aditivos antidesgaste.
Aditivos antioxidantes.
Aditivos detergentes.
Aditivos dispersantes: permiten mantener en suspensión todas las impurezas sólidas
formadas durante el funcionamiento.
Aditivos anticorrosivos.
Aditivos anticongelantes.
Aditivos antiespumantes.
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Lubricación y Engrasado
Las grasas de lubricación
Se componen de:
70 a 95 % de aceite base (mineral, sintético o vegetal).
0 a 10 % de aditivos.
3 a 20 % de un espesante o gelificante para que no se escurran.
Las grasas se distinguen por su adherencia a las superficies a lubricar, resistencia al
cizallamiento, insolubilidad en agua y longevidad.
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Lubricación y Engrasado
Importancia de usar el lubricante correcto.
Incompatibilidad de aditivos: Cada fabricante utiliza un paquete de aditivos
especı́fico en sus aceites para optimizar el rendimiento y la protección. Mezclar
aceites reduce su efectividad generando depósitos dañinos.
Diferencias de viscosidad: La viscosidad del aceite es fundamental para garantizar
una lubricación adecuada en diferentes condiciones de temperatura. Mezclar aceites
de diferente viscosidad puede alterar las propiedades lubricantes del fluido resultante.
Falta de pruebas de compatibilidad: No existe una garantı́a de que dos aceites de
diferente marca sean compatibles, incluso si tienen la misma viscosidad y
clasificación de servicio.
Riesgo de degradación del aceite: La mezcla de aceites puede acelerar la
degradación del aceite, reduciendo su vida útil y su capacidad para proteger.
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Lubricación y Engrasado
Aceites monogrado y multigrado [8]
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Lubricación y Engrasado
Tarea
Consultar:
Tipos de grasas y sus aplicaciones: 30 %
Tipos de filtros y sus aplicaciones segun su ambiente: 30 %
Tipos de refrigerantes, caracterı́sticas y aplicaciones: 30 %
Caligrafı́a debe ser entendible y clara 10 %
La consulta es individual (a mano) y debe tener un mı́nimo de 3 páginas. Recuerde
incluir las referencias bibliográficas siguiendo el estilo APA.
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Lubricación y Engrasado
Estudio de caso
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Bibliografı́a I
Jihong Yan (2015). Machinery Prognostics and Prognosis Oriented Maintenance
Management. Wiley. ISBN: 1118638727,9781118638729. Obtenido de: [CrossRef]
Advanced Technology Services (ATS) (2024) The Evolution of Industrial Maintenance.
Obtenido de: [CrossRef]
Instituto ASTECO (2017) Fenómenos de desgaste. Obtenido de: [CrossRef]
Repositorio de la Universidad Autónoma de Occidente (2024) Tipos de Falla. Obtenido
de: [CrossRef]
Repositorio EcuRed (2024). Obtenido de: [CrossRef]
C. Ortiz (2021). Influencia del número de bicapas en las propiedades mecánicas y
tribologı́cas en recubrimientos multicapa. Obtenido de: [CrossRef]
Frédéric Lefresne (2024). Lubricación y engrasado en la industria: tipos y caracterı́sticas,
Mobility Work . Obtenido de: [CrossRef]
RODI MOTOR SERVICE (2017). Aceite de Motor para el Coche: tipos y caracterı́sticas.
Obtenido de: [CrossRef]
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Gracias por su atención
Para citar esta presentacion hágalo de la siguinte forma: Juan Carlos Almachi (2024). Principios Básicos de la Ingenierı́a de Mantenimiento-Clases, Escuela
Politécnica Nacional, Vol 1, pp 26, Quito-Ecuador.
[CC BY-SA 3.0 IGO Deed ]
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