El mantenimiento de los equipos es necesario para que estos realicen la función para la que son diseñados; es así que desde el inicio de la industrialización se ha concebido el mantenimiento como parte esencial del buen desempeño de las máquinas. Con los avances tecnológicos han surgidos distintas maneras de gestionar las actividades destinadas a esto, todas ellas buscan la forma más eficaz y eficiente de asegurar que realicen una función deseada dentro de los parámetros establecidos, mediante la implementación de herramientas y estrategias que faciliten el análisis y la toma de decisiones. El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) es una de estas herramientas, la cual ha tenido gran acogida gracias a que, además de que resulta sencilla de implementar, brinda una manera de organizar los activos conociéndolos en forma más detallada. La implementación de esta estrategia es dinámica y depende del entorno o del contexto operacional (Lucía, 1990). Con este proyecto se muestra que las industrias que empiezan como proyectos familiares o de manera artesanal y que no tuvieron la posibilidad de conocer dichas herramientas, pueden adoptar una estrategia de mantenimiento como el RCM, ya que les brinda una forma efectiva de organizar sus activos por medio de un procedimiento que permite conocer cada una de las fallas, y así tomar decisiones para mitigar el efecto de estas; durante este proceso se generan formatos que facilitan el manejo de los equipos y la visualización de la información, de igual forma, sucede la Inversión (ROI), correspondiente al proyecto, se demuestra con cifras la retribución económica que genera un plan de mantenimiento para este sector. La empresa y sus procesos Granitos y Mármoles Acabados S A S es una microempresa del sector de construcción, creada en 1995; esta ha crecido a medida que el sector se ha desarrollado en Colombia, lo que le ha permitido adquirir experiencia y adaptarse a las nuevas tecnologías para prestar de manera eficaz y eficiente sus servicios. Cuenta con diez empleados y doce equipos; sus procesos han sido desarrollados de manera empírica y han sido modificados a través de la experiencia propia, buscando optimizar los recursos. Esta empresa nunca ha tenido la oportunidad de aplicar estrategias o planes de mantenimiento, pero con motivo de esta investigación, se convertirá en pionera de su sector, y así servirá como piloto para aplicaciones a empresas similares. A continuación, en la figura 1 se muestra el diagrama de flujo para el proceso de pulido de áreas en piedra natural o mármol donde se evidencia el uso que se les da a los equipos susceptibles de mantenimiento, cuyas actividades son: destronque y pulido, acabado y brillado. con los documentos necesarios para el seguimiento y control de las actividades relacionadas de cada activo.

Este es el caso de Granitos y Mármoles Acabados S A S, una microempresa que presta servicios de distribución, procesamiento y mantenimiento de todo tipo de piedra natural como mármoles o granitos en pisos o fachadas, donde se ha venido trabajando sin implementar ninguna estrategia de mantenimiento, lo que ha repercutido negativamente en el estado de los equipos y en el cumplimiento de metas, por lo que se contempla la necesidad de implementar esta estrategia para optimizar la empresa. El estudio se complementa con un análisis financiero que permite clarificar y evaluar que la inversión en mantenimiento no es solamente gasto. Además de determinar el Retorno de la Inversión (ROI), correspondiente al proyecto, se demuestra con cifras la retribución económica que genera un plan de mantenimiento para este sector.

La empresa y sus procesos

Granitos y Mármoles Acabados S A S es una microempresa del sector de construcción, creada en 1995; esta ha crecido a medida que el sector se ha desarrollado en Colombia, lo que le ha permitido adquirir experiencia y adaptarse a las nuevas tecnologías para prestar de manera eficaz y eficiente sus servicios. Cuenta con diez empleados y doce equipos; sus procesos han sido desarrollados de manera empírica y han sido modificados a través de la experiencia propia, buscando optimizar los recursos. Esta empresa nunca ha tenido la oportunidad de aplicar estrategias o planes de mantenimiento, pero con motivo de esta investigación, se convertirá en pionera de su sector, y así servirá como piloto para aplicaciones a empresas similares.

A continuación, en la figura 1 se muestra el diagrama de flujo para el proceso de pulido de áreas en piedra natural o mármol donde se evidencia el uso que se les da a los equipos susceptibles de mantenimiento, cuyas actividades son: destronque y pulido, acabado y brillado.

Destronque y pulido: desbaste hasta conseguir una superficie uniforme; esto se consigue utilizando una máquina pulidora-destroncadora la cual utiliza discos con incrustaciones de diamante industrial de granulometría n. º 24-60-120; con la superficie uniforme se cambia a los discos de pulido, los cuales tienen una granulometría n. º 220-400-600-800; en ocasiones estos procesos se deben realizar con una máquina pulidora industrial brilladora debido a que no todas las superficies son de fácil acceso.

Acabado y brillado: se aprovecha una reacción química entre el carbonato de calcio presente en el mármol y un cristalizante que satura la superficie y logra dar un brillo natural. La máquina pulidora industrial también es usada para esta tarea cambiando los discos de pulir por unos paños a los cuales se les pone lana de acero para, después, aplicar los cristalizantes uniformemente sobre la superficie.

Descripción del problema de investigación

En la industria hay empresas que tienen equipos susceptibles de mantenimiento, los cuales deben estar dentro de ciertos parámetros mínimos de operación, productividad y eficiencia; adicionalmente, deben cumplir con toda la normatividad de seguridad industrial exigida por algunas compañías, como manuales, fichas técnicas, procedimientos, planes de mantenimiento, certificados de reparación, entre otros. Existen microempresas o medianas empresas que no tienen implementada ninguna estrategia o metodología de mantenimiento, bien sea por su desconocimiento o porque desarrollan sus actividades de manera artesanal; debido a esto, se crea la necesidad de implementar planes de mantenimiento para dichos equipos con el fin de que estas empresas tengan un mejor control de los activos, optimizando los recursos y el tiempo para que se puedan ajustar a los lineamientos exigidos.

La implementación de un plan de mantenimiento busca principalmente los siguientes objetivos: mejorar la disponibilidad del equipo, disminuir los costos de mantenimiento y optimizar los recursos humanos (Gómez 2006; Mora, 2019). Hay diferentes estrategias que sirven como herramienta para el análisis de la información y su correcta implementación , la cual se debe seleccionar teniendo en cuenta el modo de operación, como también los procesos, activos, recursos financieros, personal calificado y tiempo de servicio. Con esto se establecerán estrategias que permitan el desarrollo de actividades enmarcadas hacia el logro de objetivos estratégicos operacionales y financieros. Los planes y programas de mantenimiento en sectores productivos traen ventajas a la operación y la calidad mediante el control de actividades y gestión de los recursos, lo cual permite establecer indicadores de fiabilidad que garanticen la disponibilidad de los activos. Esta premisa puede aplicarse también a las PYMES que hacen parte de estos sectores y más aún, cuando no tienen en sus procesos planes de mantenimiento, esto puede dar origen a varias interrogantes: ¿Cómo los planes de mantenimiento pueden mejorar la res- puesta en los tiempos de servicio, favoreciendo costos operacionales y atención a los clientes?, y otra no me- nos importante (Villareal, 2017), ¿Cómo se hacen más competitivas y con mayores oportunidades de negocio estas PYMES, mediante la aplicación de buenas prácticas de mantenimiento?

Justificación de la investigación

Granitos y Mármoles Acabados SAS es una empresa que empezó como un proyecto familiar, la cual viene prestando sus servicios de mantenimiento de pisos y fachadas de una manera empírica, donde no hay una taxonomía definida para: los equipos, fichas técnicas, hojas de vida, procedimientos, listado de repuestos, plan de mantenimiento o registro; debido a esto, no se logra la premisa principal de un plan de mantenimiento ni se cumplen con los requisitos exigidos por compañías que implementan sistemas integrados de gestión, estas compañías exigen en sus procesos de selección que los equipos cumplan con las normas de seguridad industrial establecidas para celebrar contratos con ellas. En esta investigación se realizó un análisis del estado de los equipos de la empresa utilizando técnicas de recolección de información, con los indicadores necesarios para diseñar un plan de mantenimiento enfocado en la integridad de los activos, en pro de reducir costos y ser más competitivos en el mercado (Monsalve & Tena, 2018).

Metodología

Esta investigación tiene un enfoque cualitativo, ya que para lograr su objetivo recolecta información basada en la observación y en principios no cuantificables (Da Costa et al., 2010). El proyecto fue estructurado en una serie de fases metodológicas que se muestran en la figura 2.

Identificación de equipos

Se realizó un análisis de criticidad con el cual se priorizaron los equipos que fueron incluidos en el listado de equipos mantenibles, identificándolos mediante formatos de fichas de equipos, y en la creación de las hojas de vida.

Jerarquización de los componentes

Cada equipo se desglosó en sus sistemas y subsistemas hasta llegar a los componentes identificando las partes mantenibles, todo esto en un orden jerárquico.}

Codificación de los componentes

Se creó un código único con el fin de facilitar la identificación, localización y manejo de los activos y sus componentes asociados.

Análisis funcional e identificación modos de falla

Para conocer e identificar los modos de falla se hizo un análisis funcional donde fue considerada cada función revelando las fallas funcionales, de esta manera, se identificaron los modos, así como el mecanismo de falla.

Determinar RPN

Se calculó el Número Ponderado de Riesgo (RPN) según el nivel de severidad, ocurrencia y detección.

Realizar AMEF

En este formato se consigna de forma ordenada, la información acerca de los modos de falla, lo que facilita la interpretación de estos y permite definir acciones correctivas para cada uno de los modos.

Definir plan de mantenimiento

Con dichas acciones se procedió a planificar el mantenimiento por medio de formatos de rutas de trabajo, las cuales organizaron eficientemente los recursos técnicos, humanos y financieros.

Implementar el plan

Las rutas fueron implementadas mediante un formato de órdenes de trabajo donde se incluyeron especificaciones claras de las tareas al operario, así mismo, con este documento se puede obtener un mejor control sobre la ejecución del plan.

Análisis financiero

Finalmente, se efectuó un análisis financiero con el fin de conocer los costos que se requerían para la implementación del plan, se evalúa la viabilidad del proyecto con el cálculo del ROI.

Resultados

En el diagrama de flujo del proceso que se presenta en la figura 1 para la sección de pulido en áreas de piedra natural se evidencia que se utilizan básicamente tres tipos de máquinas susceptibles de mantenimiento: máquina destroncadora-pulidora, máquina pulidora industrial brilladora y pulidoras, las cuales son utilizadas simultáneamente, ya que la empresa cuenta con siete equipos en total; estos dos primeros son los equipos más antiguos, los cuales han sido reparados por los operarios de forma artesanal, debido a esto, la frecuencia de falla es alta-media, además las fallas de presentadas tienen un gran impacto en la producción (Salguero, 2010; Páramo, 2016). A continuación, se muestra en la figura 3 la lista de equipos de mayor importancia para el proceso que también fueron evaluadas mediante un análisis de criticidad tal y como se muestra posteriormente en la figura 4.

Identificar y jerarquizar los activos

Se cuenta con sistemas, subsistemas, componentes y partes mantenibles de los activos. A continuación, se muestra en la siguiente sección el análisis de esta parte de los equipos.

Máquina pulidora-destroncadora 1

Tiene un motor trifásico el cual es contralado por un switch reversible que le permite cambiar el sentido de giro del motor; la potencia se transmite a través de un sistema de poleas que reducen las revoluciones y hacen girar el cabezal de pulido donde se pone el resorte de amortiguación y los discos de pulido. El cabezal tiene unos ductos que permiten el paso del agua del tanque hacia los discos de pulido por medio de una llave. Este equipo es el más antiguo de todos por lo que ha sido modificado para aumentar su potencia y poder pulir superficies muy exigentes.

Formato de ficha técnica utilizada para los equipos

En la figura 6 se muestra el formato de ficha técnica, diseñado para los activos del proceso y en la figura 7 la identificación del equipo que da cuenta de las partes mantenibles, cuyo stock de repuestos se requiere para las actividades de mantenimiento que serán desarrolladas en el planning que se propone en esta investigación.

Análisis funcional

En el RCM se hace énfasis en mantener la función deseada por lo que se debe conocer dicha función; una vez se conoce, se pueden inferir las fallas funcionales; es de aclarar que no todas las fallas que ocurren afectan la función (de tipo primaria); también se pueden presentar varias fallas que afecten una misma función (de tipo secundaria), como se muestra en la figura 8.

Modos de fallas

Se identificaron las fallas que se presentaron, cómo ocurrieron y las afectaciones que tuvieron; para esto se debe determinar el mecanismo y el modo de falla observado, como se muestra en la figura 9.

Análisis de modos y efectos de fallas (AMEF)

Se presentaron los datos de tal manera que fuera posible evidenciar el impacto que tiene cada uno; planteando tareas para mitigarlos mediante el análisis de modos y efectos de fallas, en el cual se incluye el cálculo del RPN de acuerdo con el nivel de severidad, ocurrencia y detección, además, permite establecer las tareas de mantenimiento preventivo que requieren los equipos, como se muestra en la figura 10.

Análisis RAM

Este análisis brinda información acerca de la confiabilidad (R), la mantenibilidad (M) y la disponibilidad (A) de los equipos, lo que permite presentar un criterio para la toma de decisiones. Hay diferentes tipos de máquinas que se dividen en dos modelos, con el fin de relacionar los tiempos de intervenciones obtenidos en las fallas ocurridas en el 2018 y algunos registros que se tienen de fallas del 2017, de las cuales se calculó el tiempo entre paradas como de ocho horas de operación diaria, por 22 días al mes, por el número de meses entre cada falla; con dicha información se estimaron los tiempos promedio de falla (MTBF), tiempos medios de reparación (MTTR) y demás indicadores que son utilizados para definir las frecuencias de intervención. Estos resultados se muestran en la figura 11.

Diseño del plan de mantenimiento

Con las acciones recomendadas, definidas anteriormente, se realizó una planificación de mantenimiento, donde se tuvieron en cuenta los recursos humanos, materiales y disposición de tiempos; este último fue de vital importancia para optimizar los recursos. Se estimaron los tiempos de intervención considerando la historia técnica y las experiencias registradas, para los equipos caso de estudio no se disponían de los antecedentes operativos ni de mantenimiento, por lo que se recurrió a la información que existe de equipos similares y a la opinión de operarios y expertos (Sierra, 2004; López, 2017), como se muestra en la figura 12.

Programar las actividades de mantenimiento preventivo

Se crearon rutas de mantenimiento donde se especificaban las tareas que deben realizarse semanal, mensual, semestral o anualmente; mediante un formato de ruta de mantenimiento, como se muestra en la figura 13.

Planificación de paradas (Implementación)

Con los aportes brindados por los colaboradores y las personas que manejan los equipos, se estableció el mejor momento para ejecutar las rutas, teniendo en cuenta que siempre se debe fijar un responsable para la ejecución de esta, así como asegurarse que el operario no tiene más tareas por realizar en el momento, de acuerdo con lo siguiente:

Las rutas semanales consisten en actividades de inspección y ajuste que no necesitan mucho tiempo, por lo que pueden ser ejecutadas por cualquier operario. Deben ser realizadas al inicio de la semana, reprogramándolas (de ser necesario, el operario que esté programado ese día es quien la realiza).

Las rutas mensuales tienen actividades un poco más complejas de realizar porque necesitan el des- monte del tanque por lo que, para garantizar la disponibilidad de los equipos, se programó la ejecución de estas en el transcurso de una semana, estas deben ser llevadas a cabo por el mismo operario quien interviene un equipo por día; en el planning de mantenimiento se indican con la letra M en la semana donde se debe cumplir.

Las rutas semestrales se programaron para los meses de febrero y agosto debido a que son las épocas cuando baja el flujo de trabajo, esto da dos semanas de tiempo, de forma tal que se cruzan con una ruta mensual para aprovechar el desmonte realizado; esta requiere al operario y al ayudante para hacer más eficaz y seguro el desarrollo de las actividades. Se muestran en el planning con una letra S en las semanas donde se ha planeado.

Las rutas anuales se proyectaron para el mes de agosto; son intervenciones a los dispositivos de control y las realizadas por terceros, por lo tanto, no se cuenta con ellos por un día cada uno y se deben desplazar al taller; se le dio un mes para la ejecución y cierre de la ruta. A continuación, se muestra el planning de mantenimiento desde el inicio de la implementación del plan y para el 2019 (González, 2016; Hernández, 2006), como se muestra en la figura 14.

Análisis Financiero

Con esta herramienta se analizaron los costos asociados a la producción y al desarrollo de las actividades necesarias para el cumplimiento de las funciones en el transcurso de la implementación del plan, también se tuvo en cuenta el lucro cesante debido a las fallas y la tasa de inversión representativa de la implementación. Para realizar este estudio se evaluaron los eventos transcurridos desde el mes de octubre del 2018 hasta el mes de abril de 2019 (García et al., 2003).

Inversión asociada a la implementación del plan de mantenimiento

Este proyecto fue realizado por el estudiante de Ingeniería Mecánica Jhon Sebastián Rocha, quien se encargó de recolectar la información, generar el plan y posteriormente seguir su ejecución; ha prestado sus servicios en dicha empresa a cambio del desarrollo de su opción de grado por lo que no representó ningún costo; en cuanto a consumibles se usaron una resma de papel, bolígrafos y marcadores Sharpie, por un valor de $33.000 mil pesos. Además, se adquirieron los repuestos necesarios para dar cumplimiento al plan durante un año, como se muestra en la figura 15.

Tiempo y costos invertidos en las rutas que se han diseñado en el plan de mantenimiento

Estas rutas serán ejecutadas por el operario, por lo que representará una inversión el tiempo que use para dichas intervenciones; el sueldo del operario es $1.500.000, asumiendo que labora 192 horas mensuales cada hora cuesta $7.812,5. Para la fecha en la cual se hizo el estudio fueron ejecutadas, como se muestra en la figura 16:

• 28 rutas semanales, las cuales necesitan dos horas para ser ejecutadas, lo que se traduce en 56 horas fuera de servicio, además, estas no han generado costos ni requerido elementos del stock, ya que consisten en inspecciones visuales.

• Ocho rutas mensuales que representan 28 horas fuera de servicio a la fecha en las cuales no se ha empleado ningún repuesto.

• Una ruta semestral que representó siete horas de afectación donde se usaron tres correas Ref.: A-60, A-62, A-66, dos porta platinas para las brilla- doras industriales y grasa de litio para lubricar los cabezales y rodamientos.

• Las rutas anuales aún no habían sido ejecutadas, pero se estima el tiempo que se necesitan para su ejecución.

La inversión total del plan de mantenimiento para la fecha del estudio corresponde a lo indicado en la figura 17 mostrada a continuación:

Para realizar el análisis financiero hay que tener en cuenta los costos totales del plan de mantenimiento para la fecha del estudio, los cuales se muestran a continuación en la figura 18.

Cálculo del ROI

En este caso el beneficio de implementar el plan de mantenimiento es la ganancia dejada de obtener debido a dicha implementación, así como todos los costos asociados al mantenimiento realizado (Oreda, 2002), por lo que:

La inversión necesaria para la implementación es $1.591.750, ver ecuación 1:

Esto indica que el beneficio obtenido con respecto a la inversión es del 51 % lo que significa que cada $1.000 invertido en el plan representara $1.500 de ganancia al final del ejercicio; además supera la ganancia esperada por el gerente. Esta inversión se realizó al inicio de la implementación y se puede estimar el tiempo en que será recuperada por medio de una regla de tres:

Por lo que se recupera en ocho meses.

Cálculo del VPN

Con el fin de verificar la viabilidad del proyecto se complementa con el análisis del VPN, teniendo en cuenta que el flujo de caja serán los beneficios obtenidos en el año, pues todos tienen el mismo Índice de Precios al Consumidor (IPC) que fue del 3,18 % para el 2018.

Despejando el valor presente de la fórmula del interés compuesto se tiene en la ecuación 2:

Ya que este valor es positivo se demuestra que fue conveniente realizar la inversión, como se muestra en la figura 19.

Cálculo de la TIR

La TIR es el valor que debe tomar i para que el VPN sea cero por lo que se utiliza la ecuación 3:

Además, la TIR resulta ser un porcentaje muy alto, lo que confirma lo analizado con el ROI (Norma Técnica Colombiana, 2018; Oreda, 2002).

Conclusiones

Por medio del análisis de criticidad, se identificaron y listaron los equipos críticos en la operación, a los cuales se les generaron las fichas técnicas y hojas de vida, llevando un registro de los mismos.

Los formatos de fichas técnicas, identificación de equipos y jerarquización de los mismos, permitieron visualizar el stock de repuestos necesarios para cada equipo, de esta manera se tiene un mayor control sobre los recursos invertidos en estos rubros.

La implementación de la metodología RCM en las pequeñas empresas, como se aprecia en este caso estudio, brinda herramientas necesarias para organizar la información y tener mayor control de los activos.

El plan de mantenimiento que se creó, está basado en los modos de falla identificados en el AMEF y no necesariamente en los equipos, esto brinda una amplia perspectiva de cómo fallan los mismos y permite generar acciones correctivas.

Las actividades de mantenimiento correctivo requieren una inversión mayor y no fueron incluidas en este estudio, sin embargo, las rutinas de inspección que serán realizadas en forma preventiva permitirán tomar acciones para llevarlas a cabo sin que esto afecte la calidad y la productividad.

Con el análisis RAM se establecen las bases para el cálculo de los indicadores de fiabilidad, los cuales se ajustarán según mejore la calidad de los datos, permitiendo tomar decisiones más acertadas.

El plan propuesto ha permitido favorablemente, organizar las actividades que los operarios venían realizando de forma aleatoria, por lo que se han optimizado los tiempos generando buenas prácticas de mantenimiento.

Con el análisis financiero del ROI, VPN y TIR se demostró que es rentable la implementación del plan de mantenimiento, ya que estos indicadores mostraron óptimos resultados. Además se evidencia que la inversión retorna en un corto plazo. La rentabilidad del proyecto se debe a que, con acciones sencillas, se mitigan fallas que pueden resultar críticas dañando las operaciones, afectando la calidad y cumplimiento con los clientes.

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