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Cámara Mexicana de Id Industrio de la Construcción INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN. ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO A EQUIPOS DE BOMBEO PARA FUENTES DE ABASTECIMIENTO SUBTERRÁNEO ENSAS METROPOLITANO INVESTIGACIÓN QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE MAESTRÍA EN ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN. PRESENTA FRANCISCO JAVIER MEJÍA CAMACHO ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL POR LA SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA CONFORME AL ACUERDO NO. 2014099 DEL 13 DE ABRIL DEL 2001. cmic VERACRUZ, VER. 14 DE DICIEMBRE DEL 2005.
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Cámara Mexicana de Id Industrio de la Construcción
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN.
ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO A EQUIPOS DE BOMBEO PARA FUENTES DE ABASTECIMIENTO SUBTERRÁNEO ENSAS
METROPOLITANO
INVESTIGACIÓN QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
MAESTRÍA EN ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN.
PRESENTA
FRANCISCO JAVIER MEJÍA CAMACHO
ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL POR LA SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA CONFORME AL ACUERDO NO. 2014099 DEL 13 DE ABRIL DEL 2001.
cmic
VERACRUZ, VER. 14 DE DICIEMBRE DEL 2005.
AGRADECIMIENTOS
A LA CÁMARA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN.
AL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN.
A LA DELEGACIÓN VERACRUZ, VER.
Mi gratitud por hacer posible una necesidad de superación personal
y empresarial de la industria de la construcción, en nuestro país, estado y
ciudad.
A TODOS LOS PROFESORES Y PROFESORAS.
Por su enseñanza profesional, inducción a la mejora continúa, amplios
conocimientos compartidos, su paciencia con nosotros por el
desconocimiento casi total en ocasiones de los temas tratados y su
esmero porqué no decayéramos, y su amistad desinteresada.
A MIS COMPAÑEROS.
Por su compañerismo, amistad, ayuda común, tenacidad, ratos
agradables, y por saber que esta gran cantidad de conocimientos nos
hará ser mejores en todos los aspectos y en nuestras relaciones
interpersonales.
DEDICATORIAS.
Mi eterna gratitud a las siguientes personas:
A mi querida madre Sara Camacho Ron.
Por su amor infinito, enseñanzas, motivación y espíritu de superación que han
rendido su fruto en mí persona.
A mi apreciado padre J. Asención Mejía Vázquez.
Que me forjó como un hombre cumplido, honrado y honesto.
A mi Hermana Angélica Mejía Camacho.
Por sus enseñanzas morales, profesionales, amistad, confianza y apoyo.
Ai Ing. Jaime Francisco Gómez Vega.
Por su tolerancia, formación profesional, enseñanza práctica, guía personal,
capacitación y actualización continua, y su amistad y apoyo.
A mi esposa: Selene Carolina Guzmán Mercado.
Que me motivó y me brindó su apoyo incondicional para realizar estos estudios
y esta tesis, con mucho amor y cariño.
A mis hijas Arantxa Mejía Guzmán y María José Mejía Guzmán.
Por su amor, motivación y fuerza que han traído a mi vida para alcanzar las
metas trazadas y esforzarme para ser mejor cada día.
C I I c I I B L I O T E C A
A B S T R A C
ADMINISTRACIÓN DEL MANTENIMIENTO A EQUIPOS DE BOMBEO PARA FUENTES DE ABASTECIMIENTO SUBTERRÁNEO EN SAS METROPOLITANO.
Mejía Camacho Francisco Javier
No. de Páginas: 074.
La Administración en la Producción de Organismos Operadores de Sistemas de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento, representa un factor determinante para establecer parámetros de calidad, eficiencia, y rentabilidad en los procesos operativos y para mantener niveles de Confiabilidad que reduzcan al mínimo los tiempos de paro de los equipos y sistemas de producción.
De tal forma que la aplicación de herramientas de Administración en el desarrollo del Mantenimiento Moderno, se puede expresar como el empleo eficaz de técnicas para planear, organizar, programar y controlar las acciones de mejoramiento continúo a las instalaciones y equipos que conforman un sistema de producción. Por consiguiente se puede definir que el Mantenimiento Preventivo y Correctivo requerido para un Equipo de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo de SAS Metropolitano, se desarrollará como un Programa de actividades de mejoramiento y conservación de la eficiencia de los equipos electromecánicos e hidráulicos que conforman un sistema de bombeo de agua potable.
A fin de establecer correctamente un Programa de Mantenimiento Preventivo Predictivo y Correctivo Programado, los equipos e instalaciones se analizarán de manera separada y en conjunto, toda vez que la eficiencia de un sistema de bombeo esta determinada por la suma de los tres componentes principales, eléctricos, mecánicos e hidráulicos.
C.M.I.C. I.T.C.
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C O N T E N I D O
Ámbito del Mantenimiento en Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
1.1. Descripción del concepto de mantenimiento.
1.2. Clasificación del Mantenimiento.
Administración de los Servicios de Mantenimiento en Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
2.1. índice I.C.G. (RIME).
2.2. Análisis de Problemas.
2.3. Inventario Jerarquizado de Mantenimiento a equipos de Bombeo.
2.4. Plan de Contingencia.
Análisis de Eficiencia en Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
3.1. Cálculo de Eficiencia Mecánica.
3.2. Cálculo de Eficiencia Eléctrica.
3.3. Cálculo de Eficiencia Hidráulica.
3.4. Análisis de Eficiencia a un sistema de Bombeo de SAS Metropolitano.
4. Implementación de un Programa de Mantenimiento a un Sistema de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
4.1. Definiciones y Nomenclatura.
4.2. Programa Preventivo.
4.3. Programa Correctivo.
Conclusiones.
Bibliografía.
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I N T R O D U C T I O N :
El Sistema de Agua y Saneamiento Metropolitano de Veracruz, Boca del Río y Medellín, fue creado como un organismo operador intermunicipal, a fin de brindar los servicios de suministro y operación de las redes de distribución de Agua Potable, Alcantarillado Sanitario y Saneamiento. Por consiguiente SAS Metropolitano no recibe recursos de los H. Ayuntamientos a los que pertenece, es por ello que este organismo esta obligado a eficientar su operación, ya que en la medida en que se reduzcan costos de producción y operación se estará en condiciones de brindar mayor crecimiento a este organismo. Si analizamos que de los costos de producción el rubro de energía eléctrica representa hasta el 50% de los costos totales de operación del organismo, y si aunado a los altos costos se ha determinado que las reparaciones emergentes cuestan por lo menos tres veces más que si las mismas reparaciones hubieran sido planeadas.
Considerando lo señalado, se puede expresar que el Mantenimiento Moderno puede considerarse como el empleo de las mejores técnicas de administración cuya eficacia ha sido comprobada en el trabajo de producción.
Es por ello que la planeación y programación de actividades de mantenimiento deberán encaminarse a garantizar la eficiencia de los equipos y la continuidad del servicio esperado.
Para lograr estos objetivos se empleará el Mantenimiento Preventivo Predictivo y correctivo programado, como uno de los pilares mas fuertes en el establecimiento de estándares de Calidad, mejora Continúa y reducción de costos de Producción.
Por consiguiente se deberá Analizar y determinar las Acciones de Mantenimiento a Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano, de acuerdo a manuales de operación de los fabricantes, normas técnicas, análisis del estatus de operación, antecedentes históricos y determinación de la eficiencia electromecánica e hidráulica, a fin de establecer las especificaciones y condiciones óptimas de operación de los equipos e instalaciones.
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C I i f' I I B L I D U C A
Así mismo se deberá estudiar y establecer los Programas de Mantenimiento Preventivo y Correctivo, que conlleven a determinar los Estándares de Calidad, Eficiencia, Confiabilidad y Reducción de Costos de producción de los equipos de bombeo e instalaciones de una Fuente de Abastecimiento Subterráneo de SAS Metropolitano, a fin de garantizar que la calidad de servicio que éstos proporcionan, continúe dentro de los límites establecidos.
En la Programación del Mantenimiento a un equipo de Bombeo para fuentes de Abastecimiento Subterráneo, se tomará como punto de partida el análisis del estatus que presentan los equipos e instalaciones, determinando los niveles de eficiencia y las condiciones criticas de operación, para posteriormente establecer acciones encaminadas a evitar los paros de producción no programados, y programar las prioridades de mantenimiento correctivo.
Finalmente se deben programar actividades de seguimiento, inspección, pruebas y actividades emergentes que pueden presentarse en la vida útil de un equipo e instalación, y determinar anticipadamente cuando un sistema de bombeo no alcance el nivel de eficiencia establecido, a fin de llevar a cabo la sustitución o el mantenimiento correctivo programado.
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Capítulo I:
Ámbito del Mantenimiento a Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterránea de SAS.
Descripción del concepto de mantenimiento.
El mantenimiento es la segunda rama de la conservación y se refiere a los trabajos que son necesarios hacer con objeto de proporcionar un servicio de calidad estipulada. Es importante notar que, basados en el servicio y su calidad deseada, debemos escoger los equipos que nos aseguren obtener estos servicios., el equipo queda en segundo término, pues si no nos proporciona lo que pretendemos, debemos cambiarlo por el adecuado. Por ello, hay que recordar que el equipo es un medio y el servicio es el fin que deseamos conseguir. Mantenimiento es la actividad humana que garantiza la existencia de un servicio dentro de una calidad esperara.
En SAS Metropolitano se ha logrado establecer un procedimiento para la contratación de servicios, mediante el cual se clasifican de acuerdo al monto que representan y no ha la clase o forma de mantenimiento. Lo que actualmente se ha venido desarrollando dentro de las empresas está encaminado a obtener nuevos proveedores y nuevas formas de asegurar la entrega de materias primas, artículos, componentes y servicios.
Clasificación del Mantenimiento se divide en dos tipos el Preventivo y Correctivo:
• Mantenimiento Correctivo:
Es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa, cuando a consecuencia de una falla han dejado de proporcionar la calidad de servicio esperada. Este tipo de mantenimiento se divide en dos ramas:
Mantenimiento Correctivo: Correctivo Contingente
< >
Correctivo Programable
v
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• Correctivo Contingente:
Se refiere a las actividades que se realizan en forma inmediata, debido a que algún equipo que proporciona servicio vital ha dejado de hacerlo, por cualquier causa, y tenemos que actuar en forma emergente y, en el mejor de los casos, bajo un plan contingente.
• Correctivo Programable:
Se refiere a las actividades que se desarrollan en los equipos o máquinas que están proporcionando un servicio trivial y éste, aunque necesario, no es indispensable para dar una buena calidad de servicio, por lo que es mejor programar su atención, por cuestiones económicas (véase figura 4-4), de esta forma, pueden compaginarse si estos trabajos con los programas de mantenimiento o preservación.
• Mantenimiento preventivo:
Esta es la segunda rama del mantenimiento y podemos definirla como: la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa, con el fin de garantizar que la calidad de servicio que éstos proporcionan, continúe dentro de los límites establecidos. Finalmente se concluye que toda labor de conservación que se realice con los recursos de la fábrica, sin que dejen de ofrecer la calidad de servicio esperada, debe catalogarse como de mantenimiento preventivo.
Este tipo de mantenimiento siempre es programable y existen en el mundo muchos procedimientos para llevarlo a cabo, pero un análisis de éstos nos proporciona cinco tipos bien definidos, los cuales siguen un orden de acuerdo con su grado de fiabilidad, la cuál se relaciona en razón directa con su costo:
Mantenimiento Preventivo:
r
<
Predictivo Periódico Analítico Progresivo Técnico
v
^
>
J
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1. Mantenimiento Predictivo:
Este procedimiento de mantenimiento preventivo se define como un sistema permanente de diagnóstico que permite detectar con anticipación la posible pérdida de calidad de servicio que esté entregando un equipo. Esto nos da la oportunidad de hacer con el tiempo cualquier clase de mantenimiento preventivo y, si lo atendemos adecuadamente, nunca se pierde la calidad del servicio esperado.
En este tipo de mantenimiento, los trabajos por efectuar proceden de un diagnóstico permanente derivado de inspecciones continuas utilizando sistemas de registro de datos.
2. Mantenimiento Periódico:
Es un procedimiento de mantenimiento preventivo que, como su nombre lo indica, es de atención periódica, rutinaria, con el fin de aplicar los trabajos después de determinadas horas de funcionamiento del equipo, en que se le hacen pruebas y se cambian algunas partes por término de vida útil o fuera de especificación.
En este sistema, al recurso en etapa de conservación, por principio, se le da una atención rutinaria durante largo tiempo; al término de éste, se le somete a un proceso llamado OVERHAUL durante el cual se desarma, se limpian sus partes, se cambian las que han llegado al límite de vida útil acusen o no deficiencias, y las restantes se revisan minuciosamente, después se cambian o reparan las partes deficientes restantes, se arma el conjunto y se prueba hasta obtener la seguridad de un buen funcionamiento, entregándose el recurso rehabilitado al usuario para obtener su aceptación. Para lograr esto, es necesario hacer una planeación previa concienzuda, auxiliándose no solamente con la información proporcionada por el fabricante, sino también con la estadística de fallas u hoja de rutina.
3. Mantenimiento Analítico:
Este tipo de mantenimiento se basa en un análisis profundo de la información proporcionada por captadores o sensores dispuestos en los sitios mas convenientes de los recursos vitales e importantes de la empresa, de tal manera que por medio de un programa de visitas, pueden ser inspeccionados con la frecuencia necesaria para anotar los datos y las lecturas resultantes, las cuales revisa un analista combinándolas con la información que, para el efecto, tiene en el banco de datos relativos al recurso, tal como el tiempo que ha estado trabajando sin que se produzca una falla, la carga de trabajo a que está sujeto, las condiciones del ambiente en donde está instalado, la cantidad y tipos de falla que ha sufrido, etc.
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Con esta información está en posibilidades de aplicar sus conocimientos en ingeniería de fiabilidad para calcular la probabilidad que tiene el recurso de sufrir una falla.
Es conveniente notar que, en este tipo de mantenimiento, no se interviene al recurso periódicamente, sino hasta el momento en que el análisis lo indique. Le sigue en calidad de fiabilidad y menor costo al mantenimiento periódico.
4. Mantenimiento Progresivo:
Como su nombre lo indica, este tipo de mantenimiento consiste en atender al recurso por partes, progresando en su atención cada vez que se tiene oportunidad de contar con un tiempo ocioso de éste. Es necesario hacer una "tabla de rutina"; Por esto el mantenimiento progresivo, aunque es el menos costoso de todos, también es el que menor fiabilidad proporciona.
5. Mantenimiento Técnico:
Este es una combinación de los criterios establecidos para el mantenimiento periódico y para el progresivo, es decir, mientras en el mantenimiento periódico tenemos necesidad de contar con que el recurso tenga un tiempo ocioso suficiente para repararlo, o en su defecto, tener un recurso de reserva; y en el mantenimiento progresivo estamos prácticamente a la expectativa de tiempos ociosos cortos, que coincidan aproximadamente con nuestras fechas programadas, en el mantenimiento técnico se atiende al recurso por partes, progresando en él cada fecha programada, la cual está calculada por un analista auxiliándose de la información necesaria para conocer el grado de fiabilidad del equipo y poder deducir el ""tiempo para fallar""de cada etapa, con lo cual su programación o "tabla de rutina" de atención obligaría a atender al recurso un poco antes del mencionado tiempo.
Por estas causas, podemos decir que la diferencia primordial que existe entre el mantenimiento técnico y el progresivo es que éste está a la espera de tiempos ociosos generalmente cortos y aleatorios, mientras que el mantenimiento técnico, aunque sus tiempos sean cortos, están programados y es obligatorio para el área de producción ceder el equipo según la programación.
En síntesis, el mantenimiento preventivo, en general, es el uso unitario o combinado de los cinco sistemas de mantenimiento anteriormente definidos, además de que existe la posibilidad de ser aplicados en combinación con la conservación contingente.
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r? I I r l l á L l ü T E C A
Los trabajos de mantenimiento preventivo deben ser aplicados exclusivamente a los recursos vitales e importantes de la empresa, con objeto de obtener resultados eficaces y económicos, para esto es necesario que las rutinas sean elaboradas considerando el grado de fiabilidad que, con respecto al servicio, esperamos del recurso analizado.
Para fines del Mantenimiento a Equipos de Bombeo de Fuentes Subterráneas, se desarrollaran los métodos de mantenimiento preventivo predictivo, periódico y progresivo. Para el mantenimiento correctivo se estudiará el contingente y programable.
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CAPITULO II:
Administración de los Servicios de Mantenimiento en equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
Todos los instrumentos tales como gráficos, reglamentos, etc, se le denomina una herramienta y serán aquellas que nos sirven para facilitar nuestra labor cotidiana de mantenimiento y el conocimiento de dichas herramientas y su aplicación rutinaria, nos da resultados predeterminados.
Así logramos emplear instrumentos para la Administración del Mantenimiento, que nos permitirán clasificar, ordenar y planificar las acciones de mantenimiento preventivo y el correctivo programado, para lo cual se desarrollan a continuación:
1. índice ICGM (RIME).
2. Análisis de problemas.
3. Inventario jerarquizado de mantenimiento.
4. Plan de Contingencias.
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1. índice ICGM (RIME):
El índice ICGM (índice de clasificación para los gastos de conservación), que en EUA se conoce como RIME (Ranking Index for Maintenance Expenditure) y el sobre el cual tiene derechos reservados Ramond and Associates Inc., es una herramienta que permite clasificar los gastos de mantenimiento interrelacionando los recursos sujetos a estos trabajos con la clase o tipo de trabajo por desarrollar en ellos. Por ello el índice ICGM se compone de dos factores:
1. Código máquina: que identifica los recursos por atender (equipos, instalaciones y construcciones).
2. Código trabajo: que identifica cada tipo de trabajo por realizar en dichos recursos.
El índice ICGM = Código Máquina X Código trabajo
El índice ICGM tiene tres aplicaciones perfectamente bien delimitadas:
> Jerarquización de la asignación de los servicios de mantenimiento de acuerdo con su importancia relativa.
> Elaboración racional del presupuesto anual para los servicios de mantenimiento.
> Induce mediante el código máquina, en la clasificación de los equipos, instalaciones y construcciones, determinando si son vitales, importantes o triviales, para definir la clase y cantidad de trabajo de mantenimiento que se le debe de asignar.
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1. índice ICGM simplificado:
Para establecer este índice en la empresa puede poner en práctica los siguientes pasos:
1. Se estructura un comité, compuesto por personas conocedoras de las funciones de mantenimiento, operación y costos, ya que estos tres criterios deben considerarse para la elaboración del sistema ICGM.
2. Se levanta un inventario universal, que contenga todo lo que debe ser atendido para asegurar un funcionamiento adecuado de las instalaciones. Aquí se considerarán todo tipo de máquinas de instalaciones, edificios, jardines, vialidades, accesos y, en suma, todos aquellos recursos físicos que integran a la empresa.
3. El comité analizará cada una de las actividades contenidas en el inventario y les asignará un valor, de acuerdo con su importancia relativa. Con esto se obtiene el código máquina. La importancia relativa tiene que ver con la importancia que para la productividad y calidad del producto tienen el recurso analizado (equipo, instalación o edificación) con respecto a los demás, clasificándolo con puntuación del 1 al 10, con lo que el inventario se forma con 10 grupos de recursos, cada uno con diferente valor. Así mismo se debe considerar los factores como: rentabilidad del equipo, la relación que éste tiene con respecto a otros, su grado de utilización y todo lo que ayude a determinar el nivel de importancia del servicio que proporciona, con respecto a los demás.
Criterios para la conformación del código máquina:
Código máquina 10 9 8 7 6
5 4 3 2 1
C o n c e p t o Recursos Vitales Recursos Importantes Recursos duplicados ubicados en la línea de producción Recursos que intervienen forma directa en la producción Recursos auxiliares de producción sin reemplazo
Recurso auxiliar de producción con reemplazo Recursos de embalaje y pintura Equipos Generales Edificaciones para la producción y sistemas de seguridad Instalaciones estéticas
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El Código trabajo puede establecerse de acuerdo a las necesidades de la empresa como se muestra a continuación:
Código Trabajo 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Descripción de trabajos Paros Acciones preventivas urgentes Trabajos de auxilio a producción Acciones preventivas no urgentes Acciones preventivas Generales Acciones rutinarias Acciones para mejoría de la calidad Acciones para la disminución del costo Acciones de limpieza y estática Acciones de aseo y orden
Otra de las aplicaciones de este sistema es la elaboración racional de nuestro presupuesto anual para los gastos de Mantenimiento.
El índice ICGM sirve como auxiliar para que, combinado con el principio de Pareto, logremos establecer en la empresa los recursos vitales, los importantes y los triviales.
2. Análisis de problemas:
Existe un problema cuando se obtiene una desviación de lo que esperamos obtener, es decir, cuando existe una diferencia entre lo que debe ocurrir y lo que está ocurriendo. Cuando esto sucede, se hace necesario investigar las causas que producen el efecto del problema usando herramientas como lluvia de ideas, el diagrama de causa-efecto y el principio y diagrama de Pareto. A continuación se describen las bases de estas herramientas a fin de aplicarlas al mantenimiento a Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano:
> Juntas de lluvias de ideas:
La lluvia de ideas, comúnmente llamada brainstorming, consiste en reunirse en grupo, para buscar soluciones a problemas. Las personas que participen deben tener conocimiento del problema, aunque discrepen del criterio de los demás integrantes del grupo, lo que se pretende es obtener opiniones diferentes para encontrar nuevas soluciones.
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Este tipo de junta es necesaria hacerla cuando se tiene que resolver algún problema de importancia y existen diferentes opiniones al respecto, por lo que es necesario escuchar opiniones abiertas de compañeros conocedores del problema.
Para organizar y obtener una productiva junta de lluvia de ideas, es muy importante llevar a cabo los siguientes pasos:
1. Informar con anticipación a los integrantes sobre el tema que se analizará, el objetivo de la junta, el cual debe ser claro y medible, así como el lugar, fecha y hora del evento con el fin de que concurran preparados con la información que juzguen necesaria (estadísticas, documentos, expedientes, gráficas, fotografías, etc).
2. Durante la reunión el coordinador de la junta debe explicar el problema y pedir ideas para su solución.
3. Los integrantes exponen cualquier idea que se les ocurra, sin restricción ni coacción del resto del grupo, y sin explicarla muy a fondo, ya que se trata de tener el mayor número de ideas posible para analizarlas posteriormente. Todas las ideas así obtenidas se anotan en un pizarrón, hasta que se agoten.
4. Cada idea es aclarada por el propio ponente para ser analizada y entendida por el grupo, cuidando de no atacar ni ridiculizar a las personas. Para ello es necesario utilizar las seis preguntas de análisis ¿Qué?, ¿Por qué?, ¿Dónde?, ¿Cuándo?, ¿Quién? Y ¿Cómo?
5. Durante este punto se produce la sinergia en el equipo de trabajo, generándose más ideas, desapareciendo o combinándose otras hasta obtener un juicio más preciso de cómo debe de actuar para solucionar el problema.
6. Cuando el equipo de trabajo considera que quedó claro lo que debe hacerse para solucionar el problema, se nombra de inmediato un responsable para que, en su oportunidad, elabore el plan de trabajo, el cual se presentará a los niveles superiores para su autorización.
7. Al término de la junta se hace una minuta explicativa, en la cual se describen los sucesos más relevantes ocurridos, así como las acciones que deben realizarse, el nombre de los responsables y las fechas de terminación de éstas, en fin, todo aquello que sirva de apoyo para comprobar que se están consiguiendo los resultados esperados.
8. La minuta debe ser repartida lo más rápidamente posible a los asistentes, ya que ayudará a recordar la información y para guía de posteriores reuniones.
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Para el caso del Mantenimiento a Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano, no se aplicará en este tipo este documento y se incluye a titulo informativo y como recomendación para su uso posterior, de acuerdo a las necesidades de solución a problemas futuros.
> Diagramas de Causa y Efecto:
Los trabajos de mantenimiento nos deben llevar a considerar un proceso de mejora continúa, por lo que debemos estar convencidos del pensamiento de MASAAKI IMAI en lo que él llama Kaisen, o mejora continúa de toda actividad por realizarse.
Cuando analizamos una situación o elemento con problema, nos estamos refiriendo al resultado de eventos, es decir, estamos, analizando un efecto ocasionado por varias causas, por lo que es necesario analizar cada una de éstas para tener una idea muy exacta acerca de lo que generó el efecto.
A continuación se representa el "Diagrama de Ishikawa, o causa - efecto o espina de pescado":
C A U S A E F E C T O
El "Diagrama de Ishikawa representa a un esqueleto de pescado y cada espina puede representar una o mas causas, fue desarrollado por el japonés Kaoru Ishikawa, y nos ayuda para conocer las causas que concurren en la aparición de algún efecto que nos interese analizar.
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> Principio de Wilfredo Pareto:
Wilfredo Pareto, sociólogo y economista italiano (1848-1923), introdujo el método analítico a la economía política *, dado que descubrió que el efecto ocasionado por varias causas tiene una tendencia bien definida, ya que aproximadamente 20% de las causas originan el 80% del efecto, y el 80% de las causas restantes son responsables del 20% del resto del efecto.
Se presenta la siguiente gráfica para representar este principio:
CAUSAS
Vitales 20%
Triviales
80%
EFECTO
^
Triviales
80%
Vitales 20%
Considerando el principio de espina de pescado, se define que las causas responsables del 80% del efecto se les llama "causas vitales" y a las restantes se les denomina causas triviales, también existe entre las fronteras de ambas un área denominada de transición o llamada como causas importantes.
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Los pasos para aplicar el principio de esqueleto de pescado o causa efecto se enlistan a continuación:
1. Identificar el efecto que deseamos analizar y el objetivo por alcanzar.
2. Hacer una lista de las causas que originan el efecto, definiendo el valor de contribución de cada una.
3. Asignar al efecto completo el valor del 100% y determinar el porcentaje relativo de contribución de la causa, basándose en su valor individual.
4. Ordenar las causas, de mayor a menor, con base en su contribución y llenar la tabla de datos.
5. Elaborar el diagrama de Pareto y con su apoyo analizar el problema.
6. Identificar las causas vitales y tomar acciones correctivas en forma cuidadosa y específica (cada acción vital por separado).
7. Identificar las causas importantes o de transición y tomar acciones globales.
8. Identificar las causas triviales y posponer su solución para cuando haya oportunidad de realizarla.
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3. Inventario Jerarquizado de Conservación:
Para estos fines se considera que el departamento de mantenimiento de una compañía debe contar con un inventario de mantenimiento, el cual es un listado de los recursos por atender, sean estos equipos, instalaciones o construcciones y también debe establecerse el índice ICGM (RIME).
De esta forma, utilizando el código máquina y combinándolo con el principio de Pareto, se obtiene el inventario Jerarquizado de conservación (vital, importante y trivial).
Posteriormente aplicamos el principio de Pareto para encontrar los recursos Vitales, los Importantes y los Triviales. Se ordenan los recursos en orden decreciente, tomando como base el código máquina, quedaría como se ilustra a continuación:
Tabla de Inventario Jerarquizado por Código Máquina:
Las partes constitutivas de una bomba centrífuga dependen de su construcción y tipo. Por esta razón existe una innumerable cantidad de piezas, las cuales se han enumerado de 1 al 170 por el Instituto de Hidráulica de los Estados Unidos de América.
De la lista que aparece en el libro del Instituto se han entresacado las partes más usadas, cuyos nombres se enumeran a continuación:
1.- Carcaza A: mitad superior B: mitad inferior
2.- Impulsor 4.- Propela 6.- Flecha 7.- Anillo de desgaste de la carcaza 8.- Anillo de desgaste del impulsor 9.- Tapa de succión 11.- Tapa del estopero 13.- Empaque 14.- Camisa de Flecha 15.- Tazón de descarga 16.- Balero interior 17.- Prensaestopas 18.- Balero exterior 19.- Soporte de baleros 20.- Tuerca de la camisa 22.- Tuerca del balero 24.- Tuerca del impulsor
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r ; n r I I B L I O T E C A
25.- Anillo de desgaste de la cabeza de succión 27.- Anillo de la tapa del estopero 29.- Jaula del sello 31-Alojamiento del balero interior 32.- Cuña del impulsor 33.- Alojamiento de balero exterior 35.- Cuña de la propela 37.- Tapa del balero 39.- Buje del balero 40.- Deflector 42.- Copie mitad motor 44.- Copie mitad bomba 46.- Cuña copie 48.- Buje de copie 50.- Tuerca del copie 52.- Perno del copie 59.- Tapa de registro 68.- Collarín de la flecha 72.- Collarín axial 78.- Espaciador del balero 85.- Tubo de Protección 89.- Sello 91-Tazón de succión 101.- Tubo de columna 103.- Chumacera de conexión 123.-Tapa del balero 125.-Grasera de copa 127.-Tubería de sello
Extremo líquido: (todas las partes en contacto con el líquido):
Carcaza Cabeza de succión Impulsor Anillos Camisa de flecha Jaula de sello Sello etc..
Elementos de soporte y transmisión:
Soporte Flecha Baleros Tapas, etc..
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Niveles de Mantenimiento:
> Recursos Vitales:
Son los recursos físicos indispensables para la buena marcha de la empresa, o que están desarrollando un trabajo vital y cuyo paro o demérito en su calidad de funcionamiento, pone en peligro la vida de personas o dificulta el desarrollo de la empresa, a grado que ocasionaran pérdidas de imagen o económicas que la alta dirección de la empresa no esté dispuesta a afrontar, para este caso se debe establecer acciones preventivas tales como instalar elementos en paralelo o de emergencia y un sistema de mantenimiento predictivo en tiempo real, así como un plan de contingencia para proporcionar una atención inmediata en caso de una falla.
> Recursos Importantes:
Son todos los equipos, instalaciones o construcciones cuyo paro o demérito de su calidad de servicio cause molestias de importancia o costos de consideración a la empresa. A estos elementos es necesarios diseñarles rutinas de mantenimiento preventivo programado. De igual manera que los recursos vitales estos deben contar con un procedimiento de emergencia para la atención de fallas. Así mismo debe contarse con máquinas de reserva, para sustituir a cualquier otra que sea similar.
> Recursos Triviales:
Este nivel es la clasificación de los recursos denominados "triviales", esto es, aquellos cuyo paro o demérito en su calidad de servicio no tienen un impacto importante para la buena marcha de la empresa, pero que tienen necesidades de mantenimiento. En este caso sólo deben atenderse aplicando el concepto de mantenimiento preventivo programado.
La Jerarquización de Recursos a mantener nos permite racionalizar en grado sumo la planeación de la conservación en toda la empresa como lo indica el siguiente Flujograma:
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Flujograma No. 3: Planeación del Mantenimiento a Equipos de Bombeo de Fuentes de Abastecimiento de SAS Metropolitano:
Inventario General
Inventario Código
Máquina Inventario
Jerarquizado
Plan de Mantenimiento
Programa Anual de Mantenimiento
Programa mensual de Mantenimiento
Solicitudes de Servicio autorizadas para mantenimiento
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4. Plan Contingente:
Los servicios de Mantenimiento Contingente (MC), generalmente son realizados en "Instalaciones Vitales" y por ello exigen que sean atendidos por personal muy capacitado y con habilidad para diagnosticar la falla con eficiencia y eficacia.
El objetivo de un Plan Contingente radica en aminorar la gravedad que un probable problema pueda ocasionar y permite rehabilitar en el menor tiempo posible la calidad de servicio perdida.
El Plan Contingente está conformado por un formato que considera los siguientes aspectos:
• Nombre del Plan.
• Recursos Humanos que integran el plan.
• Problemática o información general del porqué es necesario el plan contingente, así como de todo aquello que se considere útil para entender a fondo los problemas que pueden suscitarse y su solución.
• Objetivo inmediato (del plan).
• Políticas que se observarán durante el desarrollo del plan.
• Procedimiento general de acción.
Finalmente se debe registrar el evento en la bitácora de la instalación y anexar al expediente toda la información pertinente del evento.
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CAPITULO III:
Análisis de Eficiencia en Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
Independientemente de que la bomba sea centrífuga, rotatoria o reciprocante, los elementos de instalación tales como la carga, capacidad, líquidos a manejar, tuberías y sus accesorios y motores, tienen prácticamente los mismos problemas de operación y mantenimiento.
El cuadro siguiente muestra la relación que existe entre los diferentes términos de presión.
Cualquier presión arriba de la atmósfera
Presión atmosférica
Cualquier presión debajo de la Atmósfera
>• Vacío A
A Presión manométrica
Presión absoluta= presión barométrica + presión manométrica
>
Presión barométrica
Presión cero absoluto Presión
absoluta
J
Se han designado tres tipos de presión: la absoluta, que es la presión arriba del cero absoluto; la barométrica, que es la presión atmosférica de una localidad determinada, y la de carga, que es la presión arriba de la presión atmosférica de la localidad en que se mide. La presión puede encontrarse arriba o debajo de la presión atmosférica. Un vacío deberá considerarse como una presión de carga negativa.
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Carga estática. Es la altura, expresada en metros de líquido, de la columna de fluido que actúa sobre la succión (entrada) o descarga (salida) de una bomba.
Elevación estática de succión y carga estática de succión. Si la bomba se encuentra arriba del nivel libre de bombeo, la distancia entre el nivel del líquido a bombear y el eje central de la bomba se llama elevación estática de succión. Si la bomba se encuentra abajo del nivel del líquido y el eje central de la bomba se denomina carga estática de succión. No se consideran las pérdidas por fricción en la tubería y sus accesorios.
Carga estática de la descarga. Es la distancia vertical entre el eje central de la bomba y el punto de entrega libre del líquido
Carga estática local. Es la distancia vertical entre los niveles de succión y descarga.
Carga de fricción. Es la columna en metros, del líquido que se maneja, equivalente y necesaria para vencer la resistencia de las tuberías de succión y descarga de sus accesorios. Varía de acuerdo con la velocidad del líquido, tamaño, tipo y condiciones interiores de las tuberías y naturaleza del líquido que se maneja.
Carga de velocidad. Un líquido que se mueve a cualquier velocidad dentro de un tubo, tiene la energía cinética debida a su movimiento. La carga de velocidad es la distancia de caída necesaria para que un líquido adquiera una velocidad dada y se determina por:
Donde: Hv= carga de velocidad en metros de líquido manejado v = velocidad del líquido en m/seg. g = aceleración debida a la gravedad, en m/seg2
Elevación de succión. Es la suma de la elevación estática de succión, de la carga de fricción de succión total y de las pérdidas de admisión ( la elevación de succión es una carga de succión negativa ).
Carga de succión. Es la carga estática de succión menos la carga de fricción total y las pérdidas de admisión, más cualquier presión que se encuentre en la línea de succión. Es una negativa (hay vacío) y se suma algebraicamente a la carga estática de succión del sistema.
Carga de descarga. Es la suma de la carga de descarga estática, de la carga de fricción de descarga y de la carga de velocidad de descarga.
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Carga total. Es la suma de las cargas de elevación de succión y descarga. Cuando hay una columna de succión, la columna total de la bomba es la diferencia entre las cargas de succión y descarga.
CONDICIONES DE SUCCIÓN
Por lo que respecta al líquido, se tomará en cuanta la influencia de su temperatura sobre succión.
Presión a vapor. Si un líquido se encuentra a una temperatura arriba de su punto de congelación, sufre evaporación en superficie libre. En el seno del líquido se origina una presión que se llama presión de vapor y que está en función directa con la temperatura del líquido.
Presión de bombeo. Destinemos una bomba cualquiera para bombear un líquido. Al funcionar la bomba tiende a formar un vacío en el seno del líquido; este succionar se conoce como presión de bombeo.
Supongamos que en un momento dado y a una temperatura determinada, la presión de bombeo es más baja que la presión de vapor del líquido a bombear. Como la presión del vapor es más alta, éste se libera por la acción de la bomba que ya no succionará líquido sino vapor. La bomba se encuentra en "fase a vapor", como se ha dado en llamar a esta operación.
Por tanto, es muy importante tener siempre en cuenta la temperatura del agua que se bombea, pues esta puede hacer que la bomba trabaje con pérdidas en su caudal.
Si por cambios imprevistos el equipo seleccionado llega a tener una operación con este defecto, en algunos casos la situación puede remediarse, dotando a la bomba de una carga de succión lo suficientemente alta para que siempre haya en la succión una presión de bombeo mayor que la presión de vapor del líquido a determinada temperatura.
Carga neta positiva de succión (CNPS). Es la presión disponible o requerida para forzar un gasto determinado, en litros por segundo, a través de la tubería de succión, al ojo del impulsor, cilindro o carcaza de una bomba. Se da en metros del líquido manejado, equivalentes a la presión en kg/cm2 requeridos para forzar el líquido a la bomba.
CNPS disponible. Esta depende de la carga de succión o elevación, la carga de fricción, y la presión de vapor del líquido manejado a temperatura de bombeo. Si se varía cualquiera de estos puntos, la CNPS puede alterarse.
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CNPS requerida. Esta depende sólo del diseño de la bomba y se obtiene del fabricante para cada bomba en particular, según su tipo, modelo, capacidad y velocidad.
Elevación estática teórica de succión. Esta depende de varios factores:
La altura sobre el nivel del mar del lugar donde se ha instalado la bomba, esto es, a la presión barométrica de la localidad de bombeo.
La presión del vapor del líquido bombeado, correspondiente a la temperatura de bombeo.
Las pérdidas de succión en la tubería y accesorios de succión de la bomba, o sea, la pérdidas por fricción.
La carga neta positiva de succión disponible (CNPS), que en algunos casos se puede modificar como se ha visto.
La CNPS requerida, que está dada por el fabricante de la bomba.
Cualquier variación en uno de los factores anteriores en un sistema de bombeo dado, provocará una variación en la operación de succión de la bomba. Todas estas condiciones de succión deben considerarse, pues cualquiera de ellas puede ocasionar pérdidas económicas y hasta el caso en que una bomba cese de succionar. Por ejemplo, si el equipo es reinstalado en una localidad donde la presión barométrica es muy diferente, las nuevas condiciones pueden ser impropias para tal equipo.
Curva de fricción de un sistema. Una gráfica cargada capacidad (que se seguirá denotando por H-Q donde H significa carga en m, y Q gastos en Ips) se denomina curva de fricción del sistema, la curva pasa siempre por el origen de la gráfica, puesto que si no hay carga desarrollada por la bomba, es lógico que no exista flujo en el sistema de tuberías.
Las pérdidas de carga por fricción en un sistema de bombeo son una función del tamaño del tubo, longitud, número y tipo de los accesorios que lo integran, velocidad del flujo del líquido y, desde luego, su naturaleza.
Para un sistema dado, las pérdidas que se tienen en la carga (considerando la succión y descarga) por fricción, varían aproximadamente con el cuadrado de la velocidad del líquido en el sistema.
El análisis gráfico de un sistema se adapta igualmente a bombas centrífugas, rotatorias o reciprocantes.
27
Este análisis es necesario para conocer el punto en el cual trabaja una bomba y debe hacerse antes de investigar si las deficiencias del funcionamiento de un equipo se deben a los defectos mecánicos o de instalación.
3.1.- Eficiencias Electromecánicas de Los Equipos de Bombeo:
Los volúmenes extraídos de aguas subterráneas han ido adquiriendo día con día más importancia, mientras que las profundidades de bombeo aumentan debido a la sobreexplotación de los acuíferos. Es por esto conveniente mantener los costos de extracción lo más bajo posible. El diagnóstico de los pozos en operación puede realizarse mediante algunos parámetros sencillos que indican dónde ocurre la falla, para determinar el origen del problema y así poder programas las acciones correctivas. Esto también se aplica a las obras recién construidas y ayuda a mantener una revisión constante de las normas de diseño y construcción. Los estudios realizados en algunas regiones del país demuestran el grado de deterioro de los pozos y sus equipos, lo que incide en los costos de bombeo. Por otra parte, la obtención de las condiciones de operación ayuda a emitir un dictamen sobre las capacidades de los motores actualmente instalados e incluso sobre las obras colaterales como los acueductos de conducción a las zonas demanda. Esta metodología puede aplicarse a cualquier sistema hidráulico en su conjunto con las salvedades particulares de cada caso.
En la actualidad, los volúmenes de extracción de las aguas subterráneas con muy grandes y los costos de extracción se incrementan constantemente, debido a la sobreexplotación de los acuíferos, lo que refleja en niveles de bombeo cada vez más profundos; por otro lado, la creciente dificultad para investigar y explotar acuíferos a profundidades mayores incide en los costos de inversión inicial y de operación, que van en constante aumento. Además, los programas de mantenimiento, tanto de los equipos de bombeo como de los mismos pozos son general deficientes, incluso en los sistemas de abastecimiento básicos de las principales ciudades del país.
Este trabajo tiene como objetivo presentar una forma sencilla de control y seguimiento del funcionamiento de la obra hidráulica, a través de la obtención de algunos parámetros que sirven para determinar le eficiencia de operación y mantenerla dentro de rangos económicamente redituables. Su determinación periódica permite programar fechas de acciones correctivas, optimizando recursos, equipos y personal; diagnosticar los problemas que demeritan el rendimiento y la productividad de los pozos, y retroalimentar información para revisar sus normas de diseño y construcción.
28
3.2.- Eficiencia Electromecánica.
Se entiende como eficiencia electromecánica de los equipos de bombeos instalados en los pozos a la relación entre potencia cedida por el sistema como potencia hidráulica y aquella suministrada al sistema como potencia eléctrica:
TIS = XQH 1) P
Donde:
r\s = eficiencia total del sistema motor-bomba y = peso específico del agua Q = caudal bombeado H = carga dinámica total (profundidad del nivel dinámico, mas carga adicional sobre el nivel de descarga, mas carga de presión y mas carga de velocidad) P = potencia suministrada
En el sistema métrico, el peso específico del agua es igual a 1000 Kg/m3: el caudal bombeado se mide generalmente por el método de la escuadra y orificio calibrado cuando es descarga libre, o con tubo de Pitot o algún tipo de ¡ntegrador cuando la descarga es ahogada o directa a la red de distribución. En cuanto a la carga hidráulica, la profundidad del nivel de bombeo se mide por medio de una sonda eléctrica o neumática, y la presión de descarga, con un manómetro. La potencia eléctrica suministrada al sistema se registra con un potenciómetro o watómetro, o más fácilmente, midiendo los amperios consumidos y comparándolos con los de placa, para obtener así el porcentaje al cual está trabajando el pozo y aplicarlo a la potencia en HP de la placa y conocer la potencia suministrada al sistema (USBR, 1979).
La eficiencia de la bomba se calcula con la siguiente expresión:
r\s = r\br\m 2)
Donde:
r|m = eficiencia del motor señalada en los manuales de los fabricantes r|b = eficiencia de la bomba
Sustituyendo la expresión (2) en la (1), se tiene:
r|b = jQH 3) Pr|m
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Por último, la eficiencia de los impulsores de la bomba se obtiene a partir de la siguiente relación:
TI,-= yQ(H+Hf) 4)
Donde:
Hf= pérdidas por fricción en la columna Pf= pérdidas por fricción de la flecha
Por lo general, una buena selección de impulsores implica eficiencias del 80% y del 90% en los motores eléctricos, de tal modo que la eficiencia total del sistema resulta del 72% en buenas condiciones de operación.
Durante el funcionamiento normal de una bomba hay desgastes de sus componentes móviles, por lo que la eficiencia disminuye a través del tiempo de operación. En condiciones anormales, tales como producción de arena en los pozos durante su funcionamiento o problemas de verticalidad en los mismos, por mencionar los más frecuentes, el desgaste de los impulsores ocurre en menos tiempo, lo que provoca que la eficiencia de la bomba disminuya con rapidez. Esta es la razón por la cual deben registrarse periódicamente las eficiencias citadas como parte de un mantenimiento preventivo que permita programar las reparaciones en fechas predeterminadas.
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3.3.- Eficiencia Hidráulica:
Se define como eficiencia hidráulica de un pozo a la relación del abatimiento teórico del acuífero entre abatimiento total medido en el pozo. En la ilustración 1 se representa un esquema de las condiciones de un pozo en operación, y se señalan los abatimientos debidos a pérdidas hidráulicas en el acuífero y a pérdidas adicionales en la vecindad del pozo, debidas a su diseño y construcción.
Fricción
Altura de la descarga
La pérdida de carga debida al acuífero se puede calcular de acuerdo con la ecuación de Jacob (1947):
2.30, 2.2527 a.= ——log
AKT r¿S 5)
Donde: at= abatimiento teórico ocurrido en el acuífero T= transmitibilidad t - tiempo a partir de iniciado el bombeo r = radio del pozo S - coeficiente de almacenamiento
31
Luego entonces, la eficiencia hidráulica del pozo sería:
F* = at 6)
Donde:
or5 abatimiento real medido en el pozo
Abatimiento En Un Pozo De Bombeo.
La aplicación de la fórmula (5) requiere de una prueba de bombeo, cuando menos de corta duración, a caudal constante con pozo de observación, requisitos difíciles de conjuntar en un momento dado, además de representar un costo elevado.
ABC
III
Acometida CFE KWh
— T
Medición de tensión corriente y factor
de potencia (arrancador) A
Nivel de referencia 7.
Mínimo 10 diámetros <• *• , Distancia , i entre nivel de , i referencia y él ¡ i manómetro^* "v4
n ' - I -
////////////// Nivel de agua antes de iniciar el bombeo testát ic
Nivel
Cono de abatimiento*
V A
. A .
ir V
.Manómetro de descarga
Dispositivo de medición de flujo
\ \ \ — \ \ \ \ \ \ \ -NWWWW
Nivel dinámico
32
MEDICIÓN DE NIVELES CON SONOA ELÉCTRICA
Rítamela
¡ Sol. *««».&£*
¿=r^l<l—©r-¿•«ton
1 /MI
Twb«rl« do Plgilico 4* Í5.4 mn. {l") f
| ^ v e a b l t D.ilo» «O
Eloctrodo*
*E I circuito o» elorr» mo'ndp • I oloctrodo loto «I o|«o .
FIGURA I . 3 . 2 . - MEDICIÓN DE NIVELES CON SONDA ELÉCTRICA.
Manómetro
Este tubo de descarga debe estar a nivel
Por otro lado, Rorabaugh (1953), propone que la eficiencia hidráulica se obtenga a partir de la siguiente expresión:
ar=AQ + BQ" 7)
Donde:
AQ = abatimiento teórico del acuífero, definido en la ecuación (5) BQn = abatimiento por entrada al pozo
La estimación de los términos anteriores se hace mediante una prueba escalonada a caudales variables y con un mínimo de tres etapas, ya que hay tres incógnitas: A, B, Y n.
En este caso, la eficiencia hidráulica sería la relación:
8) Kh =
AQ AQ + BQ"
La eficiencia hidráulica del pozo determinada en esta forma es función tanto de las características constructivas del pozo como de las propiedades físicas y condiciones hidráulicas del acuífero, además de la relación de permeabilidades entre el acuífero y filtro de lava (Cruickshank 1976), de tal manera que es posible obtener mayores eficiencias hidráulicas en pozos localizados en acuíferos con permeabilidades altas. Es por esto que no se puede hablar de valores de eficiencias hidráulicas en forma general, puesto que estas dependen de las características propias de cada zona o acuífero.
La aplicación de la fórmula (7) requiere de un equipo que permita variar los caudales de extracción, condición que generalmente no se da, puesto que la mayoría de los equipos cuenta con motores eléctricos donde las velocidades de la operación de la bomba son constantes.
Una forma más sencilla y práctica de medir el deterioro de la eficiencia de los pozos es mediante la comparación del rendimiento o capacidad específica para fechas distintas, ya que este parámetro refleja también el comportamiento hidráulico del pozo. El caudal específico se define por la siguiente relación:
34
Q.=Qla\ 9>
Donde: Qe = caudal o rendimiento específicos del pozo Q = caudal de producción del pozo a - abatimiento, nivel estático menos nivel dinámico o bombeo.
Si el caudal específico disminuye, significa que han aumentado las pérdidas en el pozo (véase ilustración 1) y, por lo tanto, requiere de mantenimiento, el cual consiste básicamente en una limpieza de su área de admisión. Este método considera que en condiciones iniciales el pozo tiene los más altos rendimientos, consideración que no siempre es cierta, debido a limpiezas o desarrollos deficientes. En su aplicación conviene realizar las mediciones de caudal y abatimiento a un tiempo igual de iniciado el bombeo, con el fin de tomar en cuenta los efectos del tiempo en régimen transitorio.
Es normal que un pozo de agua pierda productividad en forma gradual, en meses o años, tiempo suficiente para detectar el problema y diagnosticar su origen, a fin de programar y aplicar las medidas correctivas de inmediato.
Diagnóstico del funcionamiento de un pozo:
Los pasos a seguir en el diagnóstico sobre el funcionamiento de un pozo se muestran en el esquema de la ilustración 2. Ante una baja en la producción, primero se determinan la eficiencia electromecánica del equipo mediante la expresión (1), y el rendimiento específico por medio de la fórmula (9), al tiempo que se investigan los indicios que pueden ser el origen del problema, tales como las tendencias incrustantes o corrosivas de la producción de arenas y calidad de agua alumbrada (Driscoll, 1986).
En seguida, se establece si el valor de la eficiencia electromecánica ha bajado sensiblemente, por ejemplo al 50%, lo que sería evidencia de que la bomba opera en malas condiciones, ya que un motor eléctrico se caracteriza por la eficiencia muy estable durante su vida útil, además de que resulta obvio cuando opera en malas condiciones, puesto que produce ruidos extraños, calentamiento y hasta humo.
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Pasos a seguir en el diagnóstico de un pozo:
Una vez aplicadas las fórmulas (3) y (4), hasta determinad la eficiencia de los impulsores, ésta se compara con las curvas de carga-caudal-eficiencia que el fabricante proveedor deben proporcionar, con el objeto de determinar, en primer lugar, si se trata de una mala selección de origen sobre el equipo instalado o bien, si hay un desgaste de sus componentes. Dicho desgaste puede catalogarse como normal si se manifiesta después de un tiempo prolongado de operación, o como excesivo si se presenta en un periodo corto; sus causas pueden ser: producción de arenas, desajustes de los impulsores, mal alineamiento entre motor y bomba o falta de verticalidad en el pozo. A su vez, la producción de arenas puede deberse a un colapso del ademe o a la corrosión de las rejillas de éste, situaciones que pueden presentarse de manera repentina; si se trata de colapsos por lo general la producción es abundante, mientras que en casos de corrosión, se incrementa gradualmente. También puede deberse a un mal diseño donde no se consideró la granulometría de la información acuífera para definir el filtro de gravas y la abertura de la rejilla apropiados, en cuyo caso la producción de arenas es un fenómeno constante durante el funcionamiento del pozo.
El desajuste de los impulsores puede ocasionar si desgaste prematuro por rozamiento con los tazones, lo cual puede verificarse revisando la posición de la tuerca de ajuste en la parte superior del motor, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. El mal alineamiento entre motor y bomba o la falta de verticalidad en el pozo producen vibraciones y posiblemente hasta ruidos, provocando desgastes en flecha y chumacera.
Ante una baja significativa de la eficiencia electromecánica en el diagnóstico es muy claro: desmantelar el equipo, revisarlo cuidadosamente para determinar los daños y llevar a cabo las reparaciones necesarias.
Volviendo al comportamiento del pozo (ilustración 2), una declinación del rendimiento específico representa una disminución del área de admisión al pozo, que puede deberse a un abatimiento general del acuífero, o bien a un bloqueo de las rejillas por azolve, por incrustaciones minerales o bacterianas, o por una combinación de dos a más causas.
El abatimiento general de acuífero se puede determinar al comparar las profundidades de los niveles estáticos con las de niveles anteriores. La presencia de azolves puede inferirse si el pozo ha producido arenas, o directamente midiendo el fondo, para lo cual es preciso desmontar el equipo de bombeo. El bloqueo de las rejillas por incrustaciones puede inferirse por medio del los análisis químicos del agua, determinando por algún método su tendencia a formar incrustaciones minerales o su proclividad al desarrollo de colonias bacterianas, específicamente bacteria del hierro (Driscoll 1986). En algunas ocasiones un vídeo grabación del interior del pozo puede ayudar a definir el tipo de incrustación, siempre y cuando la turbiedad del agua lo permita.
36
No está por demás hacer énfasis en la importancia de las medidas para determinar periódicamente las eficiencias, que consisten, como ya se mencionó, en medir las profundidades de los niveles estáticos y dinámicos, el aforo del caudal de producción y la potencia empleada por el motor eléctrico. Estas mediciones no requieren de alto nivel de capacitación del personal técnico, no consume un tiempo importante y tampoco implican instrumentos o equipos complejos; en cambio, representan como se ha visto, una de las partes más relevantes del mantenimiento preventivo de un pozo.
Desde luego, ambas eficiencias, electromecánicas e hidráulica, están íntimamente relacionadas y no tiene mayor significado mejorar la primera si antes no se restaura la hidráulica del pozo, sobre todo si se encuentra en una etapa avanzada de deterioro.
37
3.4 Análisis de Eficiencia a un sistema de Bombeo de SAS Metropolitano
POZO 43 :
INTRODUCCIÓN
La información que se presenta a continuación expone: Los antecedentes que dieron origen a la rehabilitación de la Fuente de Abastecimiento del Pozo No. 43 ubicado en el Fraccionamiento Villa Rica del Puerto de Veracruz, la descripción de las actividades realizadas en los trabajos de rehabilitación, las condiciones de operación del Pozo, la eficiencia electromecánica.
ANTECEDENTES
Dentro del programa implementado para el Mantenimiento y Rehabilitaciones de las Fuentes de abastecimiento del Sistema de Agua y Saneamiento Metropolitano de Veracruz, Boca del Río y Medellín, se intervino el Pozo No. 43 efectuando los trabajos correspondientes para su rehabilitación.
REHABILITACIÓN DE LA FUENTE DE ABSTECIMIENTO
Se realizaron una serie de actividades para el desarrollo de la rehabilitación de la fuente de rehabilitación consistentes en:
> Toma de Video inicial.- Esta toma se realiza con el fin de evaluar la condición inicial del ademe del Pozo.
> Aplicación del Dispersor de Arcillas.- Se aplica en el interior del Pozo y en el filtro de grava para eliminar incrustaciones en el las ranuras y paredes del ademe, además ayudar a aflojar un posible puenteo en el gravero.
> Desazolve del pozo.- Se realiza con el fin de extraer la arena y sólidos depositados en el fondo del Pozo a través de su operación, par posteriormente realizar la limpieza del Ademe en toda su longitud.
> Cepillado en el interior del Ademe.- Actividad que se realiza para eliminar las incrustaciones en las paredes del ademe y destapar de las mismas las ranuras.
> Pistoneo en el interior del Pozo.- Actividad que se realiza para el reacomodo del filtro de grava, eliminando un posible puenteo. Al realizar los trabajos se observo que el pozo se azolvo rápidamente en cantidades anormales sin llegar a estabilizarse teniendo presencia de grava por lo que se decidió realizar una segunda toma de video.
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> Toma de Video No. 2.- Se realiza para observar las condiciones del ademe, encontrándose unas perforaciones entre los 52 y 55 mts., además de que el ranurado se encuentra en estado avanzado de corrosión en otros puntos a lo largo del ademe, por lo que se determina colocar una camisa de 12" de tubo de acero para continuar con el buen aprovechamiento de la fuente de abastecimiento.
> Encamisado del Pozo.- Se realiza la colocación de la camisa de Acero colocando 50 mts. De tubería ranurada tipo canastilla de 12" x %" de espesor ASTM-A53 GR. B Y 30 mts. De tubería lisa de 12" x %" de espesor ASTM-A53 GR. B
> Colocación del Filtro.- Se suministra y coloca grava silica de 3/16" a %", entre el ademe de 14" y el nuevo de 12".
> Pistoneo en el interior del Pozo.- Actividad que se realiza para el reacomodo del filtro de grava, eliminando un posible puenteo.
> Desazolve del Pozo.- Actividad que se realiza para extraer la arena y sólidos depositados en le fondo durante la ejecución de las actividades del Cepillado y Pistoneo.
> Toma de Video Final.- Se realiza para verificar el estado final del interior del ademe después de los trabajos de la rehabilitación.
> Aforo de la Fuente de Abastecimiento.- Actividad que se realiza con el fin de obtener la curva del comportamiento de la Fuente en su operación, permitiendo de esa manera conocer el gasto máximo de explotación y nivel dinámico para que conjuntamente con las necesidades del sistema se seleccione el equipo de bombeo adecuado.
CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL POZO
Se realizo un estudio y análisis de la operación del pozo antes de la rehabilitación consultando el historial del comportamiento de la fuente de abastecimiento y del equipó de bombeo instalado, sumándolo al estudio de aforo realizado posterior a la rehabilitación se determino el equipo adecuado para incrementar la eficiencia de operación. Resultados que se presentan a continuación.
39
EQUIPO EN OPERACIÓN
Pozo No. 43
Anterior
Tipo Sumergible
Marca KSB
Modelo BPN 425/2a 2 + NB 753
Gasto 55 Ips
CDT 60 mts
Potencia 75 Hp.
Actual Tipo Sumergible
Marca Groundfos
Actual 625600-3A
Gasto 45
CDT 70
Potencia 60
INSTALACIÓN
Pozo No. 43
Gasto (Ips) Anterior 48
Actual 47
Decremento % 0.02
Eficiencia Electromecánica Anterior 43.59
Actual 62.96
Incremento % 44.43
40
Instalación Pozo. No 43
Profundidad
Diámetro de ademe
Tubería Lisa
Tubería ranurada
Diámetro de Columna
Longitud de Columna
Nivel Estático
Nivel Dinámico
80 mts. 12"
30 mts
50 mts.
6"
68
24.70 mts.
47.5
Ti n
w
T5lW
P r o f u f
d a d
41
CONCLUSIONES
Mediante el análisis de operación y siguiendo un adecuado programa de rehabilitación para las Fuentes de Abastecimiento es posible conservar o aumentar su capacidad para satisfacer los requerimientos del servicio, operando de manera mas eficiente reduciendo los costos de extracción.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
SÍMBOLO
Zd
X
PL
Pgd Di
A
qv
hv
hfc
hd
H
IA
IB
IC
I
VAB
VBC
VAC
fpA
fpB
fpC
Pe
Ps
hb
DESCRIPCIÓN
NIVEL DINÁMICO (m) DISTANCIA DESDE EL NIVEL DE REFERENCIA A LA LÍNEA DE CENTROS DEL MANÓMETRO (m) LECTURA DEL MANÓMETRO A LA DESCARGA (m) PRESIÓN A LA DESCARGA = [(2) + (3)] (m)
DIÁMETRO INTERNO DE LA TUBERÍA (m)
ÁREA DEL TUBO A LA DESCARGA (m2) = [p x DÍ2/4]
FLUJO (m3/s)
CARGA DE VELOCIDAD
(m) = [{(6)/(5)}2/19,613 3]
PERDIDAS DE FRICCIÓN EN LA COLUMNA (m) CARGA A LA DESCARGA (m) = [(4) + (7) + (8)] CARGA TOTAL = [(1) + (9)] (m)
CORRIENTE LÍNEA A
CORRIENTE ÜNEAB
CORRIENTE ÜNEAC
CORRIENTE PROMEDIO (A) = [(IA + IB + IC) / 31 TENSIÓN FASE AB
TENSIÓN FASE BC
TENSIÓN FASE AC
= [(VAB + VBC + VAC) / 3]
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA A
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA B
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA C
= [(fpA + fpB + fpC) / 3]
POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR (kW)
= 1 ,732X(11)X(12)X(13)X10-3
POTENCIA DE SALIDA DE LA BOMBA (kW)
= [(6) x (10) x 9,806 65x10-3]
EFICIENCIA DEL CONJUNTO MOTOR-BOMBA (%) = [(15) /(14) x 100]
POZO 43 (ANTES)
48.000
0.045
25.000
25.045
0.152
0.018
0.048
3.909E-08 0.003
25.048
73.048
95.000
97.000
99.000
97.000
446.000
444.000
442.000
444.000
0.940
0.950
0.960
0.950
70.864
34.385
48.523
POZO 43 (DESPUÉS)
47.500
0.045
25.000
25.045
0.152
0.018
0.047
3.748E-08 0.003
25.048
72.548
68.000
67.000
70.000
68.333
445.000
442.000
440.000
442.333
0.900
0.900
0.900
0.900
47.116
33.438
70.969
POZO 45 :
INTRODUCCIÓN
La información que se presenta a continuación expone: Los antecedentes que dieron origen a la rehabilitación de la Fuente de Abastecimiento del Pozo No. 45 ubicado en el Fraccionamiento Villa Rica del Puerto de Veracruz, la descripción de las actividades realizadas en los trabajos de rehabilitación, las condiciones de operación del Pozo, la eficiencia electromecánica, los resultados en energía eléctrica.
ANTECEDENTES
Dentro del programa implementado para el Mantenimiento y Rehabilitaciones de las Fuentes de abastecimiento del Sistema de Agua y Saneamiento Metropolitano de Veracruz, Boca del Río y Medellín, se intervino el Pozo No. 45 efectuando los trabajos correspondientes para su rehabilitación.
REHABILITACIÓN DE LA FUENTE DE ABSTECIMIENTO
Se realizaron una serie de actividades para el desarrollo de la rehabilitación de la fuente de rehabilitación consistentes en:
Aplicación del Dispersor de Arcillas.- Se aplica en el interior del Pozo y en el filtro de grava para eliminar incrustaciones en el las ranuras y paredes del ademe, además ayudar a aflojar un posible puenteo en el gravera.
Toma de Video inicial.- Esta toma se realiza con el fin de evaluar la condición inicial del ademe del Pozo.
Desazolve del pozo.- Se realiza con el fin de extraer la arena y sólidos depositados en el fondo del Pozo a través de su operación, par posteriormente realizar la limpieza del Ademe en toda su longitud.
Cepillado en el interior del Ademe.- Actividad que se realiza para eliminar las incrustaciones en las paredes del ademe y destapar de las mismas las ranuras.
Pistoneo en el interior del Pozo.- Actividad que se realiza para el reacomodo del filtro de grava, eliminando un posible puenteo.
Desazolve del Pozo.- Actividad que se realiza para extraer la arena y sólidos depositados en le fondo durante la ejecución de las actividades del Cepillado y Pistoneo.
43
Toma de Video Final.- Se realiza para verificar el estado final del interior del ademe después de los trabajos de la rehabilitación.
Aforo de la Fuente de Abastecimiento.- Actividad que se realiza con el fin de obtener la curva del comportamiento de la Fuente en su operación, permitiendo de esa manera conocer el gasto máximo de explotación y nivel dinámico para que conjuntamente con las necesidades del sistema se seleccione el equipo de bombeo adecuado.
CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL POZO
Se realizó un estudio y análisis de la operación del pozo antes de la rehabilitación consultando el historial del comportamiento de la fuente de abastecimiento y del equipó de bombeo instalado, sumándolo al estudio de aforo realizado posterior a la rehabilitación se determino el equipo adecuado para incrementar la eficiencia de operación. Resultados que se presentan a continuación.
EQUIPO EN OPERACIÓN
Pozo No. 45
Anterior
Tipo Sumergible
Marca Bamsa
Modelo 17821910/2R2 + MSU 75/10
Gasto 45 Ips.
CDT 75
mts.
Potencia 75 Hp.
Actual 1 Tipo
Sumergible Marca
Groundfos Modelo
625S500-3AA Gasto
40 CDT 70
Potencia 50
INSTALACIÓN
Pozo No. 45
F
Anterior 48
Anterior 48.85
Gasto (Ips) Actual
45
Eficiencia Electromecán Actual 70.14
Decremento % 6.25
ca | Incremento % I
43.58
Instalación Pozo. No 45
Profundidad Diámetro de ademe
Tubería Lisa
Tubería ranurada
Diámetro de Columna
Longitud de Columna
Nivel Estático Nivel Dinámico
102 mts. 14"
17 mts
85 mts.
8"
90
10.90 mts. 45
p r o f u (i d
d a d
45
CONCLUSIONES
Mediante el análisis de operación y siguiendo un adecuado programa de rehabilitación para las Fuentes de Abastecimiento es posible conservar o aumentar su capacidad para satisfacer los requerimientos del servicio, operando de manera mas eficiente reduciendo los costos de extracción.
SÍMBOLO
Zd
X
PL
Pgd
Di
A
qv
hv
hfc
hd
H
IA
IB
IC
1
VAB
VBC
VAC
fpA
fpB
fpC
Pe
Ps
hb
DESCRIPCIÓN
NIVEL DINÁMICO (m) DISTANCIA DESDE EL NIVEL DE REFERENCIA A LA LÍNEA DE CENTROS DEL MANÓMETRO (m) LECTURA DEL MANÓMETRO A LA DESCARGA (m) PRESIÓN A LA DESCARGA = [(2) + (3)] (m)
DIÁMETRO INTERNO DE LA TUBERÍA (m) ÁREA DEL TUBO A LA DESCARGA (m2) = [p x DÍ2/4]
FLUJO (m3/s)
CARGA DE VELOCIDAD
(m) = [{(6)/(5)}2 /19,613 3]
PERDIDAS DE FRICCIÓN EN LA COLUMNA (m) CARGA A LA DESCARGA (m) = [(4) + (7) + (8)]
CARGA TOTAL = [(1) + (9)] (m)
CORRIENTE LÍNEA A
CORRIENTE LÍNEA B
CORRIENTE LÍNEA C
CORRIENTE PROMEDIO (A) = [(IA + IB + IC) / 31 TENSIÓN FASE AB
TENSIÓN FASE BC
TENSIÓN FASE AC
= [(VAB + VBC + VAC) / 3]
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA A
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA B
FACTOR DE POTENCIA LÍNEA C
= [(fpA + fpB + fpC) / 3]
POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR (kW)
= 1,732x(11)x(-|2)x(13)X10-3 POTENCIA DE SALIDA DE LA BOMBA (kW)
= [(6) x (10) x 9,806 65x10-3]
EFICIENCIA DEL CONJUNTO MOTOR-BOMBA (%) = [(15)/(14)x 100]
POZO 45 (ANTES)
46.000
0.040
25.000
25.040
0.203
0.032
0.046
1.135E-07 0.800
25.840
71.840
93.000
95.000
96.000
94.667
448.000
450.000
447.000
448.333
0.950
0.940
0.950
0.947
69.589
32.407
46.570
POZO 45 (DESPUÉS)
45.000
0.040
25.000
25.040
0.203
0.032
0.045
1.086E-07 0.800
25.840
70.840
63.000
62.000 64.000
63.000
448.000
449.000
446.000
447.667
0.910
0.920
0.910
0.913
44.614
31.262
70.071
R E P O R T E D E P R U E B A S E N C A M P O Y C A L - C U L O D E t A E F I C I E N C I A E L E C T R O M E C Á N I C A
•
1
2
2 -
3
1 "*
1 5
8 6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 3
1 6
1 7
1 8
S « » O i O
Di
n
NE
ND
X
P1
Pm
A
qv
hv
hfc
ha
H
lA
IB
le
1
VAB
VAC
VBC
V
f=pA
Fpe
Fpe
Fp
F>«
F>s
h
D E S C R I P C I Ó N -1 2 3
D I Á M E T R O I N T E R N O D E L A T U B E R Í A ( m )
F R E C U E N C I A D E R O T A C I Ó N ( R . P . M . )
N I V E L . E S T Á T I C O
NIVEL. D I N Á M I C O ( m )
D I S T A N C I A D E S D E E L N I V E L . D E R E F E R E N C I A A L A L I N E A D E C E N T R O S D E L M A N Ó M E T R O ( m )
L E C T U R A D E L M A N Ó M E T R O A L A D E S C A R G A ( m )
P R E S I Ó N A L A D E S C A R G A = [ { 4 ) - i - ( 5 ) ] ( m ) = [ ( ) + ( ) ] ( m ) A R E A D E L T U B O A L A D E S C A R G A = £3.1-41592 x ( 1 ) 2 / 4 ] ( m 2 ) = [3.1-41 5 9 2 x ( ) 2 / 4 ] ( m 2 )
F L U J O <m3 /s) C A R G A D E V E L O C I D A D = [ { ( 8 ) / ( 7 ) > ' í / 1 9 , 8 1 3 3 ] ( m ) = T í f ) / í ) > 2 / 1 9 . 6 1 3 31 ( m ) P E R D I D A S D E F R I C C I Ó N E N L A C O L U M N A ( m ) C A R G A A L A D E S C A R G A = { < 6 ) + < 9 ) - # - ( 1 0 ) ] ( m ) = [ ( ) * ( > + ( > ] ( m ) C A R G A T O T A L = { ( 3 ) + ( 1 1 ) ] ( m ) = f ( ) + í ) l f m >
C O R R I E N T E L I N E A A
C O R R I E N T E L I N E A B
C O R R I E N T E L I N E A C
P R O M E D I O = 1(IA -*• lB-f / c ) / 31 (A ) = [ ( + + ) / 3 ] ( A )
T E N S I Ó N F A S E A B
T E N S I Ó N F A S E A C
T E N S I Ó N F A S E B C
P R O M E D I O = [ ( V A S •+• VAC •*• VBC) 1 3 ] ( V ) = í ( + •+• ) 1 3 ] ( V )
F A C T O R D E P O T E N C I A L I N E A A
F A C T O R D E P O T E N C I A L I N E A B
F A C T O R D E P O T E N C I A L I N E A C
P R O M E D I O = lifpA + fpe + fpe) 1 3 ] (%) = K + •*• ) / 3 ] (%) P O T E N C I A D E E N T R A D A A L M O T O R = 1 , 7 3 2 x ( 1 3 ) * ( 1 4 ) x ( 1 5 ) x 10-" (KW) = 1 ,732 x { ) x ( ) x ( ) X 1 0 - 6 ( K W ) P O T E N C I A D E S A L I D A D E L A B O M B A = [ ( 8 ) « ( 1 2 ) x 9 . 8 0 6 ] ( k W ) = [ ( ) x ( ) ~ 9 . 8 0 6 l ( K W )
E F I C I E N C I A E L E C T R O M E C Á N I C A = [ ( 1 7 ) / ( 1 6 ) ] >« 1 0 0 (%) - [ ( ) / < ) l » 1 0 0 (%)
4
47
Pérdidas de carga por fricción en la columna de bombas t ipo turbina con motor externo. (En metros por cada 100 metros o en pulgadas por cada 100 pulgadas)
kMETBO
R.ECHA
jadas)
I p !
3 1 5
3 78
4 22
SOS
5 68
6 31
7 89
9 4 6
11 04
1262
14 19
15 77
17 3S
18 92
20 50
22 08
23 68
25 23
28 39
31 54
34 69
37 85
41 00
44 16
, . í ,7 3 ' l
4 *
1 1 1/4
6 "
i 1 1/4
1 1/2
t 1 U 1 6 1 16/16
8"
1 1 1/4
1 1/2
1 11/16 t 16/16
2 3/16
2 7/16
i o -
1 1 1/4
I 1/2
1 11/16 1 16/16
2 3/16
2 7/16 2 11/16
12*
l
1 1/4
1 1/2
1 11/16 1 16/16
2 3 /16
2 7/16 2 11/16
0 9 0
1 23
1 SO
1 90
2 40
2 8 0
4 20
5 70
7 50
9 50
11 SO
14O0
1 6 0
2 20
2 9 0
3 6 0
4 4 0
5 30
7 70
10 SO
13 50
6 6 0
[10 70
0 90
1 10
1 30
! SO
1 70
2 0 0
2 20
2 50
3 10
3 70
4 4 0
5 20
6 0 0
6 80
7 70
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 70
2 0 0
2 30
2 6 0
2 9 0
3 3 0
4 10
4 9 0
S 8 0
6 8 0
7 8 0
9 0 0
1 10
0 9 0
1 10
1 40
1 70
2 0 0
2 4 0
2 8 0
3 20
3 6 0
4 10
4 6 0
5 70
6 9 0
8 10
8 50
11 0 0
0 9 0
1 3 0
1 7 0
2 2 0
2 7 0
3 3 0
3 9 0
4 5 0
5 2 0
6 0 0
6 7 0
7 5 0
9 3 0
11 50
2 0 0
2 5 0
3 0 0
3 5 0
4 2 0
4 8 0
5 6 0
6 20
6 9 0
9 6 0
toso
1 00
1 20
1 40
1 70
2 20
2 70
3 20
3 8 0
4 50
5 20
6 0 0
6 8 0
7 6 0
9 4 0
11 4 0
0 9 0
t 10
t 30
1 50
1 70
1 9 0
2 6 0
3 20
3 9 0
4 6 0
5 4 0
6 2 0
7 2 0
0 90
1 10
1 30
1 5 0
1 80
2 0 0
2 30
3 6 0
4 50
5 40
6 4 0
7 5 0
8 8 0
10 00
OSO
1 0 0
1 2Q
1 5 0
1 80
2 tO
2 4 0
2 8 0
3 20
5 20
6 4 0
7 8 0
9 4 0
1 30
1 SO
1 8 0
2 2 0
2 6 0
3 0 0
3 50
4 10
4 6 0
1 i o
1 20
1 40
1 6 0
1 8 0
2 2 0
2 70
3 2 0
3 70
4 30
5 0 0
5 6 0
6 3 0
7 0 0
7 8 0
8 70
9 6 0
1 0 0
1 20
1 4 0
1 6 0
1 8 0
2 O 0
2 SO
3 0 0
3 6 0
4 20
4 9 0
seo 6 4 0
7 10
8 0 0
8 9 0
9 8 0
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 6 0
1 SO
2 0 0
2 3 0
2 8 0
3 5 0
4 iO
4 8 0
5 6 0
6 4 0
7 2 0
8 2 0
9 10
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 6 0
1 8 0
2 2 0
2 6 0
2 8 0
3 4 0
4 2 0
5 0 O
5 8 0
6 8 0
7 8 0
8 9 0
1 0 0 0
0 9 0
1 2 0
1 4 0
1 70
2 0 0
2 3 0
2 7 0
3 0 0
3 4 0
4 3 0
5 2 0
6 10
7 20
8 2 0
9 4 0
1 30
1 6 0
1 90
2 20
2 6 0
3 O 0
3-50
3SO
4 5 0
5 SO
6 7 0
7 9 0
9 30
1 0 0
!?£,„
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 70
1 9 0
2 20
2 5 0
2 8 0
3 10
3 5 0
3 9 0
4 20
4 8 0
5 3 0
5 8 0
6 40
0 9 0
1 10
1 4 0
1 6 0
1 9 0
2 2 0
2 50
2 9 0
3 2 0
3 6 0
4 0 0
4 4 0
4 8 0
S 3 0
6 0 0
6 60
7 3 0
0 9 0
1 0 0
1 3 0
1 6 0
1 9 0
2 20
2 5 0
2 9 0
3 3 0
3 70
« 10
4 6 0
5 10
5 60
6 3 0
7 0 0
7 8 0
8 5 0
1 10
1 20
1 SO
1 8 0
2 10
2SO
2 9 0
3 3 0
3 8 0
4 3 0
4 8 0
5 40
5 90
6 50
7 20
8 0 0
8 8 0
9 7 0
1 30
1 40
1 SO
2 10
2 SG
3 0 0
3 50
4 0 0
4 SO
5 10
5 70
« 4 0
7 10
7 80
8 8 0
9 9 0
D4AM COLUMNA
OtAM FLECHA
f pulgadas)
i g l
SO 4 6
56 77
6 3 OS
6 9 3 9
75 70
82 0 0
8 8 31
94 62
100 93
113 54
126 16
138 78
151 39
164 0 1
176 62
189 24
201 8 6
214 47
227 0 9
239 70
262 32
268 0 9
283 8 6
299 6 3
315 4 0
GPM
8 0 0
9 0 0
lOOO
1100
120O
1300
1400
1500
1600
1800
2O0O
2200
24O0
2600
28O0
3000
3200
3400
3600
3800
4000
4250
4S00
4 7 5 0
SOOO
jastos de 31 15 a 41 31 I p s 150 A 750 gpmj léase a ia izquierda de la doble línea
jastos de 50 46 a 315 40 I p s 1800 a 5000 gprol léase a I» derecha de la doble línea
48
CAPITULO IV:
Implementación de un Programa de Mantenimiento a un Sistema de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo en SAS Metropolitano.
La expresión del mantenimiento moderno puede expresarse como el empleo de las mejores técnicas de administración cuya eficacia ha sido comprobada en el trabajo de producción. En ningún campo tiene una más eficaz aplicación este concepto que en el de la planeación y programación. La razones que la respaldan son de gran importancia cuando se trata de problemas de mantenimiento. (E/I". Newbrough. Administración de mantenimiento industrial. Capítulo 7, pag. 159)
4.1.- DEFINICIONES Y NOMENCLATURA:
BOMBAS
Después de construir un pozo, el agua debe ser llevada a la superficie por medios artificiales, a menos que el agua fluya en forma natural. Una cubeta y una cuerda eran suficientes para abastecer una casa de campo; sin embargo, ahora los pozos obtienen agua por medio de una bomba. Hace unos cien años las bombas de pozos operaban bajo el principio de pistón recíproco. Un impulso ascendente de un pistón en un cilindro vertical inyectaba agua en un cilindro, donde un arreglo simple de válvulas evita que sea desalojada cuando el pistón regresa en su movimiento descendente; el siguiente impulso ascendente desplaza esta agua del cilindro hacia la tubería de acceso a la superficie. Versiones pequeñas de estas bombas pueden manejarse manualmente, y se ven con cierta frecuencia en casas de campiña de algunos países como Inglaterra; tales bombas satisfacen las necesidades básicas de agua de países en desarrollo como Bangladesh a fines del siglo XIX y principios del XX, las bombas de pistón de mayor tamaño eran movidas por máquinas a vapor; en Inglaterra aún sobreviven en condiciones de operación.
Con la presencia de unidades rotatorias de alta velocidad, como los motores eléctricos, las bombas que operan bajo ese principio tomaron un lugar preponderante. La categoría más importante de estas bombas es la centrífuga. En una bomba centrífuga, una rueda con impulsores gira y hace que el agua en la bomba se mueva alrededor y hacia fuera. Esto causa un aumento de la presión en la pared exterior de la bomba, y un decremento cerca del centro del impulsor. El agua es conducida a través de la bomba, del centro hacia la salida, donde se desplaza por la tubería hacia el exterior. Desde otro punto de vista, la bomba transfiere energía del motor al agua.
49
C I I c B I B L I O T E C A
Las bombas centrífugas pueden montarse en la superficie cerca del pozo con la tubería de succión o toma colocada dentro del pozo por debajo del nivel estático. La operación de la bomba reduce la presión en la tubería de succión por debajo de la presión atmosférica. Debido a que la atmósfera ejerce su presión completa sobre la superficie del agua en el pozo, el agua es forzada por la tubería de succión. Si la bomba puede reducir la presión en el punto de succión a cero, en otras palabras crear un vacío perfecto, la presión atmosférica hará subir el agua a una altura de casi 10m por arriba del nivel estático del pozo.
En la práctica, debido a limitaciones mecánicas y a la posibilidad de que se formen bolsas de vapor de agua en el agua misma, estas bombas no pueden operar cuando el nivel estático se encuentra a más de 7m por debajo de la posición de la bomba.
Cuando se requiere elevar el agua a alturas mayores, el problema se resuelve poniendo la bomba centrífuga debajo del agua con el eje de los impulsores colocado en forma vertical. La bomba puede ser instalada en el fondo del pozo, unos metros por arriba del nivel estático, por medio de una guía vertical, y puesta a funcionar por medio de un motor colocado en la superficie. Lo usual en la actualidad es instalar un motor eléctrico aprueba de agua por debajo de la bomba (el cual se enfría por el paso del agua que fluye) y extraer directamente el agua. Este tipo de bomba se denomina eléctrica sumergible. Si el agua debe elevarse a más de 10m por encima del nivel estático, se hace necesario el uso de varios impulsores, uno arriba de otro, y que cada uno aporte energía al agua. Cada grupo de impulsores se denomina tazón; el uso de cinco a diez tazones es lo común, pero pueden ser usados 20 tazones o más para llevar el agua a alturas grandes. Debido a que el diseño de los impulsores de estas bombas es por lo general del tipo denominado turbina, estas bombas de pozo profundo son comúnmente llamadas bombas de turbina.
Definiciones de las partes constitutivas de una bomba:
Sentido de rotación; El sentido de rotación de una bomba centrífuga puede ser:
En el sentido de las manecillas del reloj. En el sentido contrario de las manecillas del reloj
Lo mismo sucede en las bombas verticales en las cuales el observados debe colocarse mirando hacia abajo en la flecha superior de la bomba.
Clasificación de las bombas por el tipo de material de sus partes:
1 - Bomba estándar (fierro y bronce) 2.- Bomba toda de fierro 3.- Bomba toda de bronce 4.- Bombas de acero con partes internas de fierro o acero inoxidable 5.- Bombas de acero inoxidable
50
Las bombas de pozo profundo usadas par alimentación de agua usan los siguientes materiales:
Tazones-- Fierro Impulsores— Bronce Flechas de impulsor— Acero inoxidable Flechas de línea — Acero de carbono Chumaceras— Bronce Tuberías Acero Cabezal de descarga — Fierro o Acero
En general, las condiciones de servicio que afectan principalmente la selección de materiales son las siguientes:
Corrosión del líquido manejado Acción electroquímica Abrasión de los sólidos en suspensión Temperatura de bombeo Carga de operación Vida esperada
Un factor que puede afectar la selección de materiales para bombas de alimentación de agua potable es el tipo de lubricación. En los casos en que el aceite lubricante pudiese contaminar el agua se usa lubricación por agua, teniéndose que usar entonces camisas de acero inoxidable y chumaceras de hule montado en soportes de chumaceras de bronce.
Clasificación de las bombas por el tipo de succión. Las bombas, de acuerdo con su tipo de succión se pueden catalogar en:
1.- Simple succión 2.- Doble succión (ambos lados del impulsor) 3.- Succión negativa (nivel del líquido inferior al de la bomba) 4.- Succión positiva (nivel de líquido superior al de la bomba) 5.- Succión a presión (la bomba succiona el líquido de una cámara hermética donde se encuentra ahogada y a donde llega el líquido a presión).
51
Clasificación de las bombas por su dirección de flujo.:
1.- Bombas de flujo radial 2.- Bombas de flujo mixto 3.- Bombas de flujo axial
Las bombas de flujo radial tienen impulsores generalmente angostos de baja velocidad específica, que desarrollan cargas altas. El flujo es casi totalmente radial y la presión desarrollada es debida principalmente a la fuerza centrífuga.
En las bombas de flujo mixto el flujo cambia de axial a radial. Son bombas para gastos y cargas intermedias y la velocidad específica de los impulsores es mayor que las de flujo radial.
En las bombas de flujo axial llamadas de propela el flujo es completamente axial y sus impulsores son de alta velocidad específica.
CARCAZA
Función. La función de la carcaza en una bomba centrífuga es convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
Tipos:
Según la manera de efectuarla conversión de energía:
Voluta: simple o doble Difusor
Según su construcción:
De una pieza Por una plano horizontal, Por una plano vertical Por un plano inclinado Partida
52
Según sus características:
Simple Dobles Succión por un extremo Lateral Superior Inferior
Según sus números de pasos:
De un paso De varios pasos
IMPULSORES
El impulsor es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cuál depende la carga producida por la bomba.
Los impulsores se clasifican según:
Tipo de succión: Simple succión o doble succión
Forma de aspas: Aspas curvas radiales, aspas tipo Francis, aspas para flujo mixto, aspas tipo propela.
Dirección de flujo: radial, mixto o axial.
Construcción mecánica: abierto, semiabierto o cerrado
Velocidad específica: baja, media y alta
En un impulsor de simple succión el líquido entra por un solo extremo, en tanto que el de doble succión podría considerarse como uno formado por dos de simple succión colocados espalda con espalda
El de doble succión tiene entrada por ambos lados extremos y una salida común.
El impulsor de simple succión es más práctico y usado debido a razones de manufactura y a que simplifica considerablemente la forma de la carcaza. Sin embargo, para grandes gastos, es preferible usar un impulsor de doble succión, ya que para la misma carga maneja el doble de gasto.
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Tiene además la ventaja de que debido a la succión por lados opuestos no se produce empuje axial; sin embargo, complica bastante la forma de la carcaza.
En cuanto a la forma de las aspas hemos visto cuatro grupos en donde se explican su tipo de flujo y velocidad específicos.
Los impulsores de aspas de simple curvatura son de flujo radial y están sobre un plano perpendicular. Generalmente son impulsores para gastos pequeños y cargas altas, por lo cual son impulsores de baja velocidad específica. Manejan líquidos limpios sin sólidos en suspensión.
En un impulsor tipo Francis, las aspas tienen doble curvatura. Son más anchas y el flujo tiende a ser ya radial, ya axial. La velocidad específica va aumentando y la curva de la variación del gasto con la carga se hace más plana.
Por último tenemos los impulsores tipo propela, de flujo completamente axial para gastos altísimos y cargas reducidas, que vienen a ser los de máxima velocidad específica. Tienen pocas aspas y pueden manejar líquidos con sólidos en suspensión de tamaño relativamente grande.
Son especialmente adecuados para bombas de drenaje en ciudades. Por su construcción mecánica se ve pueden ser completamente abiertos, semiabiertos o cerrados.
Un impulsor abierto es aquel en el cual las aspas están unidas al mamelón central sin ningún plato en los extremos.
ANILLOS DE DESGASTE
La función del anillo de desgaste es el tener un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde, debido a las cerradas holguras que se producen entre el impulsor que gira y la carcaza fija, la presencia del desgaste es casi segura. En esta forma, en lugar de tener que cambiar todo el impulsor o toda la carcaza, solamente se quitan los anillos, los cuales pueden estar montados a presión en la carcaza o en el impulsor, o en ambos.
Existen diversos tipos de anillos y deberá escogerse el más adecuado para cada condición de trabajo y de líquido manejado. Estos incluyen: a) anillos planos; b) anillos en forma de L, y c) anillos laberintos.
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ESTOPEROS, EMPAQUES Y SELLOS
La función de éstos es evitar el flujo hacia fuera, del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba, y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
El estopero es una cavidad concéntrica con la flecha donde van colocados los empaques; de éstos existen diversos tipos que serán citados posteriormente.
Sellos mecánicos. En aquellos casos en que se usa el empaque convencional y prensaestopas debe dejarse un pequeño goteo, ya que de otra manera el calor y fricción generado sobre la flecha es muy grande, dañándola y haciendo que el motor tome más potencia.
FLECHAS
La flecha de una bomba centrífuga es el eje de todos los elementos que giran en ella, transmitiendo además el movimiento que le imparte la flecha del motor.
En el caso de una bomba centrífuga horizontal, la flecha es una sola pieza o lo largo de toda la bomba. En el caso de bombas de pozo profundo, existe una flecha de impulsores y después una serie de flechas de transmisión unidas por un copie, que completan la longitud necesaria desde el cuerpo de tazones hasta el cabezal de descarga.
Las flechas generalmente son de acero, modificándose únicamente el contenido de carbono, según la resistencia que se necesite. En el caso de bombas de pozo profundo, las flechas de impulsores son de acero inoxidable con 13% de cromo, en tanto que las flechas de transmisión son de acero con 0.38 a 0.45 de carbono, rolando en frío y rectificando.
Camisas de flecha. Debido a que la flecha es una pieza bastante cara y en la sección del empaque o de los apoyos hay desgaste, se necesita poner una camisa de flecha que tiene por objeto proteger la flecha y ser una pieza de cambio, sobre la cual trabajan los empaques.
Las camisas son generalmente de latón o de acero inoxidable y existen diversas formas constructivas de ellas, dependiendo del tamaño de la flecha y de la naturaleza del líquido manejado.
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COJINETES
El objeto de los cojinetes es soportar la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Por medio de un correcto diseño soportar las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
Los soportes pueden ser en forma de bujes de material suave, con aceite a presión que centra la flecha o bien los baleros comunes y corrientes, que pueden ser de bolas en sus variantes de una hilera, dos hileras, autoalineables, etc., o bien pueden ser del tipo de rodillos.
En las bombas de pozo profundo existen diversas chumaceras guía a lo largo de la bomba, como son:
Chumaceras en el cono de entrada Chumaceras en cada tazón
En las bombas de pozo profundo existen dos tipos de lubricación para las chumaceras contenidas a lo largo de la columna, las lubricadas con aceite.
BASES
Entre los elementos de soporte en una unidad existen:
Soporte de baleros; Soporte de toda la bomba Soporte del grupo bomba-motor.
Los soportes de baleros son los alojamientos donde los baleros entran con un ajuste especial quedando en una posición definida, perfectamente concéntrica con el eje de la flecha. Además de alojar los baleros, tienen la función de contener el lubricante necesario para la operación correcta de los mismos.
Para Terminal, se mencionará que en las bombas de pozos profundos el elemento que carga con todas las partes fijas de la bomba, o sea, tubería y tazones, es el cabezal de descarga, pieza sumamente robusta que, además de ser por donde descarga la bomba, tiene conexiones por arriba del motor o cabezal y por abajo para toda la tubería de columna.
El cabezal cargará y transmitirá esa carga. El peso de los elementos giratorios tales como flecha e impulsores, es soportado por un cojinete axial que se encuentra en el motor, que generalmente es de flecha hueca.
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4.2.- Implementación de un Programa de Mantenimiento Preventivo a un Sistema de Bombeo de Fuentes de Abastecimiento Subterráneas de SAS Metropolitano:
Las actividades de mantenimiento Preventivo (PMP) que se realizarán en el departamento de mantenimiento deben de ser coordinadas con las actividades de Mantenimiento Correctivo Programable.
Al principio de la implementación de PMP las actividades de mantenimiento se incrementan, pero el trabajo disminuye cuando los operadores realizan sus rutinas. Es entonces cuando el departamento de mantenimiento se puede enfocar a su propia organización.
Se desarrolla un calendario con el Programa de Mantenimiento Preventivo. Se deben determinar los estándares de equipos para que puedan ser comparados después.
Se debe tener una clara división de las responsabilidades y alcances entre el Programa de Mantenimiento Preventivo (PMP) y el Programa de Mantenimiento Correctivo Programable (PMCP).
Programa de Mantenimiento Preventivo a un Sistema de Bombeo de Fuente Subterránea de SAS Metropolitano; se conforma de Equipos eléctricos, mecánicos e hidráulicos, que para este caso de estudio se presentarán de manera separada, Por categoría de elementos a programar para su mantenimiento de acuerdo a las Normas Técnicas emitidas por la Gerencia de Ingeniería Básica y Normas Técnicas de la Comisión Nacional del Agua (CNA) y a la conformación de los Sistemas de Bombeo de SAS Metropolitano, para finalmente integrarse la siguiente clasificación:
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Beneficios del sistema de trabajo:
• Documentación de sus actividades.
• Mejor seguimiento de los trabajos realizados.
• Planeación de recursos y actividades acorde a las necesidades.
• Mejor Planeación de los presupuestos.
• Información disponible para la capacitación del personal.
• Uniformidad en el sistema de trabajo de los proveedores.
• Capacidad de conocer historial de los bienes a través del tiempo.
• Mayor información para la toma de decisiones.
• Generación de indicadores para comparar resultados contra metas.
• Disponibilidad de la información a los proveedores de servicio para su Análisis y toma de decisiones.
Trabajo de implementacion:
• Trabajo con control de servicios y captura de información.
• Recopilación y organización de la información.
• Asignación de decodificación de bienes, actividades, ect.
• Capacitación.
• Captura de información.
• Elaboración y depuración de formatos.
• Elaboración de informes estadísticos de servicio.
• Establecimiento de políticas de entrega y recepción de órdenes.
Emisión y captura de órdenes.
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MANUALES DE BOMBAS Y EQUIPOS
Deben estar siempre disponibles y deben contener como mínimo:
INSTALACIÓN
OPERACIÓN
LUBRICACIÓN
DIBUJOS TÉCNICOS
LISTA DE PARTES/REPUESTOS
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
CUADROS DE FALLAS
CONTACTO PARA SERVICIOS
Debe existir un control de los manuales de bombas y equipos.
BASES DE DATOS MÓDULOS RESULTADOS
EQUIPOS/BIENES/LUGARES COMPRAS
PERSONAL SERVICIOS
PARTES Y REFACCIONES MANTENIMIENTO INDICADORES DE DESEMPEÑO Y
REPORTES
PROVEEDORES INVENTARIO
ACTIVIDADES Y SERVICIOS EVENTOS
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Mantenimiento Preventivo a Equipos eléctricos:
1. Subestaciones Compactas y Tipo Jardín;
Inspección:
• Inspeccionar Mensualmente la Subestación durante la operación normal del equipo. Tomar en cuenta las precauciones necesarias.
A). Transformador; Hacer la inspección al transformador en forma visual y/o auditiva, realizando las siguientes actividades:
• Revisar la conexión a tierra. • Revisar que no existan daños físicos o golpes en: boquillas, terminales,
conectores, válvulas y tanque. • Verificar que no existan falsos contactos o chisporroteo por falta de
ajuste en las conexiones. • Revisar que no existan fugas de aceite en válvulas, radiadores,
cordones de soldadura, empaques, cambiador de derivaciones, instrumentos de medición y protección del transformador, si los tiene.
• Revisar el estado de la pintura del transformador. • Tomar lectura de equipos de medición del transformador en caso de
tenerlos. • Revisar si el transformador produce ruido o vibración anormal. • Anualmente y antes de la fecha programada de mantenimiento
preventivo, tomar una muestra representativa del aceite del transformador.
B). Subestación Compacta; Hacer la inspección a la subestación compacta en forma visual y/o auditiva, realizando las siguientes actividades:
• Verificar que las conexiones a tierra estén en buen estado. • Verificar que no existan falsos contactos o chisporroteos por la falta de
ajuste en las conexiones. • Revisar la limpieza general de la subestación para determinar si existen
nidos o cualquier otro material que impida la operación adecuada del equipo.
• Revisar el estado de la pintura del transformador. • Revisar que no existan daños físicos o golpes en aisladores.
C). Red de Tierras; Verificar el buen estado de los conectores, conductores y varillas en los registros.
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2. Centro de Control de Motores; Gabinete compuesto de una o más secciones que contienen protecciones, medición y arrancadores.
Mensualmente:
• Revisar que el gabinete del centro de control de motores se encuentre en buenas condiciones en su pintura, acabado y ensamble.
• Revisar que no existan ruidos anormales. • Limpiar el local del centro de control de motores para dejarlo libre de
polvo y basura. • Revisar el funcionamiento de las lámparas indicadoras, reponer las
piezas dañadas. • Revisar que el equipo de medición de lecturas correctas y reponer
carátulas. • Revisar que no existan equipos sobrecargados. • Utilizar medios de análisis de infrarrojos o técnicas de termografía
para localizar problemas en las conexiones o en el aislamiento eléctrico de los equipos.
3. Tableros; Conjunto de interruptores instalados en una misma caja metálica, soportada normalmente en la pared.
• Revisar que el gabinete esté firmemente atornillado y alineado. • Revisar si hay evidencia de humedad, contaminación, polvo, etc. • Revisar si hay aislamiento dañado o carbonizado. • Verificar si los interruptores o switches están en buen estado y con
todas sus partes. • Revisar los fusibles y la firmeza de sus grapas o soportes. • Revisar que él o los conectores de tierra estén instalados en el
gabinete o en su marco. • Revisar los puntos de conexión o uniones eléctricas. • Revisar que existan letreros en todos los interruptores.
4. Motores Verticales y Sumergibles; Eliminar las principales causas de daño, ruido, vibración anormal, voltajes y corriente desbalanceadas.
En la Inspección se deberá revisar, de acuerdo al tipo de motor las siguientes actividades:
• El ajuste de la tornillería de anclaje del equipo. • Que no presente vibraciones. • Que esté instalada la cubierta superior del motor. • Que el recubrimiento y acabados estén en buenas condiciones.
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• El sello de la caja de conexiones. • Que el motor y su carga estén aterrizados. • El estado de la canalización de los cables de fuerza. • Que el nivel del lubricante sea adecuado. • Que no haya fugas o manchas de lubricante. • Medir la corriente de carga en cada fase y el voltaje de suministro. • Registrar el gasto y la presión manométrica. • Revisar las terminales del cable de fuerza, el estado del aislamiento
y la firmeza de las conexiones. • Revisar y ajusfar la conexión a tierra en la caja de conexiones.
Mantenimiento Preventivo a Equipos Mecánicos:
1. Mantenimiento Preventivo a Válvulas de Compuerta, de Mariposa, de no retorno; en la inspección a estos tipos de Válvulas se deberá verificar:
• Fugas a través de las empaquetaduras o sellos. • La sujeción de la válvula y sus mecanismos de operación. • La aparición de grietas. • La lubricación del vastago de la válvula. • La nivelación de la válvula. • La pintura del recubrimiento de la válvula.
2. Piezas Especiales de acero y fierro fundido; Carretes, extremidades y codos de fierro fundido, juntas tipo gabault y tipo dresser, multiples y bridas: en la inspección a estas piezas se deberá verificar:
• El grado de corrosión, su extensión y el deterioro del recubrimiento anticorrosivo.
• Fugas a través de las uniones. • Tuercas y/o tornillos faltantes y/o soldaduras. • El apriete de tornillería.
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Mantenimiento Preventivo a Equipos Hidráulicos:
1. Filtro Granular; Se deberá analizar la granulometría de la grava silica a fin de seleccionar la medida correcta de acuerdo a los estudios geológicos de la perforación de la fuente de abastecimiento. En la inspección se deberá verificar el estado físico de los graveros a fin de determinar si existe reacomodo de la grava al interior de la fuente de abastecimiento y mantener los niveles apropiados y la limpieza necesaria.
2. Manómetro para medir la Presión a la Descarga; se realizará la medición de la presión a la descarga (Pm), empleando un manómetro, se deberá realizar una revisión al correcto funcionamiento del manómetro de manera semanal.
3. Gasto a la Descarga (Q = M3 /SEG); la medición del gasto (Q) se efectúa por medio de tubo de Pitot o por medio magnético cuando el sistema de bombeo descarga a una tubería a presión,
4. Video de la Fuente de Abastecimiento Subterránea; Se realizará una toma de video al interior de la fuente de abastecimiento, empleando cámara de video con giro de 360 ° y con toma vertical y lateral por lo menos una vez al año.
5. Aforo o Prueba de Bombeo; esta actividad consiste en realizar una prueba de bombeo a descarga libre una vez concluidos los trabajos de rehabilitación y/o mantenimiento a la fuente de abastecimiento.
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INSPECCIÓN Y PRUEBAS PARA SUBESTACIÓN TIPO COMPACTA Y TIPO JARDÍN
INSPECCIÓN
Mensual
VERIFICAR
Nivel de aceite
Conexión a tierra
Ruido o Temperatura anormal en conexiones o equipo
Presión o Temperatura del Transformador (de contar con equipo)
Aisladores y apartarrayos Fusibles
ACCIONES REQUERIDAS
Si es bajo, eliminar causa, reponer nivel y limpiar
Verificar la conexión si está floja, ajusfar Determinar la causa y reparar
Comparar con otros registros Encontrar causa de valores anormales y corregir
Limpiar si están sucios y reponer si están dañados
Verificar el estado de los portafusibles Reemplazar portafusibles rotos o fusibles de tamaño incorrecto
Anual
Interruptor
Aisladores y Apartarrayos
Pintura
Transformador
Medidores
Pruebas al aceite
Lubricar y verificar su operación
Cambiar si su resistencia de aislamiento se ha deteriorado
Eliminar el oxido Retocar o repintar según estado
Limpiar tanque y boquillas Reemplazar empaques y boquillas agrietadas Verificar hermeticidad
Inspeccionar si dan lectura anormal Corregir y reinstalar Verificar hermeticidad
Medir rigidez dieléctrica, contenido de humedad, acidez
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Programa de engrase para motores
Método de accionamiento
Acoplamiento directo (1800 rpm ó menos)
Acoplamiento directo (1800 rpm a 3600 rpm)
Horas de operación
2000
1000
Intervalos de engrase
8 horas diarias
8 meses
4 meses
16 horas diarias
4 meses
2 meses
24 horas diarias
10 semanas
5 semanas
Control de mantenimiento de motores
Identificador del motor:
Datos de placa:
Tipo:
Ubicación de la estación de bombeo
Anomalías:
Fecha de inspección (hora/día/mes/año): Fecha de inicio mantenimiento (hora/día/mes/año):
Descripción del tipo de falla:
Descripción del tipo de mantenimiento:
Refacciones requeridas:
Fecha de terminación del mantenimiento (hora/dla/mes/año):
Fecha de entrega en servicio (hora/día/mes/año):
Comentarios:
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Control de mantenimiento de motores
Identificador del motor:
Datos de placa:
Tipo:
Ubicación de la estación de bombeo
Anomalías:
Fecha de inspección (hora/día/mes/año): Fecha de inicio mantenimiento (hora/día/mes/año):
Descripción del tipo de falla:
Descripción del tipo de mantenimiento:
Refacciones requeridas:
Fecha de terminación del mantenimiento (hora/día/mes/año):
Fecha de entrega en servicio (hora/día/mes/año):
Comentarios:
Inspección del Equipo Bien Regular Fugas a través de empaquetaduras o sellos Sujeción de la válvula y sus mecanismos de operación Aparición de grietas Lubricación del vastago de la válvula Nivelación de la válvula Recubrimiento de la válvula
Mal
Mantenimiento Preventivo Se apretaron tornillos de la válvula Se repusieron elementos de sujeción faltantes (pernos, tornillos y tuercas Se accionaron los mecanismos y motores de la válvula Se lubricaron las cuerdas del vastago Se recubrió la válvula
Sí No
Mantenimiento Correctivo Se cambió el estopero o sello de la válvula Se rectificaron o limpiaron las superficies del disco Se rectificaron o limpiaron los asientos
Sí No
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Inspección del Equipo Bien Regular Mal Fugas a través de la junta de la tapa Fugas a través de la sujeción de la válvula con la tubería Aparición de grietas Nivelación de la válvula Recubrimiento de la válvula
Mantenimiento Preventivo Se apretaron tornillos de la válvula Se apretaron los tornillos de sujeción de la válvula con la tubería (o se ajustó el niple, si es roscada) Se recubrió la válvula
Sí No
Mantenimiento Correctivo Se rectificaron o limpiaron las superficies del disco Se rectificaron o limpiaron los asientos Se cambiaron componentes internos (tuercas, pasador, colgador, resortes)
Sí No
Inspección del Equipo Bien Regular Mal Corrosión, extensión y el deterioro del recubrimiento anticorrosivo Fugas a través de las uniones con los tubos Tuercas y/o tornillos faltantes Verificar apriete de tomiHería
Mantenimiento Preventivo Se removió, limpió y aplicó nueva capa Se apretó tornillería
Sí No
Mantenimiento Correctivo Se cambiaron las juntas deterioradas Se repusieron tornillos y/o tuercas faltantes
Sí No
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4.3. Programación del Mantenimiento Correctivo:
Además del diagnóstico, estas mediciones periódicas permiten programar las fechas del mantenimiento correctivo, aunque en los ejemplos se han considerado rangos de operación limitados por valores mínimos que requieren de un análisis y justificación más detallada, en atención a las condiciones de operación regionales e incluso particulares de cada fuente de abastecimiento. La predicción de la fecha para reparar un equipo de bombeo se establece extrapolando la tendencia marcada por las eficiencias a través del tiempo, hasta cruzar con la horizontal que representa el valor mínimo señalado tentativamente al 40%. Se procede de la misma manera para determinar la fecha de acciones correctivas en la fuente de abastecimiento, tomando como valor límite inferior un deterioro del 25% ó 30% del caudal específico.
Un programa de esta naturaleza trae consigo muchas ventajas, pues además de mantener en operación a las fuente de abastecimiento y equipos de bombeo dentro de los rangos económicamente razonables, permite hacer proyectos, optimizando recursos, equipo y personal dedicado al mantenimiento correctivo, con un mínimo de molestias para el usuario, y sin esperar fallas súbitas que requieren de acciones catalogadas como de emergencia, con un costo más elevado.
Finalmente, en la operación y mantenimiento programados en esta forma para las fuentes de abastecimiento, se deriva información oportuna y sistemática que retroalimenta a otras actividades interdependientes como el diseño y la construcción, cuyas normas, criterios y métodos deben ser motivo de revisiones periódicas.
Mediante el análisis de operación y siguiendo un adecuado programa de rehabilitación para las Fuentes de Abastecimiento es posible conservar o aumentar su capacidad para satisfacer los requerimientos del servicio, operando de manera mas eficiente reduciendo los costos de extracción.
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Programa de Mantenimiento Correctivo Programable (PMCP):
Se tomará como punto de partida los reportes de las inspecciones realizadas, reparaciones y pruebas efectuadas a los equipos en el formato de la siguiente tabla:
Programa de Mantenimiento Correctivo: para subestaciones tipo compacta y tipo jardín de un sistema de Bombeo de una Fuente de Abastecimiento Subterránea:
INSPECCIÓN
MENSUAL
VERIFICAR Nivel de Aceite.
Conexión a tierra.
Ruido o Temperatura anormal en conexiones o equipos. Presión y temperatura del transformador (de contar con el equipo). Aisladores y apartáramos. Fusibles.
ACCIONES REQUERIDAS
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Instalación:
.impieza General.
Tunta Gibault
impaques
Torti Hería \brazadera
Jarril
Válvula de Compuerta.
operación
rmpaques (Bridas)
impaques (Prense)
Tort ¡Hería
Válvula Check (Horizontal)
operación rmpaques
Torti Hería
Jebezal
rmpaque (Tuerca Tensora)
rmpaque (Brida)
¡"orti Hería
)eposito de Lubricación
Jivel de Aceite
.impieza
Aanguera
tálvula Dosificadora
íosificación (6-8 gotas/min.)
totor Vertical
Jivel de Aceite (Balero Superior)
jrasa (Balero Infer ior)
istado de Aceite ¡aleros
MENSUAL
Bien Ajuste Cambio Observaciones
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Instalado
Motor Brasa (Balero Srasa (Balero Grasera Balero
Bomba Centrifuga Nivel de Sello Empaque Balero Srasa de Srasera Copie Empaqu Tapa Re.jill Copie Tortillerí
Válvula Check Operación y válvula controladora de Operación y Válvula Sraver Limpiez Mi ve Nivel Nivel Presión a la
Comentario
Bien A just Cambi
71
Equipo
Ubicación
Solicitante
Realizó
Problema o falla
Trabajo realizado
Hora inicio
Hora Término
Fecha
Código
Orden de Mantenimiento Correctivo
Orden No.
Fecha
Área
Calificaci
Firma
ón 1 2 3 4 5 6 7 Mejor Peor
Responsable del Depto.
Tiempo de realización
Partes Utilizadas
Descripción Cantidad
Orden No.
Surtido
C O N C L U S I O N E S :
El Sistema de Agua y Saneamiento Metropolitano de Veracruz, Boca del Río y Medellín (SAS Metropolitano), viene realizando proyectos de automatización de fuentes de abastecimiento de agua subterránea, a fin de lograr establecer la medición y registro de parámetros eléctricos, mecánicos e hidráulicos, que nos ayudaran a determinar las condiciones reales de operación, eficiencia y de confiabilidad de servicio. Durante el periodo del 2003 al 2005, el SAS Metropolitano ha logrado automatizar con sistema Scada vía transmisión remota de datos de las fuentes de abastecimiento mas importantes y estratégicas del sistema de producción de agua potable para la zona conurbada.
Razón por la cual el SAS Metropolitano esta convencido de que la automatización de las fuentes de abastecimiento subterráneo es una medida que aportará información en tiempo y forma para los análisis y toma de desiciones de mantenimientos correctivos programados y con ello disminuir al máximo posible los paros de equipos y la producción del vital líquido a los usuarios de este organismo operador.
Así mismo con el Mantenimiento Preventivo y Correctivo implementado a los Equipos de Bombeo de Fuentes Subterráneas, se ha logrado incrementar la eficiencia de los equipos de bombeo, dando como resultado la reducción de costo por consumo eléctrico de los equipos, mayor producción de agua potable, reducción de quejas por suspensión del suministro de agua y el incremento en los costos por horas extraordinarias del personal que realiza los trabajos de reemplazo de equipos en los eventos de paros no programados, y sobre todo el mayor costo que se genera es la falta de producción, ya que el organismo independientemente que produzca o deje de hacerlo los costos de personal, equipo, vehículos, herramientas e infraestructura no dejan de generarse ya que representan los costos fijos de operación de todo organismo.
De tal forma que la implementación de un programa de mantenimiento preventivo predictivo y correctivo programado, redundaran en el establecimiento de estándares de calidad, eficiencia, mejora continua y reducción de costos de producción.
Finalmente es de destacar que con el Programa de Mantenimiento Preventivo Predictivo y Mantenimiento Correctivo Programado, los Equipos de Bombeo para Fuentes de Abastecimiento Subterráneo de SAS Metropolitano, brindará muchas ventajas, pues además de mantener en operación a las fuente de abastecimiento y equipos de bombeo dentro de los rangos económicamente razonables, permite hacer proyectos, optimizando recursos, equipo y personal dedicado al mantenimiento correctivo, con un mínimo de molestias para el usuario, y sin esperar fallas súbitas que requieren de acciones catalogadas como de emergencia, con un costo más elevado.
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B I B L I O G R A F Í A ^ 1 ~ — í U * E C A
1.-IMAP CURSO-TALLER SISTEMA DE MANTTO. DE EQUIPOS M.C. "LUIS SOCCONINI P. "
2.-VIEJOZUBICARAY BOMBAS ; TEORÍA, DISEÑO Y APLICACIONES COLECCIÓN: TEXTOS POLITÉCNICOS
3.- SALVADOR PINA DIAZ JOSE ARREGUIN MOÑÓN "EFICIENCIAS ELECTROMECÁNICAS DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO Y LAS CONDICIONES HIDRÁULICAS EN LOS POZOS." INGENIERÍA HIDRÁULICA EN MEXICO VOL. IV NUM 3 II ÉPOCA SRPTI DICIEMBRE
4.- MICHAEL PRICE AGUA SUBTERRÁNEA LIMUSA NORIEGA EDITORES
5.- ENRIQUE POUNCE VILLANUEVA LA PRODUCTIVIDAD EN EL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL CECSA SEGUNDA REIMPRESIÓN E.T. NEWBROUGA
6.- "ADMINISTRACIÓN DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL" EDITORIAL: DIANA 13a IMPRESIÓN, JUNIO DEL 2000.
7.- COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA SUBDIRECCIÓN GENERAL TÉCNICA GERENCIA DE INGENIERÍA BÁSICA Y NORMAS TÉCNICAS. MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELECTROMECÁNICO. AGOSTO, 2000.
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