Estructuración De Un Programa De Mantenimiento Para La Planta De Tratamiento Ubicada En El Condominio Villa Esperanza, Municipio De Flandes, Departamento Del Tolima

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(1)ESTRUCTURACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA UBICADA EN EL CONDOMINIO VILLA ESPERANZA, MUNICIPIO DE FLANDES, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA. RICHARD HERNÁN VARGAS ROJAS CÓDIGO: 20102074089 MARÍA ALEJANDRA VARGAS ZÁRATE CÓDIGO: 20122074053. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C 2015.

(2) ESTRUCTURACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA UBICADA EN EL CONDOMINIO VILLA ESPERANZA, MUNICIPIO DE FLANDES, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA. RICHARD HERNÁN VARGAS ROJAS CÓDIGO: 20102074089 MARÍA ALEJANDRA VARGAS ZÁRATE CÓDIGO: 20122074053. Proyecto de grado para optar el título de Tecnólogo Mecánico. Mauricio González colmenares Ingeniero Mecánico. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C 2015. 2.

(3) Dedicamos este proyecto de grado a cada una de las personas que nos han apoyado durante nuestro proceso de formación.. 3.

(4) AGRADECIMIENTOS. Los autores de este proyecto agradecen:. Al Ingeniero y tutor Mauricio González Colmenares por su disposición y colaboración a la hora de resolver todas las inquietudes y dudas presentadas durante el proceso de realización.. A todos los miembros de la Universidad Distrital, ya que siempre tuvieron la disposición al brindar sus conocimientos para poder abordar todos los temas descritos en este proyecto.. 4.

(5) CONTENIDO Pág.. 1. INTRODUCCIÓN. 13. 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 17 17 17. 3. DESARROLLO 3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE 3.1.1 Procesos de tratamiento 3.1.1.1 Mezcla rápido 3.1.1.2 Floculación 3.1.1.3 Sedimentación o decantación 3.1.1.4 Filtación 3.1.1.5 Desinfección 3.2 EQUIPOS 3.2.1 Descripción de los equipos pirncipales que hacen parte del proceso de tratamento 3.2.1.1 Boma sumergible para pozo profundo o tipo lapicero 3.2.1.2 Planta de tratamiento 3.2.1.2.1 Torre de aireación 3.2.1.2.2 Tanque de equilibrio 3.2.1.2.3 Tanque de químicos 3.2.1.3 Bomba centrífuga 3.2.1.4 Filtros 3.2.1.5 Clorador 3.2.1.6 Bomba centrífuga multietapas vertical 3.2.1.7 Tanque hidroneumático 3.2.2 Hoja de vida de los equipos 3.2.3 Codificación de equipos 3.2.3.1 Codificación general de los equipos 3.3. MANTENIMIENTO 3.3.1 Actividades de mantenimiento 3.3.1.1 Tipos de mantenimiento 3.3.1.2 Clasificación y codificación de las actividades 3.3.1.3 Descripción detallada de las principales actividades eléctricas 3.3.1.4 Descripción detallada de las principales actividades mecánicas. 18 19. 5. 21 21 21 21 22 22 22 23 23 23 24 24 25 25 26 26 26 27 27 28 29 30 31 31 31 34 37.

(6) 3.3.1.5 Desarrollo del plan de mantenimiento 3.3.1.6 Orden de trabajo. 40 40. 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 41. BIBLIOGRAFÍA. 42. ANEXOS. 43. 6.

(7) ÍNDICE DE TABLAS. Pág.. Tabla 1. Codificación de equipos (denominación para XX). 28. Tabla 2. Codificación general de equipos (denominación para YY). 29. Tabla 3. Clasificación de actividades. 32. Tabla 4. Codificación de actividades eléctricas. 32. Tabla 5. Codificación de actividades mecánicas. 32. Tabla 6. Codificación de actividades de lubricación. 33. Tabla 7. Descripción actividades eléctricas. 34. Tabla 8. Descripción actividades mecánicas. 37. Tabla 9. Procedimiento para realizar purga. 37. Tabla 10. Procedimiento para realizar purga. 37. Tabla 11. Funciones válvula de filtros. 38. Tabla 12. Hoja de vida bomba centrífuga. 43. Tabla 13. Hoja de vida bomba centrífuga multietapas vertical 1. 44. Tabla 14. Hoja de vida bomba centrífuga multietapas vertical 2. 45. Tabla 15. Hoja de vida bomba dosificadora electromagnética. 46. Tabla 16. Hoja de vida bomba dosificadora 1. 47. Tabla 17. Hoja de vida bomba dosificadora 2. 48. Tabla 18. Hoja de vida bomba sumergible. 49. Tabla 19. Hoja de vida clorador. 50. 7.

(8) Tabla 20. Hoja de vida filtro de antracita. 51. Tabla 21. Hoja de vida filtro de carbón activado. 52. Tabla 22. Hoja de vida sedimentador. 53. Tabla 23. Hoja de vida tablero de control 1. 54. Tabla 24. Hoja de vida tablero de control 2. 55. Tabla 25. Hoja de vida tanque de almacenamiento. 56. Tabla 26. Hoja de vida tanque de equilibrio. 57. Tabla 27. Hoja de vida tanque de químicos. 58. Tabla 28. Hoja de vida tanque hidroneumático 1. 59. Tabla 29. Hoja de vida tanque hidroneumático 2. 60. Tabla 30. Hoja de vida tanque hidroneumático 3. 61. Tabla 31. Hoja de vida torre de aireación. 62. Tabla 32. Plan de mantenimiento preventivo a tanques. 63. Tabla 33. Plan de mantenimiento preventivo a tableros de control eléctrico. 65. Tabla 34. Plan de mantenimiento preventivo a bombas centrifugas multietapas. 67. Tabla 35. Plan de mantenimiento preventivo a filtros. 70. Tabla 36. Plan de mantenimiento preventivo a bombas dosificadoras. 71. Tabla 37. Plan de mantenimiento preventivo a bomba centrifuga. 73. Tabla 38. Plan de mantenimiento preventivo a sedimentador. 76. Tabla 39. Plan de mantenimiento correctivo a bomba sumergible. 77. Tabla 40. Plan de mantenimiento correctivo a bombas centrífugas multietapas. 79. 8.

(9) Tabla 41. Plan de mantenimiento correctivo a bombas dosificadoras. 81. Tabla 42. Plan de mantenimiento correctivo a bomba centrífuga. 83. Tabla 43. Plan de mantenimiento correctivo a tableros. 85. Tabla 44. Orden de trabajo para equipos de la planta de tratamiento. 86. 9.

(10) ÍNDICE DE IMÁGENES. Pág.. Imagen 1. Ejemplo diagrama de potabilización. 18. Imagen 2. Bomba lapicero. 19. Imagen 3. Planta de tratamiento 2LPS. 19. Imagen 4. Cuarto de bombas. 20. Imagen 5. Diagrama de la planta. 20. Imagen 6. Plano hidráulico planta de tratamiento. 87. Imagen 7. Ventana principal del programa. 88. Imagen 8. Menú desplegable listado de equipos. 89. Imagen 9. Ejemplo hoja de vida. 89. Imagen 10. Menú desplegable para mantenimientos preventivos. 90. Imagen 11. Ejemplo plan de mantenimiento. 90. Imagen 12. Menú desplegable para mantenimientos correctivos. 91. Imagen 13. Ejemplo guía de mantenimiento. 91. Imagen 14. Ejemplo lista general de actividades. 92. Imagen 15. Ejemplo descripción de actividades principales. 92. Imagen 16. Ejemplo orden de trabajo. 93. Imagen 17. Esquema de la planta. 93. 10.

(11) ÍNDICE DE ANEXOS. Pág. ANEXO A - HOJA DE VIDA DE LOS EQUIPOS. 43. ANEXO B – PROGRAMA DE MANTENIMIENTO A EQUIPOS. 63. ANEXO C – ORDEN DE TRABAJO. 86. ANEXO D– PLANO HIDRAÚLICO PLANTA DE TRATAMIENTO. 87. ANEXO E– SISTEMATIZAICIÓNE DEL MANTENIMIENTO PARA LA PLANTA. 88. 11.

(12) RESUMEN. En el siguiente documento se plantea la construcción de un plan de mantenimiento a una planta tratadora de agua potable, para el condominio ubicado en el municipio de Flandes, departamento del Tolima. Se describen las problemáticas del agua potable en esta zona del país, se muestran las características de la planta, el proceso que sigue la planta para llevar a cabo la purificación y se exponen los principios básicos para efectuar un mantenimiento óptimo, en cuanto al desarrollo del objetivo principal; se hizo una clasificación alfanumérica de los equipos, luego se clasificaron las actividades de mantenimiento según su naturaleza y se les asigno un código, seguido a esto se realizó una breve descripción de las actividades principales, por otro lado, se crearon las hojas de vida de cada uno de los equipos; en las cuales se especifican los aspectos principales (datos técnicos, motor, condiciones de operación), en cuanto al mantenimiento; se crearon planes de mantenimiento preventivo y guías de mantenimiento correctivo, los primeros contienen las actividades asignadas según el equipo, su respectivo código, la persona que realiza la misma y la periodicidad, las guías contienen: el problema, las posibles fallas que pueden tener los equipos y algunos pasos que se deben seguir para una pronta solución. Se realizó la orden de trabajo, la cual es de gran ayuda, debido a que recopila información precisa acerca de las actividades que se les han aplicado a los equipos a lo largo del tiempo, de esta forma es más fácil cumplir con los tiempos y tener en óptimas condiciones la planta. Por último, se desarrolló un software que tiene como fin sistematizar toda la información y de esta forma llevar un control y un orden en el mantenimiento de la planta.. 12.

(13) 1. INTRODUCCIÓN. En la actualidad la escasez de agua es un problema que nos compete a todos, antes se pensaba que era una dificultad que afectaba a regiones y partes específicas de nuestro planeta; pero hoy en día afecta de forma directa a cada individuo. La necesidad de buscar nuevas fuentes hídricas nos lleva a realizar innumerables estudios para dicho fin; estudios de suelos, recuperación de las fuentes hídricas, reciclaje del agua, entre otras técnicas e investigaciones; se han hecho fuertes para la protección y la sostenibilidad del agua.. Económicamente, el hecho de implementar diversos métodos a los comunes tiene un gran impacto, en este caso se están reduciendo los costos de servicios a una población determinada y si se implementan más plantas tratadoras en otros sectores que pueden ser viables para la explotación de este recurso, se estaría creando una nueva forma de abastecimiento sin depender de acueductos regionales, no dejando de lado que es un proyecto a pequeña escala y por lo tanto se tiene un mejor control en cuanto a la calidad del suministro. Es de resaltar que los costos para mantener en un estado óptimo una planta son relativamente bajos y se necesita de poco personal, lo anterior si se siguen los pasos adecuados para evitar cualquier inconveniente futuro. Como objeto de estudio se tomó una planta de tratamiento de agua subterránea ubicada en el condominio Villa Esperanza, municipio de Flandes, departamento del Tolima. Dicho condominio se halla en proceso de construcción y está habitado en un 30%. Se proyecta que esta planta sea capaz de funcionar al 100%, y logre sustentar a las 44 casas que hacen parte de este proyecto. 13.

(14) En el Condominio "Villa Esperanza", se realizó un estudio de suelos donde se descubrió un yacimiento de agua subterráneo, que luego de pasar por un tratamiento de alta calidad sería apta para el consumo humano. Se optó por implementar una planta de tratamiento de agua como medio directo para obtención de agua potable, y por medio del estudio realizado se determinó que el lugar poseía una fuente hídrica a 140 metros de profundidad; esta fuente hídrica tiene la capacidad para abastecer las necesidades de todo el condominio con un tiempo de vida útil indeterminado según los estudios realizados, como medio secundario y ya mencionado el condominio cuenta con una red de agua provista por el acueducto regional, pero sus características para el consumo humano y para las necesidades básicas no son las indicadas; es un problema muy común en esta región del país, por eso se utiliza esta red para labores de riego de plantas, limpieza y oficios varios. Ambientalmente se tienen varios puntos a favor, debido a que se está haciendo uso de lo brindado por la naturaleza para nuestro beneficio y no se está afectando al medio ambiente de forma alguna. Teniendo en cuenta lo anterior, se ve necesario establecer un programa de mantenimiento, debido a que el agua debe llegar purificada en su totalidad a cada una de las casas, si no se realiza un mantenimiento adecuado las consecuencias las sufrirán los habitantes. Para llevar a cabo el proyecto se establecieron 4 fases que consisten en: adquirir y analizar tanto la documentación técnica de la planta de tratamiento de agua subterránea como la información respecto al tema, seguido a esto se evidenciará presencialmente el problema que se quiere tratar, como tercer punto se busca plantear un plan estructurado de mantenimiento; el cual será sistematizado, finalmente se entregarán los resultados obtenidos y se establecerá dicho plan para el mejoramiento operativo de la planta tratadora de agua.. 14.

(15) -. FASE 1 (Documentación). Esta será la base del proyecto, pues con ayuda de documentos que tengan relación con el tema central se puede adquirir el conocimiento necesario para tratar la problemática, en este caso se recurrió a libros, tesis y escritos que fueron de gran utilidad para evidenciar las distintas formas que hay para llegar a cumplir con el objetivo planteado. Por otro lado, fue de gran apoyo el tener el manual de operación correspondiente a la planta. -. FASE 2 (Evidenciar el problema). En esta fase se requiere observar presencialmente el funcionamiento de la planta de tratamiento, verificar su ubicación dentro del condominio y así mismo evidenciar las posibles falencias que pueda llegar a presentar, se debe tener la herramienta necesaria para no perder ningún detalle de cada equipo que conforma el sistema; desde la bomba lapicero (donde empieza el ciclo), y hasta la salida que es donde se distribuye a cada casa. Con la ayuda del técnico encargado de la planta, se obtienen datos importantes e información de ayuda con relación al principio de funcionamiento y lo que se realiza en cuanto a mantenimiento preventivo. -. FASE 3 (Realización del plan de mantenimiento). Luego de tener la información correspondiente y ver de cerca el problema, se plantea el plan de mantenimiento el cual llevará detalladamente la información correspondiente de cada equipo como lo es: la ficha técnica, hoja de vida de cada equipo, las guías correspondientes al mantenimiento, en donde se detallarán los fallos posibles y su respectivo paso a paso para resolver cada uno de estos, teniendo en cuenta la vida útil de cada componente y su importancia dentro del sistema. Después de llevar a cabo el plan de mantenimiento en su totalidad, se prosigue a sistematizar ello en un programa que ayude a la persona encargada de la planta a realizar correctamente el mantenimiento, esto será una herramienta 15.

(16) que puede facilitar el control e indicará los tiempos viables en los cuales realizar una intervención por parte del encargado y así evitar inconvenientes futuros. -. FASE 4 (Resultados y conclusiones). En esta fase final, se procede a organizar todo lo que se realizó, corrigiendo posibles errores que se pudieron presentar en el desarrollo del plan y por último se sacan las conclusiones pertinentes de acuerdo a los objetivos planteados, viendo así si se logró alcanzar la meta propuesta. De la correcta planeación del mantenimiento y la adecuada implementación de dicho proceso, parte el buen funcionamiento de las máquinas y de todos los componentes que hacen parte de la planta, así mismo el alargamiento de la vida útil de los mismos; de esta forma se evita cualquier tipo de daño que pueda afectar a las personas, reduciendo los costos por fallo.. 16.

(17) 2. OBJETIVOS. 2.1 OBJETIVO GENERAL . Estructurar un programa de mantenimiento para la planta de tratamiento de agua ubicada en el condominio Villa Esperanza perteneciente al municipio de Flandes - Tolima.. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. . Identificar cada uno de los equipos que conforman la planta, verificar el estado en el cual se encuentran los componentes de la planta y clasificarlos.. . Documentar el material relacionado con cada componente, así como fichas técnicas, manuales, entre otros, para tener un mejor conocimiento de los mismos.. . Realizar el programa de mantenimiento (mantenimiento preventivo y correctivo).. . Sistematizar el plan de mantenimiento de cada equipo por medio de una base de datos que mejore el control de la planta de tratamiento.. 17.

(18) 3. DESARROLLO. Una planta de tratamiento de agua es una instalación en donde se inicia el ciclo purificador del agua; dicho líquido puede provenir de fuentes hídricas como lo son: los ríos, embalses, pozos subterráneos o lluvias. En esta instalación se tienen los componentes y los químicos necesarios para la producción de agua potable, donde en una línea de purificación, actúan motobombas para transportar el líquido, con la intervención de los químicos para quitar impurezas y mejor su calidad; y ductos y tanques en donde se almacena bajo unos niveles de purificación estándar, para luego ser transportada a su destino.. 1. Imagen 1. Ejemplo diagrama de potabilización. En la anterior imagen se visualiza un esquema general de una planta de tratamiento, allí se ve el proceso básico, desde que se extrae el agua y hasta su. 1. Hidrobolivar. (2016). Planta potabilizadora. [Ilustración]. Recuperado de: http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/sistema-gestion-mantenimiento-planta-tratamiento-aguapotable/sistema-gestion-mantenimiento-planta-tratamiento-agua-potable.shtml. 18.

(19) distribución, pasando por la mezcla rápida (dosificación de químicos), la floculación, la sedimentación y los filtros. 3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE. El proceso del tratamiento parte desde la bomba lapicero (imagen 1), allí la bomba extrae el agua del pozo que se encuentra a una profundidad de 140 metros, el agua es conducida a la planta, la cual se encarga de la mayor parte de la purificación; en primera instancia el agua tiene contacto con las piedras de carbón activado, estas atraen impurezas y eliminan olores, seguido a este proceso en el tanque de equilibrio (imagen 2) se da la dosificación de químicos y el paso a través del sedimentador para la clarificación del agua, a la salida del tanque de equilibrio se encuentra una bomba centrífuga, encargada de llevar el agua a los filtros, estos últimos se encargan de atrapar partículas que pueden ser tóxicas, de allí el agua es enviada al clorador, el cual dosifica cloro de forma controlada, de esta forma acaba el proceso de purificación. El agua que sale del clorador es enviada al tanque de almacenamiento y de allí es extraída mediante unas bombas centrífugas ubicadas en el cuarto de bombas (imagen 3), por último, pasa a unos tanques hidroneumáticos, que guardan el agua a presión para su posterior distribución. Imagen 2. Bomba lapicero. Imagen 3. Planta de tratamiento 2LPS.. 19.

(20) Imagen 4. Cuarto de bombas. En el siguiente diagrama, tenemos la vista superior de la planta y podemos ver que el proceso que se sigue va de izquierda a derecha, con inicio en el pozo (bomba lapicero) y fin en el cuarto de bombas, para su distribución. Imagen 5. Diagrama de la planta. 20.

(21) 3.1.1 Procesos de tratamiento 3.1.1.1 Mezcla rápida “La zona de mezcla rápida está constituida por una caja de mezcla, donde su función. es. la. de. mezclar. rápida. y. homogéneamente. el. coagulante. (POLICLORURO DE ALUMINIO O HIPOCLORITO DE SODIO). El coagulante actúa en el agua desestabilizando las partículas coloidales que dan al agua la turbiedad y el color; el hipoclorito, actúa como oxidante de hierro y manganeso”2. 3.1.1.2 Floculación Se fundamenta en la aglomeración de las partículas coloidales, las cuales aumentan su tamaño y su peso, creando grumos llamados flóculos, este paso se desarrolla lentamente con el fin de evitar el rompimiento de los flóculos. El agua que ya está floculada se almacena en una canaleta superior, pasando por la parte inferior del tanque y luego sigue su camino a la zona de sedimentación. 3.1.1.3 Sedimentación o Decantación. La función del sedimentador es la de permitir la decantación, o sea, la separación de las mezclas heterogéneas, en este caso la separación rápida de los flóculos. El agua clarificada en el sedimentador asciende hasta llegar a la zona de módulos de sedimentación acelerada donde los flóculos que pasaron la primera decantación, se ven disminuidos en su velocidad. En esta cámara los flóculos caen al fondo por su peso, permitiendo un proceso rápido de clarificación del agua; seguido a esto el agua por rebose pasa a un tanque de equilibrio.. 2. PROAGUAS. Manual de operación planta de tratamiento de agua potable 2 LPS Flandes: operaciones unitarias. Bogotá: 2014.. 21.

(22) 3.1.1.4. Filtración La operación básica de los filtros es el paso constante de agua al tanque de almacenamiento, para poder lograr esto, el líquido debe pasar por una serie de capas compuestas de diferentes materiales (arena, carbón activado, antracita). “El sistema de filtración a presión fabricado en polietileno reforzado con fibra de vidrio, está configurado internamente en la planta, esta contiene arena de varios tamaños y calidades especiales, y carbón activado; las cuales se encargan de retener las partículas en suspensión que eventualmente pueda arrastrar el agua clarificada”3. 3.1.1.5 Desinfección Su función es la de eliminar las bacterias que se encuentran en el agua; el agua clarificada proveniente de la filtración es conducida por un sistema de cloración por medio de una bomba; se aplica cloro tabletas, el agua pasa de forma constante y entra en contacto con el cloro; se debe realizar una revisión continua de este, verificando que se esté dosificando de forma constante.. 3.2 EQUIPOS En un principio se identificó cada equipo que hace parte del proceso, evidenciando que su estado se encontraba en óptimas condiciones; mediante una inspección visual se detalló que los equipos no presentaban fugas de lubricantes, ni daños producto de golpes, lo anterior debido a que la instalación es reciente, pues al momento de realizar la primera visita el día 31/03/2015 la planta llevaba aproximadamente 3 meses de funcionamiento y es de aclarar que aún su rendimiento no era del 100% debido a que el condominio todavía se encontraba en construcción, posteriormente se realizó un registro fotográfico y se tomaron datos relevantes de cada equipo con ayuda del técnico encargado. 3. PROAGUAS. Manual de operación planta de tratamiento de agua potable 2 LPS Flandes: operaciones unitarias. Bogotá: 2014.. 22.

(23) 3.2.1 Descripción de los equipos principales que hacen parte del proceso de tratamiento. 3.2.1.1 Bomba sumergible para pozo profundo o tipo lapicero. Las bombas sumergibles tienen aplicaciones de uso doméstico, en la construcción, el sector agrícola y la industria, son usadas en el abastecimiento de aguas limpias, el llenado de tanques elevados, la recirculación de agua en piscinas, el riego por aspersión, la extracción de agua de pozos profundos (el cual es nuestro caso), entre otros. Este tipo de bombas se fabrican con el fin de brindar una óptima eficiencia durante periodos de alta demanda. Las Bombas Sumergibles SP ofrecen costos reducidos de operación durante largo tiempo, lo cual indica una alta eficiencia hidráulica. Las bombas SP están fabricadas en acero inoxidable, el cual es resistente a la corrosión, también proporcionan una alta resistencia a la arena y otros abrasivos. 3.2.1.2 Planta de tratamiento. 23.

(24) Es una estructura metálica en donde se tratan aguas residuales, por medio de un tratamiento bioquímico se le quitan los contaminantes para purificarla. En nuestro caso luego de que el agua es extraída a través de la bomba lapicero, el agua tiene su primer contacto con la torre de aireación en donde se encuentran las piedras de carbón, luego desciende hasta el tanque de equilibrio en donde se hace el proceso de dosificación de los químicos a través de las bombas ubicadas en la caja de control y luego es enviada a los filtros para continuar el proceso. 3.2.1.2.1 Torre de aireación. Se encuentra en la parte superior de la planta, en la aireación debe ponerse en contacto el agua cruda con el aire, con el propósito de modificar la concentración de sustancias volátiles contenidas en ella, en las bandejas de la torre es vertida el agua cruda; generando una caída de bandeja a bandeja y por ende una aireación y poniendo en contacto al agua con el carbón coke; el cual se encarga de absorber metales pesados como el hierro y el magnesio. 3.2.1.2.2 Tanque de equilibrio. 24.

(25) Se ubica en la parte posterior de la planta y es donde se almacena temporalmente el agua para su posterior envío a las unidades de filtración. 3.2.1.2.3 Tanque de químicos. Este se divide en tres partes: depósito de hipoclorito de sodio; el cual se encarga de eliminar olores y limpiar el agua, depósito de regulador de PH; este se encarga de equilibrar el PH debido a las alteraciones producidas por el hipoclorito de sodio y el floculante; debido a que el agua no es totalmente transparente, el floculante se encarga de aglutinar las partículas, para que estas posteriormente pasen al sedimentador. 3.2.1.3 Bomba centrifuga. Es la encargada de extraer el agua del tanque de equilibrio y enviarla a los dos filtros para continuar el proceso.. 25.

(26) 3.2.1.4 Filtros. Se encargan de remover óxidos, algas y microorganismos en el tratamiento del agua, siendo este uno de los procesos finales y de gran importancia. 3.2.1.5 Clorador. Los sistemas de cloración dosifican desde bajas concentraciones hasta los niveles más elevados requeridos en cualquier proceso de manera controlada y uniforme. El proceso se da de la siguiente forma: el agua ingresa al clorador, entrando en contacto (en la parte inferior) con las tabletas de cloro que se encuentran contenidas en cartucheras diseñadas para el correcto funcionamiento del sistema, luego el agua pasa hasta el tanque de reserva mediante la tubería. 3.2.1.6 Bomba centrífuga multietapas vertical. 26.

(27) Se encarga de succionar el agua del taque de reserva, aumentando su presión, para su posterior envío. 3.2.1.7 Tanque hidroneumático. Se encarga de guardar agua a presión, estabilizando el sistema, por lo tanto, entre más grande sea el tanque, más agua se tendrá almacenada y por ende la bomba que suministra el fluido tendrá que encender una menor cantidad de veces, logrando así un menor desgaste en el motor. 3.2.2 Hoja de vida de los equipos En la hoja de vida se recopilan los aspectos más importantes de cada equipo, teniendo en cuenta datos técnicos y condiciones de operación, adicional a esto en la misma se incluye una tabla de registros, para evitar repetir tareas de mantenimiento a lo largo de su operación, cabe aclarar que en algunos equipos se llevan registros de inspección y observación, no como tal un mantenimiento, debido a que las intervenciones que se les puede hacer son mínimas.. 27.

(28) 3.2.3 Codificación de equipos Su principal objetivo es tener una clasificación interna de los equipos, la cual comprende una caracterización alfa-numérica dando así un control específico a toda la maquinaria. La caracterización es la siguiente XX YY Tal información se recopila de la siguiente forma: XX. Nombre principal de equipo. YY. Consecutivo del equipo. Denominación para XX: Tabla 1. Codificación de equipos (denominación para XX). CÓDIGO ASIGNADO BC BM BE BD BS CL FC FA SE TC TQ TE TR TH TA. NOMBRE PRINCIPAL DEL EQUIPO Bomba centrífuga Bomba centrífuga multietapas vertical Bomba dosificadora electromagnética Bomba dosificadora (optima) Bomba sumergible tipo lápiz Clorador Filtro de carbón activado Filtro de antracita Sedimentador Tablero control eléctrico Tanque de químicos Tanque de equilibrio Tanque de almacenamiento Tanque Hidroneumático Torre de aireación. Denominación para YY: Está dada por valores consecutivos de manera numérica en valores comprendidos de 01-99.. 28.

(29) 3.2.3.1 Codificación general de los equipos Tabla 2. Codificación general de equipos (denominación para YY). ASIGNACIÓN BC 01. EQUIPO. MARCA Siemens. BS 01. Bomba centrífuga Bomba centrífuga multietapas vertical Bomba centrífuga multietapas vertical Bomba dosificadora electromagnética Bomba dosificadora (optima) Bomba dosificadora (optima) Bomba sumergible tipo lápiz. CL 01. Clorador. Provitab. FA 01. Filtro de antracita. Proaguas. FC 01. Filtro de carbón activado. Proaguas. SE 01 TC 01 TC 02. Proaguas Siemens Siemens. TR 01. Sedimentador Tablero control eléctrico Tablero control eléctrico Tanque de almacenamiento. TE 01. Tanque de equilibrio. Proaguas. TQ 01. Tanque de químicos. Proaguas. TH 01. Tanque Hidroneumático. Proaguas. TH 02. Tanque Hidroneumático. Proaguas. TH 03. Tanque hidroneumático. Proaguas. TA 01. Torre de aireación. Proaguas. BM 01 BM 02 BE 01 BD 01 BD 02. OBSERVACIONES. Altamira Altamira Seko Astralpool Astralpool Barnes. 29. N/A. No aplica mantenimiento preventivo No aplica ningún tipo de mantenimiento No aplica mantenimiento correctivo No aplica mantenimiento correctivo No aplica mantenimiento correctivo. No aplica mantenimiento correctivo No aplica mantenimiento correctivo No aplica mantenimiento correctivo No aplica ningún tipo de mantenimiento No aplica ningún tipo de mantenimiento No aplica ningún tipo de mantenimiento No aplica ningún tipo de mantenimiento.

(30) 3.3 MANTENIMIENTO El mantenimiento es la combinación de actividades mediante las cuales una máquina, un equipo, o un sistema se mantiene en, o se restablece a, un estado en el que puede realizar las funciones designadas. El mantenimiento es un factor muy importante en la eficacia dentro de una organización o una empresa para mejorar sus estándares de competencia y de calidad. Luego de realizar la visita a la planta de tratamiento, se implementó un plan de mantenimiento preventivo y se establecieron unas guías de mantenimiento correctivo, descartando el mantenimiento predictivo debido a los costos que representa y teniendo en cuenta que la población a la que atiende la planta es reducida, por ende, implementando un mantenimiento preventivo se puede tener en óptimo funcionamiento el sistema, las guías de mantenimiento correctivo establecen algunas fallas posibles que podría tener el sistema en caso de que deje de funcionar, así como también una solución. El mantenimiento preventivo se realiza de forma tal que los tiempos muertos sean lo más cortos posible, para tener un completo funcionamiento de la planta, teniendo en cuenta que esta no puede dejar de funcionar en su totalidad, se podría decir que debe existir una relación entre producción y tiempos muertos, las rutinas se crearon de manera tal que la vida útil de los equipos se prolongara por más tiempo con respecto a equipos en los que solo se realizan cambios al ser sometidos a mantenimiento correctivo, pues lo anterior provoca que los costos sean más elevados. Para crear el plan de mantenimiento se tuvo como base los manuales de operación que proveía la planta, además de esto se realizó una búsqueda de información en catálogos, artículos, proyectos similares, entre otros, se hizo contacto con los proveedores para tener un conocimiento más amplio de los equipos y su funcionamiento, también se hizo una búsqueda exhaustiva en internet con el fin de implementar unas actividades de mantenimiento adecuadas. 30.

(31) para que los equipos permanezcan en buen estado, teniendo en cuenta que lo ideal es no hacer uso de las guías de mantenimiento correctivo.. 3.3.1 Actividades de mantenimiento. La descripción de las actividades de mantenimiento tiene el fin de proporcionar un conocimiento acerca de las operaciones que se deben realizar a los equipos de la planta para mantener su estado o corregir alguna falla. Para designar las actividades se hizo uso de manuales de servicio e información específica de los elementos de cada equipo. 3.3.1.1 Tipos de mantenimiento En la planta de tratamiento ubicada en el condominio Villa Esperanza se hizo necesario realizar el plan con dos tipos de mantenimiento, los cuales son preventivo y correctivo, el mantenimiento predictivo no se tuvo en cuenta debido a que se hace indispensable tener equipos especializados en realizar diagnósticos como: termografías, análisis de vibraciones, etc. Los mantenimientos se identificaron de la siguiente manera: Mantenimiento preventivo: PRE Mantenimiento correctivo: COR. 3.3.1.2 Clasificación y codificación de las actividades Se realizó una clasificación de actividades de acuerdo a los componentes que hacen parte de la planta; los grupos y la nomenclatura serán los siguientes:. 31.

(32) Tabla 3. Clasificación de actividades. GRUPO O NATURALEZA Eléctrico Mecánico Lubricación. NOMENCLATURA EL ME LU. Tabla 4. Codificación de actividades eléctricas. ELÉCTRICAS ACTIVIDAD CÓDIGO Ajuste de tornillería y conexiones EL01 Cambiar rodamientos EL02 Eliminar polvo de rejillas de ventilación EL03 Limpiar regleta de bornes EL04 Limpieza de componentes eléctricos EL05 Medición de la resistencia de aislamiento en interruptores EL06 electromagnéticos Realizar limpieza general EL07 Revisar conexiones, cables e interruptores EL08 Verificar amperaje EL09 Verificar elementos térmicos EL10 Verificar funcionamiento de contactores EL11 Verificar que no hayan piezas flojas EL12 Verificar voltaje EL13 Tabla 5. Codificación de actividades mecánicas. MECÁNICAS ACTIVIDAD Ajuste general de tornillería Lavado interior y rebarnizado Observar el estado de las paredes Observar el fondo del tanque Pintar Purgar el filtro Purgar el sedimentador Raspar módulos del sedimentador Realizar lavado de los filtrantes Realizar limpieza de escaleras, barandas y superficies Realizar limpieza de líneas de succión y descarga Realizar lavado general Reponer suministros (arena, grava, antracita o carbón). 32. CÓDIGO ME01 ME02 ME03 ME04 ME05 ME06 ME07 ME08 ME09 ME10 ME11 ME12 ME13.

(33) Retirar partículas contaminantes Revisar caja o cuerpo Revisar impulsor Realizar cambio de sellos mecánicos Revisar que no existan fugas en empaques Revisar tapas de protección Revisar y limpiar válvulas Verificar alineación del eje Verificar estado físico del eje. ME14 ME15 ME16 ME17 ME18 ME19 ME20 ME21 ME22. Tabla 6. Codificación de actividades de lubricación. LUBRICACIÓN ACTIVIDAD Lubricar acople motor – bomba Lubricación de rodamientos. 33. CÓDIGO LU01 LU02.

(34) 3.3.1.3 Descripción detallada de las principales actividades eléctricas Tabla 7. Descripción actividades eléctricas. DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES ELÉCTRICAS CÓDIGO. EL02. EL04. EL05. EL06. DESCRIPCIÓN 1. Quitar las carcasas, con el fin de dejar únicamente el motor. 2. Con ayuda de unos alicates de punta redondeada quitar la arandela de presión que sostiene el ventilador. 3. Extraer el ventilador. 4. Quitar la cuña del eje. 5. Golpear cuidadosamente el eje para soltar la tapa. 6. Extraer el estator junto con el eje. 7. Extraer la arandela de la tapa. 8. Separar la tapa del rodamiento y el eje. 9. Quitar los rodamientos con ayuda de un extractor. 10. Con ayuda de una prensa vertical, se procede a colocar los nuevos rodamientos. 11. Ajustar el estator y el eje al conjunto, colocar la cuña, poner el ventilador, la arandela, y por último ajustar las carcasas. 1. Suspender suministro eléctrico. 2. Aplicar limpiador de partes eléctricas y eliminar óxido existente en cables y terminales. 3. Aplicar desengrasante en la caja de la regleta de bornes. 4. Aplicar anticorrosivo para evitar pérdidas de corriente. 5. Conectar de nuevo los cables, teniendo en cuenta el orden inicial. 6. Dar suministro eléctrico al sistema. Suspender suministro eléctrico y aplicar un limpiador especial para partes eléctricas. Siendo un motor trifásico se cuenta con 3 bobinas o 3 embobinados, entonces en la regleta se podrá observar las terminales de cada uno, se procede a utilizar el multímetro y colocarlo en la función de Ohmios, se pone la terminal positiva del multímetro sobre la terminal de la regleta y el cable positivo sobre 1 de los 3 cables de ingreso de corriente. Se verificará para cada entrada (3), la conexión con cada terminal del embobinado (3). Debe dar una resistencia de 2 a 4 Ohmios. La segunda prueba será revisar la pérdida de corriente, revisando con respecto a cada terminal de la bobina y el polo a tierra o masa la diferencia de ohmios perdidos. Con el multímetro en función de continuidad se procede a colocar el cable positivo sobre la terminal de. 34.

(35) cada bobina y el cable negativo sobre el chasis o estructura, para comprobar que no exista continuidad y de esta forma descartar la pérdida de corriente. NOTA: antes de realizar cualquier medición deberá suspenderse el suministro eléctrico. Verificar visualmente el estado de cada cable que entre al tablero o al control de mando; se debe verificar que las conexiones estén aisladas. Las anomalías en los cables se presentan por lo general por una mala instalación del técnico encargado, o por la humedad que exista en el lugar de la instalación. Al abrir el tablero de control se debe verificar el estado de:. EL08. * Interruptor controlador de potencia: este interruptor corta el paso de corriente al sistema y cumple con la función de limitar y nivelar la potencia de entrada al sistema. El voltaje nominal debe ser inferior a los 220v y el amperaje correcto debe ser de 50A AC. * Interruptor general automático: este interruptor está ubicado después del interruptor controlador de potencia, su amperaje correcto debe ser de 25A AC. * Interruptor diferencial: este mide la posible diferencia entre la corriente de entrada y de salida, este se dispara automáticamente si esta diferencia es mayor a 30mA en AC, cortando el paso de la corriente. Se utiliza para proteger la vida del técnico o el operario a la hora de verificar el estado del cableado, interruptores, y relés del sistema de mando. Se deben revisar los contactos de entrada y de salida asimismo como su ajuste. El09. Se mide con ayuda de unas pinzas amperimétricas, las cuales se colocan sobre cada cable de alimentación de corriente, con la función en “Amperios” y debe arrojar mínimo 25A.. Relés térmicos: encargados de evitar daños en las motobombas, deben cerrar el circuito en caso de sobrecarga del sistema, se deben revisar los contactos y las terminales de entrada, asimismo que estén cumpliendo su función de cerrar el sistema por medio de un salto eléctrico (prueba sonora, contactor que abre el circuito de potencia). EL10. 35.

(36) Fusibles: los fusibles no deben estar oxidados, y el interior del casquillo debe estar intacto y sin ninguna anomalía física. Los fusibles deben tener capacidad nominal de 30A en caso que sea necesario reemplazarlo por uno nuevo.. EL11. EL13. Verificar que los contactores no estén abiertos y que se mantengan en su posición.. Se mide con el multímetro, el cable positivo irá conectado a una fuente de suministro y el cable negativo a la otra línea de suministro, en la función “Voltios” y aquí deberá arrojar 220V.. 36.

(37) 3.3.1.4 Descripción detallada de las principales actividades mecánicas. Tabla 8. Descripción actividades mecánicas. DESCRIPCIÓN ACTIVIDADES MECÁNICAS CÓDIGO ME03 ME04. DESCRIPCIÓN En caso de que se haya formado una película de color verde, se debe retirar manualmente mediante el cepillado. Se debe verificar que no existan elementos contaminantes, en caso de que haya, estos deberán ser retirados. Tabla 9. Procedimiento para realizar la purga. ME06. DESCRIPCIÓN Se debe abrir solamente para la evacuación del agua retenida por el medio filtrante, esta se dirige al desagüe hasta obtener una coloración clara.. VÁLVULA. POSICIÓN. 4. Abierta. Tabla 10. Procedimiento para realizar la purga. ME07. DESCRIPCIÓN Se debe abrir solamente para la evacuación de lodos, los cuales son dirigidos hacia el desagüe hasta que se obtenga una coloración clara.. VÁLVULA. POSICIÓN. 3. Abierta. La acumulación de lodos es muy común en los módulos del sedimentador, por lo tanto, es importante que todos los días el operador impulse los lodos hacia abajo, cepillando el sedimentador. ME08 NOTA: Se debe tener cuidado de no agitar excesivamente el agua, porque esto podría hacer perder el efecto de clarificación.. Debido a que los filtros son auto lavables, este tiene una válvula manual de 3 posiciones que tiene las siguientes funciones:. 37.

(38) Tabla 11. Funciones de la válvula del filtro. FUNCIONES. INDICADOR DE VÁLVULA. POSICIÓN DE LOS REGISTROS ABIERTOS CERRADOS. FILTRADO. Filter. 1y3. 2. ENJUAGUE. Rinse. 1y3. 2. Backwash. 1y3. 2. ME09 RETROLAVADO. Para hacer el lavado de los lechos filtrantes se deben seguir los siguientes pasos: 1. Lavado 2. Retrolavado 3. Filtración Las primeras dos funciones tienen una duración de 2 a 3 minutos y luego se hace el paso 3. NOTA: El dosificador de cloro debe permanecer siempre con cloro y los pasos se deben hacer filtro por filtro.. ME13. ME14. ME15. 1. Se debe retirar toda el agua del filtro, por medio del desagüe. 2. Se procede a retirar los suministros, ya sea el carbón, la arena o la antracita, lo cual se puede realizar con ayuda de una aspiradora industrial. 3. Se lava el filtro, verificando que no queden restos de los suministros. 4. Se procede a introducir los suministros nuevos en el filtro, es de aclarar que la arena usada es especial para estos procedimientos. Para que el sedimentador esté en óptimas condiciones debe presentar un efluente claro y el lodo debe visualizarse de 40 a 90 cm por debajo de la superficie del agua, en caso de que existan partículas flotando debajo de la superficie deben retirarse por medio del desagua, si se presentan problemas debido a la acumulación de grasa en exceso, está se debe retirar manualmente. Se debe verificar que el conjunto este en perfecto estado, libre de. 38.

(39) ME16. ME17. ME19. ME21. ME22. fisuras y ajustar en caso de ser necesario. El impulsor debe estar paralelo al eje, de no ser así se debe alinear de tal forma que se corrijan los alabeos presentados. NOTA: Solo cambiar los sellos si se encuentran en mal estado y seguir el siguiente procedimiento: “1. Retirar tuercas y tornillos que fijan la tapa al conjunto. 2. Aflojar el tornillo que fija al impulsor. 3. Retirar el impulsor con apoyo de un extractor. 4. Extraer el sello mecánico (parte de grafito). 5. Retirar tornillos que fijan la parte posterior de la carcasa. 6. Retirar la parte posterior de la carcasa. 7. Extraer sello mecánico (parte cerámica) 8. Limpiar la parte en donde se aloja el sello. 9. Asegurarse que la cara cerámica del sello nuevo esté limpia. 10. Colocar sello con ayuda de lubricante sin solvente. 11. Colocar la parte posterior de carcasa al motor y ajustar tornillos. 12. Asegurarse que la cara de grafito del sello nuevo esté limpia. 13. Instalar sello de grafito en el eje, con ayuda de lubricante sin solvente. 14. Colocar impulsor. 15. Colocar tornillo que fija al impulsor. 16. Colocar tapa y fijas tornillería.”4 Las tapas de protección deben estar bien ajustadas y libres de fisuras. 1. Colocar el motor sobre una superficie que no tenga desnivel. 2. Ubicar el comparador de caratulas de tal forma que pueda realizarse correctamente la prueba. 3. Luego de revisar el estado actual, proceder a realizar la alineación del eje reubicándolo, desde la parte inferior del motor. 4. Fijar el eje al sello mecánico hasta obtener la posición deseada. 5. Realizar de nuevo la prueba para obtener los resultados esperados. El eje debe estar libre de rayones y encontrase en perfecto estado, en caso de que el eje esté oxidado, debe retirarse la cuña y luego se debe lijar, seguido a esto se mide el diámetro del eje con un micrómetro y se verifica que tenga máximo una milésima abajo del diámetro de la misma.. 4. Bombas mejorada. [Corporativo Mejorada]. (2014, Mayo 7). Tutorial de mantenimiento de bombas centrífugas. [Archivo de video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=iiOq0qsTJnM. 39.

(40) 3.3.1.5 Desarrollo del plan de mantenimiento. En los planes de mantenimiento, se especifican las actividades a realizar, la periodicidad y quién ejecuta la actividad; allí encontraremos a un técnico, un operario y un contratista, para quienes fueron asignadas ciertas actividades de acuerdo a su complejidad, en cuanto a la periodicidad, los tiempos se estipularon de acuerdo a la información recopilada, con el fin de evitar fallos.. Para las guías de mantenimiento correctivo se realizó una búsqueda acerca de los problemas más comunes que presentan este tipo de equipos y se hizo énfasis en las que ocurren con más frecuencia; los equipos pueden llegar a fallar por diversas razones; por ejemplo: por no realizar el mantenimiento preventivo en los tiempos planeados o por fallas ajenas al sistema (ambientales), por tal motivo, en las guías no se especifican todas estas, pero si serán de ayuda para que quien ejecute el trabajo sepa cómo actuar.. 3.3.1.6 Orden de trabajo. La orden de trabajo lleva un registro general de las actividades y cambios realizados a determinado equipo, allí podremos saber la naturaleza del mantenimiento, el tipo de mantenimiento, el tiempo destinado, los repuestos, entre otros, lo anterior logrará que el control de mantenimiento sea más preciso y que se haga de manera rigurosa la totalidad de las actividades propuestas, esto también ayudará a determinar costos y de esta forma se sabrá si el mantenimiento propuesto ha logrado que el estado de los equipos sea el ideal.. 40.

(41) 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.  Realizar el mantenimiento preventivo en los equipos de la planta de tratamiento prolongará su vida útil. Por otro lado, los tiempos muertos serán menores, al tener rutinas de mantenimiento que satisfagan la operación y el servicio.  A partir de la visita realizada a la planta de tratamiento del condominio Villa Esperanza se logró una recopilación de las características de cada uno de los equipos existentes, evidenciando el correcto estado y funcionamiento de cada uno de ellos; estos fueron identificados por medio de códigos alfanuméricos..  Se logró estructurar un plan de mantenimiento, (con ayuda de los catálogos de servicio y operación) que ayudará a llevar un registro sistemático y organizado, de todas las intervenciones realizadas a los equipos y también las posibles rutas a seguir en caso de que existan fallas..  Se recomienda hacer uso de la sistematización del mantenimiento realizado para la planta, con el fin tener un historial, llevando a cabo lo propuesto y mejorando el rendimiento de los equipos..  A partir de la ejecución y desarrollo del proyecto se pudo evidenciar que en el condominio no se tiene un registro de un plan de mantenimiento preventivo, por tal razón se recomienda llevar a cabo la inclusión del plan de mantenimiento propuesto.. 41.

(42) BIBLIOGRAFÍA. CEA Jalisco. Operación y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Editor Arturo Nelson Villarreal. Jalisco, 2013, 242 p. Disponible en < http://www.ceajalisco.gob.mx/publicaciones/pdf/plantas_tratam_tomo1.pdf>. CEPIS. Operación y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua. Lima: OPS/CEPIS, 2002. 862 p.. DUFFUAA, Salih O. Sistemas de mantenimiento Planeación y control: sistemas de mantenimiento. Traducido por John Wiley & Sons. Ciudad de México. Editorial Limusa, 2009.. INGENIERÍA DEL MANTENIMIENTO. Mantenimiento predictivo [en línea]. < http://www.ingenieriadelmantenimiento.com/index.php/26-articulos-destacados/19mantenimiento-predictivo> [citado en 5 de mayo de 2015].. ISSSTE. Guía técnica de operación y mantenimiento de bombas centrífugas. Disponible en <http://normateca.issste.gob.mx/webdocs/X10/2003120916433 91554.pdf> PROAGUAS. Manual de operación planta de tratamiento de agua potable 2 LPS Flandes: Bogotá, 2014. SENA, sistema de bibliotecas. Operación y mantenimiento de plantas de potabilización de agua. Disponible en <http://repositorio.sena.edu.co/sitios/calidad_del_agua/operacion_potabilizacion/in dex.html> VÁZQUEZ MARTINEZ, Jesús Adrián. Plan de mantenimiento preventivo a Planta Tratadora de Aguas Residuales. Santiago de Querétaro, 2011, 27 p. Proyecto de grado (Técnico superior universitario en mantenimiento área industrial). Universidad tecnológica de Querétaro. Disponible en: <http://www.uteq.edu.mx/tesis/IN/010.pdf>. 42.

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