El correcto mantenimiento de dichos activos no solamente constituye un costo significativo para el Ejército, sino que debe ser considerado un eje estratégico debido a que define el estado operativo y la confiabilidad operacional de los activos. Una gran cantidad de los sistemas de armas son móviles y ubicados en distintas zonas del país, lo que crea volatilidad en la demanda para recursos de mantenimiento, además de desafíos logísticos para abastecer dichos recursos.
En reconocimiento de la importancia del tema de mantenimiento para el Ejército chileno, a comienzos de 2003 el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Academia Politécnica Militar creó el Programa de Investigación en Gestión Moderna de Mantenimiento que hoy en día se enmarca en el concepto de la Logística Integral. El autor del presente artículo, Dr. Peter Knights, Profesor del Centro de Minería de la Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile y autor de numerosos artículos en el área de gestión de mantenimiento de equipos mineros, fue invitado para ser asesor del nuevo programa de investigación.
El presente artículo tiene por objetivo realizar un breve diagnóstico preliminar de las actuales prácticas de mantenimiento aplicadas dentro del Ejército chileno. A raíz de este diagnóstico, se plantearán algunas áreas de oportunidad para mejorar la disponibilidad y confiabilidad operacional del material de guerra, además de bajar los costos invertidos en su mantenimiento.
1. Estrategia de Mantenimiento Actual
Actualmente, el Ejército chileno ocupa un sistema de escalones para mantener sus equipos y sistemas de armas. Por ejemplo, los Tanque Leopard 1-V son mantenidos usando un sistema de tres escalones que depende del tiempo calendario. Cada escalón consiste de una secuencia de inspecciones y trabajos preventivos (cambios de componentes menores, lubricantes y grasa). Los trabajos aumentan en términos económicos (costo de repuestos, necesidades de mano de obra, tiempo de detención) según el tipo de escalón.
Cabe señalar que esta estrategia de mantenimiento, que se constituye de una mezcla de las políticas de mantenimiento preventivo y el mantenimiento programado, facilita un buen control de los recursos necesarios para realizar los trabajos de mantenimiento; pero no necesariamente optimiza las disponibilidades, confiabilidades o costos de mantenimiento del material de guerra.
2. Políticas de Mantenimiento
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La figura 1 demuestra las principales políticas de mantenimiento que se pueden aplicar. Se pueden dividir todas las políticas de mantenimiento en dos clases según su naturaleza proactiva o reactiva (a veces estas clases se llaman “planificada” y “no-planificada”). Bajo las políticas proactivas se incluyen el mantenimiento preventivo, programado, predictivo u oportuno. El mantenimiento preventivo, como ya hemos visto, incluye los trabajos de inspecciones, ajustes y cambio de filtros, lubricantes y grasa que se deben realizar según las recomendaciones del fabricante del sistema de armas. Dichos trabajos están especificados en “pautas de mantención”, que, en la minería, se realizan con frecuencia de cada 125 a 250 horas de operación de un equipo. Los trabajos programados son trabajos de mayor envergadura (cambio de Ítems mayores como transmisiones, o mandos finales). Los overhauls, son considerados como trabajos programados. Las mantenciones oportunas, básicamente se emplean cuando se acumula un “backlog” (cola de espera) de trabajos de mantenimiento, y para realizarlos, se aprovecha un momento cuando el equipo no sea requerido para ejercicios operacionales.
El mantenimiento predictivo, es también conocido como el monitoreo de la condición. Su función principal es medir y realizar un seguimiento de parámetros operacionales que nos pueda avisar de una falla incipiente de un equipo. Un ejemplo de esta política, es el muestreo de aceite, donde se sacan muestras de aceite del motor, transmisión o mandos finales o bombas hidráulicas a intervalos de tiempo determinados para luego analizar en un laboratorio químico y determinar la presencia de contaminantes (metales, agua, hollín) que podrían indicar posibles problemas de desempeño. Hoy día existe una gran gama de técnicas de mantenimiento predictivo, pero en la práctica las técnicas más utilizadas son: el muestreo de aceite, análisis de vibraciones, termografía y pruebas de integridad de la aislación de motores eléctricos.
En la clase de mantenimiento reactivo, se incluyen el mantenimiento imprevisto, también conocido en muchas industrias como el mantenimiento correctivo, debido a que se involucra la corrección de un defecto que previene el correcto funcionamiento de un equipo. Estrictamente, el mantenimiento correctivo puede ser realizado en forma imprevista o planificada, según la consecuencia operacional del defecto y la anticipación necesaria para corregirlo. El mantenimiento imprevisto se divide según su naturaleza de emergencia o noemergencia, donde el mantenimiento imprevisto de emergencia significa que se debe detener la operación del equipo para examinarlo. Además, de los mantenimientos imprevistos, y, a pesar de los intentos para evitarlos, con frecuencia ocurren accidentes operacionales que requieren recursos de mantenimiento de reparación.
3. Filosofías de Mejoramiento Continuo
Además, de las políticas de mantenimiento expuestas anteriormente, existen hoy en día tres filosofías de mejoramiento continuo para el mantenimiento. Dichas filosofías, son el Mantenimiento Total Productivo (Total Productive Maintenance, o TPM), la Mantención Centrada en la Confiabilidad (Reliability Centered Maintenance o RCM) y la Optimización del Mantenimiento y Abastecimiento.
TPM nació en la industria automotriz de Japón en la década de los 70 y luego fue importado e integrado en las fábricas de los EE.UU. por los grandes pensadores de calidad total, Edward Deming y J.M. Juran.
TPM abarca la integración de tres conceptos en la gestión de mantenimiento: (i) se involucra a los operadores de los equipos en los trabajos de mantenimiento; (ii) se incorpora el concepto de control de calidad integral en los trabajos de mantenimiento realizados; y (iii) se promociona el concepto del “mantenimiento autónomo”, en el cual los operadores y mantenedores trabajan en equipo para resolver problemas de desempeño de los equipos sin la petición específica de los altos mandos encargados de mantenimiento.
La mantención centrada en la confiabilidad (RCM) nació en la industria del transporte aéreo en los EE.UU. en los años 1968-70 a raíz de un famoso estudio realizado por Nowlan y Heap para la empresa United Airlines. Hasta entonces, United Airlines operaba una flota de aviones Boeing 707, y su política principal de mantenimiento fue la de mantenimiento programado (recambios de piezas después de un cierto número de horas de vuelo o aterrizajes). Con la introducción de una flota de nuevos aviones Boeing 747, la empresa se dio cuenta que no era rentable mantener la flota de la misma manera, ya que el 747 contiene aproximadamente tres veces más componentes en comparación al 707.
Por esto, se contrató a Nowlan y Heap para analizar datos de pruebas de falla de componentes, estudio que dio como resultado que solamente una proporción pequeña de los componentes fallaron por desgaste o fatiga. Con esto, United Airlines pudo ajustar la política de mantenimiento de los componentes del 747 tomando en cuenta el contexto operacional de los componentes, sus patrones típicos de falla y las consecuencias de falla a la integridad operacional.
Resulta que el RCM nos proporciona una metodología para predecir las fallas de los equipos y componentes, y ajustar sus requisitos de mantenimiento en forma proactiva, que hoy en día, se encuentra implementado en muchas industrias y en las fuerzas armadas de los principales países desarrollados.
La Optimización pretende aplicar modelos matemáticos para optimizar decisiones de mantenimiento y abastecimiento que tomar en cuenta el riesgo de interrupciones a la operación, donde riesgo se mide como el producto de probabilidad de interrupción (o falla) y la consecuencia económica de esta interrupción. La aplicación de técnicas de optimización requiere de un buen registro de datos de mantenimiento y abastecimiento. Por lo tanto, no todas las empresas e instituciones están en condiciones hoy en día para aprovechar las técnicas de optimización.
4. Diagnóstico de la Situación Actual
Tomando en cuenta lo anterior, se realizó un breve diagnóstico de la situación actual de las prácticas de mantenimiento del Ejército chileno. La figura 2, muestra el grado de madurez de la Institución respecto a su internalización de las principales políticas y filosofías expuestas. Cabe señalar, que este diagrama no fue formulado a raíz de ningún análisis riguroso, sino que representa la opinión del autor después de varias reuniones con oficiales encargados de logística y mantenimiento en el Ejército y, por lo menos, una visita a una maestranza en Santiago
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El diagrama muestra que, a pesar que el Ejército ha logrado internalizar las políticas de mantenimiento preventivo y programado, y algunos aspectos de la filosofía TPM (operadoras realizan tareas rutinarias de mantenimiento) en su estrategia de mantenimiento, todavía existen oportunidades para incorporar en el Ejército prácticas de mantenimiento predictivo, otros aspectos de TPM, el RCM, y técnicas de optimización.
5. Oportunidades para el Ejército
A raíz del análisis previo, se pueden agrupar las oportunidades en tres categorías:
(i) Saber comprar (pronósticos de los modos de falla, control de calidad y pruebas de aceptación)
(ii) Mayor incorporación de estrategias proactivas (en particular, el mantenimiento predictivo y RCM)
(iii) Optimización de decisiones de mantenimiento y abastecimiento
La primera, ya es un enfoque importante de las fuerzas armadas en los países desarrollados. Dichos países cuentan con equipos de expertos en confiabilidad, disponibilidad y mantenimiento (Reliability, Availability & Maintainability o RAM, su sigla en inglés) quienes se dedican a analizar los requisitos operacionales de los equipos que quieren comprar las FF.AA., sus modos de falla potenciales bajo los distintos perfiles operacionales identificados para los sistemas de armas y sus requisitos futuros de recursos de mantenimiento. Como herramienta principal de análisis se utiliza la mantención centrada en la confiabilidad (RCM). También, los equipos RAM se involucran en el control de calidad de la fabricación de los sistemas de armas y especificación de las pruebas de aceptación del material.
La incorporación de técnicas de mantenimiento predictivo en el Ejército se fundamenta por varios motivos. En primer lugar, se ha comprobado que las técnicas como análisis de lubricantes dan beneficios significativos en la industria. Basta presentar el testimonio de una persona encargada del mantenimiento de equipos pesados quien se comunicó recientemente con un grupo de interesados por internet (vea mantener@gruposyahoo.com.ar):
“En la empresa donde trabajo realizamos los cambios de aceite a los 24,000 kilómetros, nuestros motores son Caterpillar 3126 y Navistar DT466 y DT466E, el aceite que usamos es el Mobil Delvac 1300… anteriormente realizábamos los cambios a 12,000 Km posteriormente a 16,000 Km y después a 18,000 Km. Hoy lo realizamos a 24,000 Km. Este alargamiento de drenado lo hemos logrado mediante análisis periódicos de aceite que el mismo proveedor nos realiza.”
Sin duda, la prolongación de la vida útil del aceite puede ser considerada como ítem estratégico por el Ejército chileno. Sin embargo, el muestreo de aceite no sólo permite extender los intervalos entre cambios de aceite, sino también permite alargar los intervalos entre recambios de los componentes principales y reducir los costos de mantenimiento. El muestreo de aceite, nos entrega información vital de la salud de los equipos y de cómo se comportan bajo ciertos perfiles operacionales.
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Tal como muestra la Figura 3, la metodología de RCM nos entrega una herramienta lógica para pronosticar las fallas de un equipo en su contexto operacional. RCM, nos presenta una secuencia de siete preguntas respecto a las funciones del equipo, cómo pueden fallar las funciones, sus modos de falla asociadas (causas de falla), las consecuencias de las fallas y los controles para prevenir o predecir las fallas. El corazón de RCM es una técnica llamada “Análisis de Fallas, sus Modos y Efectos” (“Failure Modes and Effects Analysis” o FMEA en inglés).
Debido a que el RCM aprovecha los conocimientos de los operadores, diseñadores y mantenedores de equipos, una gran ventaja de la metodología es que se puede realizar un “ANÁLISIS EN CIRCUNSTANCIAS DONDE EXISTE UN ESCASO O NULO REGISTRO DE FALLAS”. Esto hace que el RCM sea una herramienta ideal para analizar los requisitos de mantenimiento de sistemas de armas antes de comprarlos. También, se aplica la metodología RCM para afinar las prácticas de mantenimiento de los equipos ya operacionales desde el punto de vista de mejorar las disponibilidades, confiabilidades operacionales y costos de dichos equipos.
Como tercera oportunidad, el potencial existe para desarrollar herramientas capaces de cuantificar el riesgo para seguir operando ciertos componentes bajo los distintos escenarios de operación. En conjunto con parámetros económicos, dichos modelos nos permiten optimizar las decisiones de recambio o reacondicionamiento asociadas a los componentes. También, dichos modelos de riesgo se pueden desarrollar para optimizar decisiones relacionadas al dimensionamiento de repuestos en sistemas multiescalones, es decir maestranza-batallón-base (en la minería, se estima que el inventario de repuestos y reparaciones necesarios para operar una flota de equipos es de aproximadamente una tercera parte del valor de adquisición de la flota).
6. Conclusiones
Este artículo ha expuesto en forma muy breve las principales herramientas del mantenimiento moderno. Gran potencial existe para el Ejército chileno para mejorar las disponibilidades, costos de mantenimiento y confiabilidades operacionales de su material de guerra y sistemas de armas para aprovechar dichas herramientas. Con el inicio del área de investigación en Gestión Moderna de Mantenimiento, la Academia Politécnica Militar está bien posicionada para liderar el desarrollo, implementación y difusión de estas herramientas en el Ejército chileno.
7. Referencias
- CAMPBELL, J.D. (1995) “Uptime” Productivity Press, Portland, Oregon.
- CAMPBELl, J.D. y Jardine, A.K.S. (2001) “Maintenance Excellence: Optimizing Equipment
- LifeCycle Decisions”, Marcel Dekker, New York.
- NAKAJIMI, S. (1988) “Introduction to TPM: Total Productivity Maintenance”, Productivity Press,
- Portland, Oregon.
- NOWLAN, F.S. and Heap, H. (1978) “Reliability-Centered Maintenance” National Technical
- Information Service, US Department of Commerce, Springfield, Virginia.
