Tesis Final Leonardo (18!07!12)
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DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO DE EQUIPOS ELECTRICOS PROYECTO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS A LA PLANTA ELECTRICA CATERPILLAR C27 DEL CENTRAL CAFETERO FLOR DE PATRIA Autores: DIAZ RIVERA, Leonardo José GONZALEZ CRUZ, Joel José Tutor: 1
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Trabajo Especial de Grado
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DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO DE EQUIPOS ELECTRICOSPROYECTO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO
ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS A LA PLANTA ELECTRICA CATERPILLAR C27 DEL CENTRAL CAFETERO FLOR DE PATRIA
Autores:DIAZ RIVERA, Leonardo JoséGONZALEZ CRUZ, Joel JoséTutor:TSU Eduardo Andara
Valera, Julio 2012
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DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO DE EQUIPOS ELECTRICOSPROYECTO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO
ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS A LA PLANTA ELECTRICA CATERPILLAR C27 DEL CENTRAL CAFETERO FLOR DE PATRIA
Autores:DIAZ RIVERA, Leonardo JoséGONZALEZ CRUZ, Joel JoséTutor:TSU Eduardo Andara
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO COMO PARTE DE LOS REQUISITOS EXIGIDOS PARA OPTAR AL GRADO DE TSU
ENMANTENIMIENTO DE EQUIPOS ELECTRICOS
Valera, Julio 2012
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AGRADECIMIENTO
Al culminar este trabajo especial de grado, consideramos ineludible
presentar un agradecimiento a quienes de manera significativa colaboraron
con el logro de esta meta. Para ello fue necesario el apoyo, orientación y
asesoría de profesionales con conocimientos experiencia en el área de
estudio, queremos expresar nuestro agradecimiento a:
Dios por darnos sabiduría, entendimiento y mucha paciencia para
alcanzar nuestras metas.
T.S.U Eduardo Andara tutor de este trabajo especial de grado por su
conocimiento, apoyo, orientación y disponer de su valioso tiempo durante
el proceso de este trabajo.
T.S.U Edgardo Graterol, por su disposición técnica para el logro de este
trabajo, como también abriéndonos las puertas del central cafetero flor
de patria en el área de mantenimiento.
Lic. Julio César Mendoza, por habernos orientado y ofrecido sus valiosas
asesorías y por avernos dedicado el tiempo necesario y el apoyo
incondicional para la realización de este trabajo.
Instituto Universitario de Tecnología del Estado Trujillo por habernos
dado la formación como Técnicos Superiores Universitarios.
Ing. Joan Castillo, por su incondicional ayuda y conocimientos
compartidos.
Todos aquellos quienes de alguna forma contribuyeron al éxito de este
Trabajo.
Joel y Leonardo
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DEDICATORIA
La culminación de una meta resulta altamente estimulante, llena de
alegría y satisfacción; es por ello que quiero dedicar este éxito a quienes
representan un gran significado en mi existencia:
A Dios Todo poderoso, Ser Supremo que me guía y en quien confío
plenamente.
A la virgen santísima y a todos los santos por haberme dado toda la
iluminación y la paciencia para el logro de esta meta.
A María Imelda Rivera Moreno, mi madre, ejemplo a seguir, persona
responsable fuerte, con una humildad enorme, portadora del más
profundo amor y comprensión, mi agradecimiento hacia ti no es solo por
darme la vida, sino por haber hecho de mi un ser responsable y
orgulloso de lograr una meta tan importante como esta, estoy seguro que
tu ejemplo será una guía para el logro de otras metas que harán de mi un
hombre de bien, gracias mi vieja, TE AMO Y TE QUIERO.
A Esteban Santana, mi padrastro, persona de altos dones quien con su
ejemplo, dedicación y sabios consejos ha hecho de mí un ser luchador,
de principios, responsable y optimista ante la vida. Padre, amigo,
compañero fiel. El logro de esta meta, representa un gran triunfo en el
cual tu contribución es altamente significativa te amo viejo querido.
A mi querida hermanita Mireya del Valle Santa Rivera, a quien quiero y
amo con todo mi corazón persona muy fuerte, ejemplo de amor e
inocencia, ser especial quien con su inmensa ternura e inocencia es
fuente permanente de inspiración para asumir retos que conduzcan a
felices y exitosas metas. “Mi negra”, Te Quiero.
A mi abuela María Estefanía Moreno de Rivera (+), quien desde el sitio
donde se encuentre estoy seguro que siempre vela y cuida mis pasos en
el transcurso de mi vida, abuela querida aunque tu ausencia es un
4
recuerdo permanente, siempre tu presencia está en mi día a día y
gracias por todos tus consejos y por guiarme por el buen camino siempre
te querer “mi mama chechema”.
A mi abuelo José Eugenio, ejemplo de fortaleza responsabilidad y mucha
humildad, quien con todo su amor y comprensión siempre ha estado allí
para apoyar merme en las buenas y en las malas, te quiero mi viejo
querido.
A mis tíos a quienes quiero y respeto; Ana, Agustín, Alberto, Cecilio,
Honorio, Isaura, Rosa (+); quienes con su cariño, apoyo y solidaridad han
contribuido enormemente en la conformación de la familia unidad y
solidaria, para mí son los seres más cercanos y queridos.
A Joel González, persona responsable comprometida y fiel amigo a
quien doy las gracias por ser mi amigo y mi compañero de tesis, hemos
compartido en las buenas y en las malas, eres y serás siempre mi amigo.
Al grupo de los pokerstar (Carlos, Fabricio, Emmanuel, Reinel, Hugo y
Luigi) amigos y compañeros, quienes me han tenido paciencia y han
vivido conmigo experiencias inmemorables y han conformado el sentido
de la verdadera amistad son y serán siempre mis amigos.
Leonardo
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DEDICATORIA
Al finalizar este trabajo especial de grado, la satisfacción que me
embarga me obliga a dedicar esta meta a quienes a lo largo de mi vida
conforman misma profundos afectos:
A DIOS TODO PODEROSO por permitirme vivir en su amor.
A Jesús de la DIVIDA MISERICORDIA por darme todo lo que necesito
para tener felicidad.
A María Santísima por protegerme con su amor materno.
A mi madre Belkis, por su paciencia, entrega, amor, siempre ha estado a
mi lado brindándome cariño y apoyo, que con sus consejos fue estímulo
para cumplir mi meta.
A mi padre cañi que, sin importar que no siga en este mundo lleno de
imperfecciones, sigue siendo ese hombre bueno que con su infinita
paciencia y humildad inigualable me llena de ganas de luchar por todo lo
que quiero en La vida y se convirtió en esa luz que ilumina mi camino.
A mi hermano por brindar su afecto y cooperación.
A toda mi familia que siempre está pendiente de mis logros.
A mi novia Andreína que se convirtió en mi compañera ideal dispuesta
siempre a ayudarme a colaborar de manera desinteresada.
A mis cuñados por el apoyo en cada paso que doy.
A mis amigos del ministerio de música santa catalina que siempre dicen
presente para ayudarme
A mi compañero Leonardo que es un persona responsable atenta y
dedicada a este proyecto
A todos aquellos que han aportado ayuda de cualquier manera para el
logro de esta meta
Joel
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INDICE GENERAL
AGRADECIMIENTO........................................................................................3
DEDICATORIA................................................................................................4
DEDICATORIA................................................................................................6
INDICE GENERAL..........................................................................................7
ÍNDICE DE FIGURAS......................................................................................9
ÍNDICE DE TABLAS.....................................................................................10
ÍNDICE DE ANEXOS.....................................................................................11
RESUMEN.....................................................................................................12
INTRODUCCION...........................................................................................13
CAPITULO I...................................................................................................16
EL PROBLEMA.............................................................................................16
1.1. Planteamiento del Problema.............................................................16
1.2 Formulación del Problema...................................................................19
1.3 Objetivos..............................................................................................20
1.3.1 Objetivo General............................................................................20
1.3.2 Objetivos Específicos....................................................................20
1.4 Justificación..........................................................................................20
Delimitación................................................................................................22
CAPITULO II.................................................................................................23
MARCO TEORICO........................................................................................23
Antecedentes.............................................................................................23
2. Bases Teoricas.......................................................................................24
7
2.5 Café Flor de Patria...............................................................................73
2.5.6 Estructura organizativa......................................................................76
2.5.7 Proceso productivo............................................................................80
CAPITULO III.................................................................................................83
MARCO METODOLOGICO..........................................................................83
3.1 Tipo de Investigación...........................................................................83
3.2 Diseño de la Investigación..................................................................85
3.3.- Técnicas e Instrumentos que serán empleadas en la realización de
esta investigación.......................................................................................87
Plan de trabajo:..........................................................................................90
CAPITULO IV................................................................................................91
PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS......................................91
Objetivo numero 1. Describir las características estructurales de la Planta
Eléctrica Caterpillar C27, utilizada en la Empresa Café Flor de Patria......91
Objetivo numero 2. Identificar las fallas funcionales que se pueden
presentar en la planta eléctrica Caterpillar C27........................................93
Objetivo numero 3. Determinar las causas y efectos de fallas de acuerdo al
AMEF.........................................................................................................94
CAPITULO V...............................................................................................105
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..............................................105
Conclusiones............................................................................................105
recomendaciones.....................................................................................106
BIBLIOGRAFIA...........................................................................................108
ANEXOS......................................................................................................110
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ÍNDICE DE FIGURAS
1. Parámetros de Confiabilidad Operacional …………………………….. 34
2. Partes del Motor ………………………………………………………….. 53
3. Partes del Motor ………………………………………………………….. 54
4. Partes del Motor ………………………………………………………….. 54
5. Contactos electromagneticos………………………………………... 55
6. Interruptores termomagneticos …………………………………….. 56
7. Interruptores electromagnéticos ……………………………………. 56
8. Ubicación de componentes en los grupos electrógenos ………. 61
9. Organigrama Estructural …………………………………………….. 78
10. Organigrama Estructural ……………………………………………. 79
9
ÍNDICE DE TABLAS
1. Plan de trabajo. Desarrollo de objetivos específicos …………… 90
2. Elementos que conforman la planta eléctrica ……………………. 92
3. AMEF ……………………………………………………………………. 95
10
ÍNDICE DE ANEXOS
1. Planta eléctrica Caterpilla C27 ……………………………………… 111
2. Panel de control de la planta eléctrica caterpilla C27 …………… 111
3. Sitio donde se encuentra almacenado el aceite. ……………….. 112
4. Tablero principal del equipo …………………………………………. 112
5. Imagen de la planta eléctrica catarpilla C27 ………………………. 113
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ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLA A LA PLANTA ELECTRICA
CATERPILLAR C27 DEL CENTRAL CAFETERO FLOR DE PATRIA
Autores:Díaz Rivera, Leonardo José
Gonzalez Cruz, Joel José
Tutor:TSU Eduardo Andara
Tutor industrial:Edgardo Graterol
Año: 2012
RESUMEN
El presente Trabajo Especial de Grado tiene como propósito fundamental realizar un Análisis de modo y efecto de falla a la planta eléctrica caterpillar C27 del Central Cafetero Flor de Patria. Para el logro de este proyecto se hizo necesario el cumplimiento de ciertos objetivos específicos como lo son: descripción las características estructurales de la Planta Eléctrica Caterpillar C27, utilizada en la Empresa Café Flor de Patria, identificación de las fallas funcionales que se pueden presentar en esta planta eléctrica, C27,determinación de las causas y efectos de fallas de acuerdo al AMEF, evaluación de los riesgos que provocan los modos de fallas, jerarquización de riesgos en función de su impacto y estabelecimiento de prioridades de mantenimiento .La investigación, tomando en consideración la razón o propósito, es de tipo aplicada, según su nivel es descriptiva y de acuerdo al diseño corresponde a una investigación documental. Se obtuvo como resultado la creación de un formato de los posibles modos y efectos de falla que pueden darse en el Generador Caterpillar C27 y la evaluación de los riesgos ocasionados por la ocurrencia de fallas. La importancia de este estudio es la utilidad o beneficio que se va a ofrecer; sirviendo como referencia para la generación de opciones que contribuyen al desarrollo de la comunidad y a la consolidación en la formación de técnicos superiores universitarios, en la especialidad de Mantenimiento de Equipos Eléctricos.
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INTRODUCCION
El mantenimiento constituye un elemento de primer orden en una
amplia gama de sectores en los cuales el cabal desempeño y óptimo estado
de equipos e instalaciones es necesario para poder garantizar una
efectividad en los propósitos para los cuales fueron creados.
En la actualidad se ha observado que muchas empresas no tienen
verdadera conciencia de lo que significa las políticas de mantenimiento en
los aspectos económicos y operacionales, por ello, resulta difícil mejorar la
calidad de los mismos.
El mantenimiento al igual que otras ciencias de la ingeniería, ha
evolucionado a gran escala. Con el paso del tiempo, este cambio ha traído
nuevas políticas que se han adaptado a la vida de múltiples empresas. Las
redes automatizadas, sistemas de control, robótica, y sensorica, conforman
un gran número de ciencias innovadoras, que día a día son más comunes en
la mayoría de procesos manufactureros, estas Tecnologías hacen que el
mantenimiento haga parte de esta renovación, es por esto, que estrategias
pertenecientes a la última generación como son: confiabilidad operacional,
mantenimiento proactivo, entre otras, se hagan presentes al realizar un
estudio que determine las condiciones normales operativas en un sistema o
equipo.
El crecimiento continuo de la tecnología, hace que los períodos
improductivos tengan un efecto más importante en la producción, costo total
y servicio al cliente, esto se hace más evidente con el movimiento mundial
hacia los sistemas de producción justo a tiempo, tratando de evitar en todos
momentos pequeños averías que puedan causar el paro de una planta.
Además se busca una automatización más extensa en donde coexista una
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relación más estrecha entre la condición de la maquinaria y la calidad del
producto.
En este orden de ideas, es conveniente destacar que en el proceso
productivo de sectores industriales, hay maquinarias y equipos que
conforman todo un sistema que funciona operativamente con la finalidad de
dar cumplimiento al propósito de obtener productos que impliquen un alto
grado de calidad tanto desde el punto de vista del producto mismo, como del
proceso que llevó a su logro.
El mantenimiento es el conjunto de actividades desarrolladas con el fin
de conservar las propiedades (inmuebles, equipos, instalaciones,
herramientas, entre otros), en condiciones de funcionamiento seguro,
eficiente y económico, previniendo daños o reparándolos cuando ya se
hubiera producido.
En la actualidad se ha observado que muchas empresas no tienen
verdadera conciencia de lo que significa las política de mantenimiento en los
aspectos económicos y operacionales, de tal manera resulta difícil mejorar la
calidad de los mismos. La empresa Café Flor de Patria, es una organización
que tiene como política asegurar la calidad de su producto para satisfacer las
necesidades que cada vez son más exigentes de sus clientes, es por ello
que deben mantener sus equipos y maquinarias en óptimas condiciones
operacionales.
Uno de los equipos primordiales en esta Empresa lo es el Generador
Caterpillar C27, el mismo aporta el 70% de la potencia eléctrica requerida
para el funcionamiento regular de la Planta. Este generador, es
relativamente nuevo y requiere de un mantenimiento preventivo que
garantice su funcionalidad de manera permanente y efectiva.
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El objetivo de un AMEF es establecer un método que sirva de
instrumento de ayuda en la determinación de la jerarquía de proceso,
sistemas y equipos de una planta compleja, permitiendo subdividir los
elementos en sección que puedan ser mejoradas de manera controlada y
auditable.
En este orden de ideas, cabe destacar que el propósito primordial de
este Trabajo Especial de Grado consiste en la elaboración de un análisis de
Modo y Efecto de falla al Generador Caterpillar C27
Ya conocidas las razones antes planteadas esta investigación queda
estructurada en cinco capítulos a conocer.
Durante el Capitulo I se presenta una descripción del problema, luego
se muestran los objetivos a alcanzar (general y específicos), así como la
justificación y delimitación del estudio.
Dentro del Capítulo II se establecen y detallan los antecedentes de la
investigación, sus bases teóricas y se definen los términos básicos oportunos
a esta investigación.
Para el Capítulo III se describe el marco metodológico, allí se explica
el tipo de investigación, y las técnicas a utilizar durante la investigación.
En el Capítulo IV se elaboran los análisis y resultados, después de
haber investigado y dado solución a los objetivos planteados.
Por último en el Capitulo V se desarrollan las conclusiones y
recomendaciones, para finalizar se muestran la bibliografía y respectivos
anexos.
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento del Problema
Para competir a nivel mundial, las empresas productivas requieren de
políticas, prácticas y sistemas que eliminen el desperdicio y logren crear
valor para el cliente, donde es percibido como una combinación de costo,
calidad, disponibilidad del producto, servicio, confiabilidad, tiempo de
entrega, entregas a tiempo, etc. Ser de clase mundial significa que la
compañía puede competir con éxito y lograr utilidades en un ambiente de
competencia mundial, en este momento y seguir haciéndolo en el futuro.
En medio de la crisis económica, las empresas han tenido que
apresurar el paso para adecuarse a las exigencias de los mercados globales.
Este esfuerzo implica repartir la responsabilidad entre los cuadros directivos
y los mandos técnicos, y adoptar aquellos recursos y filosofías que han
proliferado en las industrias de todo el mundo que parecen tener por
denominador común un rotundo no a la improvisación y un entusiasta sí a la
competitividad
El crecimiento continuo de la tecnología, hace que los períodos
improductivos tengan un efecto más importante en la producción, costo total
y servicio al cliente, esto se hace más evidente con el movimiento mundial
hacia los sistemas de producción justo a tiempo, tratando de evitar en todo
momento averías que puedan causar el paro de una planta. Además se
busca una automatización más extensa en donde coexista una relación más
estrecha entre la condición de la maquinaria y la calidad del producto.
16
El mantenimiento al igual que otras ciencias de la ingeniería, ha
evolucionado a gran escala. Con el paso del tiempo, este cambio ha traído
nuevas políticas que se han adaptado a la vida múltiples empresas. Las
redes automatizadas, sistemas de control, y robótica, conforman un gran
número de ciencias innovadoras, que día a día son más comunes en la
mayoría de procesos manufactureros, las nuevas tecnologías hacen que el
mismo haga parte de esta renovación, es por esto, que estrategias
pertenecientes a la última generación como confiabilidad operacional,
mantenimiento proactivo, análisis de modo y efectos de falla (AMEF) entre
otras, se hagan presentes al realizar un estudio que determine las
condiciones operativas en un sistema o equipo.
El Análisis de modos y efectos de fallas (AMEF), es un proceso
sistemático para la identificación de las fallas potenciales del diseño de un
producto o de un proceso antes de que éstas ocurran, con el propósito de
eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas. Por lo tanto,
puede ser considerado como un método analítico estandarizado para
detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total.
Según Reyes (2007) La metodología del análisis de modo y efecto de
las fallas (AMEF), proporciona la orientación y los pasos que un grupo de
personas debe seguir para identificar y evaluar las fallas potenciales de un
producto o un proceso, junto con el efecto que provocan éstas. A partir de lo
anterior, el grupo establece prioridades y decide acciones para intentar
eliminar o reducir la posibilidad de que ocurran las fallas potenciales que más
vulneran la confiabilidad del producto o el proceso.
Citando de nuevo a Reyes (2007) “Aplicar AMEF se ha vuelto un
actividad casi obligada para garantizar que los productos sean confiables, en
el sentido que logren funcionar bien el tiempo que se ha establecido como su
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periodo de vida útil, pero también cada día se hace más común su aplicación
en muchos otros campos con el objetivo de detectar fallas potenciales y
prevenirlas, y de esa forma reducir los tiempos de ciclo y mejorar la mejorar
la eficiencia de procesos”
La frecuencia con que ocurren las fallas junto con su severidad es una
medida de la confiabilidad de un sistema. Mientras mayor sean estas
menores será tal confiabilidad. De ésta forma una tarea fundamental cuando
se busca caracterizar y mejorar un proceso es aplicar la metodología del
AMEF, con la idea de conocer mejor las debilidades (modos de falla
potenciales) del producto o proceso y a partir de ahí generar soluciones a
nivel proceso o rediseño de producto. Es importante destacar que las
herramientas estadísticas son de utilidad para establecer la frecuencia de
fallas, los efectos y las causas más importantes, así como decidir acciones
para atender las mayores debilidades del producto o el proceso.
En este contexto es importante señalar el caso particular de la
Empresa Central Cafetero Flor de Patria, cuya razón social es la elaboración
de café procesado, elaborado con una alta pureza, calidad y competitividad.
Se hace necesario indicar que desde su inicio, este central cafetero ha
utilizado generadores eléctricos propios, debido a que la empresa de
suministro eléctrico no le ha proporcionado la potencia necesaria para las
exigencias requeridas por el proceso productivo
Según información aportada por el personal de Empresa, la energía
eléctrica que representa el factor fundamental en el proceso productivo y
demás actividades, proviene en un 70% de un generador eléctrico propio
modelo Caterpillar C27, el cual trabaja con Diesel. El mismo genera una
potencia de 1000 KVA, que equivale a un aproximado de 2776 Amp. La
alimentación restante proviene en un 15% de una Bancada de CORPOELEC
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la cual suministra 250 KVA equivalente a un aproximado de 500 Amp y el
otro 15% proviene de una segunda planta propia marca Zayco de 500 KVA,
equivalente a 600 Amperios.
Cabe considerar por otra parte, que el Generador Eléctrico Caterpillar
es de reciente adquisición teniendo aproximadamente dos años en la
Empresa. El mantenimiento llevado a cabo a este equipo solo se ha hecho
una sola vez, debido a la presencia de una avería, el mismo fue hecho por la
empresa proveedora Venequip dando cumplimiento a la garantía. Técnicos
de la empresa manifiestan la necesidad de conocer con mayor detalle dicha
planta, buscando así disminuir paulatinamente la necesidad de contratar
personal externo (Outsourcing) para realizar los mantenimientos preventivos
requeridos.
En la actualidad la empresa cuenta con personal técnico calificado en
distintas áreas, los cuales cumplen funciones de Electromecánicos. Los
mismos están clasificados en cuatro (04) técnicos superiores universitarios,
de los cuales dos (02) son electricistas, uno (01) mecánico y un (01)
instrumentista.
Tomando en consideración las ideas anteriormente señaladas, en este
Trabajo Especial de Grado se establece como propósito la realización de una
Técnica de Mantenimiento centrado en un Análisis de modo y efecto de falla
a la Planta Eléctrica Caterpillar C27, que funciona en la Empresa Café Flor
de Patria.
1.2 Formulación del Problema
¿Cuáles son las principales características de la Planta Eléctrica
Caterpillar C27, que funciona en la Empresa Café Flor de Patria?
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¿Qué funciones realizan los elementos que conforman la planta eléctrica
Caterpillar C27?
¿Cuáles son las fallas funcionales que presentan los equipos que
conforman la Planta eléctrica a estudiar?
¿Con base a qué elementos, acciones y recursos se elaborara un Plan
de Mantenimiento centrado en confiabilidad, basado en un análisis de
modos y efectos de falla (AMEF) a la Planta Eléctrica Caterpillar 27 que
funciona en la Empresa Café Flor de Patria?
¿Cuáles son los parámetros de ejecución en términos de seguridad,
impacto ambiental, rangos operacionales y rangos de control?
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo General
Análisis de modo y efecto de falla a la Planta Eléctrica Caterpillar C27,
en la Empresa Café Flor de Patria.
1.3.2 Objetivos Específicos
Determinar las características estructurales de la Planta Eléctrica
Caterpillar C27, utilizada en la Empresa Café Flor de Patria.
Identificar las fallas funcionales que se pueden presentar en la planta
eléctrica Caterpillar C27.
Determinar las causas y efectos de fallas de acuerdo al AMEF.
1.4 Justificación
1.4.1. Justificación Teórica: tomando como base conceptos y teorías
relacionados con Mantenimiento, mantenimiento de equipos eléctricos,
20
análisis de fallas, Mantenimiento centrado en la confiabilidad, Análisis de
Modos y efectos de fallas (AMEF) entre otros, se conformará el basamento
teórico necesario que le dará el sustrato a esta investigación, es necesario
considerar que los resultados de este Trabajo Especial de Grado constituirán
un aporte teórico significativo a la Especialidad de Mantenimiento de Equipos
Eléctricos.
1.4.2 Justificación Metodológica: Para el logro del propósito de este
estudio se acudirá al uso de métodos, técnicas, estrategias, y procedimientos
enmarcados en características de investigación aplicada y descriptiva con un
diseño documental y de campo, el punto focal de este trabajo lo constituye la
realización de un Plan de Mantenimiento centrado en la confiabilidad y
basado en un análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) a la Planta
Eléctrica Caterpillar C27, que funciona en la Empresa Café Flor de Patria.
1.4.3 Justificación Práctica: Los resultados de este estudio traerán aportes
significativos a:
1.4.3.1 Autores del trabajo: por cuanto pondrá en evidencia los
conocimientos adquiridos en su formación como Técnico Superior
Universitario en Mantenimiento de Equipos Eléctricos, del mismo modo
constituirá una experiencia de primer orden en lo relacionado con un
enfoque novedoso en mantenimiento.
1.4.3.2 A la Empresa: como un elemento importante a tomar en cuenta
al establecer acciones de mantenimiento basadas en resultados de
estudios sobre confiablidad y Análisis de modos y efectos de fallas
(AMEF)
1.4.4. Relevancia Social: Por constituir este trabajo una forma de llevar a un
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futuro profesional a experimentar una realidad en la cual va a tomar
experiencias altamente significativas que contribuirán a cimentar su
formación como un recurso humano que conformara la plataforma necesaria
para el desarrollo que la región y el país, la relevancia social de este trabajo
es altamente valiosa, por otra parte, es necesario considerar que este tipo de
estudio constituye un enfoque vanguardista en cuanto al mantenimiento, con
lo cual se contribuye notoriamente a incrementar la productividad de una
empresa lo que es altamente positivo para satisfacer con sus productos una
necesidad social altamente demandada.
Delimitación
1.5.1 Espacial: Empresa Café Flor de Patria, ubicado en Flor de Patria,
Municipio Pampan, Estado Trujillo.
1.5.2 Temporal: El tiempo estimado para la elaboración de este Trabajo
Especial de Grado se corresponde a los Semestres 2011-1 y 2011-2
1.5.3 Temática: Mantenimiento, Análisis de Modos y efectos de fallas
(AMEF)
1.5.4 Línea de Investigación: Diagnóstico, evaluación y mejoramiento de
la Gestión de Mantenimiento en las actividades Industriales y de Servicio.
22
CAPITULO II
MARCO TEORICO
Antecedentes
Los siguientes antecedentes están basados de fuentes relacionadas
con la investigación.
MENDEZ MENDOZA, Julio Alejandro y RAMIREZ COLMENARES,
Willians José (2011) Estudio la máquina eléctrica como un grupo
electrógeno-generador. En este se realizó un análisis comparativo de las
ventajas y desventajas de los grupos electrógenos con la generación
hidráulica y térmica, luego se describieron las características estructurales de
un electrógeno-generador, a continuación se establecieron los
procedimientos de instalación de un electrógeno-generador, seguidamente
se fijaron los procedimientos de operación de este tipo de equipo y por
último se elaboró una propuesta de mejora para el uso adecuado de los
grupos electrógenos.
ANDARA, E. (2004). Análisis de los Modos Efectos y Fallas (AMEF) en
Equipos Críticos de Subestaciones Eléctricas de Transmisión de la Empresa
CADELA zona Trujillo. Trabajo de Especialización. Instituto Universitario de
Tecnología del Estado Trujillo. Valera. En el cual se realizo un análisis de los
equipos críticos de la subestación Valera dos. Para establecer prioridades
de mantenimiento. De esta misma manera se realizo un análisis de modo y
efecto de falla (AMEF).
VILORIA Ronnald.. y BRICEÑO Enrique.. (2006), Realizaron una
investigación titulada Análisis de Confiabilidad Operacional del Generador de
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Emergencia del Hospital Central de Valera”dr. Pedro Emilio carrillo”. En esta
se empleo un cuestionario como instrumento de recolección de datos,
aplicando una encuesta al personal que labora en la sala de generación
como resultado del análisis estadístico de la encuesta refleja que el 87,5% de
las personas encuestadas manifiestan de gran importancia recibir cursos de
capacitación para el manejo de los equipos que conforman el sistema de
generación.
2. BASES TEORICAS
2.1 Mantenimiento
2.1.1 Definición
Es el conjunto de acciones que permite conservar o restablecer un
sistema productivo a un estado específico, para que pueda cumplir un
servicio determinado.
Para mantenimiento-industrial.shtml Conjunto de operaciones y cuidados
necesarios para que instalaciones, edificios, industrias, etc., puedan seguir
funcionando adecuadamente. Está relacionada muy estrechamente en la
prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene
la responsabilidad de mantener en buenas condiciones, la maquinaria y
herramienta, equipo de trabajo, lo cual permite un mejor desenvolvimiento
y seguridad evitando en parte riesgos en el área laboral. (COVENIN 3049-93)
2.1.2 Historia del Mantenimiento
Según Desde el principio de los tiempos, el Hombre siempre ha
sentido la necesidad de mantener su equipo, aún las más rudimentarias
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herramientas o aparatos. La mayoría de las fallas que se experimentaban
eran el resultado del abuso y esto sigue sucediendo en la actualidad. Al
principio solo se hacía mantenimiento cuando ya era imposible seguir usando
el equipo. A eso se le llamaba "Mantenimiento de Ruptura o Reactivo".
Fue hasta 1950 que un grupo de ingenieros japoneses iniciaron un
nuevo concepto en mantenimiento que simplemente seguía las
recomendaciones de los fabricantes de equipo acerca de los cuidados que
se debían tener en la operación y mantenimiento de máquinas y sus
dispositivos. Esta nueva tendencia se llamó "Mantenimiento Preventivo".
Como resultado, los gerentes de planta se interesaron en hacer que sus
supervisores, mecánicos, electricistas y otros técnicos, desarrollaran
programas para lubricar y hacer observaciones clave para prevenir daños al
equipo.
Aún cuando ayudó a reducir pérdidas de tiempo, el Mantenimiento
Preventivo era una alternativa costosa. La razón: Muchas partes se
reemplazaban basándose en el tiempo de operación, mientras podían haber
durado más tiempo. También se aplicaban demasiadas horas de labor
innecesariamente. Los tiempos y necesidades cambiaron, en 1960 nuevos
conceptos se establecieron, "Mantenimiento Productivo" fue la nueva
tendencia que determinaba una perspectiva más profesional. Se asignaron
más altas responsabilidades a la gente relacionada con el mantenimiento y
se hacían consideraciones acerca de la confiabilidad y el diseño del equipo y
de la planta. Fue un cambio profundo y se generó el término de "Ingeniería
de la Planta" en vez de "Mantenimiento", las tareas a realizar incluían un más
alto nivel de conocimiento de la confiabilidad de cada elemento de las
máquinas y las instalaciones en general.
Diez años después, tomó lugar la globalización del mercado creando
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nuevas y más fuertes necesidades de excelencia en todas las actividades.
Los estándares de "Clase Mundial" en términos de mantenimiento del equipo
se comprendieron y un sistema más dinámico tomó lugar. TPM es un
concepto de mejoramiento continuó que ha probado ser efectivo. Primero en
Japón y luego de vuelta a América (donde el concepto fué inicialmente
concebido, según algunos historiadores). Se trata de participación e
involucramiento de todos y cada uno de los miembros de la organización
hacia la optimización de cada máquina. Esta era una filosofía completamente
nueva con un planteamiento diferente y que se mantendrá constantemente al
día por su propia esencia. Implica un mejoramiento continuo en todos los
aspectos y se le denominó TPM.
Tal como se vio en la definición, TPM son las siglas en inglés de
"Mantenimiento Productivo Total", también se puede considerar como
"Mantenimiento de Participación Total" o "Mantenimiento Total de la
Productividad". El propósito es transformar la actitud de todos los miembros
de la comunidad industrial. Toda clase y nivel de trabajadores, operadores,
supervisores, ingenieros, administradores, quedan incluidos en esta gran
responsabilidad. La "Implementación de TPM" es un objetivo que todos
compartimos. También genera beneficios para todos nosotros. Mediante este
esfuerzo, todos nos hacemos responsables de la conservación del equipo, el
cual se vuelve más productivo, seguro y fácil de operar, aún su aspecto es
mucho mejor. La participación de gente que no está familiarizada con el
equipo enriquece los resultados pues en muchos casos ellos ven detalles
que pasan desapercibidos para quienes vivimos con el equipo todos los días.
2.1.3 Ultimas tendencias del Mantenimiento
Según Sinais “El mantenimiento ha evolucionado mucho a lo largo del
tiempo. El mantenimiento industrial, día a día, está rompiendo con las
26
barreras del pasado. Actualmente, muchas empresas aplican la frase: “el
mantenimiento es inversión, no gasto”. El primer mantenimiento llevado a
cabo por las empresas fue el llamado mantenimiento correctivo, también
llamado mantenimiento de emergencia. Esta clase de mantenimiento
consiste en solucionar los problemas de los equipos cuando fallan,
reparando o sustituyendo las piezas o equipos estropeados. Estas técnicas
quedaron obsoletas, ya que, si bien el programa de mantenimiento está
centrado en solucionar el fallo cuando se produce, va a implicar altos costes
por descenso de la productividad y mermas en la calidad.
De esta situación surge el mantenimiento preventivo, que consiste en
revisar de forma periódica los equipos y reemplazar ciertos componentes en
función de estimaciones estadísticas, muchas veces proporcionadas por el
fabricante. Con este mantenimiento se reduce el coste del mantenimiento no
planeado y los fallos imprevistos, de forma que se incrementa la confiabilidad
en los equipos pero su principal inconveniente es que presenta unos costes
muy elevados, ya que genera gastos excesivos y muchas veces
innecesarios.
En la década de los noventa se observa una nueva tendencia en la
industria, el llamado mantenimiento predictivo o mantenimiento basado en la
condición de los equipos. Se basa en realizar mediciones periódicas de
algunas variables físicas relevantes de cada equipo mediante los sensores
adecuados y, con los datos obtenidos, se puede evaluar el estado de
confiabilidad del equipo. Su objetivo es ofrecer información suficiente, precisa
y oportuna para la toma de decisiones. Predecir significa “ver con
anticipación”. Con el conocimiento de la condición de cada equipo podemos
hacer “el mantenimiento adecuado en el momento adecuado” anticipándonos
a los problemas.
27
Por eso se dice que es un mantenimiento informado. En una
organización estas tres estrategias de mantenimiento no son excluyentes, si
no que cuando una empresa se plantea qué estrategia de mantenimiento
seguir, normalmente la respuesta es una combinación de los tres tipos de
mantenimiento anteriores”.
2.1.4 Tipos
2.1.4.1 Preventivo
Este mantenimiento también es denominado "mantenimiento
planificado", tiene lugar antes de que ocurra una falla o avería, se efectúa
bajo condiciones controladas sin la existencia de algún error en el sistema.
(COVENIN 3049-93)
Se realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los
cuales son los encargados de determinar el momento necesario para llevar a
cabo dicho procedimiento; el fabricante también puede estipular el momento
adecuado a través de los manuales técnicos. Presenta las siguientes
características:
Se realiza en un momento en que no se está produciendo, por lo que se
aprovecha las horas ociosas de la planta.
Se lleva a cabo siguiente un programa previamente elaborado donde se
detalla el procedimiento a seguir, y las actividades a realizar, a fin de
tener las herramientas y repuestos necesarios "a la mano".
Cuenta con una fecha programada, además de un tiempo de inicio y de
terminación preestablecido y aprobado por la directiva de la empresa.
Está destinado a un área en particular y a ciertos equipos
específicamente. Aunque también se puede llevar a cabo un
28
mantenimiento generalizado de todos los componentes de la planta.
Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos,
además brinda la posibilidad de actualizar la información técnica de los
equipos.
Permite contar con un presupuesto aprobado por la directiva.
Este mantenimiento permite detectar fallos repetitivos, disminuir los
puntos muertos por paradas, aumentar la vida útil de equipos, disminuir
costos de reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación entre una
larga lista de ventajas.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Mantenimiento_preventivo)
Programado
Para COVENIN 3049-93, toma como basamento las instrucciones
técnicas recomendadas por los fabricantes, constructores, diseñadores,
usuarios y experiencias conocidas, para obtener ciclos de revisión o
sustituciones para los elementos más importantes. Su frecuencia de
ejecución cubre desde quincenal hasta generalmente períodos de un año. Es
ejecutado por las cuadrillas de la organización de mantenimiento que se
dirigen al sitio para realizar las labores incorporadas en un calendario anual.
El mantenimiento programado es el grupo de tareas de
mantenimiento que se realizan sobre un equipo o instalación siguiendo un
programa establecido, según el tiempo de trabajo, la cantidad producida, los
kilómetros recorridos, de acuerdo con una periodicidad fija o siguiendo algún
otro tipo de ciclo que se repite de forma periódica. Este grupo de tareas se
realiza sin importar cuál es la condición del equipo.
29
Rutinario
Es el que comprende actividades tales como: lubricación, limpieza,
protección, ajustes, calibración u otras; su frecuencia de ejecución es hasta
períodos semanales, generalmente es ejecutado por los mismos operarios y
su objetivo es mantener y alargar la vida útil de dichos equipos evitando su
desgaste.
El mantenimiento rutinario lo comprenden aquellas actividades de
mantenimiento en los puentes que pueden ser realizadas por el personal de
las residencias de conservación. (COVENIN 3049-93)
2.1.4.2 Mantenimiento Predictivo
Para Rosaler, Robert C. (2002). Manual del Ingeniero de Planta. El
mantenimiento predictivo es una técnica para pronosticar el punto futuro de
falla de un componente de una maquina, de tal forma que dicho componente
pueda reemplazarse, con base en un plan, justo antes de que falle. Así,
el tiempo muerto del equipo se minimiza y el tiempo de vida del componente
se maximiza.
2.1.4.3 Mantenimiento Correctivo
Parea COVENIN 3049-93 este mantenimiento también es denominado
"mantenimiento reactivo", tiene lugar luego que ocurre una falla o avería, es
decir, solo actuará cuando se presenta un error en el sistema. En este caso
si no se produce ninguna falla, el mantenimiento será nulo, por lo que se
tendrá que esperar hasta que se presente el desperfecto para recién tomar
medidas de corrección de errores. Este mantenimiento trae consigo las
siguientes consecuencias:
30
Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las horas
operativas.
Afecta las cadenas productivas, es decir, que los ciclos productivos
posteriores se verán parados a la espera de la corrección de la etapa
anterior.
Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados, por lo
que se dará el caso que por falta de recursos económicos no se podrán
comprar los repuestos en el momento deseado.
La planificación del tiempo que estará el sistema fuera de operación no
es predecible.
No Planificado:
Corrección de las averías o fallas, cuando éstas se presentan, y no
planificadamente, al contrario del caso de Mantenimiento Preventivo.
Esta forma de Mantenimiento impide el diagnostico fiable de las
causas que provocan la falla, pues se ignora si falló por mal trato, por
abandono, por desconocimiento del manejo, por desgaste natural, etc.
El ejemplo de este tipo de Mantenimiento Correctivo No Planificado es
la habitual reparación urgente tras una avería que obligó a detener el equipo
o máquina dañada.
Planificado:
El Mantenimiento Correctivo Planificado consiste la reparación de un
equipo o máquina cuando se dispone del personal, repuesto, y documentos
técnicos necesarios para efectuarlo
31
2.1.4.4 Detectivo
El mantenimiento detectivo o Búsqueda de fallas. Inspeccionan las
funciones ocultas, con cierta periodicidad, para ver si han fallado y, en caso
de falla, reacondicionarlas. Busca detectar la ocurrencia de fallas ocultas en
equipos de protección y/o respaldo. Bittel, L./Ramsey, J. (1992).
2.1.4.5 Mantenimiento Autónomo
Es una actividad de equipo que involucra a todo el personal:
producción, mantenimiento e ingeniería, crea que todos los empleados
participen activamente, desde la alta gerencia, hasta los operarios, ayuda a
aumentar las habilidades de los operadores y fortalece la comunicación,
cooperación entre los departamentos de Producción, Mantenimiento e
ingeniería.
2.2 Confiabilidad Operacional
2.2.1 Definición
La Confiabilidad Operacional se define como una serie de procesos
de mejora continua, que incorporan en forma sistemática, avanzadas
herramientas de diagnóstico, metodologías de análisis y nuevas tecnologías,
para optimizar la gestión, planeación, ejecución y control, de la producción
industrial
De un sistema o un equipo, es la probabilidad de que dicha entidad
pueda operar durante un determinado periodo de tiempo sin pérdida de su
función. El fin último del Análisis de Confiabilidad de los activos físicos es
cambiar las actividades reactivas y correctivas, no programadas y altamente
32
costosas, por acciones preventivas planeadas que dependan de análisis
objetivos, situación actual, e historial de equipos, y permitan un adecuado
control de costos.
Lleva implícita la capacidad de una instalación (procesos, tecnología,
gente), para cumplir su función o el propósito que se espera de ella, dentro
de sus límites de diseño y bajo un específico contexto operacional
Es importante, puntualizar que en un sistema de Confiabilidad
Operacional es necesario el análisis de sus cuatro parámetros operativos:
Confiabilidad Humana, Confiabilidad de los Procesos, Mantenibilidad y
Confiabilidad de los equipos; sobre los cuales se debe actuar si se quiere un
mejoramiento continuo y de largo plazo.
33
-Confiabilidad del ProcesoOperación dentro de las condiciones del diseño-Comprensión del proceso y los procedimientosConfiabilidad
Operacional
Confiabilidad intrínsecaEspecificaciones de equipos
Selección
Confiabilidad de EquiposEstrategia de Mantenimiento
Efectividad del MantenimientoExtensión del TPEF
Confiabilidad Humana-Involucramiento-Sentirse dueño-Interfaces
-Conocimiento
2.2.2 Parámetros de Confiabilidad Operacional
\Fig 1
Fuente: Basado en esquema de The Woodhouse Partnership.Ltd
“Operacional Realibity Fuente CIED (1999)
34
Se define como la probabilidad de que un elemento del equipo o
sistema opere sin falla por un determinado periodo de tiempo bajo unas
condiciones de operaciones establecidas los datos de falla comúnmente se
expresan ya sea como tasa de falla o tasa de riesgo.
Es importante puntualizar que en un programa de optimización de
la confiabilidad operacional de un sistema, es necesario el análisis
siguientes cuatros parámetros operacionales : Confiabilidad Humana,
Confiabilidad de los Procesos , Mantenibilidad y Confiabilidad de los Equipos.
La variación en conjunto o individual que pueda sufrir cada uno de
los cuatros parámetros presentados, afectará el comportamiento global de
la confiabilidad operacional de un determinado sistema. . (CIED PDVSA,
1999)
Seguidamente se definirá cada uno de estos parámetros:
2.2.2.1 Confiabilidad humana
Se refiere a la capacitación de operarios, capacitación de personal de
mantenimiento, instrucciones técnicas, procedimientos de ejecución, esta
integración se hace con un equipo de trabajo.
2.2.2.2 Confiabilidad de Proceso
Son los procesos de producción definidos, es decir que todas las
etapas manufactureras estén definidas por procedimientos y estándares que
se van exigir.
35
2.2.2.3 Confiabilidad de Equipos
Tiene que ver directamente con los parámetros de mantenimiento,
tiempo promedio entre falla (TPEF) y la probabilidad de no falla de
supervivencia (r (t)) una parte importante en la confiabilidad de equipos es la
mantenibilidad de los equipos.
2.2.2.4 Confiabilidad en los procesos de Mantenimiento
(Mantenibilidad)
Son las condiciones de operación según el diseño de equipos, como
gente de mantenimiento tenemos que trabajar en la selección de equipos
apropiados, montaje e instalación, procedimientos de operación, arranque,
control y parada.
2.2.2.5 Mantenimiento centrado en la Confiabilidad.
El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad está enfocado a
minimizar el riesgo de la falla del equipo y sus consecuencias sobre la
Operación y la Seguridad.
El MCC es la nueva frontera de la gestión del mantenimiento que
concluirá la capacidad de obtención y procesamiento de datos de los
sistemas computarizados de última generación, con el potencial de
monitoreo de condiciones del equipo de los sistemas predictivos avanzados
El MCC es ahora factible por los avances tecnológicos, pero también
más necesario, porque la importancia relativa de la conservación de la
maquinaria se ha incrementado y los equipos son cada día más complejos y
automatizados. Adicionalmente, las líneas de producción se han integrado,
36
Los paros de una maquina se traducen, con frecuencia, en la improductividad
de otras que están conectadas a la primera, lo cual repercute en grandes
volúmenes de producción afectados, al tiempo que se multiplica el costo por
inversión inmovilizada.
La filosofía del MCC toma como base de partida el cuestionamiento de
todas las políticas de mantenimiento y "paradigmas", (trabajo no solo bien
hecho sino el realmente requerido), tomando como lineamientos:
Las consecuencias operativas de una falla.
El costo del ciclo de vida del equipo.
Reduciendo al mínimo los inventarios en proceso y, por consiguiente, las
holguras para dar servicio al equipo sin afectar la operación regular.
El MCC, tiene como núcleo el análisis estructurado de las causas y
efectos de cada falla potencial:
2. 2.3 Análisis de Modo y efectos de fallas (AMEF)
Selección del sistema operativo (Definición y Funciones).
Identificación de las fallas potenciales.
Estimación de la probabilidad de falla.
Determinación de las consecuencias de la falla (Eficiencia operativa,
seguridad, medio ambiente).
Matriz o árbol lógico de los riesgos potenciales.
Determinación de las actividades adecuadas para minimizar el riesgo:
Prevención
Substitución
Monitoreo
37
Rediseño
Etc.
2.3.1 Definición
El Análisis de modos y efectos de fallas potenciales, AMEF, es un
proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales del diseño
de un producto o de un proceso antes de que éstas ocurran, con el propósito
de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas. Por lo tanto, el
AMEF puede ser considerado como un método analítico estandarizado para
detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total, cuyos objetivos
principales son:
Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas
asociadas con el diseño y manufactura de un producto. Determinar los
efectos de las fallas potenciales en el desempeño del sistema. Identificar las
acciones que podrán eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla
potencial, analizar la confiabilidad del sistema, documentar el proceso
Aunque el método del AMEF generalmente ha sido utilizado por las
industrias automotrices, éste es aplicable para la detección y bloqueo de las
causas de fallas potenciales en productos y procesos de cualquier clase de
empresa, ya sea que estos se encuentren en operación o en fase de
proyecto; así como también es aplicable para sistemas administrativos y de
servicios.
2.3.3 Reseña histórica
La disciplina del AMEF fue desarrollada en el ejercito de la Estados
Unidos por los ingenieros de la National Agency of Space and Aeronautical
38
(NASA), y era conocido como el procedimiento militar MIL-P-1629, titulado
"Procedimiento para la Ejecución de un Modo de Falla, Efectos y Análisis de
criticabilidad" y elaborado el 9 de noviembre de 1949; este era empleado
como una técnica para evaluar la confiabilidad y para determinar los efectos
de las fallas de los equipos y sistemas, en el éxito de la misión y la seguridad
del personal o de los equipos.
En 1988 la Organización Internacional para la Estandarización (ISO),
publicó la serie de normas ISO 9000 para la gestión y el aseguramiento de la
calidad; los requerimientos de esta serie llevaron a muchas organizaciones a
desarrollar sistemas de gestión de calidad enfocados hacia las necesidades,
requerimientos y expectativas del cliente, entre estos surgió en el área
automotriz el QS 9000, éste fue desarrollado por la Chrysler Corporation, la
Ford Motor Company y la General Motors Corporation en un esfuerzo para
estandarizar los sistemas de calidad de los proveedores; de acuerdo con las
normas del QS 9000 los proveedores automotrices deben emplear
Planeación de la Calidad del Producto Avanzada (APQP), la cual
necesariamente debe incluir AMEF de diseño y de proceso, así como
también un plan de control.
Posteriormente, en febrero de 1993 el grupo de acción automotriz
industrial (AIAG) y la Sociedad Americana para el Control de Calidad (ASQC)
registraron las normas AMEF para su implementación en la industria, estas
normas son el equivalente al procedimiento técnico de la Sociedad de
Ingenieros Automotrices SAE J - 1739.
Los estándares son presentados en el manual de AMEF aprobado y
sustentado por la Chrysler, la Ford y la General Motors; este manual
proporciona lineamientos generales para la preparación y ejecución del
AMEF.
39
Actualmente, el AMEF se ha popularizado en todas las empresas
automotrices americanas y ha empezado a ser utilizado en diversas áreas de
una gran variedad de empresas a nivel mundial.
2.3.4 Formatos y elementos del AMEF
Para facilitar la documentación del análisis de fallas potenciales y sus
consecuencias, la empresa Ford estandarizó un formato para la realización
del AMEF; sin embargo, dado que cada empresa representa un caso
particular es necesario que éste sea preparado por un equipo
multidisciplinario integrado por personal con experiencia en diseño,
manufactura, ensamblaje, servicio, calidad y confiabilidad. Es muy importante
que, aún cuando se realicen modificaciones, se mantengan los siguientes
elementos:
Encabezado.
Tipo De AMEF: se debe especificar si el AMEF a realizar es de diseño o
de proceso.
Nombre/Número De Parte O Proceso: Se debe registrar el nombre y
número de la parte, ensamble o proceso que se está analizando. Utilice
sufijos, cambie letras y/o el número de Reporte de Problema/solicitud de
cambio (CR/CR), según corresponda.
Responsabilidad De Diseño/Manufactura: Anotar el nombre de la
operación y planta de manufactura que tiene responsabilidad primaria de
la maquinaria, equipo o proceso de ensamble, así como el nombre del
área responsable del diseño del componente, ensamble o sistema
involucrado.
Otras Áreas Involucradas: Anotar cualesquier área/departamento u
organizaciones afectadas o involucradas en el diseño o función del (los)
40
componente(s), así como otras operaciones manufactureras o plantas
involucradas.
Proveedores Y Plantas Afectadas: Enlistare cualquier proveedor o
plantas manufactureras involucradas en el diseño o fabricación de los
componentes o ensambles que se están analizando.
Vehículo (S)/Año Modelo (depende de donde se está haciendo): Registra
todas las líneas de vehículos que utilizarán la parte/proceso que se está
analizando y el año modelo.
Fecha De Liberación De Ingeniería: Indica el último nivel de Liberación
de Ingeniería y fecha para el componente o ensamble involucrado.
Fecha Clave De Producción: Registrar la fecha de producción apropiada.
Preparado Por: Indicando el nombre, teléfono, dirección y compañía del
ingeniero que prepara el AMEF.
Fecha Del AMEF: Anotar la fecha en que se desarrolló el AMEF original y
posteriormente, anotar la fecha de la última revisión del AMEF.
Descripción/propósito del proceso.
Anotar una descripción simple del proceso u operación que se está
analizando e indicar tan brevemente como sea posible el propósito del
proceso u operación que se esté analizando.
Modo de falla potencial.
Se define como la manera en que una parte o ensamble puede
potencialmente fallar en cumplir con los requerimientos de liberación de
ingeniería o con requerimiento específicos del proceso. Se hace una lista de
cada modo de falla potencial para la operación en particular; para identificar
todos los posibles modos de falla, es necesario considerar que estos pueden
caer dentro de una de cinco categorías:
Falla Total
41
Falla Parcial
Falla Intermitente
Falla Gradual
Sobre funcionamiento
Efectos de falla potencial.
El siguiente paso del proceso de AMEF, luego de definir la función y
los modos de falla, es identificar las consecuencias potenciales del modo de
falla; ésta actividad debe de realizarse a través de la tormenta de ideas y una
vez identificadas estas consecuencias, deben introducirse en el modelo
como efectos.
Se debe asumir que los efectos se producen siempre que ocurra el
modo de falla. El procedimiento para Consecuencias Potenciales es aplicado
para registrar consecuencias remotas o circunstanciales, a través de la
identificación de modos de falla adicionales, el procedimiento es el siguiente:
Se comienza con un modelo de falla (MF-1), y una lista de todas sus
consecuencias potenciales
Separar aquellas consecuencias que se asumen como resultado
siempre que MF-1 ocurra, éstas se identifican como efectos MF-1
Se escriben modos de falla adicionales para las consecuencias
restantes (consecuencias que pudiesen resultar si MF-1 ocurre, dependiendo
de las circunstancias bajo las cuales ocurra). Los nuevos modos de falla
implican que las consecuencias inusuales ocurrirán al incluir las
circunstancias bajo las cuales ocurren.
Separar las consecuencias que se asume resultarán siempre que los
42
modos de falla y sus circunstancias especiales ocurran; éstas se deben
identificar como efectos de los modos de fallas adicionales.
2.3.5 Aspectos Básicos a la hora de realizar un AMEF.
Entre los que se mencionan son cuatro pasos:
Definir los requerimientos y normas de operación del elemento.
Especificar la manera en que el elemento pueda dejar de satisfacer los
requerimientos y normas.
Identificar las causas y frecuencias de las fallas.
Identificar los efectos de cada causa de falla cuando ésta se presenta.
La mejor manera de realizar un AMEF es mediante la conformación de
un grupo de personas dirigidas por un líder con las destrezas necesarias
para conducir el proceso. El líder del grupo se conoce con el nombre de
facilitador.
El resultado de un AMEF es una lista de posibles fallas que podrían
presentarse además de una descripción de los efectos que estas fallas
podrían generar.
El empleo del Análisis Modos Efecto de Falla (AMEF) contiene una serie
de términos que son necesarios para definir previamente y para Andara E.
(2004) los que destacan son:
Activo: “Se define como la planta, el sistema, el equipo o la parte del
equipo que cumple una función o varias funciones en un contexto
operacional determinado”. (CIED PDVSA, 1999)
Función: Para CIED PDVSA, 1999 lo define que al especificar las
43
funciones que cumple un equipo o sistema, se busca definir la misión de los
mismos dentro de un contexto operacional ya establecido. Puede haber una
o varias funciones, y definir estas será un factor importante a tomar en
consideración a la hora de evaluar su criticidad e importancia.
Todo sistema o elemento de equipos tendrán varias funciones que
pueden ser categorizadas en algunos de los siguientes reglones.
Primarias
Subsidiarias
Secundarias
De protección
Superfluas
Funciones Primarias: “La función Primaria de un sistema es definida
mediante la descripción de sus productos. Constituye la razón de ser del
activo y esta asociada a la salida principal (producto de salida) del
mismo” (CIED PDVSA, 1999).
Funciones Subsidiarias: Son los medios que a través de los cuales se
alcanzan los propósitos primarios del sistema; con frecuencia, aunque no
siempre, se suman a la descripción de la función primaria. ” (CIED
PDVSA, 1999).
Funciones Secundarias: Andara 2004, lo define como aquellas otras
funciones que el activo esta en capacidad de cumplir de forma adicional
a la función primaria expresa que la mayoría de los activos poseen un
numero significativo de funciones primarias pero las consecuencias que
podrían generar sus fallas pueden ser mas serias que las consecuencias
originadas por la fallas de una función primaria; por ello se justifica
44
invertir gran cantidad de tiempo para su análisis con el fin de preservar el
buen funcionamiento de este tipo de funciones. Entre las principales se
puede mencionar: protección, control, apariencia, contención, soporte,
integridad, seguridad, ambiente y superfluas.
Funciones de Protección: Es un elemento o grupo de elementos que
reaccionan únicamente cuando alguna otra cosa falla.
La función de un dispositivo de protección es muy particular en el
sentido de que, aunque solamente ejerce su función cuando se presenta un
problema, el requisito es que siempre debe ser capaz de ejecutar su tarea
Entre los dispositivos de protección destacan por lo general:
Alarmas
Válvulas de Alivio
Circuitos de Paradas Equipo de respaldo de cualquier tipo
Resguardos o cubiertas de Protección
Cada función posee dos estándares de ejecución; a saber:
a. Estándares de ejecución asociado a la confiabilidad inherente o la
capacidad inherente: esta se refiere a la función cuantificada que es
capaz de cumplir un activo según su confiabilidad o capacidad de
diseño.
b. Estándar de ejecución deseado: Esta se refiere a la función cuantificada
que se espera conseguir del activo en el contexto operacional. Este debe
ser el parámetro que se va registrar posteriormente en la hoja de trabajo
AMEF.
Falla funcional: Igualmente CIED PDVSA, (1999) expresa que cada
45
función puede tener mas de una falla funcional; y las define como la
ocurrencia no previsible, que no permite al activo no puede cumplir su
función a la cumpla de forma ineficiente”. Posteriormente las distingue de las
siguientes maneras:
Fallas de alto impacto: Eventos cuyas consecuencias impactan
severamente la seguridad, el ambiente o las operaciones.
Fallas de bajo impacto: Eventos cuyas consecuencias no impactan
severamente las operaciones”
Modo de Falla: Son las razones físicas de las fallas funcionales que se
presentan, como desgaste, fractura o pérdida de calibración, lo que hace
que la planta o el equipo no realice su tarea que debe cumplir. Una falla
de función puede ser originada por más de una falla. Los modos de falla
van numeradas y asentados en columna MF (Modo de Falla
Al registrar los modos de falla, han de tenerse presente los siguientes
pasos:
Causas reales: El modo de fallas que se registre ha de ser las causas
fundamentales de la falla de función. Es fácil confundir los efectos de una
falla con los modos que lo originaron.
Posibles Fallas: No es posible ni conveniente enumerar todas y cada uno
de los modos que podrían ser razón de una determinada falla de función. La
lista de modos de una falla debería excluir aquellas fallas que, aunque
posibles, tienen una probabilidad extremadamente baja de ocurrir.
Nivel de Falla: Los modos de falla pueden ser registradas la falla en cualquier
46
nivel de la jerarquía de equipos. El nivel seleccionado debería ser siempre el
más alto posible, pues ello reduce al mínimo el proceso de análisis.
Efecto de Falla: Los efectos de falla deben ser discretos de tal forma que
contribuyan a la selección de la tarea de mantenimiento correspondiente.
Para lograr esto se debe utilizarse la siguiente lista de verificación para
registrar los efectos.
2.3.6 Severidad.
Severidad: Una evaluación de la seriedad del modo de falla. La severidad
aplica sólo para los efectos.
2.4 Grupos Electrógenos
2.4.1 Definición
Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador
eléctrico a través de un motor de combustión interna.
Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de
energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el
suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los diferentes países
pueden obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya
grandes densidades de personas (centros comerciales, restaurantes,
cárceles, edificios administrativos...)
Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en
aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico, generalmente son zonas
apartadas con pocas infraestructuras y muy poco habitadas. Otro caso sería
47
en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que a falta de
energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para
abastecerse
2.4.2 Clasificación
Los grupos electrógenos con motores de combustión interna se
clasifican como sigue:
A. De acuerdo al tipo de combustible:
a. Con motor a gas (LP) ó natural.
b. Con motor a gasolina.
c. Con motor a diesel.
d. Sistema Bifuel (diesel/gas)
B. De acuerdo a su instalación.
a. Estacionarias.
b. Móviles.
C. Por su operación.
a. Manual.
b. Semiautomática
c. Automática (ATS)
d. Automática (sincronía/peak shaving)
D. Por su aplicación.
a. Emergencia.
b. Continua.
Los grupos electrógenos para servicio continuo, se aplican en aquellos
48
lugares en donde no hay energía eléctrica por parte de la compañía
suministradora de éste tipo, o bien en donde es indispensable una
continuidad estricta, tales como: en una radio transmisora, un centro de
cómputo, etc.
Estos grupos para servicio de emergencia, se utilizan en los sistemas
de distribución modernos que usan frecuentemente dos o más fuentes de
alimentación. Su aplicación es por razones de seguridad y/o economía de las
instalaciones en donde es esencial la continuidad del servicio eléctrico, por
ejemplo:
Instalación en hospitales, en áreas de cirugía, recuperación, terapia y
cuidado intensivo, laboratorios, salas de tratamiento, etc.
Para la operación de servicios de Importancia crítica como son los
elevadores públicos, bombeo de aguas residenciales, etc.
Instalaciones de alumbrado de locales a los cuales un gran número de
personas acuda a ellas como son: estadios, deportivos, aeropuertos,
transporte colectivo (metro), hoteles, cines, teatros, centros comerciales,
salas de espectáculos, etc.
En instalaciones de computadoras, bancos de memoria, el equipo de
procesamiento de datos, radares, etc.
2.4.3 Tipos
Grupos electrógenos manuales:
Son aquellos que requieren para su funcionamiento que se operen
manualmente con un interruptor para arrancar o parar dicho grupo. Es decir
que no cuenta con la unidad de transferencia de carga sino a través de un
interruptor de operación manual (Switch o botón pulsador).
49
Grupos electrógenos semiautomáticos:
Son aquellos que cuentan con un control automático, basado en un
microprocesador, el cual les proporciona todas las ventajas de un grupo
electrógeno automático como: protecciones, mediciones, y operación pero
que no cuenta con un sistema de transferencia.
Grupos electrógenos Automáticos:(ATS): Automatic Transfer Switch
Este tipo de grupos electrógenos cuenta con un control basado en un
microprocesador, el cual provee al grupo electrógeno un completo grupo de
funciones para:
Operación
Protección
Supervisión
Contienen funciones estándar y opcionales en su mayoría
programables por estar basada la operación en un microprocesador provee
un alto nivel de certeza en sus funciones como: mediciones, protecciones,
funciones de tiempo, y una alta eficiencia, en su sistema de transferencia.
Los grupos electrógenos Automáticos para (Sincronía / Peak shaving
corte de picos):
Este tipo de grupos cuenta con un control para un grupo electrógeno
automático, el cual es capaz de manejar funciones de sincronía (Abierta o
cerrada) que se requieren para realizar un proceso emparalelamiento de
grupo y red ó grupo con grupo. Su operación es la siguiente:
50
Sincronía Abierta: Cuando ocurre una falla de la red normal, ocasiona
dos interrupciones de energía en la carga (transferencia y retransferencia) si
contamos con un sistema de sincronía abierta se elimina la interrupción de
energía en el momento de la retransferencia ya que la misma se realiza en
una forma controlada, sincronizando ambas fuentes y cerrando ambos
interruptores simultáneamente por un tiempo predeterminado (paralelo).
Sincronía Cerrada o Peak Shaving: Actualmente, la energía eléctrica
ha alcanzado niveles de precios altos. Por lo cual se tiene la alternativa de un
sistema de Peak shaving con el cual se reducen sus costos por consumos de
energía en horario punta, es decir, sincronizamos el grupo con la red, ya que
están en paralelo tomamos la carga suave, de forma controlada kW/s. de la
red dejando la misma sin carga y abriendo el interruptor de la red.
Transcurrido el tiempo programado para horario punta, se realiza el
mismo procedimiento en sentido inverso, es decir, se sincroniza el grupo
electrógeno con la red, y cuando se encuentran en paralelo se realiza una
transferencia suave de carga del grupo electrógeno a la red, y el grupo
electrógeno entra en periodo de enfriamiento.
Durante todo el proceso (Peak shaving) no hay corte de energía, lo
cual evita la interrupción en su proceso.
2.4.2 Componentes
Los grupos electrógenos automáticos están compuestos principalmente de:
Un motor de combustión interna.
Un generador de corriente alterna.
51
Una unidad de transferencia.
Un circuito de control de transferencia.
Un circuito de control de arranque y paro.
Instrumentos de medición.
Control electrónico basado en un microprocesador.
Tanque de combustible.
Silenciador.
2.4.2.1 Motor
El motor representa la fuente de energía mecánica para que el
alternador gire y genere electricidad. Existe dos tipos de motores: motores de
gasolina y de gasoil (diésel). Generalmente los motores diésel son los más
utilizados en los grupos electrógenos por sus prestaciones mecánicas,
ecológicas y económicas.
El motor de combustión interna puede ser de inyección mecánica o
electrónica y está compuesto de varios sistemas que son:
a) Sistema de combustible.
b) Sistema de admisión de aire.
c) Sistema de enfriamiento.
d) Sistema de lubricación.
e) Sistema eléctrico.
f) Sistema de arranque.
g) Sistema de protección.
52
Figura: N°2. Partes del Motor
Fuente: Manual de operación y mantenimiento.
Partes Del Motor
2.4.2.2 Generador
Es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor
eléctrico, el cual transforma la energía mecánica en energía eléctrica.
Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para
obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la
corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de
los generadores de corriente alterna son de tres fases.
El generador síncrono de corriente alterna está compuesto de:
a) Inductor principal.
b) Inducido principal.
c) Inductor de la excitatriz.
53
d) Inducido de la excitatriz.
e) Puente rectificador trifásico rotativo.
f) Regulador de voltaje estático.
g) Caja de conexiones.
Figura: N°3. Partes del Motor
Figura: N°4. Partes del motor
Fuente: Manual de operación y mantenimiento
54
2.4.2.3 Transferencia
Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, se
suministra un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y
régimen de salida del grupo electrógeno con control manual. Para grupos
electrógenos con control automático se protege el alternador mediante
contactores adecuados para el modelo adecuado y régimen de salida.
La unidad de transferencia puede ser cualquiera de las que se
mencionan, según la capacidad del genset:
a) Contactores electromagnéticos ó.
b) Interruptores termomagnéticos ó.
c) Interruptores electromagnéticos.
Figura: N° 5. Contactos electromagneticos
55
Figura: N°6. Interruptores termomagneticos
Fig. N° 7. Interruptores electromagnéticos
Fuente: Manual de operación de mantenimiento
2.2.3.4 Circuito de control de transferencia
Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de
control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo
contra posibles fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control
proporciona información detallada del sistema que está instalado en el grupo
electrógeno. En el caso de los grupos electrógenos automáticos incluyendo
(Sincronía) el control tiene integrado un circuito de control de transferencia
control. Por medio de programación se implementan las funciones de
56
transferencia (tiempos, configuración de operación) y ajustes como sean
necesarios para cada caso, en particular.
El circuito consta de:
a) Sensor de voltaje trifásico del lado normal, y monofásico del lado de
emergencia.
b) Ajuste para el tiempo de:
Transferencia.
Retransferencia.
Enfriamiento de máquina.
En caso de ser sincronía (tiempo de sincronía y configuración de
operación.)
c) Relevadores auxiliares.
d) Relevadores de sobrecarga.
e) Tres modos de operación (manual, fuera del sistema y automático).
2.2.3.5 Protección y control del motor
La regulación automática de la velocidad del motor se emplean una
tarjeta electrónica de control para la señal de entrada "pick-up" y salida del
"actuador". El pick-up es un dispositivo magnético que se instala justo en el
engranaje situado en el motor, y éste, a su vez, esta acoplado al engranaje
del motor de arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce
una salida de voltaje debido al movimiento del engranaje que se mueve a
través del campo magnético de la punta del pick-up, por lo tanto, debe haber
57
una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del motor.
El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de
carga. Cuando la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para
proporcionar la potencia requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad
disminuye, es decir, el fundamento del actuador es controlar de forma
automática el régimen de velocidad del motor sin aceleraciones bruscas,
generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador
se acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor.
El circuito del motor de arranque y protección de máquina consta de
las siguientes funciones:
A. Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha):
Retardo programable (3 y 5 intentos).
Periodo de estabilización del genset.
B. El control monitorea las siguientes fallas:
Largo arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y baja
velocidad, no generación, sobrecarga, bajo nivel de combustible, nivel
de refrigerante (opcional), paro de emergencia y cuenta con algunos
casos de entradas y salidas programables dependiendo del control
que se use.
C. Solenoides de la máquina:
Solenoide auxiliar de arranque (4x).
Válvula de combustible. O contacto para alimentar ECU en caso de
ser electrónica
58
D. Fusibles (para la protección del control y medición).
E .Cuenta con indicador de fallas el cual puede ser:
Alarma audible
Mensaje desplegado en el display
Indicador luminoso (tipo incandescente o led)
2.2.3.6 Instrumentos del Tablero
Los instrumentos de medición que se instalan normalmente en los
genset son:
a) Vóltmetro de C.A. con su conmutador.
b) Ampérmetro de C.A. con suconmutador.
c) Frecuencímetro digital integrado en el controlador.
d) Horómetro digital integrado en el controlador.
59
2.2.3.7 Ubicación de componentes en los grupos electrógenos
Figura: N° 8. Ubicación de componentes en los grupos electrógenos
Fuente: Manual de operación de mantenimiento.
Elemento Descripción
1- Panel de control
2 -Placa de datos montada en generador (situado en la parte posterior de la
figura)
3- Filtros de aire
4- Soporte de baterías y baterías (situado en la parte posterior de la figura)
5 -Motor/es de arranque (situado en la parte posterior de la figura)
6 -Alternador (situado en la parte posterior de la figura)
7 -Bomba de combustible (situada en la parte posterior de la figura)
8- Turbo
9 -Radiador
10 -Guarda del ventilador
11- Motor de combustión interna
12- Carter
61
13- Bomba para drenar el aceite del carter
14 -Base estructural
15 -Amortiguador
16 -Generador
17- Interruptor
18- Regulador de voltaje automático (situado en la parte posterior de la
figura)
2.4.3 Características principales de los grupos electrógenos
Los grupos electrógenos IGSA, son unidades se fuerza, compuestos
de un motor de combustión interna de 4, 6, 8, 12, 16 ó 20 cilindros tipo
industrial estacionario, un generador síncrono de corriente alterna con sus
controles y accesorios totalmente ensamblados y probados en fabrica.
Dichos controles y accesorios están seleccionados para trabajar en conjunto
dando la máxima seguridad y alta eficiencia en su operación.
2.4.3.1 Descripción general
2.4.3.2 Descripción e identificación del grupo electrógeno
En la figura N°4 se representa un grupo electrógeno típico, sin
embargo puede tener algunas variaciones dependiendo de la potencia del
grupo electrógeno y la conformación del mismo. A continuación se da una
breve descripción de las partes que lo integran.
2.4.3.2.1 Motor Diesel
El motor que accionara el grupo electrógeno será un motor diesel de 4
tiempos, de inyección mecánica ó inyección electrónica, el cual ha sido
62
diseñado para operar grupos electrógenos, y está dotado de todos los
elementos necesarios para una optima operación para un suministro de
potencia fiable.
2.4.3.2.2 Sistema de Combustible
El sistema de combustible debe ser capaz de entregar un suministro
de combustible limpio y continuo, y debe estar respaldado por un depósito de
combustible de acuerdo a la potencia del grupo, además se sugiere tener un
depósito de uso diario y uno de mayor capacidad para evitar paros por falta
de combustible.
2.4.3.2.3 Sistema de Admisión de aire
El aire admitido por el motor debe ser aire limpio y frió, este es
aspirado de la zona que rodea el grupo a través del filtro de aire del motor.
En casos especiales donde el polvo o calor se encuentran cerca de la
entrada de aire, se debe instalar una conducción de aire externa la cual viene
de afuera con aire limpio y fresco.
En caso de que el filtro tenga un indicador de restricción de aire ver la
lectura que registra, y basándose en el dato proporcionado por el fabricante
determinar cuándo se debe cambiar el filtro de aire.
En caso de no tener indicador de restricción cambiar el filtro de
acuerdo a las recomendaciones que da el fabricante, lo cual es en horas de
operación o un tiempo determinado, lo que ocurra primero.
Evitar que el motor aspire aire del entorno sin pasar por el filtro, debido
a mangueras rotas o agrietadas o conexiones flojas.
63
Nunca se debe operar el motor sin filtro debido a que el polvo y
suciedad que entran actúan como un abrasivo.
2.4.3.2.4 Sistema de Enfriamiento
Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben
disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores
estacionarios de automóviles y de aviones y los motores fueraborda se
refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema
cuentan en el exterior con un conjunto de láminas de metal que emiten el
calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utiliza refrigeración
por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una
carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una
bomba. El agua se refrigera al pasar por las láminas de un radiador.
Es importante que el líquido que se usa para enfriar el motor no sea
agua común y corriente porque los motores de combustión trabajan
regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del
agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento dando
lugar a fallas en los empaques y sellos de agua así como en el radiador; se
usa un refrigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino
a más alta temperatura, y que tampoco se congela a temperaturas muy
bajas.
Otra razón por la cual se debe usar un refrigerante es que éste no
produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor y del
radiador formando una capa aislante que disminuirá la capacidad de
enfriamiento del sistema. En los motores navales se utiliza agua del mar para
la refrigeración.
64
El sistema de enfriamiento del motor consta de un radiador, termostato
y un ventilador de acuerdo a la capacidad de enfriamiento requerida, la
función del radiador es, intercambiar el calor producido por el motor al hacer
pasar aire forzado a través de el. El ventilador es el que forzá el aire a través
del radiador el cual es movido, por el cigüeñal o por un motor eléctrico en
algunos casos, el termostato es el que se encarga de que el motor trabaje en
un rango de temperatura optima para un buen desempeño abriendo y
cerrando, según rangos de temperatura.
Es importante que el llenado del líquido para enfriamiento del motor
sea de buena calidad, y este de acuerdo al tipo y cantidad de cada motor. Ya
que aparte de ser el vehículo para el enfriamiento, este brinda protección
contra la corrosión la erosión evitando la picadura de las camisas además de
ofrecer protección contra congelación.
La selección del líquido refrigerante debe ser de acuerdo al tipo y
especificaciones provistas por el fabricante del motor en el manual de
operación del motor.
2.4.3.2.5 Sistema de Lubricación
Sistema es el que se encarga de mantener lubricadas todas las partes
móviles del motor, a sí mismo sirve como medio refrigerante.
La función es crear una película de aceite lubricante, en las partes
móviles, evitando el contacto metal con metal.
Consta básicamente de bomba de circulación, regulador de presión,
filtro de aceite, conductos externos e internos por donde circula el aceite.
65
Algunos motores están equipados con enfriadores de aceite a fin de
mantener una regulación más precisa de la temperatura del aceite.
Bomba de Aceite:
Actualmente se recurre a la lubricación forzada, la cual se logra por
medio de una bomba de engranes, paletas o pistones, la cual recibe el
movimiento generalmente del árbol de levas.
La bomba de aceite debe garantizar un caudal y una presión de
trabajo variable debido a que esta trabaja en función de las revoluciones del
motor (mas revoluciones más caudal y presión; menos revoluciones, menos
caudal y presión).
Válvula Reguladora de presión
La presión dentro del circuito de lubricación es regulada a través de
esta válvula que se encarga de mantener los regímenes de presión, mínimo
y máximo respectivamente. La cual esta tarada a una presión de operación
máxima para evitar presiones elevadas en el sistema.
-Filtro de Aceite
En el sistema de lubricación cuenta con mallas y filtros para retirar las
partículas sólidas de la circulación del aceite y evitar daños a las superficies
en movimiento por desgaste abrasivo.La mayoría de los motores usas
sistemas de lubricación a presión los cuales tienen filtros de aceite de flujo
pleno y pueden tener además filtro de flujo en derivación
Filtro de flujo pleno
66
Estos filtros están diseñados con características específicas para cada
modelo de motor, y son filtros que tienen mínima resistencia al flujo
Filtro en derivación
Este filtro retiene un gran porcentaje de partículas contaminantes que
no fueron retenidas por los filtros de flujo pleno. Los cuales mantienen más
limpio el aceite.
Lubricante
El aceite lubricante empleado debe ser el recomendado por el fabricante,
para el funcionamiento optimo del motor.
El aceite lubricante recomendado para los motores diesel de aspiración
natural o turbo alimentados debe ser de clase
Usar aceite con un grado de viscosidad correspondiente a la gama de
temperatura ambiente.
La cual se puede obtener el manual de operación del motor provisto por
el fabricante.
Usar el horometro como referencia para programar los intervalos de
mantenimiento donde se incluye el cambio de aceite.
Revisar a través de la varilla que el nivel de aceite se encuentre dentro
del nivel, no por debajo de la marca de agregar (ADD) no llenar por
arriba de dicha marca.
Cambiar el aceite y filtro por primera vez antes de las primeras 100 horas
como máximo y posteriormente realizar los cambios según las horas
recomendadas por el fabricante.
El filtro de aceite es un elemento de vital importancia para el sistema de
lubricación, por lo que se recomienda cambiarlo periódicamente,
67
utilizando filtros que cumplan con las especificaciones de rendimiento del
fabricante del motor.
Inmediatamente después de realizar el cambio de aceite se deben
realizar varios intentos de arranque (arrancar y parar) sin llegar a su
velocidad nominal con lo cual se asegura el llenado de las venas de
lubricación para una adecuada lubricación de los componentes del motor
antes de que este llegue a su velocidad de normal operación.
Después de un cambio de aceite arrancar el motor unos minutos y
después apagarlo y dejar pasar aprox. 10 minutos y verificar que el nivel
de aceite se encuentra dentro de los límites permitidos en la varilla de
medición.
Agregar solo lo necesario en caso de estar por debajo, del nivel mínimo.
2.4.3.2.6 Sistema Eléctrico
El sistema eléctrico del motor es de 12 ó 24 volts CC. Con el negativo
a masa y dependiendo del tamaño o especificación del grupo este puede
contener uno o dos motores de arranque, cuenta con un alternador para
cargar la batería auto excitado, autorregulado y sin escobillas y en su
mayoría los grupos electrógenos van equipados con acumuladores
ácido/plomo, sin embargo se pueden instalar otros tipos de baterías si así se
especifica (baterías libres de mantenimiento, NiCad, etc.).
El alternador es otro elemento del sistema eléctrico, este va montado
en el mismo cuerpo del motor de combustión interna y es accionado, por el
cigüeñal a través de una transmisión flexible (banda-polea), teniendo como
finalidad recargar la/s batería/s cuando el grupo electrógeno se encuentra en
operación, sus principales componentes son:
a) Rotor (piezas polares)
68
b) Estator (inducido)
c) Carcaza
d) Puente rectificador (puente de diodos)
2.4.3.2.7 Sistema de Arranque
Puesto que el motor combustión interna no es capaz de arrancar por si
solo, debido a que se requiere vencer el estado de reposo en que se
encuentra el motor de combustión interna, se requiere de un motor de
arranque el cual puede ser cualquiera de los siguientes dos tipos o ambos si
el motor es de doble marcha.
a) motor de arranque eléctrico
b) motor de arranque neumático
Motor de arranque eléctrico: es un motor de corriente continua que se
alimenta de los acumuladores del grupo electrógeno, y puede ser de 12 o 24
Volts, el par del motor se origina cuando es activado el solenoide de
arranque.
Motor de arranque neumático:
Estos motores tienen un rotor montado excéntricamente en un cilindro,
con paletas longitudinales alojadas en ranuras a lo largo del rotor. El par se
origina cuando el aire a presión actúa sobre las paletas. Esta aplicación es
utilizada cuando se requiere un sistema de arranque redundante o en lugares
donde se requieren evitar las chispas debido a un ambiente inflamable.
Como no hay ninguna parte eléctrica en el motor, la posibilidad de que
se produzca una explosión en presencia de gases inflamables es reducida.
69
El aire que llega al motor debe de estar limpio y lubricado y tener la
presión adecuada para dicho motor, y el tanque de aire debe de tener la
capacidad para soportar como mínimo 4 intentos de arranque de al menos 5
seg. Cada uno. Este debe contar con su filtro de aire cerca de la entrada del
motor y su lubricador en buen estado.
En ambos casos el motor de arranque necesita:
a) Vencer el estado de reposo en el que se encuentra el motor de
combustión interna.
b) Que el motor de combustión interna alcance el 20 - 30% de su
velocidad nominal, según el tipo de motor.
El desacoplamiento del motor de arranque se efectúa cuando el motor
llaga a su velocidad de arranque (20-30% de su velocidad nominal) el control
del grupo electrógeno es el que se encarga de realizar esta función a través
de la medición de lavelocidad (RPM) o la frecuencia (Hz), ya que al detectar
que el motor de combustión interna a alcanzado su velocidad de arranque
este deja de alimentar el solenoide de arranque, desacoplando dicho motor
del motor de combustión interna.
2.4.3.2.8 Sistema de Protección del motor
El grupo electrógeno cuenta con las siguientes protecciones:
A .Protección por baja presión de aceite.
Los grupos electrógenos cuentan con sistema de protección de baja
presión de aceité el cual es un elemento que registra la caída de presión en
70
caso de que esto ocurra y opera de la siguiente manera existiendo dos
maneras de realizar la protecciones.
Manómetro con contactos
Sensor de presión de aceite
Manómetro con contactos: es un manómetro de presión de aceite
conectado al motor el cual tiene un contacto que es accionado
mecánicamente y esta calibrado para cuando se presente una caída de
presión este cambie de estado su contacto las terminales internas del
instrumento son la aguja indicadora y un tope ajustable el cual esta tarado
para que cierre cuado la presión disminuya a valores no aptos para su
operación. Se utiliza en grupos electrógenos manuales y es opcional en
grupos electrógenos automáticos.
Sensor de presión de aceite: es un sensor con un elemento
piezoeléctrico que registra el cambio de presión, modificando la resistencia
en las terminales del sensor, este tipo de sensores requiere que se programe
su curva de presión/resistencia en el control del motor/generador, y que se
programe que presión se considera baja, para que el control mande una
alarma o paro. Se utiliza en grupos electrógenos con control automático que
cuentan con dicha entrada.
Pej. MEC 310, MEC 320, GENCON II, etc.
B. Protección por alta temperatura de refrigerante.
Medidor de temperatura análogo (con contactos)
Sensor de temperatura.
Medidor de temperatura: es un instrumento análogo el cual tiene un
71
contacto que es accionado mecánicamente y esta calibrado para que cuando
se incrementa la temperatura del refrigerante del motor el contacto cambie
de estado, y mande paro por alta temperatura, las terminales internas del
instrumento son la aguja indicadora y un tope ajustable el cual esta tarado
para que cuando se incremente la temperatura a valores no aptos para la
operación del motor mande paro del motor.
Sensor de temperatura: Es un sensor del tipo termistor que registra
el cambio de temperatura, modificando la resistencia en las terminales del
sensor, este tipo de sensores requiere que se programe su curva de
temperatura/resistencia en el control del motor/generador, y que se programe
que temperatura se considera alta, para que el control mande una alarma o
paro.
C. Protección por sobre velocidad.
Para el caso de los genset manuales esta protección es a través de
bomba de combustible la cual se ajusta de fabrica (protección mecánica en la
bomba de combustible) para evitar que sobre pase las revoluciones
permitidas.
Para el caso de los genset manuales con control basado en
microprocesador, como es el caso de las semiautomáticas y automáticas, el
control integra un circuito de protección por sobrevelocidad y dependiendo
del tipo de control este puede ser del siguiente tipo:
A través de una entrada análoga de medición de velocidad del control,
el cual recibe la señal a través de un sensor magnético instalado en el motor.
Y compara la velocidad actual del motor con la velocidad de referencia en
este caso las 1800 rpm y en caso de sobre pasar el valor del porcentaje de
72
sobre velocidad programado en el control, el control manda a parar el motor.
Otra manera en que el control puede sensar la velocidad es a través
de la frecuencia, es decir, mide la frecuencia de una de las entradas de
medición de voltaje del control y compara la velocidad actual del motor con la
velocidad de referencia en este caso los 60Hz y en caso de sobre pasar el
valor del porcentaje de sobre velocidad programado en el control, manda a
parar el motor.
A través de este mismo circuito de protección este tipo de controles
proveen la medición de velocidad y adicionalmente se realizan las siguientes
funciones.
Paro por sobré velocidad
Control de falla de arranque
Control contra acción de motor de arranque cuando el motor está
operando.
Lectura de revoluciones del motor RPM.
2.5 Café Flor de Patria
2.5.1 Ubicación
Parroquia Flor de Patria, Municipio Pampan, Estado Trujillo
2.5.2 Razón Social
CENTRAL CAFETALERO FLOR DE PATRIA – GERONIMO
BRICEÑO & CIA.S.A.
2.5.3 Reseña Histórica
73
El Central Cafetero Flor de Patria, empresa orgullo del estado Trujillo,
una de las mayores fuentes de trabajo de la región se ha mantenido desde
hace más de 50 años en el comercio Venezolano.
El 27 de noviembre de 1940,los señores GERONIMO BRICEÑO,
CIPRIANO BRICEÑO Y SILVIO MONTILLA, decidieron constituir una
campaña bajo la razón social de “BRICEÑO & MONTILLA”, cuyo objetivo era
el transporte de carga y de la compra y venta de víveres y frutos del país.
Transcurrido un tiempo GERONIMO BRICEÑO Y SILVIO MONTILLA DIAZ,
decidieron fundar una firma que se llamo “GERONIMO BRICEÑO & CIA.
Cuyo objeto era las operaciones Mercantiles que se relacionaban con las
negociaciones y beneficio general de café, en sus distintas manifestaciones,
lo mismo que las negociaciones con otros frutos y en general compra y venta
de mercancía seca, víveres e industrialización de pastas alimenticias.
Posteriormente, el 10 de Mayo de 1960, se funda la Empresa
CENTRAL CAFETERO FLOR DE PATRIA – GERONIMO BRICEÑO &
CIA.S.A., bajo la Presidencia del Sr. Gerónimo Briceño.
Para 1972 se instala la nueva y actual torrefactora de café donde años
mas tardes la empresa incorpora equipos y maquinaria a la planta para
optimizar el proceso de elaboración del café.
El 21 de Marzo de 1992, se encargo de la presidencia el Sr. Silvio
Montilla Díaz, el cual falleció el 14/10/1995, encargándose de la misma el Sr.
Ricardo Briceño Garcias.
El 16 de Febrero de 1996, fallece Don Gerónimo Briceño, a la edad de
88 años, quien fuera fundador de varias Empresas entre ellas el CENTRAL
74
CAFETALERO FLOR DE PATRIA – GERONIMO BRICEÑO & CIA.S.A.
Actualmente el Central Cafetero Flor de Patria es una de las plantas
torrefactoras más modernas de Latinoamérica, y elabora un excelente
producto con los mayores niveles tecnológicos y de calidad,
comercializándolo por todo el país e incluso atravesando fronteras, prueba
de esto es la consecuencia de la marca NORVEN que reafirma que somos
una de las empresas Cafetaleras más importantes de Venezuela, y con los
mejores niveles de seguridad e higiene industrial, además de ser una de las
fuentes principales de empleo en el estado Trujillo y en todo el territorio
venezolano.
2.5.4 Filosofía de la Empresa
Misión:
El Central Cafetero Flor de Patria tiene como misión la elaboración de
un producto “café elaborado” con una alta pureza calidad y competitividad,
identificado por su sabor, olor y textura; satisfaciendo la necesidad de los
más exigentes paladares, contando para ello con un equipo de personas
altamente capacitadas y aptas para contribuir con el reto de elaborar,
distribuir y ofrecer nuestros productos, además de una serie de herramientas
tecnológicas acorde a nuestros requerimientos, alcanzado el n nivel de
desarrollo que exige nuestro país, latinoamericano y el mundo en general
Visión:
Ser la primera industria torrefactora líder en el mundo en ofrecer el
más competitivo producto “café elaborado”, aunado al más completo y
eficiente conjunto de servicios y complementos, en la red de distribución más
75
amplia y productiva.
Valores:
Ética.
Calidad.
Liderazgo.
Competitividad.
Espíritu emprendedor.
Objetivos
Obtener la mayor porción del mercado con elaboración del más
competitivo producto, considerando las necesidades latentes en el
mercado y las exigencias que allí se encuentren.
Alcanzar las más altas productividad con la utilización eficiente de los
recursos disponibles.
2.5.6 Estructura organizativa
El Central Cafetero “Flor de Patria”, empresa líder del estado posee
una organización estructural extensa que abarca diferentes áreas
especificas; comenzando por una junta directiva la cual está conformada por
el presidente de la empresa, comité de operaciones y comité de captaciones,
aunado a esta junta están los auditores externos y los asesores jurídicos.
La empresa está dividida en cinco (5) gerencias, la primera gerencia
de café verde, conformada por el gerente de café verde, jefe de planificación
y estrategia y un jefe de café verde, este último tiene a su cargo un
supervisor de café verde el cual vigila el desenvolvimiento del arrumador,
76
vaciador y montacarguista del café verde.
La segunda gerencia es la de ventas unas de las más grandes dentro
de la empresa, la conformas un gerente de ventas, un analista, el supervisor
de ventas de distribuidores y el supervisor de ventas de depósitos, este
ultimo trabaja en conjunto con los jefes de comercial flor de patria,
Barquisimeto y Maracaibo, los cuales tienen a su cargo supervisores,
despachadores, vendedores, ayudantes, promotores, almacenistas,
asistentes contables, asistentes administrativos, cajera y personal de
servicios general.
La tercera gerencia es la de producción, está constituida por un
gerente de producción y cuatro supervisores; el primero supervisor de sala
de control (operador de tostadora y operador de molino), supervisor
administrativo de la producción (empaque y almacén de productos en
proceso), supervisor de control de calidad (asistente de control de calidad) y
por ultimo supervisor de despacho (chóferes, ayudantes de despacho y
montacarguistas de producto terminado).
En cuarto lugar está la gerencia de mantenimiento, constituida por un
gerente de mantenimiento, almacenista de repuestos, mecánico, auxiliar de
mecánica, instrumentista, auxiliar de mantenimiento de vehículo, auxiliar de
servicios generales, aseadores de el área interna y externa y electricista de
mantenimiento. Para la realización de esta investigación se trabajo
directamente con esta gerencia.
Por ultimo la quinta gerencia otra de las más extensas la gerencia
contable administrativa, está conformada por un gerente, el cual, tiene a su
cargo cinco jefaturas, la de contabilidad, administración, higiene y seguridad,
RRHH y sistemas; cada una con un jefe y personal asistente a cargo.
77
FIGURA Nº 9: ORGANIGRAMA ESTRUCTURALCentral Cafetero Flor de Patria
Gerónimo Briceño & Cía., S.A.FLOR DE PATRIA – PAMPÁN – ESTADO TRUJILLO
RIF.J-070002522 NIT. 0033009518
Al 14/03/2006
Vacío
Comité de Operaciones
Asamblea de Accionistas
Junta Directiva
Asesores Jurídicos
Auditores Externos
Presidente
Asistente de Presidencia
Comité de Cataciones
Gerente de Producción
Supervisor de Control de Calidad
Asistente de Control de Calidad
Supervisor de Despacho
Choferes
Ayudante de Despacho
Montacarguista Prod. Terminado
Supervisores Sala de Control
Operadora Tostadora
Operadora Molino
Empaque
Almacén Productos en Proceso
Supervisores Adm. de la Producción
Almacenista de Repuestos
Mecánico
Ayudante de Mecánicos
Instrumentista
Auxiliar Mtto. Vehículo
Auxiliar Serv. Generales
Aseadores Área Interna
Aseadores Área Externa
Electricistas de Mantenimiento INCE
Gerente de Ventas
Arrumador de Café Verde
Vaciador Café Verde
Montacarguista Café Verde
Jefe de Café Verde
Jefe de Planificación y Estrategia
Gerente Contable Administrativo
3
FUENTE: AREVALO J. (2007)
78
FIGURA Nº 10: ORGANIGRAMA ESTRUCTURALCentral Cafetero Flor de Patria
Gerónimo Briceño & Cía., S.A.FLOR DE PATRIA – PAMPÁN – ESTADO TRUJILLO
RIF.J-070002522 NIT. 0033009518
VacíoVacío
Asist. Administrativo INCE
Registros Contables Legales
Control de Documentos
Auditoria Interna
Sup. Reg. Contab. Depósitos
Sup. Registros Cont. Planta
Jefe de Contabilidad
Asist. Registros Cont. Depósitos
Asist. Registros Cont. Planta
Presupuesto
Asist. Contable INCE
Gerente Administrativo-Contable
Asist. en Informática INCE
Jefe de SistemasJefe de Higiene y Seguridad Ind.
Vacío
Analista de Archivo
Asistente de Archivo
Supervisor de Vigilancia
Vigilantes
Barista
Analista de Disponibilidad y Pagos
Analista Compras - Insumos
Secretaria de Recepción
Jefe de Administración
Asistente de Caja
Asist. Administrativo INCE
Asist. Administrativo INCE
3
FUENTE: AREVALO J. (2007)
79
2.5.7 Proceso productivo
El proceso productivo del Central Cafetero Flor de Patria se encuentra
totalmente automatizado, y cuenta con una sala de control que se encarga
de verificar el funcionamiento de dicho proceso. El mismo se desglosa de la
siguiente manera:
Ingreso y Almacenamiento de la Materia Prima: Se reciben los granos
de café que provienen de diferentes regiones de Venezuela cultivadas a
una altura sobre el nivel del mar entre 400 a 1800 metros. En el almacén
los granos se reciben en sacos que contienen entre 46 y 60 kilogramos.
Análisis de la Calidad del Café: Seguidamente se realiza el examen
olfativo, visual, y se clasifica el café según la calidad de acuerdo a la
Norma COVENIN correspondiente. Pasa a la formación de lotes de 250
sacos dependiendo de la calidad y la humedad del café.
Limpieza de los Granos de Café Verde: Se transporta desde el
almacén una cantidad específica para ser transportado hasta la máquina
limpiadora, la cual tiene como objetivo extraer las partículas extrañas al
café (piedras, palillos, etc.).
Torrefacción: En este proceso los granos de café son sometidos a un
sistema de calentamiento a través de aire caliente desde 130°C hasta
230°C, dependiendo de la máquina utilizada. Se considera el proceso
más crítico ya que aquí se desarrolla el aroma y el sabor característico
del producto.
Despredadora: Después de haber tostado y dado el aroma
característico, los granos de café son sometidos a un sistema de limpieza
80
que consiste en separar, por diferencia de peso, las partículas más
livianas (granos tostados) de las más pesadas (piedras).
Silos de Reposo: Los granos son transportados hasta los silos de
almacenamiento de café tostado; ya que, son sometidos a cambios
químicos es necesario almacenarlos durante un período de tiempo para
que se estabilicen. Este período de tiempo no debe ser mayor de 24
horas.
Molienda: Los molinos se basan en la trituración de los granos en
partículas más pequeñas. El tamaño de las partículas depende del
producto que se va a elaborar. Para un café expreso o de preparación
rápida, es necesario utilizar partículas finas. Para el café de preparación
lenta son recomendables las partículas un poco más gruesas.
Empaquetado: El café molido es transportado hacia el tanque de café
molido y se distribuye hasta las tolvas de las diferentes máquinas
empaquetadoras. Éstas cumplen las siguientes funciones: formar el
empaque, llenarlo con la cantidad del producto requerido (100, 250, 500
ó 1000) gramos y sellarlo.
Almacenamiento: El departamento cuenta con un registro
computarizado para conocer el stock que entra y sale desde el almacén
hasta la comercialización.
3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
Componente: Ingenio esencial al funcionamiento de una actividad
mecánica, eléctrica o de otra naturaleza física que, conjugado a otro(s),
crea(n) el potencial de realizar un trabajo.
81
Defecto: Eventos en los equipos que no impiden su funcionamiento,
todavía pueden a corto o largo plazo, provocar su indisponibilidad.
Equipo: Conjunto de componentes interconectados, con los que se
realiza materialmente una actividad de una instalación.
Falla: Finalización de la habilidad de un ítem para desempeñar una
función requerida.
ISO: Por sus siglas en inglés (International Organization for
Standardization), es una federación mundial que agrupa a representantes de
cada uno de los organismos nacionales de estandarización (como lo es el
IRAM en la Argentina), y que tiene como objeto desarrollar estándares
internacionales que faciliten el comercio internacional.
Ítem: Término general para indicar un equipo, obra o instalación.
Lubricación: Servicios de Mantenimiento Preventivo, donde se
realizan adiciones, cambios, complementaciones, exámenes y análisis de los
lubricantes.
Pieza: Cada una de las partes de un conjunto o de un todo (en este
caso equipo).
82
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
En este capítulo se desarrollará lo concerniente con el tipo y diseño de
la investigación, las técnicas e instrumentos para la recolección de
información y el procedimiento de trabajo que se contempla para el
desarrollo de los objetivos específicos. Cuando se determina la ejecución de
una investigación que posea determinadas características como las que
posee este proyecto, ya que son múltiples los aspectos a considerar, lo que
amerita diferentes enfoques de lo que constituye el hecho de exploración.
Según Arias F. (1999) “la metodología del proyecto incluye el tipo o
tipos de investigación, las técnicas y los procedimientos que serán utilizados
para llevar a cabo la investigación”. En este capítulo se plantea el “cómo” se
realizará el estudio para responder al problema. Comprende la metodología
necesaria para dar respuesta a los objetivos, hipótesis o interrogantes de la
investigación.
La finalidad de esta fase del trabajo es establecer el nivel de
profundidad que se busca mediante el conocimiento propuesto, así como la
forma de acceder a la información referente al estudio.
3.1 Tipo de Investigación.
“El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que
se aborda un objeto o fenómeno”. De acuerdo a este criterio la investigación
corresponde a una investigación de tipo aplicada. Arias F. (1999)
83
3.1.1 De acuerdo al propósito o razón
Investigación aplicada
Se considera como una forma de Investigación Aplicada o Activa, a tal
efecto, Tamayo (2000), refiere a esta “como el estudio y aplicación de la
investigación a problemas determinados en circunstancias y características
concretas, busca confrontar la teoría con la realidad, tiende a la solución de
problemas”. En el caso particular de esta investigación se trabajará sobre un
hecho concreto, como el análisis de modo y efecto de falla (AMEF) de la
planta eléctrica C27 de Café Flor de Patria.
Según Padrón J. (2006) este tipo de investigación también recibe el
nombre de práctica o empírica. Se caracteriza porque busca la aplicación o
utilización de los conocimientos que se adquieren. La investigación aplicada
se encuentra estrechamente vinculada con la investigación básica, pues
depende de los resultados y avances de esta última; Sin embargo, en una
investigación empírica, lo que le interesa al investigador, primordialmente,
son las consecuencias prácticas. Si una investigación involucra problemas
tanto teóricos como prácticos, recibe el nombre de mixta. En realidad, un
gran número de investigaciones participa de la naturaleza de las
investigaciones básicas y de las aplicadas.
3.1.2 Según el Nivel
Según Arias F (1999) “el nivel de la investigación se refiere al grado de
profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno”. De acuerdo a este
criterio, el trabajo presenta características de:
84
3.1.2.1 Investigación Descriptiva
“La investigación descriptiva consiste en la caracterización de un
hecho, fenómeno o grupo con el fin de establecer su estructura o
comportamiento”. Arias F (1999)
Hernández S. (1991) “en un estudio descriptivo se selecciona una
serie de cuestiones y se mide cada una de las fallas independiente, para así
y valga la redundancia, describir lo que se investiga.” En base a lo
establecido por los autores citados en este trabajo de investigación se
estudiarán características fundamentales de la planta eléctrica Caterpillar
C27 o electrogenogenerador en el Central Cafetero Flor de Patria.
3.2 Diseño de la Investigación
”Es la estrategia que adopta el investigador para responder al
problema planteado”. De acuerdo a este criterio el estudio corresponde a una
investigación documental y de campo. Arias F (1999)
Según Sabino, C (1986) “El diseño se ocupa por contraparte del
abordaje de ese mismo objeto, en tanto que el fenómeno empírico que pueda
lograr y confrontar así, la visión del problema. De acuerdo a este criterio la
investigación se puede catalogar como:
3.2.1 Investigación Documental
Según Arias F. (1999). “Define la investigación documental como
aquella que se basa en la obtención y análisis de datos proveniente de
materiales impresos u otros tipos de documentos”. La investigación
documental se refiere a que los datos a emplear han sido ya recolectados en
85
otras investigaciones y son conocidos mediante los informes
correspondientes, se refiere a datos secundarios, porque han sido obtenidos
por otros y llegan elaborados y procesados a los fines de quien inicialmente
los manejaron. Estas informaciones llegan o se investigan a través de
documentos escritos.
Se basa en la obtención de análisis y datos provenientes de
materiales impresos u otro tipo de documentos, en el desarrollo de este
proyecto se realizará la búsqueda, organización y análisis de material
constituido por: libros, planos, manuales, documentos, entre otros, para
obtener datos selectos para la fundamentación teórica y elementos técnicos
relacionados con la instalación, operación ventajas y estudio de las
características funcionales y estructurales de la planta eléctrica C27 como un
grupo de electrógeno.
3.2.2 Investigación de Campo
Según Arias F. (1999). “consiste en la recolección de datos
directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o
controlar variables alguna”.
De acuerdo a lo expuesto al Manual de la UPEL (1998):
“Se entiende por el diseño de campo, el análisis sistemático de
problemas en la realidad, con el propósito bien sea de escribirlo,
interpretarlos, entender su naturaleza y factores constituyentes, explicar sus
causas o efectos, o predecir su ocurrencia, haciendo usos de los métodos
característicos de cualquiera de los paradigmas o enfoque de investigación
conocidos o en desarrollo. Los datos de interés son recogido directamente de
la realidad; en este sentido se trata de investigaciones a partir de datos
86
originales o primarios.”
Una Investigación de Campo es aquella que se refiere a los modelos a
emplear cuando los datos de interés son de forma directa de la realidad,
durante el trabajo concreto del investigador y sus equipos. Estos datos
obtenidos directamente de la experiencia empírica, denominación que se
refiere al hecho que son datos de primera, sin la intermediación de ninguna
naturaleza.
En función de los objetivos definidos en la presente investigación, esta
investigación se orienta hacia la incorporación de un diseño de campo, ya
que se basa en métodos que permitan recoger en forma directa desde la
realidad donde se presenta la problemática. Esto permitirá al investigador la
obtención de información precisa para la interpretación de los procesos y
actividades y así diagnosticar la situación. Debido a que en el desarrollo de
este trabajo requiere observar, acciones en el Central Cafetero Flor de
Patria, ubicado en la parroquia Flor de Patria, Municipio Pampan, estado
Trujillo, el proyecto demanda características de Campo.
3.3.- Técnicas e Instrumentos que serán empleadas en la realización de
esta investigación.
Las técnicas de recolección de datos están referidas a la manera
como se van a obtener los datos.
Según Fidias A. (1999), “las técnicas de recolección de datos son las
distintas formas y maneras de obtener información”.
Según Togores, A (1980), define las Técnica de Recolección de Datos
como “las estrategias que conducen al investigador al cumplimiento de sus
87
actividades para el arribo de la solución”.
Brito (1992) plantea que “las técnicas son las que permiten obtener
información de fuentes primarias y secundarias. Entre las técnicas más
utilizadas por los investigadores se puede nombrar: encuestas, entrevistas,
observación, análisis de contenido y análisis de documentos. La dinámica
aplicada en este trabajo determina la aplicación de dos diferentes técnicas,
documental y de campo. La técnica documental, que estará basada en la
revisión bibliográfica, datos encontrados en folletos, revistas, documentos,
investigaciones y todo tipo de documentos escritos.
En relación a la observación Méndez (1995), señala que esta se hace
“a través de formularios, los cuales tienen aplicación a aquellos problemas
que se pueden investigar por métodos de observación, análisis de fuentes
documentales y demás sistemas de conocimiento”. Es una técnica que
consiste en observar atentamente el fenómeno, hecho o caso, tomar
información y registrarla para su posterior análisis.
La observación es un elemento fundamental en la presente
investigación: debido a que facilita al investigador el obtener el mayor
número de datos confiables y certeros. Gran parte de los conocimientos que
constituye la ciencia han sido logrados mediante la técnica de observación.
La observación permite al analista captar la información que no puede
obtener por otras técnicas, permite obtener la inquisición de primera mano
acerca de la toma en que se efectúan las actividades. La aplicación durante
la investigación de la observación como técnica de recolección de datos
fundamentales es pertinente, para la planta eléctrica Caterpillar C27. Los
resultados obtenidos durante la observación serán de gran ayuda al
investigador para captar situaciones características o de propiedades de un
número de sucesos o unidades, acciones encontradas incidentes y hechos
88
pertinentes que escapan del sujeto más no del investigador.
Según Méndez (1995), la “Investigación directa, es aquella en que el
investigador observa directamente los casos o individuos en los cuales se
produce el fenómeno, entrando en contacto con ellos; sus resultados se
consideran datos estadísticos originales, por ellos a esta también se llama
investigación primara”. Con base en lo antes expuesto, la Técnica de
Observación será realizada de manera directa. El objetivo de la utilización de
estos instrumentos es lograr obtener; la característica y operación de la
planta eléctrica C27 o electrogenerador.
89
Plan de trabajo
3.4.1. Tabla de desarrollo de objetivos específicos:
PROCESAMIENTO METODOLOGICO (PLAN DE TRABAJO)OBJETIVO GENERAL: Realizar un análisis de modo y efecto de falla a la planta eléctrica Caterpillar C27, del Central Cafetero Flor de Patria.
OBJETIVOSESPECIFICOS ACTIVIDADES TÈCNICAS ESTRATEGIAS RECURSOS OBSERVACIONES
Determinar las características estructurales de la Planta eléctrica Caterpillar C27, utilizadas en la Empresa Café Flor de Patria.
-Visita al Central cafetalero Flor de Patria-Inspección de la Planta eléctrica-Revisión de Manual de especificaciones técnicas de la Planta- Consultas con personal Técnico de la Empresa- Revisión bibliográfica
-Observación directa-Observación indirecta.-Análisis-Entrevista
-Determinación de las partes que conforman la Planta eléctrica
-Caracterización de los aspectos esenciales de cada parte.-Análisis del contenido de manuales técnicos.-entrevista con el personal técnico.-Asesoría con el Profesor Tutor
-Planta eléctrica Caterpillar C27-Manual de especificaciones TécnicasLibros técnicosCámara fotográfica
Identificar las fallas funcionales que se pueden presentar en la Planta Eléctrica Caterpillar C27.
Revisión DocumentalListar las diversas funciones del equipoBúsqueda de historial de fallasEstudio de equipos similaresConsuta con personal Técnico
-Observación-Análisis-Entrevista
-Observación y análisis de historial de fallas-establecimiento de fallas funcionales
-Reporte de Historial de Fallas.-Personal técnico de la Planta-Profesor Tutor
Establecer:-Función-Falla funcional-Modo de falla-Efecto de Falla
Determinar las causas y efectos de falla de acuerdo al AMEF
-obtención de información derivada del Manual Técnico de funcionamiento-Búsqueda de historial de fallas-Contacto con personal técnico que opera y mantiene el equipo
-Observación-Análisis-entrevista
-Observación y análisis de información derivada de manual técnico de funcionamiento-entrevista con personal técnico que opera y mantiene el equipo-Llenado de formato AMEF-Asesoría con el
-Manual de funcionamiento Técnico-Personal técnico que opera y mantiene el equipo.-Formato AMEF-Profesor Tutor
Establecer:-Función-Falla funcional-Modo de falla-Efecto de Falla
90
CAPITULO IV
PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS
Una vez desarrollados los objetivos específicos, aplicando la
metodología pertinente a cada uno, se hace, necesario hacer la presentación
de los resultados obtenidos y el análisis pertinente a cada uno de ellos. A
continuación se indicaran las acciones y logros correspondientes a cada
objetivo, siguiendo el orden secuencial establecido en este trabajo especial
de grado.
Objetivo numero 1. Describir las características estructurales de la
Planta Eléctrica Caterpillar C27, utilizada en la Empresa Café Flor de
Patria
Para el logro de este objetivo fue necesario realizar una visita a la
empresa; previamente se obtuvo la autorización de la misma, al consignar
una comunicación expedida por el Jefe del Departamento de Mantenimiento
de Equipos Eléctricos.
Con el fin recabar la información requerida; se hizo uso de la técnica
de observación directa, al percibir de manera inmediata las características
del objeto de estudio; elaborándose un registro de esta observación por
escrito y haciendo uso de ciertos equipos como cámara fotográfica y
filmadora. También se llevo a cabo observación indirecta, al examinar
folletos y manuales del fabricante del equipo. Del mismo modo se realizo
entrevista al personal técnico.
Luego de ejecutado lo anteriormente señalado, se obtuvieron los
resultados que se describen a continuación:
91
NOMBRE DEL EQUIPO: PLANTA ELECTRICA
MARCA: Caterpillar
MODELO: C27
SERIAL DEL EQUIPO: DWBO1514
FABRICANTE: Caterpillar
AÑO DE ADQUISICION POR LA EMPRESA: 2010
TIEMPO DE SERVICIO: 24 horas al día por 5 días a la semana.
Tabla N 1 : ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA PLANTA ELÉCTRICA :
Elementos
Descripción
1 Panel de control
2Placa de datos montada en generador (situado en la parte posterior de la figura)
3 Filtros de aire
4Soporte de baterías y baterías (situado en la parte posterior de la figura)
5 Motores de arranque (situado en la parte posterior de la figura)
6 Alternador (situado en la parte posterior de la figura)
7 Bomba de combustible (situada en la parte posterior de la figura)
8 Turbo9 Radiador10
Guarda del ventilador
11Motor de combustión interna
12 Carter13 Bomba para drenar el aceite del Carter14 Base estructural15 Amortiguador16 Generador17 Interruptor
18Regulador de voltaje automático (situado en la parte posterior de la figura)
92
Ver en la figura N°4, que está ubicada en el capítulo II.
Objetivo numero 2. Identificar las fallas funcionales que se pueden
presentar en la planta eléctrica Caterpillar C27.
Este objetivo tiene como finalidad indicar las condición es en las que
se encuentra el equipo en estudio.
En las inspecciones que se han realizado en la ubicación de la planta
eléctrica se pudo observar que el equipo, está en un ambiente altamente
adecuado y acondicionado para dicho equipo. Contando este equipo con un
historial de fallas.
A continuación se determinaran las fallas funcionales tanto en la parte
mecánica como en la eléctrica.
Algunas fallas que pueda presentar el equipo en estudio, en la parte
del motor diesen son las siguientes:
Problema en el arranque (el motor no arranca).
Vibración en el motor.
Perdidas de potencia del motor.
Baja presión de aceite en el motor.
Falla de combustible.
Se determinaran, algunas fallas que puede presentar el generador de
la planta eléctrica, son las siguientes:
Falla en el generador.
Falla en la caja de conexiones.
Falla en el regulador de voltaje.
Falla en el puente rectificador trifásico rotativo.
Falla en el estator.
93
Rodamientos en mal estado.
Fallas en el tablero eléctrico.
Fallas en los contactares electromagnéticos (transferencia).
Objetivo numero 3. Determinar las causas y efectos de fallas de
acuerdo al AMEF.
Para el logro de este objetivo se realizara atreves de la técnica, del
(AMEF); análisis modos y efectos de fallas, la cual es un proceso
sistematizado para la identificación de las fallas en un proceso, en este caso
la aplicaremos a la planta eléctrica del Central Cafetero Flor de Patria.
Se presentara los formatos la cual contienen algunas de las posibles
causas de las fallas que pueden ocasionar la parada del equipo.
94
AMEF
AMEF DE: EQUIPO PROCESO
AMEF Nº 1
Nombre del equipo: Generador
Descripción del equipo
Función del equipo
Modo de Falla Efecto de la falla Causa de la falla severidad
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
El motor no arranca
No proporcina potencia electrica
No llega combustible al motor
Bomba de tranferencia de combustible averiada
Motor desincronizado
Bomba de inyecion averiada
Admicion irregular de aire
Motor de arranque averiado o mal engranado
El motor fallaFrecuencia inestable
Voltaje inestable
Fallo de inyectores
Fallo de reglaje de valvulas
Cable de acelerador averiado
95
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
El motor se apaga en bajas
vueltas Opera solo en vacio
Bomba se transferencia averiada
Motor desincronizado
Ralenti demasiado bajo
Baja presión de aceite del motor
Presión irregular del filtro de aire
Presión irregular del filtro de aceite
Baja Temperatura del aire del ambiente
96
AMEF
AMEF DE: EQUIPO PROCESO
AMEF Nº 1
Nombre del equipo: Generador
Descripción del equipo
Función del equipo
Modo de Falla Efecto de la falla Causa de la falla severidad
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
el motor se apaga en bajas
vueltas Opera solo en vacio
Temperatura del refrigerante del motor
Tempeatura del aceite del motor
Temperatura del escape
Nivel del refrigerante del motor
Nivel del aceite del motor
Nivel de combustible
Nivel del tanque de combustible externo
97
Planta electrica caterpilla modelo
c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480
Vol
Baja potencia del motor
frecuencia inestable Voltaje inestable
Turbo con carbonilla u obstruido
Acelerador mal calibrado
Mal admision de aire
Vibracion execiva del motor
RecalentamientoDesgaste en acoplesDesgaste en basesconexiones flojascorreas flojas fatiga en componentes metalicos grietas en el compartiminto al rrededor del generador grietas en la soldadura \
Damper del motor flojo . Eje de sincronizacion del
motor mal ajustado. Tacos de goma de motor
roto. Eje del cigüeñal
defectuoso.
98
AMEF DE: EQUIPO PROCESO
Nombre del equipo: Generador
Descripción del equipo
Función del equipo
Modo de Falla Efecto de la falla Causa de la falla severidad
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
Regulador averiado o
desactivado
Tencion de salida "0"Baja velocidad en vacio por tiempo
prologado
Voltaje mayor a la nominal
Exceso de voltaje nominal del campo
Voltaje menor a la nominal
Perdida de voltaje de excitación de campo
Frecuencia mayor a la nominal
Aumento de velocidad del rango normal de operación
99
Frecuencia menor a la nominal
Disminucion de la velocidad del rango normal de operación
Tencion de salida "0"
exitador no proporciona corriente al campo principal rotatorio
vibración excesiva
100
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
Cortocircuito en las espiras
Tension de salida "0
Recalentamiento
Falla de detectores de temperatura
Daño en el aislamiento
Presencia a agentes contaminantes en los debanados del estator y del
rotor
Fallo en los sistemas de enfriamiento
sobre carga
101
Falla en el bloque
rectificador
Diodo rectificador dañado
Varistor averiado
Interrupcion o deteccion del
equipo
Voltaje mayor a la nominal
Activacion del rele 59
Voltaje menor a la nominal
Activacion del rele 27
Frecuencia mayor a la nominal
Activacion del rele 81h
102
Planta electrica caterpilla
modelo c27
Suministrar 1000 KVA 60 Hz 480 Vol
Interrupcion o deteccion del
equipo
Frecuencia menor a la nominal
Activacion del rele 81L
Motorizacion del equipo
Activacion del rele 32
Sobrecorriente de face del equipo
Acticacion del rele 50/51
sobreecxitacion del campo
Activacion del rele 24
103
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
La Planta eléctrica Caterpillar C27 es una máquina eléctrica que
realiza el proceso inverso de un motor eléctrico que transforma la energía
mecánica en energía eléctrica, aunque la corriente generada es corriente
alterna y puede ser rectificada para obtener una corriente continua.
Cuenta con un sistema altamente complejo para la detección de fallas,
el mismo está capacitado para producir acciones necesarias para la
protección del mismo; no obstante, la calidad del mantenimiento puede
optimizar la eficiencia y el rendimiento del mismo.
Pueden ocurrir fallas en el equipo, que ocasionan efectos altamente
nocivos en el servicio prestado por el mismo, llegándose al extremo de darse
paradas de emergencia, así como deterioro a nivel estructural del generador.
Existen diversos tipos de modo de fallas que afectan
significativamente la calidad de servicio del equipo, como lo es la baja
potencia del motor, ello traería como consecuencia inestabilidad en el voltaje
y frecuencia que repercute directamente en las necesidades de la carga
conectada.
El estudio y análisis de modo y efecto de falla en los elementos que
conforman La Planta eléctrica Caterpillar C27, se hizo basado en el manual
de operaciones técnicas y en la búsqueda de información relacionada al
comportamiento de los mismos mas consulta con personal técnico en el área
electromecánica.
105
Los riesgos que mayoritariamente podrían ocasionarse de acuerdo al
efecto de la falla serían ambientales debido a los gases producidos por la
combustión del motor diesel, riesgos físicos por la presencia de líquidos
altamente inflamables que pueden hacer explosión o incendio, incluso a
temperatura ambiente, también están los riesgos económicos representados
por los altos costos de mantenimiento.
RECOMENDACIONES
Implementar planes de mantenimiento basados en análisis de modo
y efecto de fallas, lográndose de esta forma reducir el tiempo de reparación
de los equipos al lograrse la disponibilidad de un stock confiable de
repuestos adaptados a estos planes.
Establecer lineamientos conducentes al uso de las herramientas
adecuadas y funcionales en el área de mantenimiento preventivo,
garantizando así la disponibilidad de los equipos con una mayor eficiencia en
la mantenibilidad de los mismos.
Implementar acciones que conlleven a la capacitación y actualización
de personal técnico de mantenimiento en elementos básicos referidos al uso
y aplicación de técnicas adaptadas a la innovación tecnológica
Dar a conocer a la gerencia de la empresa los resultados de este
proyecto, demostrando su factibilidad.
Propiciar en la futura Universidad Politécnica Territorial del Estado
Trujillo proyectos que involucren a la institución con el sector empresarial del
entorno, dando de esta forma cumplimiento a políticas establecidas en la
106
consolidación de la educación superior basada en las políticas
revolucionarias de nuestro país.
BIBLIOGRAFIA
107
TRABAJOS ACADEMICOS:
MENDEZ,J. y RAMIREZ, W. (2011) Realizaron una investigación titulada
Estudio de la Maquina Eléctrica como un Grupo Electrógeno
Generador.
Andara, E. (2004). Análisis de los Modos Efectos y Fallas (AMEF) en Equipos
Críticos de Subestaciones Eléctricas de Transmisión de la Empresa
CADELA zona Trujillo. Trabajo de Especialización. Instituto Universitario
de Tecnología del Estado Trujillo. Valera.
Viloria, R. y Briceño, E. (2006), Realizaron una investigación titulada: Análisis
de Confiabilidad Operacional del Generador de Emergencia del
Hospital Central de Valera”dr. Pedro Emilio carrillo”.
FUENTES ELECTRÓNICAS
Manual de Operación y Mantenimiento de las Plantas Eléctricas. Disponible
en:
httpwww.pqs.com.mxManual.pdf visitada: 01/06/11.
Conceptos básicos de mantenimiento se consultaron varias páginas.
http://www.monografias.com/trabajos6/amef/amef.shtml visitada: 8/06/11.
http://www.monografias.com/trabajos16/manteniindustrial/mantenimiento-
industrial.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Mantenimiento_preventivo
http://www.construaprende.com/tesis02/2006/09/54-mantenimiento-
108
rutinario.html
http://www.monografias.com/trabajos17/mantenimiento-predictivo/
mantenimiento-predictivo.shtml
http://www.solomantenimiento.com/m_correctivo.htm
http://web.ing.puc.cl/~power/alumno06/OED/mantenimiento.htm
http://www.mailxmail.com/curso-mantenimiento-autonomo/que-es-
mantenimiento-autonomo
http://confiabilidad.net/articulos/la-cultura-de-la-confiabilidad-operacional/
109
ANEXOS
110
Imagen de la planta eléctrica Caterpilla C27
Imagen del panel de control de la planta eléctrica caterpilla C27
111
Sitio donde se encuentra almacenado el aceite.
Tablero principal del equipo
112
Imagen de la planta eléctrica catarpilla C27
113
