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AsignaturaIngeniería de Mantenimiento

Gabriel Spano SazoIngeniero Electrónico

email = gspano@udec.clAbril 2010

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Generalidades y TerminologíaI.- Introducción

El mantenimiento no es una función “miscelánea”, produce un bien real, que puede resumirse en: capacidad de producir con calidad,seguridad y rentabilidad.Para nadie es un secreto la exigencia que plantea una economía globalizada, mercados altamente competitivos y un entorno variable donde la velocidad de cambio sobrepasa en mucho nuestra capacidad de respuesta. En este panorama estamos inmersos y valela pena considerar algunas posibilidades que siempre han estado pero ahora cobran mayor relevancia.Particularmente, la imperativa necesidad de redimensionar la empresa implica para el mantenimiento, retos y oportunidades quemerecen ser valorados.

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Debido a que el ingreso siempre provino de la venta de un producto o servicio, esta visión primaria llevó la empresa a centrar sus esfuerzos de mejora, y con ello los recursos, en la función de producción. El mantenimiento fue “un problema” que surgió al querer producir continuamente, de ahí que fue visto como un mal necesario, una función subordinada a la producción cuya finalidad era reparar desperfectos en forma rápida y barata.

Sin embargo, sabemos que la curva de mejoras incrementales después de un largo período es difícilmente sensible, a esto se le suma la filosofía de calidad total, y todas las tendencias que trajo consigo, evidencian que requiere la integración del compromiso y esfuerzo de todas sus unidades. Esta realidad ha volcado la atención sobre un área relegada: el Mantenimiento. Ahora bien, ¿cuál es la participación del mantenimiento en el éxito o fracaso de una empresa?

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Por estudios comprobados se sabe que incide en:

- Costos de producción.- Calidad del producto servicio.- Capacidad operacional (aspecto relevante dado el ligamen entre

competitividad y por citar solo un ejemplo, el cumplimiento de plazos de entrega).

- Capacidad de respuesta de la empresa como un ente organizado eintegrado: por ejemplo, al generar e implantar soluciones innovadoras y manejar oportuna y eficazmente situaciones de cambio.

- Seguridad e higiene industrial, y muy ligado a esto.- Calidad de vida de los colaboradores de la empresa.- Imagen y seguridad ambiental de la compañía.

Como se desprende de argumentos de tal peso, " El mantenimiento no es una función “miscelánea”, produce un bien real, que puede resumirse en: capacidad de producir con calidad, seguridad y rentabilidad.

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II.- GeneralidadesEl Mantenimiento se realiza para:- Asegurar la competitividad de la Industria/Planta/Empresa (I/P/E).- Garantizar la confiabilidad y disponibilidad deseada.- Satisfacer todos los requisitos de Calidad y Medio Ambiente de la I/P/E.- Cumplir las Normativas de Seguridad e Higiene.- Maximizar el beneficio Global.

Los Factores que afectan al Mantenimiento son:- Material Inadecuado 30 %- Proyecto y construcción Inadecuada 20 %- Montaje e Instalación Inadecuada 10 % - Operación Inadecuada 10 %- Mantenimiento mal Gestionado 20 %- Mantención Inadecuada 10 %

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Confiabilidad: Probabilidad de funcionar normalmente (sin fallas) por un período de tiempo determinado.

Mantenibilidad: Probabilidad de poder ejecutar una determinada operación de Mantenimiento en un tiempo prefijado y bajo condiciones reguladas.

Soportabilidad: Probabilidad de poder atender una determinada petición de Mantenimiento en un tiempo razonablemente técnico y bajo condiciones previamente reguladas.

Mantención Total (MT): Es la suma de la Mantención Preventiva (MP) más la Mantención Correctiva (MC) más la Mantención Rutinaria (MR).

MT = MP + MC + MR

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La figura Nº1 muestra una gráfica típica de un proceso en que no fue aplicada Mantención Preventiva.

donde:OA = representa el período de garantía, que normalmente responde el fabricante.AB = representa una fase donde comienzan a aparecer desgastes, fallas, deterioros, baja en la calidad, pero se mantiene en un aceptable nivel económico.BC = Representa el caos generalizado, donde las fallas, deterioros y falta de calidad están acentuadas y se debe parar el equipo o unidad hasta que no se reestablezcan parámetros adecuados.

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La eficiencia total puede ser representada por :

E = Et + Eo + Emdonde :

E = Eficiencia total (ηT)Et = Eficiencia técnica (ηt)Eo = Eficiencia operacional (ηo)Em = Eficiencia material o materia prima (ηm)

Asimismo en mantenimiento debemos usar solamente una eficiencia técnica.

Et = H.P.P. / H.R.T.donde :

H.P.P. = Horas Patrón de Producción o Estándares. H.R.T. = Horas Reales Trabajadas.

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Mantención Preventiva. La Figura Nº2 muestra esquemáticamente que acontece con la curva x de deterioro cuando se aplica MP.

Además se puede comentar que para obtener una mejor eficiencia se depende del Mantenimiento que se aplique al instrumento, equipo o unidad. Se debe efectuar un mantenimiento multidisciplinario para tener mejores resultados.MP = Electrónica, Eléctrica, Mecánica, Instrumentación, Civil, Química, etc.

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Problemas que enfrenta la MP. - Asincronismo con Operaciones y Producción.- Falta de Apoyo de Jefaturas Superiores.- Criterios para prioridades de las fallas.- Gigantismo de programas de Mantenimiento.- Costos iniciales muy elevados al inicio.- Falta de Información clara de los equipos con MP.- Auditorías irregulares e inconsecuentes.- Descontrol de Mantención Rutinaria.- Deficiencias en la Intercomunicación.- Desconocimiento de lo que se espera de la MP en todos los niveles de la empresa.

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Mantención Correctiva.Cuanto más elevados fueran los patrones de MP, mayores serán las tendencias de disminuir proporcionalmente las fallas en los equipos, unidades o instrumentos y por ende la Mantención Correctiva.

El nivel económico máximo de MC, en la práctica corresponde al nivel económico aceptable de eficiencia de una unidad. Los intervalos BC y DE corresponden a período de MP. Se puede observar que después de cualquiera de estos períodos MC disminuye , pero no llega a cero.

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Las Principales causas que originan MC son:

- Proyecto inadecuado. (difícil acceso para mantención, espacios de difícil circulación, imposibilidad de partes de ser desmontadas, etc.). - Mala Calidad de Fabricación. Por deficiencia o inexistencia de controles de calidad durante la fabricación, tales como soldaduras defectuosas).- Mala Operación. Desconocimiento por parte del operador de la maquina. Relaciones humanas precarias llevando al operador a vengarse con la maquina. - Mantenimiento Insuficiente. Desobediencia a programas de Mantención.

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La importancia del Hombre en el Mantenimiento.Al principio se creía que cualquier hombre servía para efectuar el trabajo de Mantenimiento, pero la experiencia de los años ha demostrado que no cualquier persona esta capacitada para tal función. El hombre es la variable fundamental en la Gestión de Mantenimiento. Debe estar calificado para efectuar mantención en un determinado nivel.

Las principales características que debe poseer un hombre de Mantenimiento son:- Responsabilidad = Debido a la naturaleza del ser humano es muy importante que se pueda desempeñar en forma responsable. En Mantenimiento se piensa que esta es la principal o tal vez el más importantes requisito profesional del hombre. Debe poder trabajar en forma individual o en equipo y saber que la responsabilidad no se divide.- Derechos = Se refiere a los derechos con que cuenta el trabajador (vacaciones, descansos, jornada laboral, aguinaldos, etc.). - Obligaciones = Se refiere a los trabajos que debe ejecutar, tiempos comprometidos en estos, etc.

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- Atribuciones = Cual es el rayado de cancha del trabajador, para que no sea ni muy tímido, ni muy intruso. Se puede efectuar una lista de las atribuciones y esto resuelve el problema. Camina de muy de la mano de las Responsabilidades.- Motivaciones = Es muy importante saber el valor que tienen las personas, porque finalmente serán ellas las que harán que el negocio camine o quiebre. El dinero mucha veces es necesario pero no suficiente para motivar al ser humano. Los factores fundamentales de la motivación son los siguientes:Realización, reconocimiento por las realizaciones, trabajo interesante, aumento de la responsabilidad, desenvolvimiento de la carrera profesional.

A continuación se da una lista de lo que se debe evitar decir por parte de los supervisores o jefaturas y se agrega a continuación de esa frase lo que es preferible decir para motivar al ser humano.

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1.- Voy a pensarlo, ahora dedíquese a su Trabajo.Bien, discutamos nuestras metas, problemas, progresos.

2.- Aprenda lo mejor que pueda, caso contrario pregúntele a un colega.Hay alguna capacitación al respecto, los inscribiremos de inmediato.

3.- Supongo que usted es capaz de hacer esto, por algo lo contratamos.Sabemos que usted esta en condiciones de acometerlo. Usted cuenta con nuestra confianza.

4.- Estaré detrás suyo por si las embarra. ¡¡Mucho ojo!!Infórmenos si precisa mas Instrumentos, Material , Equipos.

5.- Su idea es mala, no necesitamos cambios aquí.Gracias por su sugerencia, vamos a estudiarlo como podríamos adaptarlo a nuestras necesidades.

6.- ¡¡Cuidado!! Voy a fusilar alguien por esto.Veamos como podemos resolver este problema lo más rápido posible.

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7.- Yo siempre recompenso a mis incondicionales.Siempre recompensamos los desempeños superiores.

8.- Si usted lo está haciendo mal. ¡¡Se las verá conmigo!!.Lo estamos haciendo bien. Vamos por buen camino, analizaremos los pro y los contra.

9.- ¡¡No!!. Estoy muy ocupado para hablar con usted. Ahora lo llamare cuando termine.¡¡Bien!! Conversemos el problema después del almuerzo. A la salida avísale a mi secretaria.

10.- Desgraciadamente no podemos aclarar ahora tu situación puesto que no esta Reglamentado.Ya veremos junto con la Asistente Social tu caso.

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- Entrenamiento = Es muy importante y asume un papel vital para el futuro de la organización. La diferencia con la Capacitación es la siguiente:Capacitación = Es interna y del tipo masiva. Nivel normal (Cursos, actividades, visitas).Entrenamiento = Es externa y del tipo individual. Nivel Alto ( Inglés).

El entrenamiento continuo es muy beneficioso y sus características se detallan a continuación:- Calidad = Actualización y adecuación de los métodos de enseñanza que serán responsables de la motivación del personal.- Frecuencia = Repetición gradual del entrenamiento.- Intensidad = Proporcional a los acontecimientos de entrenamiento, para mantener atención y receptividad.- Participantes = Un nivel adecuado para el tipo de entrenamiento que se le impartirá.

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La Capacitación y el Entrenamiento es:Un Proceso continuo en el tiempo, muy amplio y por especialización.

La capacitación se paga sola y al corto plazo.

Necesidades Propias del Personal de una Empresa.- El personal desea ser participe en todas las actividades de la Planta/Empresa/Industria.- El personal es creativo y desea probar sus esfuerzos.- El personal quiere libertad de iniciativa y desea mayores responsabilidades.- El personal quiere producir bien y bastante, y además quiere ver recompensado sus esfuerzos.- El personal desea asumir bastante mas que cosas o asuntos triviales o rutinarios.

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- El personal quiere una calidad de vida profesional y personal superior.- El personal quiere una Empresa jerarquizada y que entregue posibilidades efectivas de desarrollo profesional.- El personal quiere ser excelentemente remunerado.

La Comunicación es muy importante y por eso antes de esperar una buena comunicación con sus subordinados, la persona a cargo debe ser capaz de:- Demostrar que esta apto para discriminar y entender cualquier tipo de comunicación.- Ser apto para criticar el contenido de fondo de la comunicación.- Ser apto para tomar acciones formales y de contenido.- Estar capacitado para escuchar / hablar.- Asumir una buena intercomunicación.

La Actitud es muy importante en el trabajo del hombre y puede ayudar a evitar las causas que provocan comportamientos errados.

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La actitud es muy importante en el trabajo del hombre y puede ayudar a evitar las causas que provocan comportamientos errados. Los treselementos inherentes al hombre son:- Conocimiento (a veces se produce una mala actitud por el desconocimiento del tema o instrumento).- Sentimiento (muchas veces el individuo no se siente integrado con el resto de sus compañeros de trabajo).- Proclive a la acción (comportamientos automatizados, es decir, que la persona necesita un estímulo y se recibe una respuesta inmediata).

Es más rápido y da mejores resultados mejorar la actitud del grupo que en forma individual. Es importante también cuidar las influencias de liderazgos que atañen directamente al cambio de actitudes.

- Vocación es una palabra muy importante en Mantenimiento ya que se refiere a que el individuo es capaz de tener creatividad en ciertos procesos logrando con esto mejor productividad y un ambiente grato en su trabajo.

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Cualidades – Perfil del Hombre de Mantenimiento.Inteligencia, Creatividad y Conocimiento son atributos indispensables, pero su eficacia puede transformarlos en resultados.

Conductas de Relaciones.

a) Conductas Negativas b) Conductas Positivas- Reprensiones - Atención - Reconocimiento - Advertencias - Aprobación- Suspensiones - Elogios- Amenazas - Recompensa

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Perfil característico de un ejecutivo de Mantenimiento.- Experiencia práctica general (no solo en Mantenimiento).- Buen comunicador, con todos los entes de la Empresa.- Buen relacionador con el área propia y con las otras áreas.- Buena capacidad de coordinar tareas y plazos.- Buen conocimiento de administración.- Receptivo a problemas o perturbaciones.- Motivado a implementar cambios notables previo análisis.- Vocación en Mantenimiento.- Amplia capacidad para asumir nuevas responsabilidades.- Dominio permanente en seguridad en Higiene Industrial.- Adquirir prestigio técnico frente a otras áreas (credibilidad).- Formación superior por Institución Acreditada.- Receptivo para Capac. / Entren. propio y de sus subordinados.

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Concepto de Jefaturas.Persona que dispone de autoridad Técnica /Administrativa y Ejecutiva para hacer cumplir actividades o tareas dentro del proceso productivo, en conjunto con subordinados que necesitan ser orientados, motivados y liderados.

Teoría del Kaos- Quién trabaja mucho, yerra mucho. - Quien trabaja poco, yerra poco.- Quién no trabaja, no yerra. - Quién no yerra, es ascendido.

Las 6 Fases del Planeamiento1.- Entusiasmo.2.- Confusión.3.- Desilusión.4.- Búsqueda de los culpables. 5.- Castigo de los inocentes.6.- Condecoración y recompensas para los que no se involucraron.

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Las 10 Fases de cualquier Proyecto

1.- Optimismo General.2.- Desorientación.3.- Relajamiento incontrolado.4.- Desconcierto general. 5.- Busqueda inpacable de los culpables.6.- Salvese quien pueda.7.- Castigo ejemplar a los inocentes.8.- Recuperación del optimismo perdido.9.- Terminación inexpicable del proyecto.10.- Condecoraciones y premios a los no particpantes.

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Las Fases de cualquier Proyecto

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III.- Sistema de Análisis de Fallas en los Equipos (Equipamiento)

Es un sistema creado originalmente para analizar, solucionar y registrar fallas que ocurren en componentes mecánicos y eléctricos de máquinas y equipamientos de cualquier naturaleza, logrando de este modo dinamizar y desenvolver técnicamente al personal de mantención y operación, con la eliminación del concepto “cambiar la pieza”.

Además no se debe confundir con:- Safe = Seguro- Safety = Seguridad en el sentido de protección e Higiene Ambiental.- Security = Seguridad personal y de valores.

El Sistema es de muy simple concepción:- Se basa en la Cualificación y Cuantificación de búsqueda de la causa de la falla por medio de estudios de los síntomas / consecuencias.- Semejante, pero de un nivel elemental, a los diagramas de Ishikawa(Causa-Efecto-Causa-Efecto).

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Análisis de Fallas.Todas las maquinas, equipos o dispositivos mecánicos, eléctricos, hidráulicos, neumáticos, etc. Están construidos de elementos o componentes. En la práctica, se observa, invariablemente que las fallas son producto de uno o más componentes. Por tanto la costumbre de decir la “maquina se rompió” no tiene sentido, solo si la persona que esta al frente de ella es muy ignorante. Lo que se analiza específicamente son los componentes que fallarán, procurando determinar una causa de forma de abarcar lo más posible, visando la detección de problemas técnicos operacionales y de material, en cualquier nivel y en cualquier caso, especialmente cuando unasolución involucra mudanzas, alteraciones, etc. El sistema contempla elregistro de falla y su solución propuesta, para servir de base histórica del equipo o para hacer analogía de síntomas y soluciones con fallas similares.

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Solución de Fallas.Toda falla tiene un origen o causa y su respectiva solución. Es importante mencionar que se obtiene una mejor solución técnica y económica viable y rápida en el caso de Mantención Correctiva. Se debe dejar claro que los equipos deben volver a producir , por tanto todo esto debe ser en el menor tiempo posible. Por lo tanto se trata de una evolución de la Mantención Correctiva convencional, pero con importantes efectos de costos a corto plazo. Tanto una causa como una solución deben ser siempre analizadas con una visión creativa y también registradas en una ficha de control (Ver Figura adjunta).La tendencia futura para la mantención, será hacer una “Mantención por Diagnóstico” dentro del campo de la Mantención Rutinaria y un Análisis de Fallas, sin duda, proporcionará un buen comienzo.

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Sistemas de Análisis de Fallas en Equipos ( SAFE)

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Aplicación Específica.Con el sentido de reforzar conceptos, damos énfasis al factor donde el SAFE tiene aplicaciones más expresivas, con resultados inmediatos y mejores en Mantención Correctiva.Este sistema debe dinamizar toda la mantención, generar un mayor compromiso del personal con problemas técnicos mas profundos, elevando por tanto el nivel profesional en general, especialmente de operadores y auxiliares. Es un excelente condicionador del trabajo creativo.

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Códigos de Síntomas y Códigos de Causas

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Problema Tipo --- Análisis de Fallas en los Equipos de Potencia en Sistemas Eléctricos Industriales de tipo radial.

1.- IntroducciónExisten plantas industriales donde los procesos de producción requieren un suministro continuo de energía. Un período de interrupción, puede generar pérdidas económicas considerables. Por lo tanto, estos centros cuentan con un sistema propio de generación eléctrica. Este sistema está integrado por más de un generador, para que en casos de falla o salida a mantenimiento de un generador, siempre cuenten con generación eléctrica. Además, tienen un enlace de respaldo conectado permanentemente a la red pública. Se analizaron tres problemas que se pueden presentar en dichos sistemas:• Problemas de regulación de voltaje. • Riesgo de falla por sobre voltajes transitorios en un sistema que genera, transmite y consume la energía eléctrica en un mismo nivel de voltaje. • Efecto de la conexión de los neutros.

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2.- Problemas de regulación de voltaje.

2.1.- Variaciones de voltaje en la red públicaEn la Fig. 2.1 se muestra un enlace típico entre un sistema de potencia radial con generación propia y la red pública. En este caso, los generadores cubren la demanda local de energía del sistema. Sin embargo, es necesario que el enlace se mantenga permanentemente conectado, para casos de emergencia. En estas condiciones, los generadores tienen que tener un voltaje de generación ligeramente mayor que el voltaje de suministro de la red, para que se presente un flujo de potencia del orden de unos cuantos MW hacia la red pública. En este arreglo, se pueden presentar problemas de regulación de voltaje, ocasionados por variaciones en la tensión de suministro de la red. Si el transformador de enlace no cuenta con cambiador dederivaciones bajo carga, la regulación de voltaje en el BUS, tiene que ser mantenida por los generadores. Automáticamente, se atrasa el factor de potencia de los generadores, incrementando su corriente de excitación.

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2.2.- Caída de tensión en reactoresAl tener varias fuentes de voltaje, se tiene una mayor aportación de corriente de corto circuito en el sistema. Al incrementarse la corriente de corto circuito, se tiene que incrementar la dimensión de los conductores y consecuentemente el costo de la instalación. Por otro lado, mientras mayor es la corriente de corto circuito, mayor es el peligro generado por la potencia disipada en una falla. Por esta razón, la tendencia es reducir la corriente de corto circuito. Existen dos técnicas comunes para la reducción de la corriente de corto circuito. Una de ellas es incrementando la impedancia del transformador de enlace y otra es instalando reactores en serie con las fuentes de voltaje. De acuerdo con los estudios de corto circuito, es posible que en algún transformador de enlace, se requiera una impedancia mayor del 16%. Este valor supera al valor máximo que tienen los fabricantes disponible comercialmente (del orden de 15%). En la Fig. 2.2 se muestra un sistema de potencia con un bus de sincronización, en el que se conectan las fuentes de voltaje a través de reactores limitadores de corriente.

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En la Fig. 2.3 se observa que los reactores producen una caída de tensión del orden del 2.3%, de tal manera que los generadores tienen que operar sobreexcitados para suministrar un voltaje delorden de 14.4 kV, para mantener el voltaje en el bus de enlace en 14.0 kV. Al sobrexcitar los generadores, se incrementa la concentración de flujo magnético axial en los extremos del núcleo del estator de cada generador, ocasionando una elevación en la temperatura de los extremos del núcleo. Esto puede ocasionar el envejecimiento acelerado del sistema aislante de las bobinas y de las laminaciones del estator. Otra técnica para reducir la corriente de corto circuito, es incrementar la impedancia del transformador de enlace entre el sistema de potencia y la red pública. De acuerdo con estudios de corto circuito, la impedancia requerida puede ser mayor del 15%,que es el valor máximo que los fabricantes tienen disponible comercialmente. Esto implica que un sistema que requiera el cambio de un transformador con una impedancia mayor del 15%, tiene que solicitar una fabricación especial, que técnicamente es posible, pero económicamente puede representar un costo alto.

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Para mantener la regulación de voltaje en los niveles permitidos, es recomendable la instalación de transformadores con cambiador de derivaciones bajo carga [1].

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3.- Riesgo de falla por transitorios en sistemas que generan, distribuyen y consumen la energía eléctrica a un mismo nivel de voltaje. En los sistemas de potencia tipo radial que generan, distribuyen y consumen la energía eléctrica a un mismo nivel de tensión, se pueden presentar sobre tensiones transitorias. Por ejemplo, en la Fig. 2.2 se muestra un sistema de potencia con generación, distribución y consumo de la energía eléctrica a 13.8 kV. La fortaleza o debilidad de este tipo de esquemas, se puede cuantificar en función de la probabilidad de generar o incidir disturbios eléctricos, la cantidad de elementos que pueden representar puntos débiles para un sobrevoltaje y la confiabilidad de sus protecciones para suprimir los transitorios. En la Fig. 2.2 se observa que el sistema de potencia incluye unalínea aérea de distribución. Este elemento representa una zona sensible para captar descargas atmosféricas. Por otro lado, se pueden generar sobre voltajes transitorios por maniobra en combinación con la capacitancia de cables de energía, debido a la apertura y cierre de interruptores.

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La ocurrencia de sobre voltajes por maniobra se incrementa si seefectúa la apertura y cierre de bancos de capacitores, arranque de motores a tensión plena y si el neutro del sistema puede encontrarse eléctricamente “flotado” durante una falla. Como todos los circuitos del sistema se encuentran acoplados (circuitos de generación, distribución y consumo), los disturbios electromagnéticos se pueden propagar hacia cualquier punto de la instalación. Pueden llegar a empalmes, terminales, transformadores de instrumento en los tableros de distribución, devanados de los motores e inclusive a los devanados de los generadores. Esto incrementa la probabilidad deque ocurra una falla dieléctrica.Si se analiza ahora un esquema de potencia como el que se muestra en la Fig. 3.1, donde se tiene un voltaje de generación diferente a los niveles de tensión de distribución y consumo, se observa que los transformadores actúan como un filtro de disturbios.

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La inductancia de los transformadores representa una impedancia alta para las señales de alta frecuencia, por lo que una descarga atmosférica que incida en la línea aérea de distribución o un transitorio por maniobra en los cables de energía, ya no se propaga hacia los generadores y motores.

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En su defecto, un disturbio generado por el arranque de motores ya no se propaga hacia los circuitos de distribución. De acuerdo con lo anterior, un sistema que mantiene sus subsistemas de generación, distribución y consumo aislados con transformadores, tiene menos probabilidades de falla por sobre voltajes transitorios que un esquema que genera, distribuye y consume al mismo nivel de tensión.

4.- Conexión del neutro de la fuente a tierra. Para limitar la corriente de corto circuito de fase a tierra, se utilizan varios métodos entre los cuales son: aterrizamiento con baja resistencia, aterrizamiento con alta resistencia y a través de un transformador en conexión zig-zag. El más común utilizado en una planta industrial, donde las cargas son conectadas directamente al Bus de distribución es el aterrizamiento con baja resistencia. La resistencia de puesta a tierra para tensiones de operación hasta 13.8 kV es del orden de 13 Ω. La corriente de falla a tierra es limitada prácticamente por la resistencia a tierra, por lo que para este valor de resistencia la corriente de falla será de 615 A.

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Cuando se tienen varias fuentes de potencia, por ejemplo dos o más generadores y una acometida externa con transformadores en paralelo, se presentan dificultades de coordinación y selectividad de las protecciones cuando se tienen más de dos neutros conectados a tierra. Es una práctica común en algunas plantas industriales, utilizar un Bus de puesta a tierra y aterrizando un solo neutro de las fuentes. Los otros neutros permanecen flotados. En teoría el método es adecuado ya que la coordinación de protecciones es más simple, efectuándose en forma radial. Uno de los graves problemas que puede presentarse utilizando el método de aterrizar una sola fuente, es debido a que en caso de alguna falla la fuente aterrizada puede salir de servicio por la operación del interruptor principal. En estas condiciones el sistema queda flotado momentáneamente, lo que puede provocar sobre tensiones transitorias de gran magnitud del orden de hasta seis veces la tensión a tierra. Para evitar este tipo de riesgos de operación, se deben mantener como mínimo dos puntos aterrizados de las fuentes.

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Los transformadores de potencia de la acometida externa, pueden aterrizarse con una resistencia a tierra común a los dos neutros. Los neutros de los generadores se pueden conectar en la misma forma. Esta configuración permite mejorar la selectividad de las protecciones a tierra. Se pueden utilizar protecciones a tierra direccionales para evitar operar incorrectamente los interruptores. La literatura especializada [2, 3 y 4], indica que cuando se tienen dos fuentes de alimentación conectadas a un solo sistema, las dos fuentes se deben operar con su neutro aterrizado, que para este caso se utiliza el aterrizamiento con baja resistencia.

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5.- Conclusiones. La configuración de la distribución del sistema eléctrico repercute en gran manera en la confiabilidad de la operación de los equipos. Por lo anterior se observa que para contar con una mejor regulación de voltaje es necesario contar con un cambiador de derivaciones bajo carga en los transformadores de enlace con la red pública y evitar en lo posible el uso de reactores limitadores de corriente de corto circuito, manejando esta situación con un valor apropiado de la impedancia del transformador. Generar transmitir y consumir carga en el mismo nivel de generación trae como consecuencia sobre-tensiones que incrementan el deterioro de los equipos de potencia. Por lo que es necesariomantener el sistema de generación a otro nivel de voltaje diferente al de distribución y consumo. Para evitar sobre-tensiones transitorias debido a que el sistema eléctrico de potencia quede flotado, se deben mantener como mínimo dos puntos aterrizados de las fuentes de generación o transformadores de enlace con la red pública. Los transformadores de potencia de la acometida externa, pueden aterrizarse con una resistencia a tierra común a los dos neutros. Los neutros de los generadores se pueden conectar en la misma forma.

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IV.- MantenimientoLa labor del departamento de mantenimiento, está relacionada muy estrechamente en la prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenascondiciones, la maquinaria y herramientas, equipo de trabajo, locual permite un mejor desenvolvimiento y seguridad evitando en parte riesgos en el área laboral.

Características del Personal de MantenimientoEl personal que labora en el departamento de mantenimiento, se ha formado una imagen, como una persona tosca, uniforme sucio, lleno de grasa, mal hablado, lo cual ha traído como consecuencia problemas en la comunicación entre las áreas operativas y este departamento y un más concepto de la imagen generando poca confianza.

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Breve Historia de la Organización del MantenimientoLa necesidad de organizar adecuadamente el servicio de mantenimiento con la introducción de programas de mantenimiento preventivo y el control del mantenimiento correctivo hace ya varias décadas en base, fundamentalmente, al objetivo de optimizar la disponibilidad de los equipos productores.

Posteriormente, la necesidad de minimizar los costos propios de mantenimiento acentúa esta necesidad de organización mediante la introducción de controles adecuados de costos.Más recientemente, la exigencia a que la industria está sometida de optimizar todos sus aspectos, tanto de costos, como de calidad, como de cambio rápido de producto, conduce a la necesidad de analizar de forma sistemática las mejoras que pueden ser introducidas en la gestión, tanto técnica como económica del mantenimiento. Es la filosofía de la tero tecnología. Todo ello ha llevado a la necesidad de manejar desde el mantenimiento una gran cantidad de información.

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Objetivos del Mantenimiento

El diseño e implementación de cualquier sistema organizativo y su posterior informatización debe siempre tener presente que está al servicio de unos determinados objetivos. Cualquier sofisticación del sistema debe ser contemplada con gran prudencia en evitar, precisamente, de que se enmascaren dichos objetivos o se dificulte su consecución.

En el caso del mantenimiento su organización e información debe estar encaminada a la permanente consecución de los siguientes objetivos :

- Optimización de la disponibilidad del equipo productivo.- Disminución de los costos de mantenimiento.- Optimización de los recursos humanos.- Maximización de la vida de la máquina.

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Criterios de la Gestión del Mantenimiento

Sistema Integral de Gestión de Mantenimiento

Información técnica de

mantenimiento

Información sistema

mantenimiento correctivo

Informaciónsistema

preventivopredictivo

Información sistema de

parada programada

Información seguimiento y control gestión mantenimiento

Otras aplicaciones informáticas

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MantenimientoEs un servicio que agrupa una serie de actividades cuya ejecución permite alcanzar un mayor grado de confiabilidad en los equipos,máquinas, construcciones civiles, instalaciones.

Objetivos del Mantenimiento- Evitar, reducir, y en su caso, reparar, las fallas sobre los bienes

precitados.- Disminuir la gravedad de las fallas que no se lleguen a evitar.- Evitar detenciones inútiles o para de máquinas.- Evitar accidentes.- Evitar incidentes y aumentar la seguridad para las personas.- Conservar los bienes productivos en condiciones seguras y

preestablecidas de operación.- Balancear el costo de mantenimiento con el correspondiente al

lucro cesante.- Alcanzar o prolongar la vida útil de los bienes.

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El mantenimiento adecuado, tiende a prolongar la vida útil de los bienes, a obtener un rendimiento aceptable de los mismos durantemás tiempo y a reducir el número de fallas.Decimos que algo falla cuando deja de brindarnos el servicio quedebía darnos o cuando aparecen efectos indeseables, según las especificaciones de diseño con las que fue construido o instalado el bien en cuestión.

Clasificación de las Fallas

FALLAS

Tempranas Adultas Tardías

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Fallas TempranasOcurren al principio de la vida útil y constituyen un porcentaje pequeño del total de fallas. Pueden ser causadas por problemas de materiales, de diseño o de montaje.

Fallas adultasSon las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Son derivadas de las condiciones de operación y se presentan más lentamente que las anteriores (suciedad en un filtro de aire, cambios de rodamientos de una máquina, etc.).

Fallas tardíasRepresentan una pequeña fracción de las fallas totales, aparecen en forma lenta y ocurren en la etapa final de la vida del bien (envejecimiento de la aislación de un pequeño motor eléctrico, perdida de flujo luminoso de una lámpara, etc.)

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Tipos de Mantenimiento

Mantenimiento

Usuario Correctivo Preventivo Predictivo Productivo total

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a.- Mantenimiento para UsuarioEn este tipo de mantenimiento se responsabiliza del primer nivel de mantenimiento a los propios operarios de máquinas.Es trabajo del departamento de mantenimiento delimitar hasta donde se debe formar y orientar al personal, para que las intervenciones efectuadas por ellos sean eficaces.

b.- Mantenimiento CorrectivoEs aquel que se ocupa de la reparación una vez se ha producido el fallo y el paro súbito de la máquina o instalación. Dentro de este tipo de mantenimiento podríamos contemplar dos tipos de enfoques:

Mantenimiento paliativo o de campo (de arreglo)Este se encarga de la reposición del funcionamiento, aunque no quede eliminada la fuente que provoco la falla.

Mantenimiento curativo (de reparación) Este se encarga de la reparación propiamente pero eliminando las causas que han producido la falla.

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Suelen tener un almacén de recambio, sin control, de algunas cosas hay demasiado y de otras quizás de más influencia no hay piezas, por lo tanto es caro y con un alto riesgo de falla.Mientras se prioriza la reparación sobre la gestión, no se puede prever, analizar, planificar, controlar, rebajar costos.

ConclusionesLa principal función de una gestión adecuada del mantenimiento consiste en rebajar el correctivo hasta el nivel óptimo de rentabilidad para la empresa.El correctivo no se puede eliminar en su totalidad por lo tanto una gestión correcta extraerá conclusiones de cada parada e intentarárealizar la reparación de manera definitiva ya sea en el mismo momento o programado un paro, para que esa falla no se repita.Es importante tener en cuenta en el análisis de la política de mantenimiento a implementar, que en algunas máquinas o instalaciones el correctivo será el sistema más rentable.

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HistoriaA finales del siglo XVIII y comienzo del siglo XIXI durante la revolución industrial, con las primeras máquinas se iniciaron los trabajos de reparación, el inicio de los conceptos de competitividad de costos, planteo en las grandes empresas, las primeras preocupaciones hacia las fallas o paro que se producían en la producción. Hacia los años 20 ya aparecen las primeras estadísticas sobre tasas de falla en motores y equipos de aviación.

Ventajas- Si el equipo esta preparado la intervención en el fallo es rápida y la reposición en la mayoría de los casos será con el mínimo tiempo.- No se necesita una infraestructura excesiva, un grupo de operarios competentes será suficiente, por lo tanto el costo de mano de obra será mínimo, será más prioritaria la experiencia y la pericia de los operarios, que la capacidad de análisis o de estudio del tipo de problema que se produzca.

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- Es rentable en equipos que no intervienen de manera instantánea en la producción, donde la implantación de otro sistema resultaría poco económico.

Desventajas- Se producen paradas y daños imprevisibles en la producción que afectan a la planificación de manera incontrolada.- Se suele producir una baja calidad en las reparaciones debido a la rapidez en la intervención, y a la prioridad de reponer antes que reparar definitivamente, por lo que produce un hábito a trabajar defectuosamente, sensación de insatisfacción e impotencia, ya que este tipo de intervenciones a menudo generan otras al cabo del tiempo por mala reparación por lo tanto será muy difícil romper con esta inercia.

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V.- Mantenimiento PreventivoEste tipo de mantenimiento surge de la necesidad de rebajar el correctivo y todo lo que representa. Pretende reducir la reparación mediante una rutina de inspecciones periódicas y la renovación de los elementos dañados.

Historia:Durante la segunda guerra mundial, el mantenimiento tiene un desarrollo importante debido a las aplicaciones militares, en esta evolución el mantenimiento preventivo consiste en la inspección de los aviones antes de cada vuelo y en el cambio de algunos componentes en función del número de horas de funcionamiento.

Características:Básicamente consiste en programar revisiones de los equipos, apoyándose en el conocimiento de la máquina en base a la experiencia y los históricos obtenidos de las mismas. Se confecciona un plan de mantenimiento para cada máquina, donde se realizaran las acciones necesarias, engrasan, cambian correas, desmontaje, limpieza, etc.

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Ventajas:- Se hace correctamente, exige un conocimiento de las máquinas y un tratamiento de los históricos que ayudará en gran medida a controlar la maquinaria e instalaciones.- El cuidado periódico conlleva un estudio óptimo de conservación con la que es indispensable una aplicación eficaz para contribuir a un correcto sistema de calidad y mejoras.- Reducción del correctivo representará una reducción de costos de producción y un aumento de la disponibilidad, esto posibilita una planificación de los trabajos del departamento de mantenimiento, así como una previsión de los recambios o medios necesarios.- Se concreta de mutuo acuerdo el mejor momento para realizar el paro de las instalaciones con producción.

Desventajas:- Representa una inversión inicial en infraestructura y mano de obra. El desarrollo de planes de mantenimiento se debe realizar por técnicos especializados.- Si no se hace un correcto análisis del nivel de mantenimiento preventivo, se puede sobrecargar el costo de mantenimiento sin mejoras sustanciales en la disponibilidad.

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- Los trabajos rutinarios cuando se prolongan en el tiempo produce falta de motivación en el personal, por lo que se deberán crear sistemas imaginativos para convertir un trabajo repetitivo en untrabajo que genere satisfacción y compromiso, la implicación de los operarios de preventivo es indispensable para el éxito del plan.

V.- Mantenimiento PredictivoEste tipo de mantenimiento se basa en predecir la falla antes de que esta se produzca. Se trata de conseguir adelantarse a la falla o al momento en que el equipo o elemento deja de trabajar en sus condiciones óptimas. Para conseguir esto se utilizan herramientas y técnicas de monitores de parámetros físicos.HistoriaDurante los años 60 se inician técnicas de verificación mecánica a través del análisis de vibraciones y ruidos si los primeros equipos analizadores de espectro de vibraciones mediante la FFT (Transformada rápida de Fourier), fueron creados por Bruel Kjaer.

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Ventajas- La intervención en el equipo o cambio de un elemento.- Nos obliga a dominar el proceso y a tener unos datos técnicos, que nos comprometerá con un método científico de trabajo riguroso y objetivo.

Desventajas- La implantación de un sistema de este tipo requiere una inversión inicial importante, los equipos y los analizadores de vibraciones tienen un costo elevado. De la misma manera se debe destinar un personal a realizar la lectura periódica de datos.- Se debe tener un personal que sea capaz de interpretar los datosque generan los equipos y tomar conclusiones en base a ellos, trabajo que requiere un conocimiento técnico elevado de la aplicación.- Por todo ello la implantación de este sistema se justifica en máquina o instalaciones donde los paros intempestivos ocasionan grandes pérdidas, donde las paradas innecesarias ocasionen grandes costos.

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VI.- Mantenimiento Productivo Total (T.P.M.)Mantenimiento productivo total es la traducción de TPM (Total Productive Maintenance). El TPM es el sistema Japonés de mantenimiento industrial la letra M representa acciones de MANAGEMENT y Mantenimiento. Es un enfoque de realizar actividades de dirección y transformación de empresa. La letra P está vinculada a la palabra “Productivo” o “Productividad” de equipos pero hemos considerado que se puede asociar a un término con una visión más amplia como “Perfeccionamiento” la letra T de la palabra “Total” se interpreta como “Todas las actividades que realizan todas las personas que trabajan en la empresa”.

DefiniciónEs un sistema de organización donde la responsabilidad no recae sólo en el departamento de mantenimiento sino en toda la estructura de la empresa “El buen funcionamiento de las máquinas o instalaciones depende y es responsabilidad de todos”.

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ObjetivoEl sistema esta orientado a lograr:- Cero accidentes- Cero defectos.- Cero fallas.

HistoriaEste sistema nace en Japón, fue desarrollado por primera vez en 1969 en la empresa japonesa Nippondenso del grupo Toyota y de extiende por Japón durante los 70, se inicia su implementación fuera de Japón a partir de los 80.

Ventajas - Al integrar a toda la organización en los trabajos de mantenimiento se consigue un resultado final más enriquecido y participativo.- El concepto está unido con la idea de calidad total y mejora continua.

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Desventajas- Se requiere un cambio de cultura general, para que tenga éxito este cambio, no puede ser introducido por imposición, requiere el convencimiento por parte de todos los componentes de la organización de que es un beneficio para todos.- La inversión en formación y cambios generales en la organización es costosa. El proceso de implementación requiere de varios años.

Conceptos Generales de Solución de Problemas

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Método Implementación Gestión Mantenimiento

Análisis situación actual↓

Definir política de mantenimiento↓

Establecer y definir grupo piloto para realización de pruebas↓

Recopilar y ordenar datos grupo piloto↓

Procesar información↓

Analizar resultados↓

Readaptación del sistema mejora continua↓

Ampliar gestión o más grupos

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Ejemplo de un Organigrama del Departamento de Mantenimiento

Jefe de DepartamentoMantenimiento

Supervisor Electromecánico

Supervisor de Obras Civiles

Electricidad Sección

Refrigeración Mecánica Plomería Carpintería Pintura Albañilería

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VII.- Gerencia de Infraestructura y MantenimientoSe encarga de llevar el control sistemático de todas las operaciones realizadas por el personal directo del departamento encargado del funcionamiento a cabalidad del Hospital Central del ejemplo anterior.

Mantenimiento de InfraestructuraEste departamento tiene como finalidad primordial supervisar, coordinar y cumplir a cabalidad con todas las necesidades que sepresenten en el Hospital Central existe actualmente ciertas áreas fundamentales para realizar todas las actividades que junto al personal y al jefe de mantenimiento ejecutan un buen trabajo, las áreas son: Pintura, Mecánica, Herrería, Carpintería, Refrigeración, Electricidad, Albañilería y Plomería.

ElectromedicinaDepartamento que se encarga de las reparaciones de los equipos médicos y quirúrgicos.

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VIII.- ConclusionesEl mantenimiento de equipos, infraestructuras, herramientas, maquinaria, etc. representa una inversión que a mediano y largo plazo acarreará ganancias no sólo para el empresario quien a quien esta inversión se le revertirá en mejoras en su producción, sino también el ahorro que representa tener un trabajadores sanos e índices de accidentalidad bajos.El mantenimiento representa un arma importante en seguridad laboral, ya que un gran porcentaje de accidentes son causados por desperfectos en los equipos que pueden ser prevenidos. También el mantener las áreas y ambientes de trabajo con adecuado orden, limpieza, iluminación, etc. es parte del mantenimiento preventivo de los sitios de trabajo.El mantenimiento no solo debe ser realizado por el departamento encargado de esto. El trabajador debe ser concientizado a mantener en buenas condiciones los equipos, herramientas, maquinarias, esto permitirá mayor responsabilidad del trabajador y prevención de accidentes.

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FIN