FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial Tesis Estimación de la disponibilidad de los camiones mineros Liebherr T 284 en la empresa minera Antamina, 2022 Hugo Camacllanqui Yallico Para optar el Título Profesional de Ingeniero Industrial Huancayo, 2023 Esta obra está bajo una Licencia "Creative Commons Atribución 4.0 Internacional" . 2 ASESOR M. Sc. JERSOON LAZO HUAYNALAYA 3 DEDICATORIA A mi esposa, mis hijos, mis padres y toda mi familia, quienes han sido un apoyo incondicional durante todo el proceso. Agradezco su comprensión, paciencia y el tiempo que estuve ausente por motivos de trabajo y estudios. Su amor y apoyo me impulsaron a seguir adelante y fueron mi mayor motivación para alcanzar mi objetivo. Sin ellos, este logro no habría sido posible. ¡Gracias por estar siempre a mi lado! 4 AGRADECIMIENTO A Dios, quien siempre ha estado a mi lado, brindándome su ayuda y guiando mis pasos en este camino hacia mis metas. Su amor y guía han sido fundamentales en cada paso que he dado. A mi amada esposa e hijos, les agradezco de corazón por ser mi mayor motivación y mi razón para esforzarme cada día en mis estudios y en el trabajo. Su amor incondicional y su apoyo constante han sido mi impulso para superar cualquier obstáculo. A mis queridos padres, les agradezco por su apoyo incondicional y por ser un ejemplo de responsabilidad y perseverancia. Sus enseñanzas y buenos ejemplos me han inspirado a seguir siempre adelante y a nunca rendirme en la búsqueda de mis objetivos. A todos mis profesores, les estoy profundamente agradecido por su sabiduría, consejos y enseñanzas. Han contribuido de manera invaluable en mi formación personal y profesional, ayudándome a consolidar mis conocimientos y habilidades. También quiero expresar mi gratitud a la Universidad Continental, por brindarme la oportunidad de aprender y crecer, y por su constante motivación para buscar la excelencia en mi formación académica. No puedo dejar de agradecer a todas las personas que han sido parte de mi desarrollo profesional en Liebherr Perú S. A. C., su influencia y confianza en mí han sido fundamentales para desempeñar mis funciones de manera exitosa. A cada uno de ustedes, les agradezco de corazón por formar parte de mi camino y por contribuir en mi crecimiento personal y profesional. Su apoyo y confianza han sido el combustible que me impulsa a seguir adelante en la búsqueda de mis sueños. ¡Gracias! 5 RESUMEN La presente investigación busca desarrollar un estudio para determinar la disponibilidad en la flota de vehículos Liebherr-T284 en la empresa minera Antamina 2022. En el año 2020, la compañía minera Antamina adquirió los primeros camiones Liebherr-T284, estos equipos son una evolución del equipo T282C; sin embargo, tiene una capacidad de carga útil nominal de 363 toneladas. Estos equipos son más livianos y productivos; no obstante, debido a que son los primeros camiones en Perú de este equipo, no se tiene un estudio de disponibilidad. Actualmente, la flota de vehículos cuenta con tecnología nueva y operan en la empresa desde hace un corto periodo de tiempo en comparación con los equipos que ya son usados, por lo que la indisponibilidad vehicular se debe a diversos factores. Los operadores y «planners» encargados en la disposición obtienen diferentes características de los equipos, debido a las condiciones de operación de la empresa. La investigación tiene por objetivo principal determinar la disponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina 2022 y determinar los factores que afectan a la indisponibilidad. Los antecedentes resaltan la importancia del estudio, buscando el impacto de la disponibilidad en la gestión del mantenimiento. El mantenimiento juega un papel importante en la empresa minera debido a que integran todo un enlace de conocimientos junto con las demás dependencias de la organización para que exista una buena tarea administrativa y operativa logrando que sus metas se consoliden. La metodología propuesta es científica, del tipo aplicado con respecto a su enfoque de finalidad, cuyo nivel de investigación es el descriptivo. El método general de investigación es documental. Los instrumentos de investigación son la recopilación cibergráfica documental. De esta manera, se busca estudiar la siguiente hipótesis general: La disponibilidad de los camiones Liebherr T284 en la compañía minera Antamina 2022 es mayor de 80 %. Se determinó los índices de los factores en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina 2022, los cuales, a nivel interno, representan un 17,09 % y debido a causas externas es de un 3,58 %. Palabras claves: camiones mineros, disponibilidad, gestión en minería, Liebherr T284, mantenimiento, planificación 6 INTRODUCCIÓN La presente investigación se titula «Estimación de la disponibilidad en la flota de los camiones mineros Liebherr-T284 en la empresa minera Antamina, 2022». El informe final presenta, en la primera unidad, la problemática principal de estudio, mostrando datos reales dentro de la gestión del mantenimiento y los primeros datos de factores que afectan a la indisponibilidad en los camiones Liebherr-T284 en la empresa minera Antamina. El informe final de la investigación proporciona datos relevantes para tomar decisiones correctas en el plan de mantenimiento de los camiones mineros Liebherr T284. La primera unidad describe el problema de la investigación, donde se detallan los problemas a buscar dentro del desarrollo de la investigación. Se plantea una hipótesis general y dos hipótesis específicas, además, se muestran las variables y su operacionalización. En la segunda unidad, se desarrollan las bases teóricas, las cuales contienen un estudio detallado de los antecedentes a nivel de artículos científicos y tesis nacionales e internacionales. Las bases teóricas describen la teoría del mantenimiento, la teoría de la gestión y el planeamiento, y la teoría de fallas. En la tercera unidad, se presenta la metodología que es científica de tipo aplicado con respecto a su enfoque de finalidad, cuyo nivel de investigación fue el descriptivo. El método general de investigación fue el documental. El instrumento de investigación fue la recopilación cibergráfica documental. En la cuarta unidad, se presenta los resultados de la disponibilidad y la indisponibilidad de los camiones mineros de transporte de materiales. Dentro de los resultados se realiza el contraste de hipótesis y las pruebas de normalidad. Finalmente, en la quinta unidad, se describen las conclusiones a la que arriba la presente investigación, estas incluyen la disponibilidad y un análisis de los factores de indisponibilidad de los camiones mineros de transporte de materiales. Además, se finaliza con una propuesta de recomendaciones para futuras investigaciones o proyectos. 7 ÍNDICE Asesor ........................................................................................................................................ 2 Dedicatoria ............................................................................................................................... 3 Agradecimiento ........................................................................................................................ 4 Resumen .................................................................................................................................... 5 Introducción ............................................................................................................................. 6 Índice ......................................................................................................................................... 7 Índice de Figuras .................................................................................................................... 10 Índice de Tablas ..................................................................................................................... 11 Capítulo I ................................................................................................................................ 12 Planteamiento del Estudio ..................................................................................................... 12 1.1. Planteamiento y Formulación del Problema .................................................................... 12 1.1.1. Problema General................................................................................................... 19 1.1.2. Problemas Específicos ........................................................................................... 19 1.2. Objetivos .......................................................................................................................... 19 1.2.1. Objetivo General .................................................................................................... 19 1.2.2. Objetivos Específicos............................................................................................. 19 1.3. Justificación e Importancia .............................................................................................. 20 1.3.1. Justificación Técnica .............................................................................................. 20 1.3.2. Justificación Metodológica .................................................................................... 20 1.3.3. Justificación Económica ........................................................................................ 20 1.3.4. Justificación Teórica .............................................................................................. 22 1.3.5. Importancia de la Investigación ............................................................................. 22 1.4. Hipótesis y Variables ....................................................................................................... 23 1.4.1. Hipótesis General ................................................................................................... 23 1.4.2. Hipótesis Específicas ............................................................................................. 23 1.5. Operacionalización de las variables ................................................................................. 24 Capítulo II .............................................................................................................................. 25 Marco Teórico ........................................................................................................................ 25 2.1. Antecedentes .................................................................................................................... 25 2.1.1. Artículos Científicos .............................................................................................. 25 2.1.2. Tesis Nacionales e Internacionales ........................................................................ 26 2.2. Bases Teóricas .................................................................................................................. 28 2.2.1. Teoría de la Gestión ............................................................................................... 28 2.2.2. Teoría del Mantenimiento ...................................................................................... 30 2.2.2.1. Objetivos y responsabilidad de la organización de mantenimiento .......... 32 8 2.2.2.2. Determinantes de una Organización de Mantenimiento ........................... 34 2.2.2.3. Diseño de la Organización de Mantenimiento .......................................... 37 2.2.3. Clases o Tipos de Mantenimiento .......................................................................... 39 2.2.3.1. Mantenimiento Correctivo ........................................................................ 39 2.2.3.2. Mantenimiento Preventivo (MP)............................................................... 40 2.2.3.3. Mantenimiento Predictivo ......................................................................... 43 2.2.4. Disponibilidad ........................................................................................................ 44 2.2.4.1. Disponibilidad Operativa .......................................................................... 46 2.2.5. Fallas ...................................................................................................................... 47 2.3. Definición de Términos Básicos ...................................................................................... 48 2.3.1. Relevancia de la Investigación ............................................................................... 50 Capítulo III ............................................................................................................................. 52 Metodología ............................................................................................................................ 52 3.1. Método, Tipo y Nivel de Investigación ............................................................................ 52 3.1.1. Método de Investigación ........................................................................................ 52 3.1.2. Tipo de Investigación ............................................................................................. 52 3.1.3. Nivel de Investigación ........................................................................................... 52 3.2. Materiales y Métodos ....................................................................................................... 53 3.2.1. El Diseño de la Investigación ................................................................................ 53 3.2.2. Población y Muestra .............................................................................................. 53 3.2.3. Técnicas e Instrumentos de Recopilación de Datos ............................................... 54 3.2.4. Técnica de Procesamiento de Datos....................................................................... 54 Capítulo IV ............................................................................................................................. 55 Resultados y Discusión .......................................................................................................... 55 4.1. Presentación de Resultados .............................................................................................. 55 4.2. Prueba de Hipótesis .......................................................................................................... 66 4.2.1. Prueba de Normalidad............................................................................................ 66 4.2.2. Hipótesis General ................................................................................................... 67 4.2.3. Hipótesis Específicas ............................................................................................. 71 4.2.3.1. Prueba de Hipótesis Específica 1 .............................................................. 71 4.2.3.2. Prueba de Hipótesis Específica 2 .............................................................. 73 4.3. Discusión de Resultados .................................................................................................. 76 4.3.1. Artículos Científicos .............................................................................................. 76 4.3.2. Tesis Nacionales e Internacionales ........................................................................ 77 Conclusiones ........................................................................................................................... 79 Recomendaciones ................................................................................................................... 81 Lista de Referencias ............................................................................................................... 83 9 Anexos ..................................................................................................................................... 86 10 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Los primeros camiones mineros T284 en Antamina ................................................ 13 Figura 2. El camión minero Liebherr T 284 operando a alturas extremas en Chile, América del Sur ............................................................................................................................ 15 Figura 3. Falla del camión minero T284 - HT401 ................................................................... 17 Figura 4. Árbol de problemas de la estimación de la indisponibilidad de camiones mineros Liebherr T284 ........................................................................................................... 18 Figura 5. La organización del mantenimiento en función del proceso de gestión. .................. 32 Figura 6. Implementación del mantenimiento preventivo (MP) .............................................. 41 Figura 8. Técnicas predictivas ................................................................................................. 44 Figura 9. Disponibilidad de flota T284 agrupados por meses ................................................. 62 Figura 10. Disponibilidad de flota T284 a lo largo del tiempo 2020-2022 .............................. 62 Figura 11. Diagrama de Pareto del vehículo HT400 ............................................................... 63 Figura 12. Diagrama de Pareto del vehículo HT401 ............................................................... 63 Figura 13. Indisponibilidad de flota T284 agrupados por factores .......................................... 66 Figura 14. Histograma de la disponibilidad de los camiones mineros ..................................... 69 11 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Operacionalización de variables ................................................................................ 24 Tabla 2. Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo ............................................... 40 Tabla 3. Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo ............................................... 42 Tabla 4. Reportes de eventos mensual de la flota T284 / noviembre 2020 ............................. 56 Tabla 5. Disponibilidad por mes para la flota T284 noviembre 2020 hasta noviembre 2022 . 60 Tabla 6. Disponibilidad operativa por meses ........................................................................... 61 Tabla 7. Indisponibilidad por factores internos y externos del año 2021 ................................ 64 Tabla 8. Indisponibilidad por factores internos y externos del año 2022 ................................ 65 Tabla 9. Prueba de normalidad ................................................................................................ 66 Tabla 10. Estadísticos descriptivos .......................................................................................... 68 Tabla 11. Datos ingresados en el software SPSS 21 ................................................................ 69 Tabla 12. Prueba de hipótesis general ...................................................................................... 70 Tabla 13. Estadísticos descriptivos para la hipótesis específica 1 ........................................... 72 Tabla 14. Prueba de hipótesis específica 1 .............................................................................. 72 Tabla 15. Estadísticos descriptivos para la hipótesis específica 2 ........................................... 74 Tabla 16. Prueba de hipótesis específica 2 .............................................................................. 74 12 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Planteamiento y Formulación del Problema La indisponibilidad de los camiones mineros puede causar varios problemas en una mina, algunos de ellos son: • Pérdida de producción: Si los camiones no están disponibles para transportar materiales, la producción en la mina se verá afectada. • Retrasos en la entrega: Si los camiones no están disponibles, los plazos de entrega pueden retrasarse y esto conlleva a afectar negativamente a los clientes y a la reputación de la empresa. • Aumento de costos: La indisponibilidad de los camiones mineros puede aumentar los costos debido a la necesidad de alquilar o comprar camiones adicionales o contratar servicios de transporte externos. • Problemas de seguridad: La falta de camiones disponibles puede aumentar la presión en los técnicos y operadores, generando problemas al incumplir los lineamientos de seguridad. • Problemas legales: La falta de la ejecución de los plazos de entrega puede generar problemas legales y financieros para la empresa. Las metas de producción en una empresa minera deben ser construidas a base de los índices de disponibilidad inherentes a los subsistemas productivos. El tiempo de parada, ya sea 13 por mantenimiento preventivo o correctivo, interrumpe el proceso productivo y origina una pérdida de producción que es mayor cuando los eventos de parada ocurren por razones de operación. Una de las principales metas de la organización es incrementar el índice de utilización, el cual depende mucho de la disponibilidad del equipo para la operación (1). Los índices de disponibilidad de los camiones mineros y los factores que afectan a la variable dependiente no se han establecido en la unidad minera, esto debido a que los equipos se han puesto en operación desde mediados del año 2021. Que hasta la fecha se tiene, como mínimo, un año de datos de alguna forma de realizar mantenimientos aún no planificados de estos equipos. Figura 1. Los primeros camiones mineros T284 en Antamina Fuente: Adaptado de informe de servicio (5) Según el Job Report Collahuasi, el camión minero T284 en la minera Collahuasi en Chile, que se encuentra a 4500 m s. n. m. de altitud, ha estado funcionando con normalidad a estas alturas extremas y manteniendo el rendimiento de la máquina. El diseño del T284 y la implementación del paquete de gran altura ha ayudado a Collahuasi a mantener sus tasas de producción que son similares a las del año anterior (5). Sin embargo, el plan de mantenimiento es distinto para cada zona de operación; tales como, las condiciones de maniobra, material transportado, condiciones climatológicas, operaciones de mantenimiento, etc. Tal cual se aprecia en la figura 2. 14 El factor del lugar donde operan los equipos, determinan condiciones de operación diferente, debido a esto, los fabricantes podrían determinar modificaciones para las áreas donde trabajan (6). Este factor establece que los niveles de disponibilidad de un equipo sean diferentes, por lo que determinar los rangos de disponibilidad y los factores que ocasionan la ausencia de disponibilidad se vuelven importantes. Algunas de estas fallas y su procedimiento se puede apreciar en la figura 3. La disponibilidad de los equipos mineros puede depender del lugar de operación en varios aspectos: • Condiciones climáticas: Las condiciones climáticas extremas, como la lluvia, la nieve, el frío o el calor, pueden afectar el rendimiento y la disponibilidad de los equipos mineros. • Topografía: La topografía del lugar de operación puede afectar la disponibilidad de los equipos mineros; ya que pueden requerir más mantenimiento y reparaciones debido a las condiciones difíciles y muy adversas. • Accesibilidad: La accesibilidad al lugar de operación puede afectar la disponibilidad de los equipos mineros; dado que pueden requerir más tiempo y recursos para transportarlos y mantenerlos. • Infraestructura: La infraestructura del lugar de operación puede afectar la disponibilidad de los equipos mineros; puesto que, pueden requerir servicios y reparaciones que no estén disponibles en el lugar. • Regulaciones y normas: Las regulaciones y normas ambientales del lugar de operación pueden afectar la disponibilidad de los equipos mineros; ya que, pueden requerir una mayor inversión en tecnología y equipos para cumplir con los estándares. 15 Figura 2. El camión minero Liebherr T 284 operando a alturas extremas en Chile, América del Sur Fuente: Adaptado de Job Report Collahuasi (5) Según Mesa (7) menciona que la confiabilidad práctica puede auxiliar el personal de mantenimiento a obtener altos índices de disponibilidad con bajos costos, pero estos resultados solo serán alcanzados si se adoptan cambios en el entendimiento de la función de mantenimiento y en la postura de todos los involucrados en este proceso. Estimar la disponibilidad de los equipos permitirá desarrollar mejores planes de mantenimiento a los camiones mineros. Conocer la disponibilidad de equipos mineros permitirá encontrar el conocimiento que conceda el desarrollo de un programa de mantenimiento preventivo, si existe una parada en la producción existirá un incremento en el costo del mantenimiento. El tener un programa de mantenimiento preventivo tiene un impacto fuerte en la reducción de los costos de mantenimiento pues con esto se reducen las reparaciones mayores y las paradas bruscas en la producción y, por lo tanto, ayuda a mantener un flujo de trabajo constante. Es por lo que todo sistema de mantenimiento se basa en la prevención de eventos (8). «Estas palas de cable eléctrico alcanzaron regularmente una disponibilidad física superior al 93 % en 2021, en comparación con el promedio de 88 a 90», dijo el Gerente de Soporte de Producto de Caterpillar, Chris Wieland (9). Debido a que se pretende desarrollar un plan de mantenimiento de estos equipos, la principal razón para desarrollar este tema de investigación es estimar la disponibilidad de ello. La ausencia de datos de la disponibilidad, los factores, el impacto, los problemas, no podrán concretar la productividad total de los camiones mineros T284. El estudio de la productividad del equipamiento minero en la minería a gran escala es de vital importancia por el volumen de 16 inversión que representa la maquinaria tanto como costo de inversión como costo operativo. Las principales pérdidas que influyen en la productividad de los equipos son las de rendimiento, de aprovechamiento y de utilización de los equipos de minería, relacionadas, entre otras cosas, con la correcta ejecución de la planificación del mantenimiento y de la organización de las operaciones mineras (2). La pérdida de producción causada por la indisponibilidad de los camiones mineros puede implicar varias cosas, algunas de las cuales son: • Menor cantidad de materiales transportados: Se transportará menor cantidad de materiales si los camiones mineros no están disponibles, lo que afectará directamente a la producción en la mina. • Demoras en el proceso de producción: Pueden existir demoras en el proceso de producción si los camiones mineros no están disponibles; en consecuencia, afectaría negativamente a los plazos de entrega. • Pérdida de eficiencia: La falta de camiones disponibles puede generar una menor eficiencia en la mina, ya que se requerirán tiempo y recursos adicionales para completar las tareas. • Pérdida de ingresos: La menor producción puede generar una menor cantidad de materiales para vender, lo que genera una pérdida de ingresos para la empresa. • Pérdida de competitividad: La falta de cumplimiento de los plazos de entrega y la menor producción pueden afectar negativamente a la competitividad de la empresa en el mercado. La ausencia de operación de un equipo en el sector minero, resulta en un incremento en su costo operacional, debido al aumento de los costos agrupados por la pérdida de productividad y la inactividad de los equipos y operadores que coinciden; por lo tanto, se debe ejecutar un análisis detallado para la utilización y disponibilidad (3). Esto permitirá reducir costos de mantenimiento e incrementar la productividad en el trabajo. Un mantenimiento adecuado es esencial para eliminar o mitigar el número de fallas y los tiempos de inactividad de los equipos. Los equipos en la minería deben tener un mantenimiento periódico para el continuo desempeño del sistema. 17 El informe de servicio ISLP015-21 del 14 de julio del año 2021, el 2 de julio, el operador del camión minero HT 401 reporta «códigos de falla en la pantalla HMI y también indica que se tiene que apagar el equipo». Se procede a evaluar el sistema de propulsión siguiendo los pasos del troubleshooting, al realizar el megado del motor eléctrico de tracción izquierdo (LH) se observa bajo aislamiento, en la realización del análisis de aceite de la caja de engranajes planetarios, el nivel de hierro se encuentra en 119.8 ppm (zona de primera advertencia, entonces, se coordina traslado del camión al truck shop para cambio de motor eléctrico y a su vez la caja de engranajes planetarios por precaución, luego se procede a cambiar el motor eléctrico del equipo. Figura 3. Falla del camión minero T284 - HT401 Fuente: Adaptado de informe de servicio (5) El aumento de costos causado por la indisponibilidad de los camiones mineros puede implicar varias cosas, algunas de las cuales son: • Costos adicionales de transporte: Si los camiones mineros no están disponibles, puede ser que el cliente contrate otros servicios externos para cumplir con los plazos de entrega, lo que puede resultar en costos adicionales significativos. • Costos de alquiler o compra de camiones adicionales: Si los camiones mineros no están disponibles, puede ser necesario alquilar o comprar camiones adicionales para mantener la producción en niveles adecuados, lo que también puede resultar en costos adicionales significativos. 18 • Costos de reparación y mantenimiento: Si los camiones mineros están fuera de servicio debido a problemas de mantenimiento, pueden generar costos de reparación y mantenimiento adicionales. • Costos laborales: La falta de camiones disponibles genera un aumento en la carga de trabajo para los operadores, lo que puede generar costos laborales adicionales. • Costos legales y financieros: La falta de cumplimiento de los plazos de entrega puede generar problemas legales y financieros para la empresa, lo que genera costos adicionales. La operación segura y el mantenimiento de las condiciones de las máquinas de minería de superficie requieren un excelente conocimiento de su estructura en términos de estructuras de carga y componentes mecánicos, así como de los sistemas de control y potencia (4). Falta de datos Estimación de Indisponibilidad de Camiones mineros LIEBHERR T284 Costos Rentabilidad Inversión Equipos Nuevos Falta de conocimiento Capacitación incompleta Desconocimiento del proceso Análisis de Riesgo Economicas Tecnicas y operacionales Seguridad Optimización Operación Planificacion Falta de un sistema de gestión adecuado Capacidad técnica insuficiente Figura 4. Árbol de problemas de la estimación de la indisponibilidad de camiones mineros Liebherr T284 19 1.1.1. Problema General ¿Cuál es la disponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022? 1.1.2. Problemas Específicos ¿Cuáles son los factores en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022? ¿Cuáles son los índices de los factores en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022? ¿Qué factor tiene el menor índice en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022? ¿Qué factor tiene el mayor índice en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022? 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo General Determinar la disponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022. 1.2.2. Objetivos Específicos Determinar los factores en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022. Estimar los índices de los factores de causa en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022. Determinar el factor con menor índice de causa en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022. Determinar el factor con mayor índice de causa en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022. 20 1.3. Justificación e Importancia 1.3.1. Justificación Técnica Conocer el nivel de disponibilidad de los equipos mineros permitirá desarrollar las actividades planificadas dentro de una empresa. Para cumplir con la producción planificada, estas máquinas con frecuencia son expuestas a condiciones severas causadas por grandes esfuerzos y jornadas continuas que con el transcurso del tiempo ocasionan desgastes prematuros en algunos de sus componentes (2). Es importante, técnicamente, conocer la disponibilidad de los camiones mineros por varias razones: • Mantenimiento: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite programar el mantenimiento preventivo y correctivo de manera más eficiente, lo que ayudará a prolongar la vida útil de los equipos y a reducir los costos. • Seguridad: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar posibles problemas de seguridad relacionados con los equipos, lo que ayudará a reducir los riesgos para los trabajadores y a mejorar la seguridad en la mina. • Optimización: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite hacer una mejor gestión y optimización de los recursos; ya que se pueden asignar de manera más eficiente los camiones disponibles y programar el mantenimiento en función de su disponibilidad y necesidad. 1.3.2. Justificación Metodológica Debido a que los camiones mineros Liebherr T284 iniciaron su operación en Perú el año 2020, no existe una metodología precisa para realizar el mantenimiento y verificar la disponibilidad del objeto de estudio. La disponibilidad de los camiones se realiza mediante algunos documentos de la disponibilidad de equipos anteriores en otros proyectos. La investigación permitirá desarrollar un adecuado sistema de verificación en la disponibilidad. Asimismo, se podrá desarrollar un sistema de gestión en el mantenimiento de los equipos. 1.3.3. Justificación Económica La estimación adecuada anual de la disponibilidad de los equipos en minería permite reducir sobre costos en el mantenimiento. En toda empresa se busca la 21 reducción de costos de operación, es por lo que se elige la opción de equipos de última tecnología. Verificar la disponibilidad y programar los mantenimientos necesarios reducirían los costos de los equipos adquiridos. Los altos costos operativos comprometen la competitividad del equipo, con el tiempo se produce una degradación del rendimiento económico por necesidad de mantenimiento excesivo y aumento del consumo de energía, llamándose a esto envejecimiento, que se evidencia cuando es preciso gastar cada vez más, obteniendo cada vez menos disponibilidad y productividad (2). Es importante, económicamente, conocer la disponibilidad de los camiones mineros por varias razones: • Costos: La indisponibilidad de los camiones mineros puede generar costos adicionales en términos de reparaciones y mantenimiento, así como, costos indirectos, como la pérdida de producción y la necesidad de alquilar equipos de reemplazo. Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar problemas y oportunidades para reducir estos costos. • Rentabilidad: La disponibilidad de los camiones mineros es esencial para garantizar la producción en la mina; por lo tanto, la rentabilidad del negocio mejora. La falta de disponibilidad de los camiones mineros puede generar pérdidas económicas significativas. • Inversión: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar oportunidades para invertir en nuevos equipos o en mejorar los equipos existentes, lo que ayudará a renovar la eficiencia y la rentabilidad del negocio. • Análisis de riesgo: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar los riesgos económicos relacionados con los equipos y tomar decisiones para mitigarlos. • Planificación: Conocer la disponibilidad de los camiones mineros permite planificar el transporte de materiales de manera más eficiente y efectiva, lo que mejorará la producción en la mina y aumentará la rentabilidad del negocio. 22 1.3.4. Justificación Teórica La gerencia necesita información sobre el desempeño del mantenimiento para planificar y controlar el proceso de mantenimiento. La información debe centrarse en la eficacia y eficiencia del proceso de mantenimiento, sus actividades, organización, cooperación y coordinación con otras unidades de la organización (10). La investigación permitirá desarrollar información necesaria para el mantenimiento de los camiones mineros Liebherr T284. 1.3.5. Importancia de la Investigación El desarrollo de la presente investigación permitirá conocer la disponibilidad de los camiones mineros. Debido al poco tiempo de uso de los equipos, aún no se tienen a detalle los factores que producen indisponibilidad; es por ello la importancia de conocer las características de las fallas. Estas fallas se ordenaron de acuerdo con los datos del fabricante, sin embargo, cada unidad que posee estos equipos recopila, agrupa y ordena la disponibilidad de acuerdo con las cualidades de uso de los equipos; por lo que, las formas de realizar los mantenimientos dependen de cada unidad. Considerando la relevancia de la maquinaria en las labores mineras, es indispensable incorporar un plan de mantenimiento preventivo para que las industrias del sector puedan incrementar su rentabilidad y mejorar la seguridad en las operaciones cotidianas (11).  Es necesario determinar objetivos a largo plazo que permitan reducir costos de mantenimiento e incrementar horas de disponibilidad de los equipos para crear un plan de mantenimiento de maquinaria enfocado en la minería. Además, definir las maquinarias claves mediante un nivel de jerarquía critico (esenciales en el trabajo). Es importante investigar la disponibilidad de los camiones mineros por varias razones: • Mejorar la eficiencia: Investigar la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar problemas que están afectando la disponibilidad de los equipos y tomar medidas para mejorarla. Esto puede incluir la identificación de problemas de diseño, problemas de operación, o problemas de mantenimiento que están afectando la disponibilidad de los equipos. 23 • Reducir costos: Investigar la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar las causas de la indisponibilidad de los equipos y tomar medidas para reducir los costos asociados con estos problemas. Esto puede incluir la implementación de mejores prácticas de mantenimiento, mejoras en los procesos de operación o la implementación de nuevos diseños de equipos. • Mejorar la seguridad: Investigar la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar problemas de seguridad relacionados con los equipos y tomar medidas para mejorar la seguridad en la mina. Esto puede incluir la identificación de problemas de diseño, de operación o de mantenimiento que están afectando la seguridad de los trabajadores. • Mejorar la producción: Investigar la disponibilidad de los camiones mineros permite identificar problemas que están afectando la producción en la mina y tomar medidas para mejorarla. Esto puede incluir la identificación de problemas de diseño, de operación, o de mantenimiento que están afectando la producción en la mina. • Tomar decisiones informadas: Investigar la disponibilidad de los camiones mineros permite recolectar y analizar datos para tomar decisiones informadas sobre cómo mejorar la eficiencia, reducir los costos, mejorar la seguridad y aumentar la producción en la mina. 1.4. Hipótesis y Variables 1.4.1. Hipótesis General La disponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022 es mayor del 80 %. 1.4.2. Hipótesis Específicas El factor con mayor índice de causa en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 es por falla de los sistemas eléctricos, hidráulicos y mecánicos. El factor con menor índice de causa en la indisponibilidad de los camiones mineros Liebherr T284 en la compañía minera Antamina, 2022, es por accesorios del camión. 24 1.5. Operacionalización de las variables Tabla 1. Operacionalización de variables Variables Definición Conceptual Definición operacional Indicadores Tipo de variable Disponibilidad de camiones mineros Liebherr T284 (independiente) Es la probabilidad de que una máquina sea capaz de trabajar cada vez que se le requiera (19). Representa el porcentaje de tiempo que el equipo quedó a disponibilidad del área de operación para desempeñar su función en un periodo de análisis. Motor, mantenimiento preventivo Variable cuantitativa continua. Sistema de propulsión Variable cuantitativa continua. Sistema de 24 Voltios Variable cuantitativa continua. Sistema de frenos Variable cuantitativa continua. Sistema de dirección Variable cuantitativa continua. Sistema de levante Variable cuantitativa continua. Accesorios del camión Variable cuantitativa continua. Suspensiones Variable cuantitativa continua. Cabina Variable cuantitativa continua. Sistema de pesaje de camión (PLM) Variable cuantitativa continua. 25 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes 2.1.1. Artículos Científicos Tapia (3), realizó la investigación «Impacto de la disponibilidad en equipos mineros de carguío y transporte ligado a sus motivos de detención», el propósito de la investigación fue evaluar el impacto que tiene la cantidad de horas de los equipos de carguío y transporte. Además, analizar los factores por los que existe una en la disponibilidad de equipos Komatsu 930. Se determinó que las dos razones que aportan más horas a los tiempos inactivos de los equipos son los mantenimientos no planificados y los equipos sin operadores. Guerra y Montes de Oca (2), realizaron la investigación «Relación entre la productividad, el mantenimiento y el reemplazo del equipamiento minero en la gran minería», el propósito de la investigación fue establecer la relación entre la productividad, el mantenimiento y el reemplazo del equipamiento minero que se utiliza en la minería a cielo abierto a gran escala, partiendo del análisis de su desempeño bajo condiciones concretas de explotación. Se ha realizado una investigación de campo, aplicando como técnica principal el estudio de caso, cuyo resultado más relevante ha sido el cálculo del índice de productividad total del equipamiento de transporte, de excavación – carga y buldóceres al 6.o año de explotación, cuyos valores han sido 51.72 %, 48.88 % y 55.51 %, respectivamente, mostrando reducciones de productividad del parque de máquinas entre el 44 % y el 51 %. 26 Heredia (12), realizó la investigación «Análisis y pronóstico de la disponibilidad de la flota EH4000 de los camiones Hitachi de la empresa CHM Minería usando el lenguaje R», el propósito de la investigación fue un análisis de la serie de disponibilidad de la flota EH4000 de los camiones Hitachi de la empresa CHM Minería en la mina Calenturitas, ubicada en La Loma César – Colombia, a partir de una base de datos correspondiente al periodo comprendido entre enero 2014 – diciembre del 2018, con la finalidad de realizar un pronóstico de los siguientes seis meses. El análisis realizado a la disponibilidad de la flota EH4000 se considera satisfactorio puesto que se logró obtener valores representativos además de identificar los sistemas que más afectaban la disponibilidad de los equipos. Las principales causas por las que se presentan las bajas disponibilidades son exceder el número de horas de mantenimiento preventivo y ausencia o mal mantenimiento correctivo por el sistema de llantas debido a que los tiempos de fallas son muy altos, estos daños, en su mayoría, se deben a la penetración de grandes rocas en la estructura (12). Alavedra (13), realizó la investigación «Gestión de mantenimiento preventivo y su relación con la disponibilidad de la flota de camiones 730e Komatsu-2013», el objetivo del estudio consistió en el análisis de la situación actual de los equipos y determinó cuál es la relación entre la gestión de mantenimiento preventivo a través de sus indicadores y la disponibilidad. Realizado el análisis, el coeficiente de correlación es 79,1 %, lo que indica que existe un regular grado de relación entre las variables de disponibilidad MTBF y MTTR. 2.1.2. Tesis Nacionales e Internacionales Huayhua (14), realizó la investigación «Optimización de tiempos de mantenimientos preventivos para incrementar la disponibilidad mecánica de la flota de camiones 777F CAT de la compañía minera Minsur en Pucamarca», el estudio tuvo como propósito optimizar los tiempos de mantenimientos preventivos para incrementar la disponibilidad mecánica de la flota de camiones mineros 777F CAT de la compañía minera Minsur en Pucamarca. Se obtuvo un resultado estratégico final positivo del 9,92 % con respecto al BEF. Inicialmente, el BEI presentaba un valor negativo de - 7,20 %, reflejados en los factores relacionados al entorno de los tiempos de mantenimiento preventivos de análisis. Martínez y Minchan (15), realizó la investigación «Mejora en la gestión de mantenimiento para incrementar la disponibilidad mecánica de los equipos de carguío y acarreo de una empresa minera de La Libertad, el estudio tuvo como propósito la 27 mejora en la gestión de mantenimiento en una empresa minera de La Libertad, donde se pretende incrementar la disponibilidad mecánica aplicada a la flota de camiones en la marca Mercedes Benz modelo Actros 4144K y excavadoras en la marca CAT modelo 390D. Se logró identificar y analizar las causas que produjeron la baja disponibilidad mecánica, donde se pudo apreciar que la maquinaria no cumple con el programa de mantenimiento preventivo programado, tiene una mala gestión en la compra de repuestos, falta de procedimientos de trabajo, falta de registros de las fallas mecánicas y falta de capacitación del personal. Romero (16), realizó la investigación «Evaluación de equipos de carguío y transporte de mineral para el cálculo óptimo del número de camiones, minera San Cristóbal S. A. A.» el estudio tuvo como propósito efectuar la evaluación de los equipos de carguío y transporte de mineral para el cálculo óptimo del número de camiones, y se estableció que para un transporte eficiente se necesita 19 camiones, 17 en operaciones y 2 para las contingencias, en la actualidad, la empresa cuenta con una flota de 15 camiones, de los cuales, trece se encuentran operativos y 2 equipos para contingencias, se debe de resaltar que parte de la solución es que los camiones transporten las 30 toneladas para las que están diseñados. Centeno y León (17), realizaron la investigación «Mejorar la disponibilidad de equipos de camión grúa aplicando la Teoría de restricciones para el servicio en unidades mineras del sur del Perú», el estudio tuvo como propósito desarrollar una Teoría de restricciones para mejorar la deficiencia en la disponibilidad de los equipos, cuando hay requerimiento del servicio de alquiler de equipos. La teoría de restricciones ha permitido identificar los factores que generan la falla de disponibilidad en equipos camión grúa. Algunos factores indican que no se cumplen con los mantenimientos preventivos. Álvarez (6), realizó la investigación «Análisis de confiabilidad de componentes mayores del camión minero Cat 797F como herramienta para aumentar su disponibilidad», tuvo como propósito determinar si el valor de reemplazo planeado de los componentes del tren de fuerza de camiones mineros 797F, es el indicado para trabajar con un valor cuantitativo de confiabilidad no menor al 80 %, poder optimizar inspecciones en el ciclo de su vida óptima, de esta forma aumentar su disponibilidad y prever todos los recursos necesarios para garantizar la disponibilidad de equipo. Se concluyó que al hacer su cambio con estas horas indicadas por el fabricante los componentes estarán trabajando con una muy baja confiabilidad lo que ocasionará 28 mantenimientos correctivos en los equipos y todos los inconvenientes característicos de este tipo de mantenimiento (6). Álvarez y Mejía (18), realizaron la investigación «Optimización del plan de mantenimiento preventivo para mejorar la disponibilidad en camiones HD785- 7,2021», tuvo como propósito determinar cómo la aplicación de optimización del plan de mantenimiento preventivo mejorará la confiabilidad de la flota, obteniendo una mayor productividad y a su vez reduciendo los efectos generados por fallas imprevistas, evitando paradas no planificadas de la flota, extendiendo la vida útil de los equipos y la productividad de la empresa. Se pudo comprobar la disponibilidad en los camiones Komatsu HD785-7,2021 de la empresa minera Misky Mayo, ubicada en Bayóvar – Piura, obteniendo una consecuencia de 98,59 % (7,09 % mejora) de disponibilidad (18). 2.2. Bases Teóricas 2.2.1. Teoría de la Gestión Taylor introdujo el concepto de administración científica (estudio de tiempos y división del trabajo), mientras que Frank y Lilian Gilbreth fundaron el concepto de técnicas modernas de estudio de movimiento (10). Los aportes de Taylor y de los Gilbreth se consideran como la base para la gestión de la organización moderna. Hasta mediados del siglo XX el mantenimiento se ha realizado de forma reactiva no planificada y durante mucho tiempo ha quedado rezagado con respecto a otras áreas de la gestión industrial en la aplicación de técnicas formales o tecnologías de la información. Al darse cuenta del impacto del mantenimiento deficiente en la rentabilidad de las empresas, muchos gerentes están revisando la organización del mantenimiento y han desarrollado nuevos enfoques que fomentan una organización de mantenimiento eficaz (10). La gestión es el proceso de planificar, organizar, dirigir y controlar los recursos (humanos, financieros, materiales, etc.) con el fin de alcanzar los objetivos y metas establecidos. La gestión puede ser aplicada en una variedad de contextos, como en una empresa, una organización sin fines de lucro, una institución gubernamental, una entidad educativa, entre otros. La gestión incluye la toma de decisiones, la asignación de tareas y responsabilidades, la supervisión y el seguimiento del progreso, y la evaluación y mejora continua de los procesos y sistemas. La gestión también puede incluir la comunicación con los empleados, clientes, accionistas, proveedores, entre otros. En resumen, la gestión es la habilidad de liderar y dirigir una organización para alcanzar sus objetivos y metas. 29 La gestión en minería implica el manejo y administración de los recursos y operaciones necesarios para la extracción y procesamiento de minerales. Esto incluye la planificación y diseño de las minas, la gestión de los equipos y maquinaria, la gestión de la mano de obra, la seguridad y el medio ambiente, la gestión de los costos y los ingresos, y la gestión de los riesgos. En la minería, la gestión también implica la toma de decisiones estratégicas, como la selección de las áreas de exploración, la evaluación de los recursos minerales, la planificación de la producción, la optimización del proceso de extracción, la gestión de los residuos y la reutilización de los recursos. Además, la gestión en minería también implica la comunicación y colaboración con las comunidades locales, las autoridades gubernamentales y las organizaciones no gubernamentales para garantizar una explotación responsable y sostenible. En resumen, la gestión en minería implica una variedad de actividades y decisiones para asegurar una operación eficiente, rentable y sostenible a lo largo del ciclo de vida de la mina. La gestión de los camiones mineros implica el manejo y administración de estos equipos para asegurar que estén disponibles y en buen estado para cumplir con los requisitos de producción. Esto incluye: • Planificación y programación: Establecer un plan de mantenimiento preventivo y programar las revisiones y reparaciones necesarias para garantizar la disponibilidad de los camiones. • Adquisición y asignación: Adquirir y asignar los camiones necesarios para cumplir con los requisitos de producción. • Control de inventario: Mantener un inventario actualizado de los camiones y las piezas de repuesto necesarias para garantizar la disponibilidad. • Supervisión y seguimiento: Supervisar el uso y el desempeño de los camiones y llevar un registro de los problemas y fallas para identificar tendencias y mejorar la eficiencia. 30 • Capacitación: Capacitar al personal en el uso y mantenimiento de los camiones para garantizar su seguridad y prolongar su vida útil. • Evaluación y mejora: Evaluar el desempeño de los camiones e implementar mejoras para aumentar la eficiencia y reducir los costos. En resumen, la gestión de los camiones mineros implica una variedad de actividades y decisiones para asegurar que estos equipos estén disponibles y en buen estado para cumplir con los requisitos de producción de la mina, y lograr una operación eficiente, rentable y segura. 2.2.2. Teoría del Mantenimiento A partir del inicio de la raza humana y hasta inicios del siglo XVII, la conservación y el mantenimiento que hacía el ser humano a las máquinas que usaba en la preparación del producto o servicio que vendía a sus consumidores, no han tenido un enorme desarrollo debido a la escasa trascendencia que se le poseía a la máquina con relación a la mano de obra que se usaba; hasta previo a 1880, se consideraba que el trabajo humano intervenía en 90 % para hacer un producto y el 10 % restante era el trabajo que realizaba la máquina (19). Con este orden de ideas, el «mantenimiento» que se proporcionaba a cualquier tipo de máquina, ya fuera como proveedores o como consumidores, únicamente consistía en arreglos para que siguieran en funcionamiento lo mejor posible, lo que se realizaba en caso de paro o fracaso fundamental; o sea, solamente se efectuaban actividades con finalidades no preventivas (19). Acorde a la industria ha ido evolucionando las exigencias del mercado de más grandes volúmenes en el incremento de variedad y calidad de productos, razón por la cual las máquinas fueron cada vez más variadas y complicadas; este suceso provocó que su trascendencia se incremente con relación a la relevancia que hasta el momento había tenido la mano de obra (19). Esta serie de acciones integran todo un enlace de conocimientos, vivencias, destrezas y trabajo en grupo, junto con las demás dependencias de la organización, para que exista una buena tarea administrativa y operativa, cumpliendo de esta forma con los indicadores de manejo o de gestión que cada organización aplica y para que sus metas se alcancen (20). El mantenimiento es el conjunto de actividades y procedimientos necesarios para asegurar que un equipo o sistema funcione correctamente y cumpla con los 31 requisitos para los cuales fue diseñado. El objetivo del mantenimiento es prevenir fallos o defectos antes de que ocurran, o corregirlos lo antes posible después de que ocurran. Existen dos tipos principales de mantenimiento: • Mantenimiento preventivo: Es el conjunto de actividades planificadas y programadas para prevenir fallos o defectos, como inspecciones regulares, revisión de componentes críticos, cambio de piezas de desgaste, entre otros. • Mantenimiento correctivo: Es el conjunto de actividades que se realizan para corregir fallos o defectos una vez que han ocurrido. Estas actividades incluyen reparaciones, reemplazo de componentes dañados, entre otros. El mantenimiento es esencial para prolongar la vida útil de los equipos, garantizar su seguridad y disponibilidad, y reducir los costos de operación. En el sector de la minería, el mantenimiento de los camiones mineros Liebherr- T284 se debe entender como el conjunto de actividades que se deben realizar de manera oportuna a los equipos, con la finalidad de corregir o prevenir fallas. De esta manera, se podrá continuar con el servicio de los Liebherr-T284 para lo que fueron diseñados. El mantenimiento de los camiones mineros implica una serie de actividades y procedimientos para asegurar que los camiones funcionen correctamente y cumplan con los requisitos para los cuales fueron diseñados. Algunas de las tareas comunes de mantenimiento de los camiones mineros incluyen: • Inspección regular: Los técnicos de mantenimiento inspeccionan regularmente los camiones para detectar cualquier problema o fallo antes de que ocurra. • Revisión de componentes críticos: Los técnicos revisan los componentes críticos de los camiones, como los frenos, motores de tracción (MT) y la suspensión, para asegurar que estén funcionando correctamente. • Cambio de piezas de desgaste: Los técnicos cambian las piezas de desgaste, como las pastillas de freno, los filtros del sistema hidráulico, filtros respiradores y filtros de aire, cambio de aceite de motor y dializado de los aceites de los mandos finales. Todos estos procesos son para prolongar la vida útil de los camiones. 32 • Reparación y reemplazo de componentes: Los técnicos reparan o reemplazan cualquier componente dañado o defectuoso para asegurar que los camiones estén operando de manera segura y eficiente. • Limpieza y lubricación: Los técnicos limpian y lubrican los componentes de los camiones para evitar la corrosión y prolongar la vida útil de los equipos. • Capacitación: El personal de mantenimiento se capacita regularmente para estar actualizado con las últimas tecnologías y técnicas de mantenimiento. La idea es mantener los camiones en óptimas condiciones para reducir el tiempo de inactividad y los costos de operación, así como garantizar la seguridad de los trabajadores y el medio ambiente. 2.2.2.1. Objetivos y responsabilidad de la organización de mantenimiento Figura 5. La organización del mantenimiento en función del proceso de gestión. Fuente: Adaptada de Ben-Daya et al. (10) 33 Una organización de mantenimiento y su posición en la planta donde toda la organización se ve muy afectada por los siguientes elementos o factores: • Tipo de negocio; por ejemplo, si es de alta tecnología, intensivo en mano de obra, producción o servicio. • Objetivos: pueden incluir la maximización de ganancias, aumento de la participación de mercado y otros objetivos sociales. • Tamaño y estructura de la organización. • Cultura de la organización. • Rango de responsabilidad asignada al mantenimiento. Las organizaciones buscan uno o varios de los siguientes objetivos: maximización de utilidades, nivel específico de calidad de servicios o productos, minimización de costos, ambiente seguro y limpio o desarrollo de recursos humanos. Está claro que todos estos objetivos se ven muy afectados por el mantenimiento y, por lo tanto, los objetivos de mantenimiento deben estar alineados con los objetivos de la organización (10). La responsabilidad principal del mantenimiento es proporcionar un servicio que permita a una organización alcanzar sus objetivos. Las responsabilidades específicas varían de una organización a otra; sin embargo, generalmente incluyen lo siguiente (10): i. Mantener activos los equipos, en buenas condiciones, bien configurados y seguros para realizar las funciones previstas. ii. Realizar todas las actividades de mantenimiento, incluidas las preventivas, predictivas; mantenimiento correctivo, revisión, modificación de diseño y de emergencia de manera eficiente y eficaz. iii. Conservar y controlar el uso de repuestos y materiales. 34 iv. Comisionar nuevas plantas y expansiones de plantas. v. Operar los servicios públicos y conservar la energía. Las responsabilidades y objetivos anteriores afectan la estructura de la organización para el mantenimiento, como se mostrará en las próximas secciones. 2.2.2.2. Determinantes de una Organización de Mantenimiento La estructura de la organización de mantenimiento se determina después de planificar la capacidad de mantenimiento. La capacidad de mantenimiento está fuertemente influenciada por el nivel de centralización o descentralización adoptado. En esta sección se presentan los principales temas que deben abordarse al formar la estructura de la organización de mantenimiento. Los temas son planificación de la capacidad, centralización frente a descentralización e interna frente a subcontratación. A. Planificación de la capacidad de mantenimiento La planificación de la capacidad de mantenimiento determina los recursos necesarios para el sustento, incluidos los oficios, la administración, el equipo, las herramientas y el espacio, necesarios para ejecutar la carga de sostenimiento de manera eficiente y cumplir los objetivos del departamento de mantenimiento. Los aspectos críticos de la capacidad de mantenimiento son el número y las habilidades de los artesanos necesarios para ejecutar la carga. Es difícil determinar el número exacto de varios tipos de artesanos, ya que la carga de mantenimiento es incierta. Por lo tanto, los pronósticos precisos para la futura demanda de trabajo de mantenimiento son esenciales para determinar la capacidad de ello. Para tener una mejor utilización de la mano de obra, las organizaciones tienden a reducir el número de artesanos disponibles por debajo de su necesidad esperada. Es probable que esto resulte en una acumulación de trabajo de mantenimiento incompleto. Esta acumulación también se puede eliminar cuando la carga de mantenimiento es menor que la capacidad. Hacer estimaciones a largo plazo es una de las áreas en la planificación de la capacidad del sustento que es crítica y no está bien desarrollada en la práctica. Las técnicas para la previsión del mantenimiento y la planificación de la capacidad se presentan en un capítulo separado de este manual. 35 B. Centralización vs. Descentralización La decisión de organizar el mantenimiento de forma centralizada, descentralizada o híbrida depende en mayor medida de la filosofía de la organización, la carga de mantenimiento, el tamaño de la planta y las habilidades de los artesanos (10). Las ventajas de la centralización son: i. Brinda más flexibilidad y mejora la utilización de recursos; tales como, artesanía altamente calificada y equipos especiales. Por lo tanto, da como resultado una mayor eficiencia. ii. Permite una supervisión de línea más eficiente. iii. Permite una capacitación más efectiva en el trabajo. iv. Permite la compra de equipos modernos. Sin embargo, tiene las siguientes desventajas: i. Menos utilización de artesanías, ya que se requiere más tiempo para ir y venir de los trabajos. ii. La supervisión de las embarcaciones se vuelve más difícil y; en consecuencia, se logra un menor control de mantenimiento. iii. Se logra una menor especialización en hardware complejo, ya que diferentes personas trabajan en el mismo proceso. iv. Se incurre en más costos de transporte debido a la lejanía de algunos de los trabajos de mantenimiento. En una organización de mantenimiento descentralizado, los departamentos se asignan a áreas o unidades específicas. Esto tiende a reducir la flexibilidad del sistema de mantenimiento en su conjunto. La gama de habilidades disponibles se reduce y la utilización de la mano de obra suele ser menos eficiente que en un mantenimiento centralizado. En algunos casos, es mejor una solución de compromiso que combine centralización y descentralización. Este tipo de híbrido se llama sistema en cascada. El sistema 36 en cascada organiza el mantenimiento en áreas y lo que excede la capacidad de cada área es desafiado a una unidad centralizada. De esta manera, se pueden aprovechar las ventajas de ambos sistemas (10). C. Interno vs. Subcontratación En este nivel, la gerencia considera las fuentes para desarrollar la capacidad de mantenimiento. Las principales fuentes u opciones disponibles son internas mediante contratación directa, subcontratación o una combinación de internas y subcontratadas. Los criterios para seleccionar fuentes para construir y mantener la capacidad de mantenimiento incluyen consideraciones estratégicas, factores tecnológicos y económicos. Los siguientes son criterios que pueden emplearse para seleccionar entre las fuentes para la capacidad de mantenimiento: i. Disponibilidad y confiabilidad de la fuente a largo plazo. ii. Capacidad de la fuente para lograr los objetivos establecidos para el mantenimiento por la organización y su capacidad para llevar a cabo las tareas de mantenimiento. iii. Costos a corto y largo plazo. iv. El secreto organizacional en algunos casos puede estar sujeto a filtraciones. v. Impacto a largo plazo en la experiencia del personal de mantenimiento. vi. Acuerdo especial por parte del fabricante o de los organismos reguladores que establezcan ciertas especificaciones para el mantenimiento y las emisiones al medio ambiente. Ejemplos de tareas de mantenimiento que podrían subcontratarse son: i. Trabajo para el cual se requiere la habilidad de especialistas de manera rutinaria y que está fácilmente disponible en el mercado de manera competitiva, por ejemplo: 37 a) Instalación e inspección periódica y reparación de sistemas automáticos de rociadores contra incendios. b) Inspección y reparación de sistemas de aire acondicionado. c) Inspección y reparación de sistemas de calefacción. d) Inspección y reparación de computadoras mainframe, etc. ii. Cuando es más barato que contratar a su propio personal y accesible en poco tiempo. Los problemas y criterios presentados en la sección anterior pueden ayudar a las organizaciones a diseñar o rediseñar su organización de mantenimiento. 2.2.2.3. Diseño de la Organización de Mantenimiento Una organización de mantenimiento está sujeta a cambios frecuentes debido a la incertidumbre y al afán de excelencia en ese aspecto. Los gerentes de mantenimiento están cambiando de partidarios centralizados a los descentralizados, y viceversa. El resultado de este cambio frecuente es la creación de canales de responsabilidad y dirección de los logros de la nueva organización vs. los logros de la estructura anterior. Entonces, los artesanos tienen que adaptarse a los nuevos roles. Para establecer una organización de mantenimiento se necesita un método objetivo que tenga en cuenta los factores que influyen en la eficacia de la organización. Las competencias y la mejora continua deben ser las consideraciones impulsoras detrás del diseño y rediseño de una organización. A. Criterios actuales para el cambio organizacional Muchas organizaciones fueron rediseñadas para solucionar un problema percibido. Este enfoque en muchos casos puede plantear más problemas que resolver el problema específico. Entre las razones para cambiar el diseño de una organización de mantenimiento específica se encuentran: i. Insatisfacción con el desempeño del mantenimiento por parte de la organización o la gerencia de la planta. 38 ii. Un deseo de mayor responsabilidad. iii. Un deseo de minimizar los costos de fabricación, por lo que los recursos de mantenimiento se mueven para informar a un supervisor de producción, eliminando así la necesidad (percibida) del supervisor de mantenimiento. iv. Muchos gerentes de planta se sienten frustrados porque el mantenimiento parece lento; es decir, cada trabajo requiere un tiempo excesivo para realizarse. El personal de mantenimiento no comprende el negocio de la fabricación y no parece ser parte del equipo. Esta falla resulta en la descentralización o distribución de recursos de mantenimiento entre unidades de producción. v. Los costos de mantenimiento parecen aumentar notablemente, por lo que cada vez se requieren más contratistas para trabajos más grandes que antes se hacían internamente. B. Criterios para evaluar la efectividad organizacional En lugar de diseñar la organización para resolver un problema específico, es más importante establecer un conjunto de criterios para identificar una organización eficaz. Los siguientes podrían ser considerados como los criterios más importantes: i. Las funciones y responsabilidades están claramente definidas y asignadas. ii. La organización realiza el mantenimiento en el lugar correcto. iii. El flujo de información es tanto de arriba hacia abajo, como de abajo hacia arriba. iv. El alcance del control es efectivo y está respaldado por personal bien capacitado. v. El trabajo de mantenimiento se controla de manera efectiva. vi. La mejora continua está construida en la estructura. 39 vii. Los costos de mantenimiento se minimizan. viii. Motivación y cultura organizacional. 2.2.3. Clases o Tipos de Mantenimiento 2.2.3.1. Mantenimiento Correctivo Al mantenimiento correctivo también se le denomina mantenimiento reactivo; donde, a nivel industrial en Perú, Latinoamérica y muchos países subdesarrollados es utilizado en un alto porcentaje. Este mantenimiento correctivo se aplica cuando la máquina deja de operar, porque se presenta la falla o avería y su objetivo es poner en marcha su funcionamiento, afectando lo menos posible la productividad. Generalmente, se repara o se reemplaza el componente del equipo o de la máquina, haciéndolo en el menor tiempo posible (20). Existen empresas donde sus estrategias de mantenimiento son enfocadas al correctivo, ya que no tienen los conocimientos, herramientas, personal calificado, presupuestos asignados, y tecnologías modernas para aplicar otros tipos de mantenimiento. La gestión del mantenimiento correctivo se activa por el fracaso de no poder diagnosticar justo a tiempo la posible falla que puede ocurrir en una máquina. Es muy importante determinar qué causó la falla y así tomar las medidas adecuadas (20). Se pueden encontrar dos clases o tipos de mantenimiento correctivo: El mantenimiento correctivo no programado: se activa, cuando aparece la falla en el equipo o máquina, generando la respectiva parada, de manera que se debe quitar lo averiado y reponer el componente, ya sea nuevo o usado (20). El mantenimiento correctivo programado o planificado: se realiza cuando se detecta que algún componente de una máquina está próximo a fallar; por lo tanto, se programa el mantenimiento para corregir esta posible falla (20). Como regla general, el mantenimiento correctivo no programado es para reparaciones inmediatas de carácter superficial, ya sea por falta de repuestos o que no hay tiempo suficiente para una buena reparación o tiempo 40 suficiente del personal, lo que muy probablemente conducirá a una ausencia fatal más adelante. En la siguiente tabla se muestran las ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo: Tabla 2. Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo Ventajas Desventajas Prolongar la vida útil de los equipos por medio de reparaciones de componentes o piezas y corregir las fallas. La avería o falla puede aparecer en el momento más inoportuno. Es imposible determinar la falla. Las averías o fallas no detectadas a tiempo pueden ocasionar daños más complejos e irreparables en los equipos. No genera gastos fijos. Alto inventario de repuestos. Sin programar ni prever ninguna actividad. La producción se vuelve impredecible y poco fiable. Solo se gasta dinero, cuando está claro que se necesita hacerlo. Se asumen inseguridades económicas que pueden ser muy relevantes. A menor plazo se ofrece un buen resultado económico. Se disminuye la vida útil de los equipos. No hay un diagnóstico confiable de las causas que provocan las fallas, ya que se desconoce por qué falló; por ello, la falla se puede repetir una y otra vez. Hay sistemas, máquinas y equipos en los que el mantenimiento preventivo no tiene ningún efecto, como los dispositivos electrónicos. Hay tareas o actividades que siempre son rentables, como la limpieza, lubricación, revisión. Determinados equipos necesitan continuamente ajustes y seguimiento. Estos son los argumentos para que muchas industrias se decanten por el mantenimiento correctivo. Las averías o fallos y los comportamientos anormales de los componentes, equipos o máquinas no solo ponen en peligro la buena producción, sino la seguridad de las personas, el medio ambiente y los activos de las compañías. Apoyarse solamente en el mantenimiento correctivo, reparar cuando solo se presenta la avería, se debe contar con técnicos muy especializados y calificados, tener un alto inventario o stock de repuestos (lucro cesante) y también contar con técnicos especialistas. Nota. Adaptado de «Conceptos generales en Gestión del Mantenimiento Industrial» (20) 2.2.3.2. Mantenimiento Preventivo (MP) El mantenimiento preventivo se fundamenta en una serie de labores o actividades planificadas que se llevan a cabo dentro de periodos definidos. Se diseña con el objetivo de garantizar que los activos de las compañías cumplan con las funciones requeridas dentro del entorno de operaciones para optimizar la eficiencia de los procesos, para prevenir y adelantarse a las fallas de los 41 elementos, componentes, máquinas o equipos; como también hace referencia a diferentes acciones como cambios o reemplazos, adaptaciones, restauraciones, inspecciones, evaluaciones, etc., realizadas en períodos de tiempos por calendario o uso de estos (tiempos dirigidos) (20). Los objetivos más relevantes del mantenimiento preventivo pueden ser: • Disponibilidad: puede definirse como la probabilidad de que una máquina sea capaz de trabajar cada vez que se le requiera (20). • Confiabilidad: es la probabilidad de que la máquina esté operando en todo el momento que necesite el usuario (20). • Incrementar al máximo la disponibilidad y confiabilidad de las máquinas o equipos llevando a cabo un mantenimiento planeado (20). Las categorías del mantenimiento preventivo (MP) son las siguientes: • Cubrimiento del MP: Revisar el porcentaje del equipo o máquina críticos, para las cuales se han desarrollado programas de MP (20). • Ejecución del MP: El porcentaje de rutinas del MP que han sido terminadas según programa (20). • Trabajos generados por las repeticiones del MP: el número de acciones de mantenimiento que han sido solicitadas y tiene como origen rutinas del MP (20). Figura 6. Implementación del mantenimiento preventivo (MP) Fuente: Adaptado de «Conceptos generales en Gestión del Mantenimiento Industrial» (20) 42 Fases para la aplicación de un plan de MP: • La planificación: Se especifican las actividades por desarrollar, con qué personal se va a trabajar, equipos y herramientas por utilizar, tiempo aproximado de trabajo. • La programación: Se define el día, la hora, lugar donde se van a desarrollar las actividades previamente planificadas. • La ejecución: Realización de los trabajos previamente definidos. • El control: Verificación y validación de los trabajos ejecutados. Tabla 3. Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo Ventajas Desventajas Disminuye las anomalías o fallas y los tiempos muertos (aumentando la disponibilidad de las máquinas, equipos e instalaciones) Todo programa que se inicia genera un incremento en los costos. Aumenta la vida útil de las máquinas, equipos, componentes e instalaciones. Hay una mejora efectiva en el uso de los recursos. Para iniciar se necesita de tiempo extra en el trabajo del personal de mantenimiento. Búsqueda de la información, como manuales, historial, fichas técnicas, repuestos, inventarios, reparaciones, etc. Actualizar información, generación de procedimientos, instructivos. Se disminuyen o se reducen los niveles de inventarios de repuestos. Elaboración de planes de mantenimiento. Tiempo para transferir la información recolectada. Se definen indicadores de gestión o de desempeño. Se documentan procedimientos e instructivos. Se mantiene actualizada la información. Se implementan buenas inspecciones de rutinas. Implementación de un buen programa de lubricación. Técnicos de mantenimiento, trabajo de campo adicional. Taxonomía de los equipos. Materiales utilizados, tiempos, etc. Definición de los presupuestos. Se aumenta la seguridad industrial para las personas. Dotación, ordenamiento de almacenes. Rotación de repuestos, actualizar información, inventarios. Se mejora el enfoque de contaminación ambiental. Disminución de pagos de horas extras que se generan continuamente. Se elevan costos por entrenamientos y capacitaciones para el personal. Se aumenta el cumplimiento de la entrega oportuna de producción. Fuente: Adaptado de «Conceptos generales en Gestión del Mantenimiento Industrial» (20) 43 2.2.3.3. Mantenimiento Predictivo Existen varias definiciones del mantenimiento predictivo; una de ellas se puede interpretar como un tipo de mantenimiento, donde se asocia la relación de parámetros físicos con el desgaste o estado de una máquina. En el mantenimiento predictivo se tiene en cuenta la medición, el seguimiento y el monitoreo de parámetros y las circunstancias de operación de un equipo, máquina o una instalación. A tal producto, se precisa y se gestionan valores de prealarma y de actuación de todas aquellas variables que se contemplan relevantes de medir y gestionar. El mantenimiento predictivo también se puede considerar como una técnica para presagiar el punto futuro de falla, anomalía, rotura o avería de un componente de una máquina, de tal forma que dicho componente pueda reemplazarse, con base en un plan, justo antes de que falle. Así, el tiempo muerto del equipo se disminuye y el tiempo de vida del componente se prolonga. Consta de una serie de pruebas de carácter no destructivo, guiadas a realizar un seguimiento de operación de los equipos para captar signos de advertencia que indiquen que alguna de sus partes no está trabajando de forma adecuada. Los datos más relevantes que entrega este tipo de seguimiento de los equipos es la tendencia de los valores; ya que, se puede acceder a los cálculos necesarios para así prever con cierto margen de error cuándo un equipo fallará. Se les nombra técnicas predictivas. Aplicando este tipo de mantenimiento sistemático por horas de funcionamiento o por tiempo avanzado desde la última revisión, el mantenimiento predictivo tiene la ganancia indiscutible de que en la mayoría de las veces no es necesario hacer grandes desmontajes y en muchos casos ni siquiera es necesario parar la máquina. Normalmente, son técnicas no invasivas. Si después de la inspección se detecta algo irregular se define programar una intervención. La meta es prever el fallo desastroso de un componente, pieza, máquina o equipo y, por tanto, anticiparse a este, es así como estas técnicas de mantenimiento predictivo ofrecen una ventaja adicional: la compra de repuestos se realiza cuando se necesita, eliminando stocks (capital quieto sin trabajar o lucro cesante). 44 Estas aplicaciones predictivas más comunes en instalaciones industriales son las siguientes: • El análisis de vibraciones mecánicas, considerado por muchos como la técnica estrella dentro del mantenimiento predictivo. • Aplicación de termografías • Uso de boroscopias (inspecciones visuales) • El análisis de aceites • Los análisis de ultrasonidos • El análisis de humos de combustión • El control de espesores en equipos estáticos • Análisis por medio de luz ultravioleta MANTENIMIENTO BASADO EN CONDICIÓN ESTRATEGIA MANTENIMIENTO PREDICTIVOMANTENIMIENTO PROACTIVO CAUSA DE ORIGEN MONITOREO DE CONTAMINANTES HERRAMIENTAS PARA BALANCEAR Y ALINEAR MONITOREO DE VISCOSIDAD, CORROSIÓN, DESGASTE, EROSIÓN EJEMPLO DE TECNOLOGÍAS EMPLEADAS LO QUE SE BUSCA MÁQUINAS SIN FALLA BENEFICIOS BUSCADOS SÍNTOMAS DE FALLAS Y AVERIAS ANÁLISIS DE PARTÍCULAS DE DESGASTE. ANÁLISIS DE VIBRACIONES. TERMOGRAFÍA ANÁLISIS DE CORRIENTE DEL MOTOR DETENCIÓN TEMPRANA DE FALLAS Y AVERÍAS Figura 7. Técnicas predictivas Fuente: Adaptado de «Conceptos generales en Gestión del Mantenimiento Industrial» (20) 2.2.4. Disponibilidad La disponibilidad de una instalación se define como la proporción del tiempo que esa instalación ha estado en disposición de crear, con libertad de que al final lo haya hecho o no por causas ajenas a su estado técnico. La disponibilidad es una característica que resume cuantitativamente el perfil de funcionabilidad de un elemento (21). Un estudio de la disponibilidad de los camiones mineros Liebherr-T284 es necesario para desarrollar el plan de mantenimiento, como se explica en el capítulo de planteamiento del problema, no se ha encontrado mucha información de esta disponibilidad porque el tiempo de operación de estos equipos se están realizando hace menos de 4 años, es por esta condición que no se tiene detalle preciso de las operaciones y sus características de los camiones mineros Liebherr-T284. 45 La disponibilidad denotada A(t), es un concepto importante y se usa ampliamente como una figura de mérito de confiabilidad en los requisitos. A(t) se define como la probabilidad de que el proceso de confiabilidad del sistema esté en estado activo en el momento t. Si se hace que Z(t) = 1 cuando el sistema está en estado activo y Z(t) = 0 cuando el sistema está en estado inactivo, entonces el proceso estocástico {Z(t): t≥0} es el sistema de proceso de confiabilidad. En cada t, el valor Z(t) es un criterio de efectividad de la confiabilidad y su valor esperado A(t) = EZ(t) se denomina disponibilidad del sistema, o simplemente disponibilidad (22). Cuando el proceso de confiabilidad del sistema comienza en el estado activo, A(0) = 1 y A(t) disminuye a partir de ahí. Como regla general, en la mayoría de los sistemas de interés práctico para los ingenieros de sistemas, la disponibilidad variará hacia arriba y hacia abajo durante un tiempo, pero eventualmente se establecerá en un valor límite (t → ∞). Los métodos para calcular la disponibilidad se analizan en las secciones 4.4.2 y 4.4.3. Al considerar la mantenibilidad y la capacidad de soporte se definen tipos especiales de «disponibilidad» tras eliminar la consideración de ciertos tiempos de interrupción que pueden derivarse del mantenimiento preventivo, demoras logísticas y otras acciones que no tienen que ver con la corrección de una falla (22). Se puede demostrar que el tiempo total durante el intervalo [0, t] que el sistema pasa en el estado «activo» está dado por: 𝑈(𝑡) = ∫ 𝑍(𝑢)𝑑𝑢 𝑡 0 Y el tiempo total durante [0, t] que el sistema pasa en el estado «inactivo» es: 𝐷(𝑡) = ∫[1 − 𝑍(𝑢)]𝑑𝑢 = 𝑡 − 𝑈(𝑡) 𝑡 0 De lo cual, se deduce que el tiempo de inactividad esperado del sistema en [0, t] viene dado por: 𝐸𝐷(𝑡) = ∫[1 − 𝐴(𝑢)]𝑑𝑢) 𝑡 0 46 La práctica común distingue tres cifras diferentes de disponibilidad de mérito, disponibilidad inherente, operativa y alcanzada. Estos difieren en qué componentes de los tiempos de interrupción se cuentan en el tiempo de inactividad para cada tipo. Consulte la sección 10.6.4 para obtener detalles (aún no se ha discutido el mantenimiento correctivo y preventivo y los tiempos de soporte que entran en estas definiciones) (22). La disponibilidad se refiere a la capacidad de un sistema, equipo o recurso de estar operativo y disponible para su uso en un momento dado. En términos de equipos de minería, la disponibilidad se refiere a la capacidad de los camiones mineros u otros equipos para estar listos y operativos para transportar material. La disponibilidad se mide en términos de tiempo, y se calcula como el tiempo que el equipo está operativo y disponible para su uso, dividido por el tiempo total que el equipo está disponible para ser utilizado. La disponibilidad de los camiones mineros se refiere a la capacidad de estos vehículos para estar operativos y disponibles para su uso en la mina. Esto incluye la capacidad de los camiones para arrancar y funcionar de manera adecuada; así como, la capacidad de estar listos para transportar materiales en las condiciones requeridas. La disponibilidad de los camiones mineros es esencial para garantizar que la producción en la mina se mantenga en niveles adecuados y se cumplan los plazos de entrega. La disponibilidad de los camiones mineros se mide en términos de porcentaje de tiempo que están disponibles para su uso, y se puede mejorar mediante la implementación de programas de mantenimiento preventivo y correctivo, así como mediante la optimización del uso de los camiones. 2.2.4.1. Disponibilidad Operativa La disponibilidad operativa de un equipo o sistema es una medida que indica cuánto tiempo está funcionando el equipo o sistema operativo, respecto de la duración total durante un periodo en el que se desee que funcione, típicamente se expresan en porcentajes. Según dicha disponibilidad se calcula a través de la siguiente fórmula (23): 𝐴 = 𝐻𝐿 − 𝑃𝑃 − 𝑃𝑅 𝐻𝐿 47 Donde: • HL = horas laborables o presupuestadas de la empresa. • PP = paradas programadas para mantenimientos programados de cualquier tipo. • PR = paradas no programadas por mantenimiento correctivo. La disponibilidad operativa se refiere a la capacidad de un equipo para estar disponible para operaciones en un momento dado. Es un indicador clave de rendimiento para los equipos críticos en una operación minera; ya que, una baja disponibilidad operativa puede afectar significativamente la producción y los costos. La disponibilidad operativa se mide como el tiempo que el equipo está operativo y disponible para su uso, dividido por el tiempo total que el equipo está disponible para ser utilizado. Esta medida se utiliza para evaluar la eficiencia del equipo y para identificar problemas con el equipo para que puedan ser resueltos. A menudo, se utiliza junto con otros indicadores de rendimiento como el tiempo de inactividad y la eficiencia del mantenimiento para obtener una visión completa del rendimiento del equipo. 2.2.5. Fallas La ocurrencia de una falla es, por definición, una violación de algunos requisitos del sistema. ¿Cómo saber cuándo pudo haber sucedido esto? Cualquier evento evidente detectable por un usuario que indique que se ha violado un requisito del sistema es un modo de falla (22). Los mecanismos de falla son condiciones subyacentes en el sistema cuya ocurrencia o presencia cambia el sistema de una condición operativa (no ocurren fallas) a una condición de falla (ocurren una o más fallas) (22). La falla de un equipo es un evento o condición que hace que el equipo deje de funcionar de manera temporal o permanente. Puede ser causada por una variedad de factores, como desgaste normal, problemas de diseño, fallas en los componentes, falta de mantenimiento, sobrecarga, entre otros. El tiempo de inactividad debido a fallas es un factor importante en la medición de la disponibilidad operativa de un equipo, ya que cuanto mayor sea el tiempo de inactividad debido a fallas, menor será la disponibilidad operativa del equipo. Es importante identificar y corregir las causas de las fallas del 48 equipo para reducir el tiempo de inactividad y aumentar la disponibilidad operativa del equipo. En una prueba se tiene en cuenta el tiempo total acumulado en todos los componentes probados (fallados o no) y el número total de fallas se divide por el tiempo total de la prueba para obtener la tasa de fallas. Este es el estimador de máxima verosimilitud de la distribución exponencial. Este método proporciona información que puede no ser físicamente correcta (24). 𝜆 = 𝑟 [∑ 𝑡𝑖 + (𝑛 − 𝑟)𝑡0 𝑟 𝑖=1 ] La tasa de falla es un indicador importante de la confiabilidad de un equipo, ya que cuanto mayor sea la tasa de falla, menor será la confiabilidad del equipo. Es importante identificar y corregir las causas de las fallas para reducir la tasa de falla y aumentar la confiabilidad del equipo. 2.3. Definición de Términos Básicos 1) Accesorio: Se puede decir que es todo elemento que forma parte de una máquina o sistema y es un complemento de este. Una vez definido es un producto o subproducto básico. Los accesorios pueden ser arandelas, tuercas, tornillos, fusibles, resistencias, integrados u otros (20). 2) Ciclo de vida: Tiempo durante el cual un bien o activo conserva su capacidad de operación y se tiene en cuenta desde el inicio cuando se adquiere el activo hasta el final al momento de sustituirlo (20). 3) Componente o pieza: Es un dispositivo que puede formar parte de un circuito eléctrico, electrónico, mecánico. Ejemplos de componentes o piezas: engranaje, polea, rodamiento, correa, rotor eléctrico, amplificador, acoplador electrónico, batería, cables, correas, bandas y otros (20). 4) Confiabilidad: Se puede definir como la capacidad de una máquina, equipo o sistema para cumplir funciones específicas o requeridas bajo condiciones de operación dada, en un tiempo o período determinado (20). 49 5) Disponibilidad: Es una función que permite calcular el porcentaje de tiempo en el cual una máquina o equipo está disponible para cumplir la función para la cual fue diseñado y construido. Esto no implica necesariamente que esté operando o funcionando, sino que se encuentra en óptimas condiciones de operar (20). 6) Equipo: Se puede definir como el conjunto total de máquinas que son necesarias para cumplir un objetivo. Ejemplo: equipo de transporte de cereal; está compuesto por elevadores de cangilones, roscas transportadoras y tuberías (20). 7) Evento de falla: Aquella situación que se puede presentar anómala de carácter técnico detectada en un equipo (20). 8) Falla: Situación dada, afectando la capacidad de un equipo, de cumplir su función. 9) Función: Es todo aquello que la empresa espera que el equipo cumpla con sus estándares de diseño y de desempeño (20). 10) Inspección: Actividades que se realizan en el mantenimiento preventivo usando rutas definidas con cierta periodicidad y corta duración en el momento de revisar el equipo o máquina, donde normalmente se utilizan instrumentos de medición o los sentidos del ser humano, para verificar el buen funcionamiento del equipo sin provocar que esto genere pararlo (20). 11) Lubricación: Actividades de mantenimiento preventivo donde se adiciona un lubricante con el objetivo de minimizar el contacto entre dos superficies, evitando así su desgaste (20). 12) Mantenibilidad: Es la facilidad de realizar tareas de mantenimiento en un equipo o máquina, para así devolver a sus condiciones de operación en el menor tiempo posible utilizando procedimientos definidos (20). 13) Mantenimiento en parada: Acciones que se realizan solamente cuando el equipo o máquina está detenido o está en reposo (20). 14) Máquina: Es una combinación de piezas de materiales resistentes que tienen movimientos definidos y son capaces de transmitir o transformar energía. 50 15) Mecanismos: Es una combinación de piezas de materiales resistentes, cuyas partes tienen movimientos relativos restringidos (20). 16) Parámetro: Se considera como la variable por medir o cuantificar. 17) Pronóstico: Es el análisis de los síntomas de daños para predecir la condición futura del equipo y su vida útil restante (20). 18) Parada general: Situación en la que, a un conjunto de activos, se les realiza periódicamente una serie de revisiones, reparaciones, mejoras, cambios, etc., y donde estas actividades están concertadas con los departamentos interesados y; por supuesto, están también programadas por un tiempo definido (20). 2.3.1. Relevancia de la Investigación Debido al poco tiempo de uso de los equipos, aún no se tiene a detalle los factores que producen indisponibilidad. Se debe conocer las características de las fallas. Estas fallas se ordenaron de acuerdo con los datos del fabricante; sin embargo, cada unidad que posee estos equipos recopila, agrupa y ordena la disponibilidad de acuerdo con las cualidades de uso de los equipos. Por otra parte, se considera que la relevancia para determinar la disponibilidad de la flota de camiones es por las siguientes razones: Eficiencia operativa: La disponibilidad de los camiones mineros está directamente relacionada con la eficiencia operativa de la mina. Cuanto más disponibles estén los camiones, más material se puede transportar en un período determinado, lo que mejora la productividad de la operación. Reducción de costos: Una mayor disponibilidad de los camiones mineros puede ayudar a reducir los costos operativos; ya que, se minimizan los tiempos de inactividad y se maximiza la utilización de los activos. Planificación y programación: Conocer la disponibilidad de los camiones permite una mejor planificación y programación de las operaciones mineras, lo que ayuda a evitar cuellos de botella y optimizar el flujo de trabajo. 51 Seguridad: La disponibilidad adecuada de los camiones mineros puede contribuir a una operación más segura; ya que, reduce la necesidad de operar con equipos alternativos o bajo situaciones de emergencia. Toma de decisiones: La información sobre la disponibilidad de los camiones mineros es fundamental para la toma de decisiones estratégicas y operativas en la mina, como la programación de mantenimiento preventivo, la adquisición de nuevos equipos o la implementación de mejoras en la gestión. 52 CAPÍTULO III METODOLOGÍA 3.1. Método, Tipo y Nivel de Investigación 3.1.1. Método de Investigación El método de investigación es análisis de datos cuantitativos. Se recolectan todos los datos y luego se analizan. La acción esencial consiste en que se reciben datos no estructurados, a los cuales se les proporciona una estructura (25, p. 418). 3.1.2. Tipo de Investigación El tipo de investigación es aplicada. Esta investigación se distingue por tener propósitos prácticos inmediatos bien definidos; es decir, se investiga para actuar, transformar, modificar o producir cambios en un determinado sector de la realidad (26). Se realiza esta investigación del tipo aplicado, para conocer el nivel de disponibilidad de la flota de camiones, y determinar si es alta la disponibilidad en este tipo de equipos dentro de las operaciones en la compañía minera. 3.1.3. Nivel de Investigación El nivel de investigación es descriptivo, la investigación descriptiva responde a las preguntas: ¿Cómo son?, ¿dónde están?, ¿cuántos son?; etc.; es decir, dice y refiere sobre las características, cualidades internas y externas, propiedades y rasgos esenciales de los hechos y fenómenos de la realidad en un momento y tiempo histórico concreto y determinado (27, p. 42). 53 3.2. Materiales y Métodos 3.2.1. El Diseño de la Investigación El diseño elegido fue el descriptivo simple; ya que, busca recoger información actualizada sobre el objeto de investigación. Sirve para estudios de diagnósticos descriptivos y caracterizaciones. Se usó para determinar el nivel de disponibilidad de la flota de vehículos Liebherr T284. Se realizará un muestreo mensual de los camiones (M) durante un año, finalmente se evaluará la disponibilidad (O). Diagrama: 𝑀 → 𝑂 Donde: M: flota de vehículos Liebherr T284 0: disponibilidad 3.2.2. Población y Muestra La población es el conjunto total de individuos, elementos o casos que se desean estudiar o analizar. Es el universo o totalidad de elementos sobre los que se quiere obtener información. Por ejemplo, si se quiere estudiar la confiabilidad de los camiones mineros, la población sería todos los camiones mineros existentes en una mina o en una empresa minera. La muestra; por otro lado, es un subconjunto de la población que se elige para ser estudiado. Es una parte representativa de la población que se utiliza para obtener información sobre la población total. En la presente investigación se buscó estudiar la confiabilidad de los camiones mineros, es por lo que se eligió un cierto número de camiones mineros para ser estudiados y se co