Instauración de un programa industrializado de gestión de la lubricación
por Phillip Higgins y Jason Kopschinsky
La planta de tratamiento de aguas residuales Blue Plains de DC Water es la planta más avanzada de tratamiento de aguas residuales y mayor tamaño del mundo. Cubre 153 acres y tiene una capacidad de 384 millones de galones por día (MGD) y una capacidad máxima de 1076 millones de galones por día. Esta enorme instalación, que se encargó en 1937, está constituida por cientos de activos rotativos que deben operar de manera eficiente para apoyar eficazmente las necesidades de los clientes en un área de múltiples jurisdicciones.
En los últimos años, el grupo de confiabilidad de la maquinaria de DC Water centró sus esfuerzos en mejorar la confiabilidad general de la maquinaria a través de una gestión de la lubricación efectiva. Con miles de activos rotativos, la confiabilidad de la maquinaria es un tema crítico, ya que muchas de las máquinas han estado en servicio durante casi 30 años.
El viejo negocio de siempre
Al igual que con muchas organizaciones grandes, el programa de lubricación evolucionó desde un momento en que la gestión de la lubricación no estaba bien definida ni documentada. Históricamente, la gestión de la lubricación ha sido responsabilidad del mecánico o del operario de maquinaria que realiza el trabajo. En general, cualquier persona que necesitaba aceite o grasa podía solicitar cualquier tipo o cantidad de lubricante para completar la tarea del momento. El resultado fue una cantidad excesiva de aceite y grasa nuevos, sin usar, guardados en cada rincón de la planta. El objetivo era tener fácil acceso a los lubricantes en el punto de uso, que es crítico en una planta del tamaño de Blue Plains. Sin embargo, con poca o ninguna supervisión, esta práctica creó rápidamente un entorno en el que la mala aplicación, el control de calidad deficiente y muchas otras malas prácticas ocasionaron costos iniciales de lubricante excesivos, seguidos por problemas inesperados de confiabilidad.
DC Water tiene una larga historia de uso de análisis de aceite para guiar el programa de mantenimiento. Uno de sus primeros esfuerzos fue establecer un programa interno de análisis de aceite que utilizaba un pequeño laboratorio sobre una mesa para obtener resultados inmediatos y una acción rápida. Al igual que con muchas organizaciones con una gran cantidad de maquinaria lubricada con grasa, los técnicos saben desde el principio que es necesario mejorar su selección de grasas y las prácticas de aplicación. El grupo de confiabilidad de maquinaria creía que DC Water no obtenía suficiente vida útil de los rodamientos y la lubricación era excesiva o deficiente. El hecho es que se aplicaron cantidades incorrectas de grasa a la mayoría de los rodamientos según las pautas aceptadas por la industria. La siguiente acción fue investigar e instaurar un programa de engrase con ultrasonido para incorporar la precisión necesaria al programa de confiabilidad mecánica.
Aunque estos esfuerzos son típicos de los programas de clase mundial, el equipo pronto se dio cuenta de que los esfuerzos no abordaban las causas raíz de algunos de sus problemas más comunes. Aunque el programa de análisis de aceite ayudaba a garantizar la calidad en los lubricantes, a menudo los técnicos no obtenían la información correcta necesaria para tomar decisiones sobre el mantenimiento de la maquinaria. Además, aunque su programa de ultrasonido aportaba precisión al programa de engrase, el equipo sospechaba que los técnicos no siempre usaban los lubricantes correctos u óptimos en todas las aplicaciones.
Evaluación comparativa
Incluso después de los esfuerzos iniciales del equipo, había consenso en que el programa de lubricación aún tenía mucho margen para mejorar. Al igual que muchos otros antes de ellos, realmente no sabían por dónde empezar. Con el deseo de aprender las mejores prácticas, buscaron ayuda profesional para apoyar su programa de mejora con una evaluación comparativa del programa de lubricación en toda la planta.
La evaluación documentó como DC Water abordaba la lubricación. La evaluación abarcó tres días y se dividió en 10 áreas de la lubricación, que incluyen:
- mantenimiento de maquinaria y control de contaminación;
- almacenamiento, manejo y despacho de lubricantes;
- prácticas de aplicación de lubricantes;
- puntos básicos del análisis de aceite;
- prácticas de muestreo de aceite;
- capacitación y educación;
- compra, selección y garantía de calidad de lubricantes;
- optimización del mantenimiento preventivo (PM) del lubricante;
- métricas de programación, seguimiento y generación de informes de la lubricación;
- control de fugas, prácticas seguras del manejo de lubricantes y normativa medioambiental.
El equipo realizó y documentó inspecciones en cada área de la planta sobre estas 10 áreas clave de la lubricación. Según la información recopilada, se otorgó una calificación en cada área con un puntaje máximo de 10.
Los resultados de la evaluación fueron en gran medida como se esperaba. Aunque se estaba llevando a cabo un programa de análisis de aceite, los informes solo le indicaban al equipo que realmente no había realizado un esfuerzo constante en áreas como control de la contaminación y almacenamiento y manejo. La mayoría de la maquinaria aún tenía filtros de aire del fabricante original del equipamiento (OEM) que permitían que la humedad y pequeñas partículas ingresaran libremente en la maquinaria. Además, trataron los lubricantes nuevos como limpios y secos y listos para su uso inmediato. La contaminación de estas dos prácticas se observó en el análisis, pero no hubo una estrategia integral para abordar los problemas.
Figura 1: Comparación de 10 áreas clave de la lubricación
Si bien pensaban que se estaba agregando el volumen correcto de grasa nueva basado en la condición para la función del uso de la retroalimentación ultrasónica, aún no lograban la vida útil proyectada para los sistemas de rodamientos. No se realizó una auditoría de activos detallada durante esta evaluación; pero se observó que algunas selecciones de lubricantes eran claramente incorrectas. Los ejemplos más evidentes fueron la grasa de presión extrema (EP) seleccionada para usar en motores eléctricos y el uso de otra grasa EP2 en acoplamientos. Estas grasas no tenían la viscosidad correcta del aceite base ni los paquetes de aditivos necesarios para los componentes seleccionados.
El impacto de la lubricación en la confiabilidad de la maquinaria
Hay varias formas en que las organizaciones de mantenimiento pueden conocer el impacto que tiene la lubricación en la confiabilidad de la maquinaria. Las conferencias, los artículos publicados, la experiencia colectiva del equipo y la capacitación proporcionan vías para la transferencia de conocimientos. Sin embargo, pocos catalizadores ilustran el impacto tan claramente como la falla de la maquinaria.
Con los años, muchos expertos han intentado cuantificar el costo de la lubricación en sus plantas. El mayor desafío es calcular las suposiciones sobre el programa de lubricación porque la mayoría de las organizaciones no suelen recopilar y presentar datos específicos de lubricación. Algunos estudios sugieren que en casos extremos, las plantas perderán hasta el 30 por ciento de su presupuesto de mantenimiento anual como efecto posterior a una lubricación deficiente. Aunque en promedio la cifra está más cerca del 10 al 15 por ciento, este sigue siendo un número significativo. Se espera que una planta con un presupuesto de mantenimiento anual de 10 millones de dólares desperdicie de un millón a un millón y medio de dólares por prácticas de lubricación deficientes. El problema es que muchas organizaciones no saben cómo identificar de manera apropiada qué es realmente una lubricación deficiente.
La lubricación deficiente se puede definir como cualquiera de las siguientes:
- lubricación insuficiente;
- lubricante incorrecto (por ejemplo, aceite base, aditivos, tipo de espesante);
- control de contaminación deficiente o inexistente;
- almacenamiento y prácticas de manejo deficientes;
- métodos de aplicación incorrectos;
- técnicos poco capacitados.
Muchos en la industria no están lo suficientemente informados como para identificar prácticas de lubricación deficientes porque: aún no saben si están lubricando mucho o poco; están usando la grasa o el aceite incorrecto; o no están abordando la contaminación o el almacenamiento de manera adecuada.
Para generaciones de técnicos, el foco del mantenimiento ha sido tratar de anticipar cuándo una máquina o componente podía fallar y cuáles serían las consecuencias (por ejemplo, tiempo de inactividad, costo, seguridad) de dicha falla. Se prestó poca atención a la causa raíz de esas fallas. Cuando se evalúa basándose en el costo-beneficio, aproximadamente el 50 por ciento de las tareas de mantenimiento preventivo (PM) esencialmente no tienen ningún valor. Actividades como drenaje de aceite basado en el tiempo, reemplazos de filtros basados en el calendario y mantenimiento preventivo (PM) de la lubricación con alta frecuencia, son meramente suposiciones y, la mayoría de las veces, no agregan ningún valor. De hecho, muchas de estas actividades son perjudiciales para la salud del lubricante y, finalmente, para la máquina.
Por ejemplo, en la superficie, una tarea tan simple como agregar demasiada grasa a un rodamiento con excesiva frecuencia puede tener efectos significativos en el futuro. Engrasar demasiado un rodamiento ocasiona visitas adicionales y que se use más producto del necesario, por lo que hay un costo relacionado con la mano de obra y el material. El exceso de grasa envuelve el rodamiento, aislándolo de modo que retiene más calor. Este calor adicional conduce al rápido inicio de la oxidación, que crea subproductos que pueden dañar la superficie del rodamiento y disminuir su vida útil general. Si hoy se engrasa demasiado un rodamiento con el producto incorrecto, es improbable que mañana falle de manera catastrófica. Sin embargo, en lugar de que el rodamiento funcione sin problemas durante 15 años, tal vez su vida útil se reduzca a cinco o seis años. Cuando se empieza a sumar la productividad perdida de ese rodamiento, el costo del reemplazo y cientos de ejemplos similares posibles en la planta, el impacto financiero realmente cuenta.
El primer paso
Como resultado de la evaluación, el grupo de confiabilidad de la maquinaria se dio cuenta de que su enfoque de lubricación podía costar una cantidad significativa. A pesar de que el grupo había sido progresivo en su programa a lo largo de los años, todavía dependía de estimaciones y proyecciones con respecto al programa de lubricación. Estaba claro que se necesitaba un plan general basado en datos reales.
Uno de los principales objetivos de la evaluación inicial era el desarrollo de un plan de acción. El plan de acción era una lista de tareas de casi 50 puntos discretos que detallaban las posibilidades de mejora en cada una de las 10 áreas clave de la lubricación. Un área en la que el grupo sabía que debía mejorar era el almacenamiento y manejo del lubricante. El equipo descubrió que si no conseguía lubricantes en el área de almacenamiento que estuvieran en un estado adecuado para usar, tendría pocas posibilidades de lograrlo en el entorno de la planta. El grupo también descubrió que para mitigar el riesgo de contaminación de maquinaria adicional al cambiar el aceite y llenar a nivel, los técnicos tenían que filtrar antes los nuevos lubricantes. Como regla general, el aceite debe filtrarse hasta dos códigos ISO más limpios que el objetivo de limpieza del componente para el que está previsto. Esto justifica prácticas en el campo como dejar poco volumen para llenar hasta el tope que no pueda evitarse para prevenir el ingreso potencial de contaminantes al sistema.
DC Water pudo diseñar una sala de almacenamiento y manejo de lubricantes completamente funcional, con maquinaria diseñada para hacer el trabajo de manera más eficiente y efectiva. Los técnicos se dieron cuenta de que al hacer mejoras en la forma de almacenar y manejar sus nuevos lubricantes, también podían mejorar en otras áreas. Sabían que su aceite nuevo no tenía suciedad ni agua y era varias veces más limpio que el aceite en servicio. Esto agrega un contexto importante al revisar los informes del análisis de aceite. Se eliminó el ruido potencial por aceite sucio, lo que les permitió centrarse en las causas raíz reales cuando vieron un posible aumento de contaminantes sólidos o agua.
Figura 2: Diagrama de la sala de almacenamiento y manejo de lubricantes
El próximo paso
La evaluación identificó algunas cosas que DC Water estaba haciendo muy bien y otras que necesitaban atención. Las recomendaciones de la evaluación incluyeron la instauración de varias prácticas que no se habían considerado previamente. DC Water comenzó a aprovechar lo que hizo bien y se centró en instaurar algunas de las nuevas prácticas recomendadas.
El próximo paso fue asegurar que los técnicos usaran el lubricante correcto en el lugar correcto. Aunque toda la planta no es muy antigua en relación con la mayoría de las plantas industriales, los lubricantes en uso han cambiado con el tiempo. Esto sucede por varias razones: las plantas cambian los proveedores de lubricantes; los proveedores de lubricantes agregan y eliminan productos de su línea; los errores en la selección de lubricantes; y los OEM no brindan suficientes detalles específicos para seleccionar el lubricante óptimo.
DC Water solicitó asistencia profesional para recopilar los datos necesarios para determinar el lubricante correcto en la cantidad y frecuencia correctas, para así proporcionar una política de lubricación completa. Esto incluyó planes para cada clase de activos sobre la mejor manera de hacer modificaciones menores para que el mantenimiento de la maquinaria, desde el punto de vista de la lubricación y el control de contaminantes, fuera más fácil y efectivo.
Progreso hacia la clase mundial: ¿Dónde está DC Water hoy?
Los programas de lubricación siempre están cambiando. A medida que la demanda de maquinaria cambia, al igual que las máquinas y lubricantes envejecen, DC Water debe ajustar su programa de lubricación como corresponde. Sabiendo esto, DC Water continúa avanzando hacia la lubricación de clase mundial mientras evalúa de manera consistente su proceso de lubricación de principio a fin.
Desde la instauración del programa, el grupo de confiabilidad de la maquinaria ha podido identificar algunas soluciones rápidas. Por ejemplo, la identificación de maquinaria con problemas importantes de fuga es más fácil con un programa bien gestionado. Además, que se sepa en toda la planta cuál es el volumen y consumo ideales de un lubricante hace que sea mucho más fácil mantener un inventario de lubricantes realista. Estos ejemplos, junto con muchos otros, ayudan a explicar el costo continuo del programa de lubricación, lo que mejorará la precisión al pronosticar los presupuestos en el futuro.
Mientras DC Water continúa en su camino hacia la clase mundial, planea mejorar la evaluación comparativa con la creación de indicadores clave de resultados (KPI) a partir de los datos del análisis de aceite ingresados en su Sistema Computarizado de Gestión del Mantenimiento (CMMS). El plan es usar estos datos para comprender mejor la expectativa de vida útil de su maquinaria en un contexto operativo normal. Optimizar el mantenimiento preventivo (PM), la planificación y programación más eficientes y la identificación temprana de las causas raíz y fallas para minimizar impactos, son todos beneficios adicionales que DC Water desea obtener.
Figura 3: Almacenamiento de lubricantes de DC Water
Una planta de tratamiento de aguas residuales de esta magnitud tiene una gran cantidad de activos rotativos que requieren muchos tipos diferentes de tareas de lubricación. El grupo de confiabilidad de la maquinaria de DC Water (que incluye al gerente Phil Higgins, Gerald Wheeler, Edward Blankenship, John Adams y Coralynn Smith) trabaja sin descanso en el diseño y la instauración de un programa de lubricación que aplique las mejores prácticas de la industria y produzca datos tangibles que respaldarán y justificarán sus esfuerzos para aumentar la vida útil de los activos.
Es extremadamente importante abordar cualquier programa de lubricación como un viaje sin fin. DC Water continuará incorporando nuevas tecnologías a su programa de confiabilidad mecánica a medida que ajusta su programa de lubricación para un éxito continuo.
Un agradecimiento especial a Phillip Higgins, exgerente de confiabilidad de DC Water, por su contribución a este artículo. El Sr. Higgins se retiró de DC Water después de la redacción de este artículo.
