El documento presenta una introducción a la teoría del mantenimiento. Define el mantenimiento y sus tipos, incluyendo mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo. Explica los parámetros de mantenimiento como confiabilidad y mantenibilidad, y métodos para medirlos como la distribución de Weibull. Finalmente, describe actividades básicas de sistemas de mantenimiento como planificación, ejecución y análisis.

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2.1 TEORÍA DE MANTENIMIENTO
2.1.1 Mantenimiento. Definición
El mantenimiento es una actividad dinámica donde interactúan varias variables
complejas dentro de un patrón aleatorio que se fundamenta en la teoría de
probabilidades, y su objetivo es la maximización de la efectividad del sistema,
entendiendo este último como un método para modelar el mantenimiento, utilizando
los resultados del modelo para mejorar la gestión de mantenimiento. [2]
2.1.2 Tipos de Mantenimiento
El mantenimiento se divide en dos grandes vertientes, mantenimiento estadístico y
mantenimiento técnico.
Mantenimiento estadístico: es el que solamente se ocupa de los tiempos entre fallas
(TEF) y los tiempos fuera de servicio (TFS).
Mantenimiento técnico: localiza la falla, repara o remplaza la parte que ha presentado
una normalidad. [3]
2.1.3 Clasificación del Mantenimiento
El mantenimiento se clasifica de la siguiente manera:
√ Mantenimiento Correctivo:
Es la más antigua y esta basada en la teoría de operar los equipos hasta que estos
fallen, momento en el cual se procede a repararlos. [2]
Características del Mantenimiento Correctivo:
• No existe una programación establecida por lo que el tiempo y el costo de
reparación son mayores.
• No existe la inspección rutinaria sino que se limita a ejecutar la reparación.
• Generalmente la falla incide directamente sobre la producción.
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√ Mantenimiento Preventivo:
Se basa en planes de mantenimiento programado e inspecciones periódicas, con
ajuste y reemplazo de partes, lo cual incluye armado y desarmado de equipos. [2]
Características del Mantenimiento Preventivo:
• Es un mantenimiento planificado, con un mejor control de trabajo reduciendo las
horas-hombre y tiempo de paro del equipo.
• Es posible reducir el riesgo de paradas no programadas, originadas por deterioro
de piezas del equipo.
• Mantenimiento programado de forma cíclica.
√ Mantenimiento Predictivo:
Se basa en el monitoreo regular de las condiciones de la maquinaria y así los
equipos son revisados y/o reparados en función de sus condiciones reales, de
operación, esto permite extender el tiempo entre paradas de los equipos y por
consiguiente aumentar la vida útil de sus componentes o predecir una falla antes de
lo estimado. [2]
Características del Mantenimiento Predictivo:
• El análisis se realiza sobre una base de datos de la condición del componente.
• Hace uso de métodos de diagnostico que ayudan a predecir el estado del
componente, permitiendo que se utilice hasta el máximo de su vida útil.
• El conocimiento de la condición de la maquinaria permite planificar el
mantenimiento en forma sistemática, orientando la reparación hacia una pieza o
parte del equipo en particular.
• Su desventaja principal es el alto costo inicial y de implementación.
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2.1.4 Actividades Básicas de un Sistema de Mantenimiento
El sistema de mantenimiento, es un conjunto coherente de políticas, procedimientos
y normas que permiten ejecutar y controlar el mantenimiento mediante la realización
de las siguientes actividades básicas:
• Planificación e inspección.
• Ejecución.
• Análisis y control. [5]
Planificación e Inspección: Tiene como objetivo la ejecución de los trabajos,
consiguiendo la participación de todos los recursos necesarios y resolviendo los
problemas que las puedan afectar.
Ejecución: El personal de ejecución del mantenimiento, se encarga de realizar los
trabajos que indica la planificación, en la fecha y forma establecida previamente. La
ejecución se realiza basado en el “procedimiento de ejecución”, la cual se conoce
como Practica Operativa. [5]
Análisis y Control: Se realizan con base a los resultados obtenido sobre el
funcionamiento de los equipos como consecuencia del análisis de un conjunto de
indicadores que periódicamente muestran los resultados del mantenimiento a nivel
de la línea de producción. Con esta información se puede controlar el desempeño de
la función de mantenimiento y facilita la toma de decisión con respecto a las acciones
que deban implementarse.
2.1.5 Planes de Mantenimiento.
Es el conjunto de tareas de mantenimiento seleccionadas y dirigidas a proteger la
función de un activo, estableciendo una frecuencia de ejecución de las mismas y el
personal destinado a realizarlas. Se pueden establecer dos enfoques de plan de
mantenimiento a saber:
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1. Plan estratégico: es el plan corporativo o divisional que consolida las
instalaciones y/o equipos que serán sometidos a mantenimiento mayor en un
periodo determinado y que determina el nivel de inversión y de recursos que se
requiere para ejecutar dicho plan.
2. Plan operativo: es el plan por medio del cual se definen y establecen todos los
parámetros de cómo hacer el trabajo, es decir, se relacionan con el
establecimiento de objetivos específicos, medibles y alcanzables que las
divisiones, los departamentos, los equipos de trabajo y las personas dentro de
una organización que deben lograr comúnmente a corto plazo y en forma
concreta. [5]
2.2 PARÁMETROS DE MANTENIMIENTO.
2.2.1 Confiabilidad
Es la probabilidad de buen funcionamiento de un equipo o sistema durante un
intervalo de tiempo, bajo ciertas condiciones de uso. Dicho de manera simple es la
capacidad de un equipo de operar sin dañarse. “El termino probabilidad de
supervivencia” es sinónimo de confiabilidad. La confiabilidad es la figura de merito
relacionada al tiempo en que un equipo se encuentra operable [5].
Para estimar la confiabilidad es necesario conocer los parámetros utilizados:
Tiempo Promedio entre Falla (TPEF): es el tiempo más probable entre dos fallas
sucesivas.
TPEF = ∑=
n
i n
TEFi
1
[5] Ec. 2.1
Tasa de falla (λ(t)): representa el número de fallas que se presentan en un instante t.
frecuentemente se expresa como falla/horas.
Entre los métodos estadísticos para estimar la confiabilidad se encuentran:
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Distribución Exponencial: esta distribución se aplica para los equipos que se
encuentran en el periodo de vida normal o de vida útil, es decir, cuando la tasa de
falla es constante.
Expresiones matemáticas:
R(t) =e -λt
Ec. 2.2
Probabilidad de ocurrencia entre 0 y t donde λ es igual a la tasa de falla.
f(t) =λe -λt
Densidad de probabilidad Ec. 2.3
F(t) = 1 -e -λt
Probabilidad de falla entre 0 y t. Ec. 2.4
λ(t) = )(
)(
tR
tf
= µ
µ
λ
−
−


= λ = ctte. [5] Ec. 2.5
Distribución de Weibull
Permite estimar la confiabilidad de un equipo o sistema en cualquier período de vida
útil o normal y envejecimiento. Este método es muy flexible por lo cual es
ampliamente utilizado. Con sus tres parámetros permite ajustar toda clase de
resultados de operación. [7]
Expresiones matemáticas:
β
η
γ





 −
−
=
t
etR )(
, confiabilidad en un instante t. Ec. 2.6
1
)(
−





 −
=
β
η
γ
η
β
λ
t
t , tasa instantánea de falla. Ec. 2.7
TPEF = Aη + γ , esperanza matemática. Ec. 2.8
σ = B * η, desviación típica. Ec. 2.9
β
η
γβ
η
γ
η
β 




 −
−
−





 −
=
t
e
t
tf .)(
1
, [7] Ec. 2.10
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6. CAPÍT
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Densidad de probabilidades, siendo t mayor o igual que γ.
Parámetro de forma, β
Si β < 1, período de juventud
Si β = 1, período de vida útil
Si β > 1, período de envejecimiento.
Parámetro de posición γ: se define si la nube de puntos (Fi, t ) en la gráfica de
weibull se ajusta a una recta.
Si es posible ajustar la nube de puntos a una recta, entonces γ = 0.
Si la nube de puntos resulta una curva, el valor de γ ≠ 0. [7]
Parámetro de escala η: se utiliza para ajustar los datos del historial a una distribución
particular, ejemplo: si se traza f(t) con η = 1, la curva de fs(t) corresponde a η = 5; se
obtiene dividiendo por 5, multiplicando t por 5 y dejando sin cambiar el resto.
2.2.2 Mantenibilidad
Es la probabilidad de duración de tiempo que se realiza en una reparación o
probabilidad de que a un equipo le sean restauradas sus condiciones, cuando el
mantenimiento es ejecutado de acuerdo a procedimientos preestablecidos. La
mantenibilidad es la figura de merito relacionada al tiempo en que un equipo se
encuentra inoperante [5].
La definición supone cuatro conceptos:
a) Noción de probabilidad:
M(t) = P(TTR < t).
= Prob. (Para que un sistema parado en un tiempo t = 0 este en servicio en un
tiempo t ).
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b) Condiciones de funcionamiento: supone la cuantificación de un nivel de
prestación inicial y de un límite de admisibilidad.
c) Límite de tiempo: supone la definición de un tiempo asignado para cada
intervención y de un plazo t.
• Analogía de la Confiabilidad y de la Mantenibilidad:
Existe cierta analogía entre el estudio estadístico de estos parámetros:
• La variable aleatoria es el tiempo: “la duración de la intervención”.
• La densidad de probabilidad se llama g(t).
• La función de repartición que es M(t) = ∫ g(t)dt . Es la probabilidad de reparación
de una duración TTR < t.
La tasa de reparación se llama µ(t) y vale µ(t) = )(1
)(
tM
tg
−
• Parámetro para el estudio de Mantenibilidad. Tiempo medio fuera de servicio
(TMFS) o media de los tiempos para reparar (MTTR): es el tiempo más de la
duración de una reparación
TMFS =
n
TESi
n
i
∑=1 Ec. 2.11
La distribución probabilística más usada para evaluar la mantenibilidad es la
Distribución de Gumbell tipo I debido a lo sencillo de sus cálculos en comparación
con la distribución log – normal, por lo tanto se explica a continuación.
La ecuación que expresa esta distribución es:
)(
)(
υ−−
−
=≤
ta
e
etTP Ec. 2.12
Donde:
µ = Media característica para reparar.
1/a = Desviación estándar.
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T = Tiempo real que se empleará en ejecución del próximo trabajo.
t = Tiempo estimado para el próximo trabajo según la situación vigente.
µ , a = Coeficientes de la distribución de Gumbell Tipo I que definen la situación
vigente. [5]
El tiempo promedio de la duración de la falla o de reparación, a partir de los
coeficientes de la ecuación de Gumbell, se define como:
a
TPPR
5778,0
+= µ Ec. 2.13
2.2.3 Disponibilidad.
Es la probabilidad de que un equipo o sistema este disponible para su uso (se
encuentre operable) durante un periodo dado. La disponibilidad operativa es un
factor determinante en los costos de operación [5].
2.2.3.1 Estimación de la Disponibilidad
La disponibilidad D(t), función del tiempo (definido por los parámetros) λ y μ
supuestos constantes:
Tasa de fallo
MTBF
1
=λ Ec. 2.14
Tasa de reparación
MTTR
1
=µ Ec. 2.15
Disponibilidad instantánea
t
etD )(
)( λµ
λµ
λ
λµ
µ +−
+
+
+
= Ec. 2.16
Disponibilidad intrínseca
MTTRMTBF
MTBF
D
+
= [5] Ec. 2.17
2.3 EL ANÁLISIS DE PARETO
Este principio aplicado al análisis de fallas determina que un pequeño número de
fallas, que ocurren en un proceso de producción, ocasionan la mayor parte de los
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resultados negativos, enfocando las fallas como causas de demoras. Se puede decir
que el 20% de las fallas causan el 80% de las demoras en el proceso de producción.
El principio de Pareto ayuda a determinar cuales son las fallas más impactantes, ya
que es un proceso selectivo de las fallas mas criticas, desechando así las fallas de
poca importancia. Estas fallas son las que se deben atacar para mejorar la acción del
mantenimiento. [3]
2.4 ANÁLISIS DE CRITICIDAD
El Análisis de Criticidad es la herramienta que permite establecer niveles jerárquicos
en sistemas, equipos y componentes en función del impacto global que generan, con
el objetivo de facilitar la toma de decisiones. Es el análisis de confiabilidad que
establece un orden de prioridades de mantenimiento sobre una serie de
instalaciones y equipos, otorgando un valor numérico o estatus, en función de una
matriz que combina la condición actual del equipo, el nivel de producción de cada
equipo o instalación, el impacto ambiental, seguridad y la producción. Establecer un
orden de prioridades dependerá de la estructura jerárquica del proceso:
1) Definiendo el alcance y objetivo para el estudio.
2) Estableciendo criterios de importancia: seguridad, ambiente, producción, costos
de operación y mantenimiento, frecuencia de falla, tiempo promedio para reparar.
3) Seleccionando o diseñando un método de evaluación que permita jerarquizar los
sistemas objetos de estudio.[3]
2.4.1 Confiabilidad Operacional
Se define como la capacidad de una instalación o sistema (integrados por procesos,
tecnología y gente), para cumplir su función dentro de sus límites de diseño y bajo un
contexto operacional especifico.
Para la ejecución de un programa de Confiabilidad Operacional debemos establecer
planes y estrategias para lograr asentar las bases del éxito. [8]
25

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2.4.2 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC)
Es un proceso que se utiliza para determinar los requerimientos del mantenimiento
de los elementos físicos en su contexto operacional. Una definición mas amplia del
MCC podría ser “un proceso que se usa para determinar lo que debe hacerse para
asegurar que un elemento físico continúe desempeñando las funciones deseadas en
su contexto operacional presente.
El MCC se centra en la relación entre la organización y los elementos físicos que la
componen. Antes de que se pueda explorar esta relación detalladamente, se
necesita saber que tipos de elementos físicos existen en la empresa y decidir cuales
son las que deben estar sujetas al proceso de revisión del RCM. En la mayoría de los
casos, esto significa que se debe de realizar un registro de equipos completo si no
existe ya uno. [9]
El MCC hace una serie de preguntas acerca de cada uno de los elementos
seleccionados, como sigue:
1) Cuales son las funciones? (Funciones y estándares de funcionamiento)
2) De que forma puede fallar? (Fallas funcionales)
3) Que causa que falle? (Modos de falla)
4) Que sucede cuando falle? (Efectos de las fallas)
5) Que ocurre si falla? (Consecuencias de las fallas)
6) Que se puede hacer para prevenir la falla? (Tareas de mantenimiento)
7) Que sucede si no puede prevenirse la falla? (Acciones a “falta de”)
El proceso del MCC incorpora siete (7) preguntas básicas que en la practica el
personal de mantenimiento no puede contestar todas por sí mismos, esto porque
muchas de la respuestas solo puede proporcionarlas el personal operativo y el de
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11. CAPÍT
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producción, esto especialmente a las preguntas que conciernen al funcionamiento
deseado, los efectos de las fallas y la consecuencias de los mismos. Los beneficios
que se pueden conseguir con la aplicación del MCC son los siguientes:
• Mayor seguridad y protección en el entorno.
• Mejores rendimientos operativos.
• Mayor control de los costos de mantenimiento.
• Mayor vida útil de los equipos.
• Mayor motivación de las personas.
2.5 GESTIÓN DE MANTENIMIENTO
Es la función ejecutiva de planificar, organizar, coordinar, dirigir y controlar cualquier
actividad con responsabilidad sobre los resultados. La gestión del mantenimiento
industrial moderno se presenta como un conjunto de técnicas para cuidar la
tecnología de los sistemas de producción a lo largo de todo su ciclo de vida llegando
a utilizarlos con la máxima disponibilidad y siempre al menor costo, garantizando
entre otras cuestiones, una asistencia técnica eficaz a través de una buena
formación y gestión de competencias en el uso y mantenimiento de dichos sistemas.
[7]
2.6 POLÍTICAS DE MANTENIMIENTO
Son formas mediante las cuales se busca el logro de las metas preestablecidas, o las
pautas para respaldar los esfuerzos dirigidos al logro de ellas.
Establecen líneas generales sobre las expectativas de la organización. Define
objetivos operacionales, económicos, sociales y organizacionales. [7]
2.7 CALIDAD DEL MANTENIMIENTO
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12. CAPÍT
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Uno de los resultados respecto a la aplicación de un sistema de mantenimiento, es el
obtener niveles adecuados de calidad.
Desde el punto de vista del mantenimiento, la calidad debe entenderse como el
grado en que un producto queda instalado correctamente, para asegurar su optima
operación y seguridad, ocasionando un mínimo de molestia y minimizando la
necesidad de nuevas intervenciones. La calidad de las reparaciones no debe dejar
nada que desear respecto a la calidad original de los bienes materiales que han sido
reparados: por lo que el control de la calidad el mantenimiento, debe atender a
aspecto muy importantes, como:
• Calidad de los materiales.
• Calidad de la mano de obra.
• Calidad del servicio o de los procesos.
Es indispensable que tanto el ejecutor como el beneficiario, se cercioren de la óptima
calidad de los materiales y que no presenten anomalías o defectos. La mano de obra
debe ser confiada a personal calificado o debidamente adiestrado a fin de garantizar
una instalación o reparación adecuada.
2.8 COSTOS DE MANTENIMIENTO
La infraestructura de mantenimiento requiere de algunos recursos que significan un
cierto costo. El problema de los costos permite dos enfoques:
a) Cuanto cuesta hacer mantenimiento.
b) Cuanto cuesta dejar de hacerlo.
Los costos de mantenimiento forman parte de la estructura de costos de la
organización, por lo que si no se conocen de forma real los costos de la unidad de
mantenimiento, no se podrían fijar las tarifas de cobro al cliente.
El servicio de mantenimiento desde el punto de vista de la organización, debe ser
visto, no como un “Centro de Costos” sino como un “Centro de beneficios” que
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produce ganancias y que por lo menos, puede cubrir y justificar sus propios costos.
[7]
Una vez establecidas las acciones de mantenimiento se puede determinar los costos
haciendo una distribución proporcional: por persona o por actividad. Esta última es la
más apropiada ya que establece una relación directa del costo de realización de la
orden de trabajo y distribuye los costos generales con base en un valor de los costos
totales. Los principales costos que intervienen en un programa de mantenimiento
son:
• Costos de mano de obra.
• Costos de materiales y repuestos.
• Costo por depreciación.
• Costos de servicios y gastos comprados.
2.9 CONCEPTOS BÁSICOS DE TEORÍA ECONÓMICA APLICADA EN LA
GESTIÓN DE MANTENIMIENTO.
Para la realización del estudio económico se hace necesario el conocimiento de
ingeniería económica, ya que esta es una colección de técnicas matemáticas que
simplifican las comparaciones económicas. Con estas técnicas, es posible desarrollar
un enfoque racional y significativo para evaluar los aspectos económicos de los
diferentes métodos (alternativas) empleados en el logro de un objetivo determinado.
[3]
El objetivo de la ingeniería económica es crear una infraestructura conceptual para
abordar todos los problemas que tengan que ver con la deseabilidad del dinero en el
tiempo.
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14. CAPÍT
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Un procedimiento muy popular utilizado para considerar el desarrollo y selección de
alternativas es el denominado enfoque de solución de problemas o procesos de toma
de decisiones. Los pasos habituales son los siguientes:
Pasos en la solución de problemas:
1) Entender el problema y establecer el objetivo.
2) Reunir información relevante.
3) Definir soluciones alternativas.
4) Evaluar cada alternativa.
5) Seleccionar la mejor alternativa utilizando algunos criterios.
6) Implementar la solución y hacer seguimiento de los resultados.
La ingeniería económica tiene un papel importante en los pasos 2, 3 y 5. La técnica
principal en el paso 4 para realizar el análisis de tipo económico ayuda a estructurar
las estimaciones de cada uno. [10]
Para la aplicación de las técnicas matemáticas que simplifican las comparaciones
económicas son necesarios los siguientes conocimientos:
2.9.1 Conceptos Básicos.
 Valor del dinero en el tiempo: es el cambio en la cantidad de dinero durante un
período de tiempo dado, es decir, el dinero hoy vale una suma diferente en el
futuro. La manifestación del valor del dinero en el tiempo se conoce con el
término de interés, que es el incremento entre una suma original del dinero
prestado y la suma final debida, o la suma original poseída (o invertida) y la suma
final acumulada. [10]
 Equivalencia: la equivalencia surge de unir el concepto del valor del dinero en el
tiempo y la tasa de interés, lo que significa que cantidades diferentes de dinero en
momentos diferentes son iguales en valor económico.
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 Tasa de interés: es el interés expresado como porcentaje de la suma original por
unidad de tiempo.
 Interés compuesto: es un interés sobre el interés, ya que refleja el efecto del
valor del dinero en el tiempo, también sobre el interés. [10]
Este tipo de interés se basa en el interés acumulado, es decir, en cada período de
interés se calcula un interés sobre el principal más el monto total del interés
acumulado en todos los períodos anteriores.
2.9.2 Los Símbolos y su significado.
P = valor o suma de dinero en un momento denotado como el presente,
denominado como valor presente.
F = valor o suma de dinero en algún tiempo futuro, denominado valor futuro.
A = serie de suma de dinero consecutivas, iguales de fin de período, denominado
valor equivalente por período o valor anual.
N = número de período de interés.
I = tasa de interés por períodos de interés.
T = tiempo expresado en períodos.
Debe tomarse en cuenta que:
• P y F representa ocurrencia de una vez.
• A ocurre con el mismo valor una vez cada período de interés durante un número
específico de períodos.
• P representa una sola suma de dinero en algún punto anterior o un valor futuro F, o
un momento equivalente de la serie A.
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• A siempre representa una suma uniforme, la cual debe extenderse durante
períodos de interés consecutivos.
2.9.3 Flujos de Efectivos.
√ Flujos de efectivos: se describen como las entradas y salidas reales de dinero.
Es necesario mencionar que los flujos de efectivos ocurren durante períodos de
tiempos específicos y que las entradas de efectivos se representan en general
con un signo positivo y las salidas con un signo negativo. [10]
√ Diagrama de flujo de efectivo: es simplemente una representación gráfica de los
flujos de efectivos trazados en una escala de tiempo.
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