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ESTRUCTURACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA UBICADA EN EL CONDOMINIO VILLA
ESPERANZA, MUNICIPIO DE FLANDES, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
RICHARD HERNÁN VARGAS ROJAS
CÓDIGO: 20102074089 MARÍA ALEJANDRA VARGAS ZÁRATE
CÓDIGO: 20122074053
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA
BOGOTÁ D.C 2015
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ESTRUCTURACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA UBICADA EN EL CONDOMINIO VILLA
ESPERANZA, MUNICIPIO DE FLANDES, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
RICHARD HERNÁN VARGAS ROJAS CÓDIGO: 20102074089
MARÍA ALEJANDRA VARGAS ZÁRATE CÓDIGO: 20122074053
Proyecto de grado para optar el
título de Tecnólogo Mecánico
Mauricio González colmenares
Ingeniero Mecánico
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA
BOGOTÁ D.C 2015
3
Dedicamos este proyecto de grado a cada
una de las personas que nos han apoyado
durante nuestro proceso de formación.
4
AGRADECIMIENTOS
Los autores de este proyecto agradecen:
Al Ingeniero y tutor Mauricio González Colmenares por su disposición y
colaboración a la hora de resolver todas las inquietudes y dudas presentadas
durante el proceso de realización.
A todos los miembros de la Universidad Distrital, ya que siempre tuvieron la
disposición al brindar sus conocimientos para poder abordar todos los temas
descritos en este proyecto.
5
CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN 13
2. OBJETIVOS 17 2.1 OBJETIVO GENERAL 17 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 17
3. DESARROLLO 18 3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE 19
AGUA POTABLE 3.1.1 Procesos de tratamiento 21 3.1.1.1 Mezcla rápido 21 3.1.1.2 Floculación 21 3.1.1.3 Sedimentación o decantación 21 3.1.1.4 Filtación 22 3.1.1.5 Desinfección 22 3.2 EQUIPOS 22 3.2.1 Descripción de los equipos pirncipales que hacen parte del 23
proceso de tratamento 3.2.1.1 Boma sumergible para pozo profundo o tipo lapicero 23
3.2.1.2 Planta de tratamiento 23 3.2.1.2.1 Torre de aireación 24 3.2.1.2.2 Tanque de equilibrio 24 3.2.1.2.3 Tanque de químicos 25 3.2.1.3 Bomba centrífuga 25 3.2.1.4 Filtros 26 3.2.1.5 Clorador 26 3.2.1.6 Bomba centrífuga multietapas vertical 26 3.2.1.7 Tanque hidroneumático 27 3.2.2 Hoja de vida de los equipos 27 3.2.3 Codificación de equipos 28
3.2.3.1 Codificación general de los equipos 29 3.3. MANTENIMIENTO 30
3.3.1 Actividades de mantenimiento 31 3.3.1.1 Tipos de mantenimiento 31 3.3.1.2 Clasificación y codificación de las actividades 31 3.3.1.3 Descripción detallada de las principales 34
actividades eléctricas 3.3.1.4 Descripción detallada de las principales 37
actividades mecánicas
6
3.3.1.5 Desarrollo del plan de mantenimiento 40 3.3.1.6 Orden de trabajo 40 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 41
BIBLIOGRAFÍA 42
ANEXOS 43
7
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Codificación de equipos (denominación para XX) 28
Tabla 2. Codificación general de equipos (denominación para YY) 29
Tabla 3. Clasificación de actividades 32
Tabla 4. Codificación de actividades eléctricas 32
Tabla 5. Codificación de actividades mecánicas 32
Tabla 6. Codificación de actividades de lubricación 33
Tabla 7. Descripción actividades eléctricas 34
Tabla 8. Descripción actividades mecánicas 37
Tabla 9. Procedimiento para realizar purga 37
Tabla 10. Procedimiento para realizar purga 37
Tabla 11. Funciones válvula de filtros 38
Tabla 12. Hoja de vida bomba centrífuga 43
Tabla 13. Hoja de vida bomba centrífuga multietapas vertical 1 44
Tabla 14. Hoja de vida bomba centrífuga multietapas vertical 2 45
Tabla 15. Hoja de vida bomba dosificadora electromagnética 46
Tabla 16. Hoja de vida bomba dosificadora 1 47
Tabla 17. Hoja de vida bomba dosificadora 2 48
Tabla 18. Hoja de vida bomba sumergible 49
Tabla 19. Hoja de vida clorador 50
8
Tabla 20. Hoja de vida filtro de antracita 51
Tabla 21. Hoja de vida filtro de carbón activado 52
Tabla 22. Hoja de vida sedimentador 53
Tabla 23. Hoja de vida tablero de control 1 54
Tabla 24. Hoja de vida tablero de control 2 55
Tabla 25. Hoja de vida tanque de almacenamiento 56
Tabla 26. Hoja de vida tanque de equilibrio 57
Tabla 27. Hoja de vida tanque de químicos 58
Tabla 28. Hoja de vida tanque hidroneumático 1 59
Tabla 29. Hoja de vida tanque hidroneumático 2 60
Tabla 30. Hoja de vida tanque hidroneumático 3 61
Tabla 31. Hoja de vida torre de aireación 62
Tabla 32. Plan de mantenimiento preventivo a tanques 63
Tabla 33. Plan de mantenimiento preventivo a tableros de control eléctrico 65
Tabla 34. Plan de mantenimiento preventivo a bombas centrifugas 67 multietapas
Tabla 35. Plan de mantenimiento preventivo a filtros 70
Tabla 36. Plan de mantenimiento preventivo a bombas dosificadoras 71
Tabla 37. Plan de mantenimiento preventivo a bomba centrifuga 73
Tabla 38. Plan de mantenimiento preventivo a sedimentador 76
Tabla 39. Plan de mantenimiento correctivo a bomba sumergible 77
Tabla 40. Plan de mantenimiento correctivo a bombas centrífugas 79 multietapas
9
Tabla 41. Plan de mantenimiento correctivo a bombas dosificadoras 81
Tabla 42. Plan de mantenimiento correctivo a bomba centrífuga 83
Tabla 43. Plan de mantenimiento correctivo a tableros 85
Tabla 44. Orden de trabajo para equipos de la planta de tratamiento 86
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ÍNDICE DE IMÁGENES
Pág.
Imagen 1. Ejemplo diagrama de potabilización 18
Imagen 2. Bomba lapicero 19
Imagen 3. Planta de tratamiento 2LPS 19 Imagen 4. Cuarto de bombas 20 Imagen 5. Diagrama de la planta 20
Imagen 6. Plano hidráulico planta de tratamiento 87
Imagen 7. Ventana principal del programa 88
Imagen 8. Menú desplegable listado de equipos 89
Imagen 9. Ejemplo hoja de vida 89
Imagen 10. Menú desplegable para mantenimientos preventivos 90
Imagen 11. Ejemplo plan de mantenimiento 90
Imagen 12. Menú desplegable para mantenimientos correctivos 91
Imagen 13. Ejemplo guía de mantenimiento 91
Imagen 14. Ejemplo lista general de actividades 92
Imagen 15. Ejemplo descripción de actividades principales 92
Imagen 16. Ejemplo orden de trabajo 93
Imagen 17. Esquema de la planta 93
11
ÍNDICE DE ANEXOS
Pág
ANEXO A - HOJA DE VIDA DE LOS EQUIPOS 43 ANEXO B – PROGRAMA DE MANTENIMIENTO A EQUIPOS 63
ANEXO C – ORDEN DE TRABAJO 86
ANEXO D– PLANO HIDRAÚLICO PLANTA DE TRATAMIENTO 87
ANEXO E– SISTEMATIZAICIÓNE DEL MANTENIMIENTO PARA 88 LA PLANTA
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RESUMEN
En el siguiente documento se plantea la construcción de un plan de mantenimiento
a una planta tratadora de agua potable, para el condominio ubicado en el
municipio de Flandes, departamento del Tolima. Se describen las problemáticas
del agua potable en esta zona del país, se muestran las características de la
planta, el proceso que sigue la planta para llevar a cabo la purificación y se
exponen los principios básicos para efectuar un mantenimiento óptimo, en cuanto
al desarrollo del objetivo principal; se hizo una clasificación alfanumérica de los
equipos, luego se clasificaron las actividades de mantenimiento según su
naturaleza y se les asigno un código, seguido a esto se realizó una breve
descripción de las actividades principales, por otro lado, se crearon las hojas de
vida de cada uno de los equipos; en las cuales se especifican los aspectos
principales (datos técnicos, motor, condiciones de operación), en cuanto al
mantenimiento; se crearon planes de mantenimiento preventivo y guías de
mantenimiento correctivo, los primeros contienen las actividades asignadas según
el equipo, su respectivo código, la persona que realiza la misma y la periodicidad,
las guías contienen: el problema, las posibles fallas que pueden tener los equipos
y algunos pasos que se deben seguir para una pronta solución.
Se realizó la orden de trabajo, la cual es de gran ayuda, debido a que recopila
información precisa acerca de las actividades que se les han aplicado a los
equipos a lo largo del tiempo, de esta forma es más fácil cumplir con los tiempos y
tener en óptimas condiciones la planta.
Por último, se desarrolló un software que tiene como fin sistematizar toda la
información y de esta forma llevar un control y un orden en el mantenimiento de la
planta.
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1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad la escasez de agua es un problema que nos compete a todos,
antes se pensaba que era una dificultad que afectaba a regiones y partes
específicas de nuestro planeta; pero hoy en día afecta de forma directa a cada
individuo. La necesidad de buscar nuevas fuentes hídricas nos lleva a realizar
innumerables estudios para dicho fin; estudios de suelos, recuperación de las
fuentes hídricas, reciclaje del agua, entre otras técnicas e investigaciones; se han
hecho fuertes para la protección y la sostenibilidad del agua.
Económicamente, el hecho de implementar diversos métodos a los comunes tiene
un gran impacto, en este caso se están reduciendo los costos de servicios a una
población determinada y si se implementan más plantas tratadoras en otros
sectores que pueden ser viables para la explotación de este recurso, se estaría
creando una nueva forma de abastecimiento sin depender de acueductos
regionales, no dejando de lado que es un proyecto a pequeña escala y por lo tanto
se tiene un mejor control en cuanto a la calidad del suministro. Es de resaltar que
los costos para mantener en un estado óptimo una planta son relativamente bajos
y se necesita de poco personal, lo anterior si se siguen los pasos adecuados para
evitar cualquier inconveniente futuro.
Como objeto de estudio se tomó una planta de tratamiento de agua subterránea
ubicada en el condominio Villa Esperanza, municipio de Flandes, departamento
del Tolima. Dicho condominio se halla en proceso de construcción y está habitado
en un 30%. Se proyecta que esta planta sea capaz de funcionar al 100%, y logre
sustentar a las 44 casas que hacen parte de este proyecto
14
En el Condominio "Villa Esperanza", se realizó un estudio de suelos donde se
descubrió un yacimiento de agua subterráneo, que luego de pasar por un
tratamiento de alta calidad sería apta para el consumo humano.
Se optó por implementar una planta de tratamiento de agua como medio directo
para obtención de agua potable, y por medio del estudio realizado se determinó
que el lugar poseía una fuente hídrica a 140 metros de profundidad; esta fuente
hídrica tiene la capacidad para abastecer las necesidades de todo el condominio
con un tiempo de vida útil indeterminado según los estudios realizados, como
medio secundario y ya mencionado el condominio cuenta con una red de agua
provista por el acueducto regional, pero sus características para el consumo
humano y para las necesidades básicas no son las indicadas; es un problema muy
común en esta región del país, por eso se utiliza esta red para labores de riego de
plantas, limpieza y oficios varios.
Ambientalmente se tienen varios puntos a favor, debido a que se está haciendo
uso de lo brindado por la naturaleza para nuestro beneficio y no se está afectando
al medio ambiente de forma alguna.
Teniendo en cuenta lo anterior, se ve necesario establecer un programa de
mantenimiento, debido a que el agua debe llegar purificada en su totalidad a cada
una de las casas, si no se realiza un mantenimiento adecuado las consecuencias
las sufrirán los habitantes.
Para llevar a cabo el proyecto se establecieron 4 fases que consisten en: adquirir y
analizar tanto la documentación técnica de la planta de tratamiento de agua
subterránea como la información respecto al tema, seguido a esto se evidenciará
presencialmente el problema que se quiere tratar, como tercer punto se busca
plantear un plan estructurado de mantenimiento; el cual será sistematizado,
finalmente se entregarán los resultados obtenidos y se establecerá dicho plan para
el mejoramiento operativo de la planta tratadora de agua.
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- FASE 1 (Documentación)
Esta será la base del proyecto, pues con ayuda de documentos que tengan
relación con el tema central se puede adquirir el conocimiento necesario para
tratar la problemática, en este caso se recurrió a libros, tesis y escritos que fueron
de gran utilidad para evidenciar las distintas formas que hay para llegar a cumplir
con el objetivo planteado. Por otro lado, fue de gran apoyo el tener el manual de
operación correspondiente a la planta.
- FASE 2 (Evidenciar el problema)
En esta fase se requiere observar presencialmente el funcionamiento de la planta
de tratamiento, verificar su ubicación dentro del condominio y así mismo
evidenciar las posibles falencias que pueda llegar a presentar, se debe tener la
herramienta necesaria para no perder ningún detalle de cada equipo que conforma
el sistema; desde la bomba lapicero (donde empieza el ciclo), y hasta la salida que
es donde se distribuye a cada casa. Con la ayuda del técnico encargado de la
planta, se obtienen datos importantes e información de ayuda con relación al
principio de funcionamiento y lo que se realiza en cuanto a mantenimiento
preventivo.
- FASE 3 (Realización del plan de mantenimiento)
Luego de tener la información correspondiente y ver de cerca el problema, se
plantea el plan de mantenimiento el cual llevará detalladamente la información
correspondiente de cada equipo como lo es: la ficha técnica, hoja de vida de cada
equipo, las guías correspondientes al mantenimiento, en donde se detallarán los
fallos posibles y su respectivo paso a paso para resolver cada uno de estos,
teniendo en cuenta la vida útil de cada componente y su importancia dentro del
sistema. Después de llevar a cabo el plan de mantenimiento en su totalidad, se
prosigue a sistematizar ello en un programa que ayude a la persona encargada de
la planta a realizar correctamente el mantenimiento, esto será una herramienta
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que puede facilitar el control e indicará los tiempos viables en los cuales realizar
una intervención por parte del encargado y así evitar inconvenientes futuros.
- FASE 4 (Resultados y conclusiones)
En esta fase final, se procede a organizar todo lo que se realizó, corrigiendo
posibles errores que se pudieron presentar en el desarrollo del plan y por último se
sacan las conclusiones pertinentes de acuerdo a los objetivos planteados, viendo
así si se logró alcanzar la meta propuesta.
De la correcta planeación del mantenimiento y la adecuada implementación de
dicho proceso, parte el buen funcionamiento de las máquinas y de todos los
componentes que hacen parte de la planta, así mismo el alargamiento de la vida
útil de los mismos; de esta forma se evita cualquier tipo de daño que pueda afectar
a las personas, reduciendo los costos por fallo.
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2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Estructurar un programa de mantenimiento para la planta de tratamiento de
agua ubicada en el condominio Villa Esperanza perteneciente al municipio
de Flandes - Tolima.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar cada uno de los equipos que conforman la planta, verificar el
estado en el cual se encuentran los componentes de la planta y
clasificarlos.
Documentar el material relacionado con cada componente, así como fichas
técnicas, manuales, entre otros, para tener un mejor conocimiento de los
mismos.
Realizar el programa de mantenimiento (mantenimiento preventivo y
correctivo).
Sistematizar el plan de mantenimiento de cada equipo por medio de una
base de datos que mejore el control de la planta de tratamiento.
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3. DESARROLLO
Una planta de tratamiento de agua es una instalación en donde se inicia el ciclo
purificador del agua; dicho líquido puede provenir de fuentes hídricas como lo son:
los ríos, embalses, pozos subterráneos o lluvias. En esta instalación se tienen los
componentes y los químicos necesarios para la producción de agua potable,
donde en una línea de purificación, actúan motobombas para transportar el
líquido, con la intervención de los químicos para quitar impurezas y mejor su
calidad; y ductos y tanques en donde se almacena bajo unos niveles de
purificación estándar, para luego ser transportada a su destino.
Imagen 1. Ejemplo diagrama de potabilización1
En la anterior imagen se visualiza un esquema general de una planta de
tratamiento, allí se ve el proceso básico, desde que se extrae el agua y hasta su
1 Hidrobolivar. (2016). Planta potabilizadora. [Ilustración]. Recuperado de:
http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/sistema-gestion-mantenimiento-planta-tratamiento-agua-potable/sistema-gestion-mantenimiento-planta-tratamiento-agua-potable.shtml
19
distribución, pasando por la mezcla rápida (dosificación de químicos), la
floculación, la sedimentación y los filtros.
3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
El proceso del tratamiento parte desde la bomba lapicero (imagen 1), allí la bomba
extrae el agua del pozo que se encuentra a una profundidad de 140 metros, el
agua es conducida a la planta, la cual se encarga de la mayor parte de la
purificación; en primera instancia el agua tiene contacto con las piedras de carbón
activado, estas atraen impurezas y eliminan olores, seguido a este proceso en el
tanque de equilibrio (imagen 2) se da la dosificación de químicos y el paso a
través del sedimentador para la clarificación del agua, a la salida del tanque de
equilibrio se encuentra una bomba centrífuga, encargada de llevar el agua a los
filtros, estos últimos se encargan de atrapar partículas que pueden ser tóxicas, de
allí el agua es enviada al clorador, el cual dosifica cloro de forma controlada, de
esta forma acaba el proceso de purificación. El agua que sale del clorador es
enviada al tanque de almacenamiento y de allí es extraída mediante unas bombas
centrífugas ubicadas en el cuarto de bombas (imagen 3), por último, pasa a unos
tanques hidroneumáticos, que guardan el agua a presión para su posterior
distribución.
Imagen 2. Bomba lapicero Imagen 3. Planta de tratamiento 2LPS.
20
Imagen 4. Cuarto de bombas
En el siguiente diagrama, tenemos la vista superior de la planta y podemos ver
que el proceso que se sigue va de izquierda a derecha, con inicio en el pozo
(bomba lapicero) y fin en el cuarto de bombas, para su distribución.
Imagen 5. Diagrama de la planta
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3.1.1 Procesos de tratamiento
3.1.1.1 Mezcla rápida
“La zona de mezcla rápida está constituida por una caja de mezcla, donde su
función es la de mezclar rápida y homogéneamente el coagulante
(POLICLORURO DE ALUMINIO O HIPOCLORITO DE SODIO). El coagulante
actúa en el agua desestabilizando las partículas coloidales que dan al agua la
turbiedad y el color; el hipoclorito, actúa como oxidante de hierro y manganeso”2.
3.1.1.2 Floculación
Se fundamenta en la aglomeración de las partículas coloidales, las cuales
aumentan su tamaño y su peso, creando grumos llamados flóculos, este
paso se desarrolla lentamente con el fin de evitar el rompimiento de los
flóculos. El agua que ya está floculada se almacena en una canaleta
superior, pasando por la parte inferior del tanque y luego sigue su camino a
la zona de sedimentación.
3.1.1.3 Sedimentación o Decantación.
La función del sedimentador es la de permitir la decantación, o sea, la
separación de las mezclas heterogéneas, en este caso la separación rápida
de los flóculos. El agua clarificada en el sedimentador asciende hasta llegar a
la zona de módulos de sedimentación acelerada donde los flóculos que
pasaron la primera decantación, se ven disminuidos en su velocidad. En esta
cámara los flóculos caen al fondo por su peso, permitiendo un proceso rápido
de clarificación del agua; seguido a esto el agua por rebose pasa a un tanque
de equilibrio.
2 PROAGUAS. Manual de operación planta de tratamiento de agua potable 2 LPS Flandes:
operaciones unitarias. Bogotá: 2014.
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3.1.1.4. Filtración
La operación básica de los filtros es el paso constante de agua al tanque de
almacenamiento, para poder lograr esto, el líquido debe pasar por una serie de
capas compuestas de diferentes materiales (arena, carbón activado, antracita).
“El sistema de filtración a presión fabricado en polietileno reforzado con fibra de
vidrio, está configurado internamente en la planta, esta contiene arena de varios
tamaños y calidades especiales, y carbón activado; las cuales se encargan de
retener las partículas en suspensión que eventualmente pueda arrastrar el agua
clarificada”3.
3.1.1.5 Desinfección
Su función es la de eliminar las bacterias que se encuentran en el agua; el agua
clarificada proveniente de la filtración es conducida por un sistema de cloración
por medio de una bomba; se aplica cloro tabletas, el agua pasa de forma
constante y entra en contacto con el cloro; se debe realizar una revisión continua
de este, verificando que se esté dosificando de forma constante.
3.2 EQUIPOS
En un principio se identificó cada equipo que hace parte del proceso, evidenciando
que su estado se encontraba en óptimas condiciones; mediante una inspección
visual se detalló que los equipos no presentaban fugas de lubricantes, ni daños
producto de golpes, lo anterior debido a que la instalación es reciente, pues al
momento de realizar la primera visita el día 31/03/2015 la planta llevaba
aproximadamente 3 meses de funcionamiento y es de aclarar que aún su
rendimiento no era del 100% debido a que el condominio todavía se encontraba
en construcción, posteriormente se realizó un registro fotográfico y se tomaron
datos relevantes de cada equipo con ayuda del técnico encargado.
3 PROAGUAS. Manual de operación planta de tratamiento de agua potable 2 LPS Flandes:
operaciones unitarias. Bogotá: 2014.
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3.2.1 Descripción de los equipos principales que hacen parte del proceso de
tratamiento
3.2.1.1 Bomba sumergible para pozo profundo o tipo lapicero
Las bombas sumergibles tienen aplicaciones de uso doméstico, en la
construcción, el sector agrícola y la industria, son usadas en el abastecimiento de
aguas limpias, el llenado de tanques elevados, la recirculación de agua en
piscinas, el riego por aspersión, la extracción de agua de pozos profundos (el cual
es nuestro caso), entre otros.
Este tipo de bombas se fabrican con el fin de brindar una óptima eficiencia durante
periodos de alta demanda. Las Bombas Sumergibles SP ofrecen costos reducidos
de operación durante largo tiempo, lo cual indica una alta eficiencia hidráulica. Las
bombas SP están fabricadas en acero inoxidable, el cual es resistente a la
corrosión, también proporcionan una alta resistencia a la arena y otros abrasivos.
3.2.1.2 Planta de tratamiento
24
Es una estructura metálica en donde se tratan aguas residuales, por medio de un
tratamiento bioquímico se le quitan los contaminantes para purificarla.
En nuestro caso luego de que el agua es extraída a través de la bomba lapicero, el
agua tiene su primer contacto con la torre de aireación en donde se encuentran las
piedras de carbón, luego desciende hasta el tanque de equilibrio en donde se
hace el proceso de dosificación de los químicos a través de las bombas ubicadas
en la caja de control y luego es enviada a los filtros para continuar el proceso.
3.2.1.2.1 Torre de aireación
Se encuentra en la parte superior de la planta, en la aireación debe ponerse
en contacto el agua cruda con el aire, con el propósito de modificar la
concentración de sustancias volátiles contenidas en ella, en las bandejas de
la torre es vertida el agua cruda; generando una caída de bandeja a
bandeja y por ende una aireación y poniendo en contacto al agua con el
carbón coke; el cual se encarga de absorber metales pesados como el
hierro y el magnesio.
3.2.1.2.2 Tanque de equilibrio
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Se ubica en la parte posterior de la planta y es donde se almacena
temporalmente el agua para su posterior envío a las unidades de filtración.
3.2.1.2.3 Tanque de químicos
Este se divide en tres partes: depósito de hipoclorito de sodio; el cual se
encarga de eliminar olores y limpiar el agua, depósito de regulador de PH;
este se encarga de equilibrar el PH debido a las alteraciones producidas por
el hipoclorito de sodio y el floculante; debido a que el agua no es totalmente
transparente, el floculante se encarga de aglutinar las partículas, para que
estas posteriormente pasen al sedimentador.
3.2.1.3 Bomba centrifuga
Es la encargada de extraer el agua del tanque de equilibrio y enviarla a los dos
filtros para continuar el proceso.
26
3.2.1.4 Filtros
Se encargan de remover óxidos, algas y microorganismos en el tratamiento del
agua, siendo este uno de los procesos finales y de gran importancia.
3.2.1.5 Clorador
Los sistemas de cloración dosifican desde bajas concentraciones hasta los niveles
más elevados requeridos en cualquier proceso de manera controlada y uniforme.
El proceso se da de la siguiente forma: el agua ingresa al clorador, entrando en
contacto (en la parte inferior) con las tabletas de cloro que se encuentran
contenidas en cartucheras diseñadas para el correcto funcionamiento del sistema,
luego el agua pasa hasta el tanque de reserva mediante la tubería.
3.2.1.6 Bomba centrífuga multietapas vertical
27
Se encarga de succionar el agua del taque de reserva, aumentando su presión,
para su posterior envío.
3.2.1.7 Tanque hidroneumático
Se encarga de guardar agua a presión, estabilizando el sistema, por lo tanto, entre
más grande sea el tanque, más agua se tendrá almacenada y por ende la bomba
que suministra el fluido tendrá que encender una menor cantidad de veces,
logrando así un menor desgaste en el motor.
3.2.2 Hoja de vida de los equipos
En la hoja de vida se recopilan los aspectos más importantes de cada equipo,
teniendo en cuenta datos técnicos y condiciones de operación, adicional a esto en
la misma se incluye una tabla de registros, para evitar repetir tareas de
mantenimiento a lo largo de su operación, cabe aclarar que en algunos equipos se
llevan registros de inspección y observación, no como tal un mantenimiento,
debido a que las intervenciones que se les puede hacer son mínimas.
28
3.2.3 Codificación de equipos
Su principal objetivo es tener una clasificación interna de los equipos, la cual
comprende una caracterización alfa-numérica dando así un control específico a
toda la maquinaria.
La caracterización es la siguiente
XX YY
Tal información se recopila de la siguiente forma:
XX Nombre principal de equipo
YY Consecutivo del equipo
Denominación para XX:
Tabla 1. Codificación de equipos (denominación para XX)
CÓDIGO ASIGNADO
NOMBRE PRINCIPAL DEL EQUIPO
BC Bomba centrífuga
BM Bomba centrífuga multietapas vertical
BE Bomba dosificadora electromagnética
BD Bomba dosificadora (optima)
BS Bomba sumergible tipo lápiz
CL Clorador
FC Filtro de carbón activado
FA Filtro de antracita
SE Sedimentador
TC Tablero control eléctrico
TQ Tanque de químicos
TE Tanque de equilibrio
TR Tanque de almacenamiento
TH Tanque Hidroneumático
TA Torre de aireación
Denominación para YY:
Está dada por valores consecutivos de manera numérica en valores comprendidos
de 01-99.
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3.2.3.1 Codificación general de los equipos
Tabla 2. Codificación general de equipos (denominación para YY)
ASIGNACIÓN EQUIPO MARCA OBSERVACIONES
BC 01 Bomba centrífuga Siemens
BM 01 Bomba centrífuga multietapas vertical Altamira
BM 02 Bomba centrífuga multietapas vertical Altamira
BE 01 Bomba dosificadora electromagnética Seko
BD 01 Bomba dosificadora (optima) Astralpool
BD 02 Bomba dosificadora (optima) Astralpool
BS 01 Bomba sumergible tipo lápiz Barnes
No aplica mantenimiento preventivo
CL 01 Clorador Provitab No aplica ningún tipo de mantenimiento
FA 01 Filtro de antracita Proaguas No aplica mantenimiento correctivo
FC 01 Filtro de carbón activado Proaguas No aplica mantenimiento correctivo
SE 01 Sedimentador Proaguas No aplica mantenimiento correctivo
TC 01 Tablero control eléctrico Siemens
TC 02 Tablero control eléctrico Siemens
TR 01 Tanque de almacenamiento N/A
No aplica mantenimiento correctivo
TE 01 Tanque de equilibrio Proaguas No aplica mantenimiento correctivo
TQ 01 Tanque de químicos Proaguas No aplica mantenimiento correctivo
TH 01 Tanque Hidroneumático Proaguas No aplica ningún tipo de mantenimiento
TH 02 Tanque Hidroneumático Proaguas No aplica ningún tipo de mantenimiento
TH 03 Tanque hidroneumático Proaguas No aplica ningún tipo de mantenimiento
TA 01 Torre de aireación Proaguas No aplica ningún tipo de mantenimiento
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3.3 MANTENIMIENTO
El mantenimiento es la combinación de actividades mediante las cuales una
máquina, un equipo, o un sistema se mantiene en, o se restablece a, un estado en
el que puede realizar las funciones designadas. El mantenimiento es un factor muy
importante en la eficacia dentro de una organización o una empresa para mejorar
sus estándares de competencia y de calidad.
Luego de realizar la visita a la planta de tratamiento, se implementó un plan de
mantenimiento preventivo y se establecieron unas guías de mantenimiento
correctivo, descartando el mantenimiento predictivo debido a los costos que
representa y teniendo en cuenta que la población a la que atiende la planta es
reducida, por ende, implementando un mantenimiento preventivo se puede tener
en óptimo funcionamiento el sistema, las guías de mantenimiento correctivo
establecen algunas fallas posibles que podría tener el sistema en caso de que
deje de funcionar, así como también una solución.
El mantenimiento preventivo se realiza de forma tal que los tiempos muertos sean
lo más cortos posible, para tener un completo funcionamiento de la planta,
teniendo en cuenta que esta no puede dejar de funcionar en su totalidad, se
podría decir que debe existir una relación entre producción y tiempos muertos, las
rutinas se crearon de manera tal que la vida útil de los equipos se prolongara por
más tiempo con respecto a equipos en los que solo se realizan cambios al ser
sometidos a mantenimiento correctivo, pues lo anterior provoca que los costos
sean más elevados.
Para crear el plan de mantenimiento se tuvo como base los manuales de
operación que proveía la planta, además de esto se realizó una búsqueda de
información en catálogos, artículos, proyectos similares, entre otros, se hizo
contacto con los proveedores para tener un conocimiento más amplio de los
equipos y su funcionamiento, también se hizo una búsqueda exhaustiva en
internet con el fin de implementar unas actividades de mantenimiento adecuadas
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para que los equipos permanezcan en buen estado, teniendo en cuenta que lo
ideal es no hacer uso de las guías de mantenimiento correctivo.
3.3.1 Actividades de mantenimiento
La descripción de las actividades de mantenimiento tiene el fin de proporcionar un
conocimiento acerca de las operaciones que se deben realizar a los equipos de la
planta para mantener su estado o corregir alguna falla.
Para designar las actividades se hizo uso de manuales de servicio e información
específica de los elementos de cada equipo.
3.3.1.1 Tipos de mantenimiento
En la planta de tratamiento ubicada en el condominio Villa Esperanza se hizo
necesario realizar el plan con dos tipos de mantenimiento, los cuales son
preventivo y correctivo, el mantenimiento predictivo no se tuvo en cuenta debido a
que se hace indispensable tener equipos especializados en realizar diagnósticos
como: termografías, análisis de vibraciones, etc.
Los mantenimientos se identificaron de la siguiente manera:
Mantenimiento preventivo: PRE
Mantenimiento correctivo: COR
3.3.1.2 Clasificación y codificación de las actividades
Se realizó una clasificación de actividades de acuerdo a los componentes que
hacen parte de la planta; los grupos y la nomenclatura serán los siguientes:
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Tabla 3. Clasificación de actividades
GRUPO O NATURALEZA NOMENCLATURA
Eléctrico EL
Mecánico ME
Lubricación LU
Tabla 4. Codificación de actividades eléctricas
ELÉCTRICAS
ACTIVIDAD CÓDIGO
Ajuste de tornillería y conexiones EL01
Cambiar rodamientos EL02
Eliminar polvo de rejillas de ventilación EL03
Limpiar regleta de bornes EL04
Limpieza de componentes eléctricos EL05
Medición de la resistencia de aislamiento en interruptores electromagnéticos
EL06
Realizar limpieza general EL07
Revisar conexiones, cables e interruptores EL08
Verificar amperaje EL09
Verificar elementos térmicos EL10
Verificar funcionamiento de contactores EL11
Verificar que no hayan piezas flojas EL12
Verificar voltaje EL13
Tabla 5. Codificación de actividades mecánicas
MECÁNICAS
ACTIVIDAD CÓDIGO
Ajuste general de tornillería ME01
Lavado interior y rebarnizado ME02
Observar el estado de las paredes ME03
Observar el fondo del tanque ME04
Pintar ME05
Purgar el filtro ME06
Purgar el sedimentador ME07
Raspar módulos del sedimentador ME08
Realizar lavado de los filtrantes ME09
Realizar limpieza de escaleras, barandas y superficies ME10
Realizar limpieza de líneas de succión y descarga ME11
Realizar lavado general ME12
Reponer suministros (arena, grava, antracita o carbón) ME13
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Retirar partículas contaminantes ME14
Revisar caja o cuerpo ME15
Revisar impulsor ME16
Realizar cambio de sellos mecánicos ME17
Revisar que no existan fugas en empaques ME18
Revisar tapas de protección ME19
Revisar y limpiar válvulas ME20
Verificar alineación del eje ME21
Verificar estado físico del eje ME22
Tabla 6. Codificación de actividades de lubricación
LUBRICACIÓN
ACTIVIDAD CÓDIGO
Lubricar acople motor – bomba LU01
Lubricación de rodamientos LU02
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3.3.1.3 Descripción detallada de las principales actividades eléctricas
Tabla 7. Descripción actividades eléctricas
DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES ELÉCTRICAS
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
EL02
1. Quitar las carcasas, con el fin de dejar únicamente el motor. 2. Con ayuda de unos alicates de punta redondeada quitar la arandela de presión que sostiene el ventilador. 3. Extraer el ventilador. 4. Quitar la cuña del eje. 5. Golpear cuidadosamente el eje para soltar la tapa. 6. Extraer el estator junto con el eje. 7. Extraer la arandela de la tapa. 8. Separar la tapa del rodamiento y el eje. 9. Quitar los rodamientos con ayuda de un extractor. 10. Con ayuda de una prensa vertical, se procede a colocar los nuevos rodamientos. 11. Ajustar el estator y el eje al conjunto, colocar la cuña, poner el ventilador, la arandela, y por último ajustar las carcasas.
EL04
1. Suspender suministro eléctrico. 2. Aplicar limpiador de partes eléctricas y eliminar óxido existente en cables y terminales. 3. Aplicar desengrasante en la caja de la regleta de bornes. 4. Aplicar anticorrosivo para evitar pérdidas de corriente. 5. Conectar de nuevo los cables, teniendo en cuenta el orden inicial. 6. Dar suministro eléctrico al sistema.
EL05
Suspender suministro eléctrico y aplicar un limpiador especial para partes eléctricas.
EL06
Siendo un motor trifásico se cuenta con 3 bobinas o 3 embobinados, entonces en la regleta se podrá observar las terminales de cada uno, se procede a utilizar el multímetro y colocarlo en la función de Ohmios, se pone la terminal positiva del multímetro sobre la terminal de la regleta y el cable positivo sobre 1 de los 3 cables de ingreso de corriente. Se verificará para cada entrada (3), la conexión con cada terminal del embobinado (3). Debe dar una resistencia de 2 a 4 Ohmios. La segunda prueba será revisar la pérdida de corriente, revisando con respecto a cada terminal de la bobina y el polo a tierra o masa la diferencia de ohmios perdidos. Con el multímetro en función de continuidad se procede a colocar el cable positivo sobre la terminal de
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cada bobina y el cable negativo sobre el chasis o estructura, para comprobar que no exista continuidad y de esta forma descartar la pérdida de corriente. NOTA: antes de realizar cualquier medición deberá suspenderse el suministro eléctrico.
EL08
Verificar visualmente el estado de cada cable que entre al tablero o al control de mando; se debe verificar que las conexiones estén aisladas. Las anomalías en los cables se presentan por lo general por una mala instalación del técnico encargado, o por la humedad que exista en el lugar de la instalación. Al abrir el tablero de control se debe verificar el estado de: * Interruptor controlador de potencia: este interruptor corta el paso de corriente al sistema y cumple con la función de limitar y nivelar la potencia de entrada al sistema. El voltaje nominal debe ser inferior a los 220v y el amperaje correcto debe ser de 50A AC. * Interruptor general automático: este interruptor está ubicado después del interruptor controlador de potencia, su amperaje correcto debe ser de 25A AC. * Interruptor diferencial: este mide la posible diferencia entre la corriente de entrada y de salida, este se dispara automáticamente si esta diferencia es mayor a 30mA en AC, cortando el paso de la corriente. Se utiliza para proteger la vida del técnico o el operario a la hora de verificar el estado del cableado, interruptores, y relés del sistema de mando. Se deben revisar los contactos de entrada y de salida asimismo como su ajuste
El09
Se mide con ayuda de unas pinzas amperimétricas, las cuales se colocan sobre cada cable de alimentación de corriente, con la función en “Amperios” y debe arrojar mínimo 25A.
EL10
Relés térmicos: encargados de evitar daños en las motobombas, deben cerrar el circuito en caso de sobrecarga del sistema, se deben revisar los contactos y las terminales de entrada, asimismo que estén cumpliendo su función de cerrar el sistema por medio de un salto eléctrico (prueba sonora, contactor que abre el circuito de potencia).
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Fusibles: los fusibles no deben estar oxidados, y el interior del casquillo debe estar intacto y sin ninguna anomalía física. Los fusibles deben tener capacidad nominal de 30A en caso que sea necesario reemplazarlo por uno nuevo.
EL11
Verificar que los contactores no estén abiertos y que se mantengan en su posición.
EL13
Se mide con el multímetro, el cable positivo irá conectado a una fuente de suministro y el cable negativo a la otra línea de suministro, en la función “Voltios” y aquí deberá arrojar 220V.
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3.3.1.4 Descripción detallada de las principales actividades mecánicas
Tabla 8. Descripción actividades mecánicas
DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES MECÁNICAS
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
ME03
En caso de que se haya formado una película de color verde, se debe retirar manualmente mediante el cepillado.
ME04
Se debe verificar que no existan elementos contaminantes, en caso de que haya, estos deberán ser retirados.
ME06
Tabla 9. Procedimiento para realizar la purga
DESCRIPCIÓN VÁLVULA POSICIÓN
Se debe abrir solamente para la evacuación del agua retenida por el medio filtrante, esta se dirige al desagüe hasta obtener una coloración clara.
4
Abierta
ME07
Tabla 10. Procedimiento para realizar la purga
DESCRIPCIÓN VÁLVULA POSICIÓN
Se debe abrir solamente para la evacuación de lodos, los cuales son dirigidos hacia el desagüe hasta que se obtenga una coloración clara.
3
Abierta
ME08
La acumulación de lodos es muy común en los módulos del sedimentador, por lo tanto, es importante que todos los días el operador impulse los lodos hacia abajo, cepillando el sedimentador. NOTA: Se debe tener cuidado de no agitar excesivamente el agua, porque esto podría hacer perder el efecto de clarificación.
Debido a que los filtros son auto lavables, este tiene una válvula manual de 3 posiciones que tiene las siguientes funciones:
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ME09
Tabla 11. Funciones de la válvula del filtro
FUNCIONES
INDICADOR
DE VÁLVULA
POSICIÓN DE LOS REGISTROS
ABIERTOS CERRADOS
FILTRADO
Filter
1 y 3
2
ENJUAGUE
Rinse
1 y 3
2
RETROLAVADO
Backwash
1 y 3
2
Para hacer el lavado de los lechos filtrantes se deben seguir los siguientes pasos:
1. Lavado
2. Retrolavado
3. Filtración
Las primeras dos funciones tienen una duración de 2 a 3 minutos y luego se hace el paso 3. NOTA: El dosificador de cloro debe permanecer siempre con cloro y los pasos se deben hacer filtro por filtro.
ME13
1. Se debe retirar toda el agua del filtro, por medio del desagüe. 2. Se procede a retirar los suministros, ya sea el carbón, la arena o la antracita, lo cual se puede realizar con ayuda de una aspiradora industrial. 3. Se lava el filtro, verificando que no queden restos de los suministros. 4. Se procede a introducir los suministros nuevos en el filtro, es de aclarar que la arena usada es especial para estos procedimientos.
ME14
Para que el sedimentador esté en óptimas condiciones debe presentar un efluente claro y el lodo debe visualizarse de 40 a 90 cm por debajo de la superficie del agua, en caso de que existan partículas flotando debajo de la superficie deben retirarse por medio del desagua, si se presentan problemas debido a la acumulación de grasa en exceso, está se debe retirar manualmente.
ME15 Se debe verificar que el conjunto este en perfecto estado, libre de
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fisuras y ajustar en caso de ser necesario.
ME16 El impulsor debe estar paralelo al eje, de no ser así se debe alinear de tal forma que se corrijan los alabeos presentados.
ME17
NOTA: Solo cambiar los sellos si se encuentran en mal estado y seguir el siguiente procedimiento: “1. Retirar tuercas y tornillos que fijan la tapa al conjunto. 2. Aflojar el tornillo que fija al impulsor. 3. Retirar el impulsor con apoyo de un extractor. 4. Extraer el sello mecánico (parte de grafito). 5. Retirar tornillos que fijan la parte posterior de la carcasa. 6. Retirar la parte posterior de la carcasa. 7. Extraer sello mecánico (parte cerámica) 8. Limpiar la parte en donde se aloja el sello. 9. Asegurarse que la cara cerámica del sello nuevo esté limpia. 10. Colocar sello con ayuda de lubricante sin solvente. 11. Colocar la parte posterior de carcasa al motor y ajustar tornillos. 12. Asegurarse que la cara de grafito del sello nuevo esté limpia. 13. Instalar sello de grafito en el eje, con ayuda de lubricante sin solvente. 14. Colocar impulsor. 15. Colocar tornillo que fija al impulsor. 16. Colocar tapa y fijas tornillería.”4
ME19 Las tapas de protección deben estar bien ajustadas y libres de fisuras.
ME21
1. Colocar el motor sobre una superficie que no tenga desnivel. 2. Ubicar el comparador de caratulas de tal forma que pueda realizarse correctamente la prueba. 3. Luego de revisar el estado actual, proceder a realizar la alineación del eje reubicándolo, desde la parte inferior del motor. 4. Fijar el eje al sello mecánico hasta obtener la posición deseada. 5. Realizar de nuevo la prueba para obtener los resultados esperados.
ME22
El eje debe estar libre de rayones y encontrase en perfecto estado, en caso de que el eje esté oxidado, debe retirarse la cuña y luego se debe lijar, seguido a esto se mide el diámetro del eje con un micrómetro y se verifica que tenga máximo una milésima abajo del diámetro de la misma.
4 Bombas mejorada. [Corporativo Mejorada]. (2014, Mayo 7). Tutorial de mantenimiento de bombas
centrífugas. [Archivo de video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=iiOq0qsTJnM
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3.3.1.5 Desarrollo del plan de mantenimiento
En los planes de mantenimiento, se especifican las actividades a realizar, la
periodicidad y quién ejecuta la actividad; allí encontraremos a un técnico, un
operario y un contratista, para quienes fueron asignadas ciertas actividades de
acuerdo a su complejidad, en cuanto a la periodicidad, los tiempos se estipularon
de acuerdo a la información recopilada, con el fin de evitar fallos.
Para las guías de mantenimiento correctivo se realizó una búsqueda acerca de los
problemas más comunes que presentan este tipo de equipos y se hizo énfasis en
las que ocurren con más frecuencia; los equipos pueden llegar a fallar por diversas
razones; por ejemplo: por no realizar el mantenimiento preventivo en los tiempos
planeados o por fallas ajenas al sistema (ambientales), por tal motivo, en las guías
no se especifican todas estas, pero si serán de ayuda para que quien ejecute el
trabajo sepa cómo actuar.
3.3.1.6 Orden de trabajo
La orden de trabajo lleva un registro general de las actividades y cambios
realizados a determinado equipo, allí podremos saber la naturaleza del
mantenimiento, el tipo de mantenimiento, el tiempo destinado, los repuestos, entre
otros, lo anterior logrará que el control de mantenimiento sea más preciso y que se
haga de manera rigurosa la totalidad de las actividades propuestas, esto también
ayudará a determinar costos y de esta forma se sabrá si el mantenimiento
propuesto ha logrado que el estado de los equipos sea el ideal.
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4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Realizar el mantenimiento preventivo en los equipos de la planta de
tratamiento prolongará su vida útil. Por otro lado, los tiempos muertos serán
menores, al tener rutinas de mantenimiento que satisfagan la operación y el
servicio
A partir de la visita realizada a la planta de tratamiento del condominio Villa
Esperanza se logró una recopilación de las características de cada uno de
los equipos existentes, evidenciando el correcto estado y funcionamiento de
cada uno de ellos; estos fueron identificados por medio de códigos
alfanuméricos.
Se logró estructurar un plan de mantenimiento, (con ayuda de los catálogos
de servicio y operación) que ayudará a llevar un registro sistemático y
organizado, de todas las intervenciones realizadas a los equipos y también
las posibles rutas a seguir en caso de que existan fallas.
Se recomienda hacer uso de la sistematización del mantenimiento realizado
para la planta, con el fin tener un historial, llevando a cabo lo propuesto y
mejorando el rendimiento de los equipos.
A partir de la ejecución y desarrollo del proyecto se pudo evidenciar que en
el condominio no se tiene un registro de un plan de mantenimiento
preventivo, por tal razón se recomienda llevar a cabo la inclusión del plan
de mantenimiento propuesto.
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BIBLIOGRAFÍA
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