UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA
Peumo Repositorio Digital USM https://repositorio.usm.cl
Tesis USM TESIS de Pregrado de acceso INTERNO
2005
ESTUDIO DE LA CONVERSION DE
UNA CALDERA A COMBUSTIBLE
SOLIDO POR GAS NATURAL Y UN
PLAN DE MEJORA Y
MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES
RIQUELME JARA, RICHARD MARCELO
https://hdl.handle.net/11673/48324
UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA SEDE CONCEPCION "REY BALDUINO DE BELGICA"
ESTUDIO DE LA CONVERSION DE UNA CALDERA A COMBUSTIBLE SOLIDO POR UNA A GAS NATURAL Y UN PLAN DE MEJORA Y
MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES
Trabajo para optar a! TItulo Profesional
/
Ingdniero de Ejecucion en Mantenimiento LpisiriaI
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Alumnos : Sr. Richard Riquelme Jara
Profesor Gula : Sr. Hector Segura A!arcón
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Dedicado a todas las personas que de una
u otra manera estuvieron conmigo en
este largo y duro camino.
Sin dejar de mencionar a los más involucrados
En este logro: Dios, Madre, Padre, Novia
eHijo.
A ellos por su comprensión, cariflo y lealtad
JJi3
io
Las calderas son equipos destinados a la generación de vapor, para ser utilizado
como energIa en diferentes procesos al interior de industrias y empresas de los
distintos rubros. Es por su importancia al interior de las industrias, incluyendo el
lugar fisico donde se desarrolla el estudio siendo este el Hospital Guillermo Grant
Benavente de concepción. Este recinto pertenece al servicio publico de salud y
presta atenciones a miles de personas que se acercan a este Hospital para ser
atendidas.
Al interior del establecimiento existen diferentes departamentos que reciben el
vapor de algUn modo, siendo vital para el normal funcionamiento de equipos.
Dentro de los departamentos se encuentra la sala de calderas, esta constituida por
tres equipos generadores de vapor, entre ellas se posee una caldera que utiliza
como combustible petróleo, la cual se encuentra en desuso por estar en malas
condiciones su quemador, una caldera a carbOn la cual funciona aproximadamente
veinte dIas del mes, siendo reemplazada a posterioridad por una a gas natural,
funcionando unos diez dIas del mes.
Es por la razón de la contaminaciOn medioambiental producida, que surge la
necesidad de estudiar la posibilidad de convertir una caldera que funcione con dos
combustibles gas natural y petrOleo, siendo estos combustibles Jo que resultaron
con mejor funcionalidad después de un análisis de los principales combustibles.
Estos arrojaron resultados satisfactorios considerando su factibilidad técnica,
INDICE
INTRODUCCION 1
CAPITULO I: ANTECEDENTES GENERALES 4
1.1. Prob!emática actual 4
1.2. Determinación de consumo y pérdidas de energia 9
1.3. Definiciones y conceptos 12
1.4. Objetivos planteados 17
1.5. MetodologIa a emplear 18
1.6. Alcance o ámbito 20
CAPITULO II: ESTUDIO TECNICO 22
2.1. Análisis de las alternativas de combustible 22
2.2. Esquema de distribución de vapor 33
2.3. Análisis del equipo generador de vapor 35
2.4. Mejora a realizar en la central térmica 37
2.5. Análisis del punto de vista de gases de emisión 39
CAPITULO III: ESTUDIO DE COSTO 43
3.1. Análisis de costos de producción de energIa 45
3.2. Costos de la mejora a realizar 51
CAPITULO IV: PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO 57
4.1. Procedimiento para el mantenimiento preventivo 57
4.2. Recopilación de antecedentes y auditoria del mantenimiento 60
4.3. Implantación del plan de mantenimiento preventivo 71
4.4. Detección de las necesidades del mantenimiento 74
4.5. Programa de trabajo de mantenimiento 76
4.6. Mantención del quemador dual 80
4.7. Mantención de caldera 82
RECOMENDACIONES 86
CONCLUSION 87
INTRODUCCION
En el aberrante mundo en que nos encontramos, debemos convivir con ci insesable
panorama del consumo masivo de energIas para nuestras necesidades como seres
humanos, entre estas energIas que son Las conocidas y de consumó masivo, por ende
agotables, estas poseen una division, entre las que se mencionan:
Las primeras: petróleo crudo, carbon, gas natural, lena y otros, las cuales son
extraldas directamente.
Las secundarias: petrOleo combustibles, gas licuado, electricidad, kerosene
entre otros, estas son obtenidas mediante un procesó de transformación de las
energIas primarias.
Al mencionar estos combustibles energéticos podemos darnos cuenta que todos ellos
son retirados de la naturaleza, y como todo producto retirado de esta por los seres
humanos en forma masiva tiende a agotarse, ya que muchos de estos no son
renovables. Esto conlleva a un elevado precio monetario en su adquisición afectando
a todo aquel que los requiera.
El análisis anterior nos remueve La consciencia, dejando ver claramente cuan
además de utilizar de la forma mas eficiente los recursos en general, como también la
mano de obra.
Además se contempla la utilización eficientemente de los recursos, tener la necesidad
de contaminar menos, generando una disminución de la polución no solo en nuestro
pals sino en el mundo entero. Como lograrlo es una tarea dificil, producto de las
costumbres, necesidades, escasez de recursos, requisitos en procesos productivos y un
circulo de consumo masivo e indiscriminado de energIa.
Esto nos pone en sobre aviso, para referirnos a la ferviente necesidad de utilizar
tecnologla, que nos permita contaminar cada dIa menos y además crear conciencia del
ahorro de energIa que se pueda ilevar acabo en el lugar escogido para realizar la
puesta en marcha de este proyecto.
Es asI que se ha generado la necesidad de evaluar la posibilidad de realizar una
conversion de una caldera pirotubular, por una a gas natural partiendo de la idea de
utilizar un quemador dual, en las dependencias del hospital Guillerrno Gran
Benavente" de Concepción. Dentro de éste el consumo de energIa es fundamental
para el desarrollo normal de sus actividades dentro del recinto, las cuales son de alta
importancia por tratarse de un Hospital. Además de la fuerte imposiciOn que genera el
organismo del servicio de salud, por implantar en este establecimiento, un mecanismo
carbon, mediante la implementación de la conversion a gas de una de las dos calderas
que normalmente funcionan con carbon, realizando un estudio técnico econOmico de
las ventajas y factibilidad de la conversiOn.
Además de to antes mencionado, se estudiarán las condiciones de las instalaciones de
la central térmica existente, desarrollando un análisis técnico econOmico de las
mejoras que se pueden realizar, con la adecuada restauración y modificación,
pudiendo establecer los ahorros de energIa que se generarIan si las instalaciones
estuvieran en óptimo estado.
Por consiguiente, es necesario y de suma importancia el implantar un plan de
mantenimiento, que evite problemas y ayude a manejar las instalaciones. Registrando
y analizando en informes y fichas, las principales fallas que se pueden evitar con un
sistema de inspecciOn y estadIstica simple, de la vida Otil de los elementos
CAPITULO I
1 ANTECEDENTES GENERALES
1.1. PROBLEMATICA ACTUAL
En relación al tema planteado acerca de la situación actual y la problemática
existente, surge la necesidad de poder estudiar la posibilidad de la transformación de
una caldera a combustible sólido por una a gas natural que además funcione con Lin
quemador dual, o simplemente la adquisición de una caldera, esto debido a la gran
contaminación que se produce, implementación de tecnologIa a los procesos, la
seguridad y limpieza en estos, además de las diferencias en el rendimiento y potencial
de la materia prima de la combustion.
Cada uno de estos puntos mencionados los analizaremos con mayor profundidad a
continuación.
1.1.1. Contaminación Producida
Entre los problernas de contaminación ambiental que es el factor mas importante en el
análisis del presente proyecto, destacaremos que por tratarse de Lin organismo
interdependiente del Servicio de Salud, por normativa y ética como entidad
medida, dar ci ejemplo tanto en la no contaminación como desarrollar sistemas
seguros que generen trabajos limpios con baja probabilidad de accidentes y que
mantengan ciertos estándares tanto de calidad como los que se dictan en las normas y
decretos supremos (N° 4/92).
1.1.2. lmplementación de TecnologIa
La implementación de tecnologIa es una necesidad que va en estrecha relación con la
evolución, además debe estar acompafiada de las exigencias de los organismos
fiscalizadores como es el Servicio de Salud y Medio Ambiente.
Esto también se relaciona fuertemente con Ia contaminación que se genera con la
utilización de carbon u otros combustibles sólidos, además de problemas como
obstrucciones producidas por ci hollIn y cenizas, los que influyen en la transferencia
de calor y capacidad de los equipos; abrasion o erosion incurrida por la infiamaciOn
de partIcu!as sólidas, las que producen desgaste.
Como consecuencia de estos puntos, el analizar la posible implantación de
tecnologIas que no incurran en estos casos, es de una gran ayuda a la toma de
1.1.3. Seguridad y Limpieza
Si existen las tecnologIas, éstas están para prestar ayuda y facilitar las labores
desempefladas por las personas, esto tiene relación con el proyecto, en la forma en
que se realiza el trabajo actualmente, para el funcionamiento de las calderas.
El caso más complejo es el trabajo que se debe desarrollar, la maquinaria y aparataje
empleado, para lo cual se debe cargar un tacho a pala, éste posee una capacidad de
100 kg de carboncillo, posteriormente debe ser trasladado en el tacho a través de una
especie de puente gria, el cual se direcciona al sector donde se encuentra el sistema
dosificador de entrada de carbon a la cámara interior de la caldera, a su vez el
dosificador es graduado manualmente por medio de un volante, éste además gradüa la
velocidad de avance de la parrilla.
En todo este proceso no se logra apreciar un trabajo Iimpio y seguro, producto del
almacenamiento de carbon en una bodega y por tener que cargar el carboncillo a un
Especificaciones Técnicas Caldera a Carbén
Marca... V.!. S.A
Producción de vapor ...6090 Kgv/hr
Superficie de calefacción ... 195 m2
Presión de diseño ... 10 Kgv/cm2
Presiónde prueba...15 Kgv/cm2
Combustible ...Carboncillo Curanilahue
Tipo NTG,6850
Kcal/KgAlimentación ...Mecánica, parrilla sin fin.
Eficiencia...
75Especificaciones Técnicas Caldera a Gas
Marca... V.1. S.A
Mofabricación ... 1995
Presiónmaxima ... 125-150 Psi
Presión de trabajo...100 Psi
Producción de vapor...6 ton/hr
Diámetrohogar...1,27 m.
Largohogar ... 4,6 m.
1.1.4. Diferencia en los Poderes calorIficos en los Combustibles
Si bien todos los productos que se utilizan generalmente como combustibles son
capaces de generar la vaporización requerida en ci proceso de transformación de
energIa mediante las calderas, no todos tienen un alto poder calorIfico el cual es de
suma importancia para ci mejor funcionamiento de éstas. Estos diferentes poderes
calorIficos se pueden identificar en la siguiente tabla.
Tabla N°1.1: Poderes calorIficos de algunos de los combustibles mas utilizados.
COMBUSTIBLE PODER CALORIFICO
Carbon 6895 Kcal/Kg.
Madera (Base Seca) 4470 Kcal/Kg.
Petróieo N° 5-6 9550 - 9900 Kcal/Kg.
1.2. DETERMINACION DE CONSUMO Y PERDIDAS DE ENERGIA
Consumo de Combustible Carbon Mensual Año 2000
180
164165
160 j44149
140
- 125 - -
119 - :
120
100
100-1 91 = 86
0
65 64
60
40- -
20
0 - - . --- -. - -. -- ---
. K
.. -
o 0
U- -, < U) Li Z
Meses
Figura 1.1: Los consumos de carbon del año 2000.
En el gráfico se puede apreciar los consumos de combustible carbon de acuerdo a la
época del afio, esto demuestra un aumento notorio del suministro en los meses de
invierno, debido a la baja en las temperaturas y por ende el aumento en la utilización
de combustible al interior del recinto l-lospitalario.
En ci análisis de las posibies pérdidas energéticas que tiene el Hospital "Guillermo
Grant Benavente" de ConcepciOn, se realizará básicamente en ci sector de generación
de energIa, utilizable por los distintos departamentos del recinto. EspecIficamente en
la sección donde se encuentran las instalaciones de caideras y las subestaciones. Estas
instalaciones presentan problemas de filtración o pérdidas en las Ilneas de vapor,
producto del deterioro de empaquetaduras, sellos y válvulas en varias de sus
secciones y subestaciones de distribución.
Por no contar con ilneas de recuperación del condensado en una de las subestaciones,
dste es desperdiciado sin contemplación alguna.
Otro de los grandes problemas en el desperdicio de La producción de energIa, es la
ocasionada por la faita de aislación térmica que presentan las Ilneas de distribución de
vapor, las cuales se encuentran descubiertas en ciertos sectores. Provocando pérdidas
por disipaciOn de energIa térmica.
Para finalizar con el análisis de las causas de pérdida de energIas considerarernos una
de las más importantes, la cual se refiere principalmente a defectos en la forma de
realizar las operaciones industriales ocasionadas por no informar a su debido tiempo
al departamento de las calderas, el cesé de las actividades de uno de los principales
consurnidores de vapor como es el departamento de Lavanderla, el cual normalrnente
suministro de vapor. Este horario de funcionamiento no se realiza con normalidad
siendo alterado muchas veces en una hora de antelación, es decir, a las 16:00 hrs., lo
que ocasiona que la presión de vapor en las calderas aumente, lo que provoca La
pérdida de éste por medio de la vá!vula de purga, y la pérdida de combustible para
generarlo. Esto obliga a disminuir la presión hasta las 100 Ib/pulg2, que es la presión
de trabajo ideal.
Dentro de todas las secciones o departanientos al interior del establecimiento
Hospitalario que requieren del vapor, para cumplir sus funciones principales están las
siguientes, con sus presiones correspond ientes de trabajo:
- Lavanderla ... 90 Ib/pu1g2
- Esterilización ... 70 lb/pu1g2
- CalefacciOn ... 75-80 Ib/pu1g2
- Alimentación (cocina)...40 - 45 lb/pu1g2
1.3. DEFINICIONES V CONCEPTOS
1.3.1. Caldera Pirotubular a CarbOn
La caldera de vapor pirotubular, concebida especialmente para aprovechamiento de
gases de recuperación presenta las siguientes caracterIsticas:
El cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cilIndrico de disposición horizontal,
incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisión de calor y una cámara
superior de formación y acumulación de vapor.
ai
ba1
Figura 1.2: La distribución de los haces de tubos y La sección frontal de la parrilla a
carbon.
La circulaciOn de gases se realiza desde una cárnara frontal dotada de brida de
adaptación, hasta la zona posterior donde termina su recorrido en otra cámara de
El acceso at cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas
en la cámara frontal y posterior de entrada y sat ida de gases, equipadas con bridas de
conexión. En cuanto al acceso, al lado agua se efectcia a través de la boca de hombre,
situada en la bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran diámetro en la
bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza de la posible acumulación
de lodos.
El conjunto completo, calorifugado y con sus accesorios, se asienta sobre un soporte
deslizante y bancada de sólida y firme construcción suministrándose como unidad
compacta y dispuesta a entrar en funcionamiento tras realizar las conexiones en las
instalación.
Calderas a Gas: La caldera a Gas es un sistema que posee un cuerpo extemo que
posee las mismas caracterIsticas que el de las calderas a carbon, diferenciándose en su
cámara interiores, básicamente en su estructurado mas simple además de funcionar
por medio de un quemador ubicado en uno de sus extremos al cual se conecta la Ilnea
de combustible.
A continuaciOn se ilustra una imagen de una caldera a gas.
Figura 1.3: Disposición de las instalaciones de una caldera a Gas.
Una vez realizadas las pruebas a la caldera y las correspond ientes comprobaciones
reglamentarias y legates practicadas por una Entidad Colaboradora de la
AdministraciOn, se permite ci uso de la caldera adjuntando un "Expediente de Control
1.3.2. Caldera Pirotubular de Hogar Horizontal
Las calderas de vapor Piro tubulares, se fabrican con producciones comprendidas
entre un mInimo de 200 Kg/h y un máximo de 17.000 Kg/h y con presiones que
pueden oscilar desde 8 Kg/cm2 hasta 24 Kg/cm2.
•
II
Figura 1.4 : Corte de una caldera a gas en funcionamiento.
Cada unidad pasa por estrictos controles durante el proceso de fabricación, además de
los materiales con los que se fabrican. De esta forma se cumple lo indicado en ci
Código de Construcción, asI como en todas las normas oficiales en rigor, tanto
nacionales como de la Union Europea.
Los procesos de soldadura están homologados y los operarios calificados, siendo las
soldaduras radiografiadas segin las exigencias del Codigo de Diseño empleado.
A diferencia de otras calderas, cuya parte trasera solo es accesible por el interior del
de apertura total que deja at descubierto todo el interior. La facilidad de
manipulación y la total accesibilidad, permitiendo at operario realizar las tareas de
limpieza y mantenimiento desde el exterior, incluso inmediatamente después de haber
detenido el quemador.
Como se puede apreciar el conjunto configura un sistema de tres pases de gases antes
de la salida de estos por la chimenea, lo que permite la
obtención
de altosrendimientos térmicos 89
+1-
2%.
Igual atención que el proceso de fabricación, merece el mantenimiento de estos
equipos, para to cual se debe disponer de técnicos especialmente formados pudiendo
1.4. OBJET! VOS PLANTEADOS
Los objetivos que se proponen en este trabajo están destinados a dar respuesta a las
interrogantes planteadas respecto al tema, pudiendo dar soluciones oportunas y
veraces en relación a la posibilidad que este proyecto sea factible de realizar.
Entre los objetivos planteados están los siguientes:
Analizar las ventajas que pueda ofrecer la transformación a Gas, de una caldera
pirotubular con parrilla mecánica sinfin que utiliza carbOn (carboncillo) como
combustible. Esta debe tener la finalidad de contaminar en menor medida.
Evaluar la factibilidad técnico-económica de la transformación, a través de
indicadores.
Realizar un análisis técnico-económico de Ia mejora de las instalaciones de la
central térmica, al interior del establecimiento Uospitalario.
Desarrollar un plan de mantenimiento de las instalaciones, tanto para Ia caldera en
si, como para las instalaciones de la central térmica.
1.5. METODOLOGIA A EMPLEAR
La metodologIa a emplear a lo largo del presente trabajo tendrá el siguiente esquema
planteado para el mejor desenvolvimiento del tema:
En una primera parte se deberá investigar y compilar todo tipo de antecedentes, de las
posibilidades para el desarrollo de la conversion, buscando soluciOn a la interrogante
de la factibilidad técnico-económica de poder efectuarla.
Una vez que se tengan antecedentes de la posibilidad de ésta, lo que se investigará
son las necesidades que irnpulsarIan a Ia conversion de un equipo (caldera), las cuales
deben ser lo suficientemente fuertes, como para analizar técnica y económicamente la
conversiOn. Teniendo esta base, los pasos a seguir son los análisis correspond i entes a:
beneficios de la conversion, diferencias y ventajas entre los combustibles carbon y
gas natural, del punto de vista de potencialidad que posean fisicamente poder
calorIfico, porcentaje de sus elementos etc.
Con las anteriores pautas resueltas debemos pasar a analizar la factibilidad
econOmica, cuantificar sus ventajas del punto de vista operacional, la seguridad que
Una vez resuelto el problema de la conversion, se implementará un plan de
mantenimiento y mejoras de las instalaciones, generando alternativas para que se
puedan evaluar y considerar.
1.6. ALCANCE 0 AMBITO
El alcance del presente trabajo está vinculado con la naturaleza del problema, el cual
surge por la ferviente necesidad de aplicar tecnologIas mas limpias, libres de
contaminaciOn.
Es esto lo que da origen al problema o a la necesidad de analizar técnica y
económicamente la posibilidad de la conversion de una de las calderas (por los
escasos recursos económicos de la instituciOn) que utiliza carbOn por una a gas,
obteniendo con esto la información necesaria para su desarrollo, en cualquier sector
que se requiera, siendo de caracterIsticas muy similares a las de las instalaciones del
establecimiento analizado.
Además se determinara el estado de las instalaciones, y de acuerdo a esto desarrollar
un plan de mejora en las instalaciones, en aspectos corno: excesivas filtraciones, mal
estado de recubrimientos aislantes de los ductos, algunos problemas de la lógica del
circuito de entrega y retorno. Para esto se requiere un análisis técnico económico,
donde se anal izarán las ventajas y ahorro que pudiesen establecerse con la mejora.
El desarrollar o implernentar un plan de mantenimiento, que pueda ser Ilevado con
facilidad, por los mantenedores de las instalaciones, como por los operadores de
f'ichas que permitan determinar estadIsticamente las principales fallas y problemas,
simplificando la labor del mantenedor.
En las instalaciones desempeñan labores como operarios nueve personas distribuidas
en tumos que completan las 24 horas, estos debidamente calificados con sus
certificados vigentes, estos también desarrollan labores de Mantención de las
instalaciones de la sala de calderas. Todo tipo de Mantención y reparaciOn de mayor
envergadura es real izada por servicios externos calificados.
CAPITULO II
2. ESTUDIO TECNICO
2.1. ANALISIS DE LAS ALTERNATIVAS DE COMBUSTIBLE
2.1.1. Gas Licuado de Petróleo (GLP)
El Gas Licuado de Petróleo utilizado como combustible tanto para los hogares como
para las industrias, estando presente en todo ámbito, es una mezcla de hidrocarburos.
fundamentalmente Propano y Butano (en una proporción de 60% propano y 40%
butano) y que alcanza un poder calorIfico como se ha mencionado de un 22000
Kcal/m3, obtenidos de la destilación del petróleo en las refinerlas.
Debido a su naturaleza, el GLP se almacena, transporta y suministra en estado
lIquido. Estas ventajas son uno de los argumentos parajustificar la utilización de GLP
como combustible en el sistema a emplear, disminuyendo con esto en gran medida la
logIstica a realizar para su adquisición y almacenamiento, de manera que para realizar
un proyecto de este tipo es necesario el compromiso y la apuesta por una poiltica
El uso del GLP permite alcanzar, en la actualidad, niveles de emisiones
contaminantes mucho más reducidas que los que se espera que alcance la más
avanzada tecnologIa en petróleo (N°5-6) en los próximos años y por sobre todo que ci
carbon.
Ventajas del G.L.P.
Debido a la composición qulmica del GLP, las emisiones de CO2 son hasta un
15% inferiores a las del petróleo y 40% menos que el carbon.
• Finalmente, la utilización del GLP no genera emisiones de SO2 (diOxido de
azufre) culpable junto con otros elementos de la Iluvia ácida.
2.1.2. Gas Natural (GN)
El GN esta compuestos por Metano que es aproximadamente el 92% del total, el
poder calorIfico que logra alcanzar es de 9341 Kcal/m3 (11945 kcal/kg). El GN posee
caracterIsticas bien importante, es un combustible muy limpio en su operaciOn y en su
combustion, además de ser de fadl manejo y transporte. Lamentablemente en Chile
no existe la producciOn suficiente como para abastecer La totalidad del territorio
nacional.
Actualmente estos problemas pueden ser solucionados con los variados proyectos de
interconexión entre palses vecinos. El GN fue declarado en Tokio como el
combustible alternativo con mejores opciones de desarrollo para su masificación a
futuro debido a su abundancia.
Desde la Ilegada del GN a Chile los Indices de emisión de las empresas
disminuyeron, siendo considerado en una gran medida por los medios de transporte,
el cual es uno de los medios más relevante en términos de emisión de contaminantes
ya que produce él:
o 93% MonOxido de Carbono (CO)
. 69% del Dióxido de Azufre (SO2) y 42 % de las emisiones de material particulado
(PPM).
En lo que se relaciona con la temperatura de la llama, en el grafico de la figura se
presenta con diferentes cantidades de exceso de aire.
•c OF
2000 3700 360
1900- 3500
ComoIcj6n del gas natural
3400
100 3300
CHL
3200 C2 346 13.4 %
1700 H2
3 100
3003 O0.0 4.
00
2X0 Temperaturas del gas v del aire
2100 1500
1700
i..00 200
2500
oo. 2403
2)00
1200. 2200
2100
I-S- 1100 2000
0 ) 20 30 40 50 60 70 3 SZ no 1 i
Poicsnt.J, J4 aire an sxceo
Figura N° 2.1 : Temperaturas de la mezcla gas natural aire.
Fuente Memoria; Factibilidad Técnico Económica de la Utilización de Gas Natural
en Molinos y Hornos de la planta Industrial Cemento Melon U.T.F.S.M sede
Valparaiso.
A continuación se muestra una tabla con algunos de los elementos que componen los
siguientes combustibles.
labia N° 2.1: Datos relevantes de los combustibles hidrocarburos.
Metano Etano Propano Butano Pentano
Peso Molecular 16,04 30,0 44,09 58,12 72,15
Porcentaje de peso C 74,88 79,88 81,72 82,66 83,33
Porcentaje de peso H 25,12 20,12 18,28 17,34 16,67
Peso Especifico (aire =1) 0,555 1,048 1,550 2,084 2,490
PCI [kcal/m3] 9000 15773 22442 29084 35745
Cp {kcal/kg°C] (15°C) 0,526 0,413 0,390 0,396 0,402
MáximaT° llama [°C] 1861 1876 1905 1876
Aire combustion [m3N/m3 gas] 9,55 16,70 23,86 31,02 38,19
CO2 [m3N/m3 gas] 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
H2 [m3N/m3 gas] 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
2.1.3. Ventajas Gas Natural (GN)
Entre todos los combustibles tecnológicamente disponibles para la utilización en La
generación de energia en industrias, el GN ofrece los siguientes aspectos destacados
respecto a otros combustibles alternativos para su uso:
. Calidad controlada del combustible, el cual posee bajos Indices de humedad,
además de buen poder calorIfico en relaciOn al carbon el cual es del orden de
9000 Kcal/m3.
Extraordinarias ventajas medioambientales por menor emisión de contaminantes
frente a las clásicas alternativas.
. Fiabilidad técnica.
Sencilla infraestructura de suministro de combustible (a través de cafierlas,
destinando un cierto consumo en m3, dependiendo de esto la empresa que
suministra generalmente se hace cargo de las instalaciones de cañerIas).
Aspectos de seguridad resueltos y justificados por La forma segura de operar tanto
para el encendido, como también con lo referente al tema de la carga de
combustible, la cual no se deberá realizar, esto debido a que se efectóa en forma
automática, como también lo es el funcionamiento del quemador el cual posee la
opción de manipulación de llama en automático, lo que significa que no requiere
de regulación alguna cuando la presión de trabajo aumenta esta llama producida
por el quemador se regula automáticamente disminuyendo su salida o en forma
inversa aumentándola. Esto puede ser manipulado si se desea en forma manual en
ci momento que se requiera.
. Con respecto a los combustibles lIquidos se aminoran los efectos de absorción y
deposición en la cámara de combustion, to que evita la emisión de material
particulado, aumentando la vida (itil del equipo.
. Costos de explotaciOn asumidos por empresa de transporte.
Recuperación de espacios destinados al aimacenamiento de combustible como to
es en ci caso del carbOn (2 10 m2 de superficie de construcciOn de un galpon de
2.1.4. El Petróleo Fuel Oil ( N 5-6)
La propiedad fundamental de los combustibles aceites lIquidos es el de poder
quemarse en estado liquido.
En los combustibles hay una gama amplia de compuestos hidrocarburos. En general
los aceites combustibles como el petróleo y otros están conformados por un 85 - 90%
de Carbono, 5 - 10% de Hidrogeno, 3 —4 % de Oxigeno, Azufre y Nitrógeno.
La caracterIstica que diferencia estos aceites combustibles es su viscosidad, ésta es la
medida del rozamiento interno y es dependiente de la temperatura del aceite
combustible.
Los aceites combustibles con viscosidades altas son significativamente mas baratos,
pero requieren instalaciones de preparación y precalefacción para bajar su viscosidad,
este toma su máximo valor a (a temperatura de 120 °C para la atom ización del fuel oil
en los quemadores, por lo tanto carece de sentido Ilevar su calefacción por encima de
ese valor.
En relación al poder calorIfico, oscila entre 9550 - 9900 kcal/kg dependiendo del tipo
de fuel oil 5-6.
En relación a la temperatura que posee la llama ésta se puede determinar por formulas
y gráficos, en nuestro caso utilizamos un grafico para esquematizar estos valores.
El fuel oil debe ser atomizado para su mejor combustiOn, esto en gotas finas. Cuanto
mas finas sean las gotas tanto mas favorable es la combustion.
En quemadores con fuel oil pulverizado a presión, es su propia lanza la que pulveriza
a alta presiOn (aproxirnadamente 45 atm.). La lanza se encuentra ubicada en ci centro
del tubo de alimentaciOn de aire primario.
1.5)2 251
0 3 Cs Cs E Cs Cs -o Cs. U •0 Cs Cs C, U Cs I-
3632 2000
77)3 1500
1832 16.30 '-
1.1) 1.5
Exceso do oiro
• oco. C
SO0
1832'r 1652
11.72 1292
1112 -.
932 LU
72
:
C,
572 -o
397
21?
E
I-
Figura No 2.2: Temperaturas teóricas de la llama de fuel oil.
Fuente Memoria; Factibilidad Técnico Económica de la Utilización de Gas Natural
en Molinos y Hornos de la planta Industrial Cemento Melon U.T.F.S.M sede
2.1.5. JustiticaciOn del Uso de Quemadores Duales
En general se podrIa pensar que con Ia utilización de dos calderas, con lo cual en
condiciones normales funciona una y la otra queda como equipo de respaldo, seria
suficiente un quemador simple instalado en una de las calderas con uno de los
combustibles en estudio. Esto en realidad no es tan simple, para esto citaremos dos
ejemplos para cada uno de los quemadores duales propuestos que mejoraran las
condiciones alternativas de combustible en situaciones de emergencia:
• Quemador dual GN v/s GLP.
• Quemador dual GN v/s Petróleo.
Al ser utilizado un quemador dual queda completamente descartada la posibilidad de
Ia faita de combustible, esto por contar con tres tipos de combustibles, si
consideramos Ia conversion de una de las calderas a carbon. Quedando el carbon
como combustible mas los dos disponibles por ci quemador dual. Siendo eStos
quemadores técnicamente funcionales y de un valor de adquisiciOn muy cercano al
quemador simple.
El que se pueda utilizar mas de un combustible en la generaciôn de energIa, confiere
una independencia económica y una seguridad en las operaciones, estos puntos son
vitales cuando hablamos de Las probabilidades de escasez de algün combustible o el
2.2. ESQUEMA DE DISTRIBUCION DE VAPOR
En el siguiente esquema se aprecian las principales componentes de la distribución de
vapor y los consumidores at interior del establecimiento hospitalario Guillermo Gran
Benavente.
Aqul el vapor generado por la central térrnica (Calderas), es encausado a un manifol
de distribución. Este a su vez distribuye el vapor a las subestaciones para su
utilización ya sea como calefacción directa al interior de todo el recinto, calentar
agua para las diferentes funciones de cocina, baños, lavanderla, duchas etc. y
sistemas de esterilización (Autoclaves). Dentro de los consumidores que reciben este
producto se encuentran neonatologla, cirugla, pediatrIa, medicina, oftalmologla etc.
Siendo derivado a los consumidores directos como son por orden de importancia:
I. Lavanderla.
Esterilización.
Piso mecánico (aire acondicionado).
A continuación observaremos un esquema simplificado de la distribución del
vapor al interior del recinto hospitalario.
Sub-estaciôn. 1
Sub-estación. 2
Caldern
A
""*a Gas Sub-estaci6n.3
Calders
F
Piso mecánico
-I1
Lavanderia
Suih-twiin.
2.3. ANALISIS DEL EQUIPO GENERADOR DE VAPOR r
Todo equipo generador de vapor (caldera), esta sometido a perdidas de energIas en su
proceso, estas energIas se pierden producto de un sinnümero de variables que afectan
ci proceso ideal del generador de vapor. Cuantificarlas no es tarea fácii puesto que
para ello se requiere de instrumental especializado, pero se trata de analizar el
probiema de rendimiento del equipo, considerando que realizaremos una medición
para determinar la temperatura del vapor conociendo valores como presión, tipo de
combustible, poder calorIfico.
Se conoce que el vapor para el consumo de caiefacción es del tipo Saturado, con una
presion de 6,5 Kg/cm2, determinamos los datos restantes de la siguiente forma:
• La Temperatura del vapor mediante un instrumento laser y posterior
verificación con un termómetro, lo que arrojo un valor de 168 °C en
promedio.
• Con La temperatura y Ia presión se determinan la entalpIa del vapor, a través
del diagrama de MOLLIER (Anexo N° I).
El liquido que ingresa a la caldera arroja una temperatura de 60 °C, con este
valor se puede buscar la entalpIa del liquido "hf" por tabla (Vapor y LIquido
saturados) (Anexo N° 2).
El consumo de Vapor en m* es de 2500 Kgv/hr.
• El consumo de Combustible: Carbon 300 Kg./hr.
Con estos datos procederemos a calcular el rendimiento del equipo generador de
vapor.
Luego, el Rendimiento.
m*vx(hv_hl)
1
1
= ---
m comb. x ql°
m*v= masa punto vapor (Generado).
m Comb.= masa combustible (consumo hr.). ql° Poder calorIfico superior combustible. hv= EntalpIa vapor.
hl= EntalpIa liquido.
Funcionamiento a CarbOn.
2500 Kg/hr x (658 Kcal/Kg - 59,98 Kcal/Kg)
11
=---
= 0,72=72%300 Kg/hr x 6895 Kcal/Kg
• Funcionamiento a Gas Natural.
2500 Kg/hr x ( 630 Kcal/Kg - 59,98 Kcal/Kg)
Kg/hr Corn. = --- = 160 m3
2.4. MEJORA A REALIZAR EN LA CENTRAL TERMICA
. Funcionamiento a Carbon.
Al aplicar los valores correspondientes al funcionamiento de la caldera con
carbon en La formula de calculo del rendimiento de calderas, obtendremos los
resultados siguientes.
2500 Kg/hr x ( 658 Kcal/Kg - 59,98 Kcal/Kg)
1=---
= 0,72=72%300 Kg/hr x 6895 Kcal/Kg
2500 Kg/hr x ( 658 Kcal/Kg - 79,9 Kcal/Kg)
1T1 comb. : ---= 290 Kg/hr
0,72 x 6895 Kcal/Kg
La opción puede ser tomada de dos formas, la primera aumentar la producción de
vapor y la segunda ahorrar consumo de combustible y con ello se generan recursos
que pueden ser utilizados para otras necesidades o satisfacer requerimientos de las
mismas instalaciones, sustentándose ésta casi por si solas.
Para lograr el aumento de la temperatura y con esto aumentar la entaipla del liquido
de entrada a la caldera, se podrIa realizar con la incorporación de un economizador,
este cumple la función de elevar la temperatura de ingreso de agua a la caldera,
pudiendo utilizar los gases de la combustion. Otra manera de alcanzar este aumento
de temperatura, es reutilizando un desperdicio en condensado del tipo Vapor Flash,
el cual es liberado at ambiente sin contemplación, pudiendo ser reutilizado para La
calefacciOn del agua en el estanque de retorno de condensado, mediante la
incorporación de un serpentIn en el interior de éste.
Otra posible medida que se encuentra en etapa de evaluación, es la posibilidad de
utilizar un residuo de La operación de purga que se realiza a la caldera, este liquido se
2.5. ANALISIS DEL PUNTO DE VISTA DE GASES DE EMISION
Segán los análisis que se pueden realizar a los diferentes combustibles, estos arrojan
los componentes de emisión al combustionar. Entre los gases de mayor efecto
contaminante y que además son los mas analizados, por sus efectos nocivos al
medioambiente se encuentran, el CO2, CO, SO, NO y el particulado (ppm). En esto
influye notablemente el aire estequiometrico. Este corresponde a la cantidad de aire
teóricamente necesaria para suministrar el oxIgeno requerido para la combustion
completa. Sean {c, h, s, 0) las fracciones másicas de carbono, hidrógeno, azufre y
oxIgeno, contenidos en el combustible, segün su análisis elemental.
El contenido de CO2 en los gases de escape es un buen indicador de la calidad de (a
combustion, ya que a medida que ésta pasa de ser completa a incompleta, lo primero
que se manifiesta es que parte del carbono no alcanza el estado final de CO2 y forma
CO. La concentraciOn de CO2 en los gases de escape disminuye por lo tanto, respecto
al valor teórico que cabria esperar para una combustion completa.
Este valor se puede comparar con la fracción en volumen medida por un análisis
directo de los gases de escape. El cuociente entre el valor medido y el valor teOrico es
por lo tanto menor o a lo sumo igual a uno, y cuantifica cuán eficientemente se
completó la combustiOn. Este cuociente recibe el nombre de rendirnienlo de
quemado 77quern.
Aigunos valores caracterIsticos se dan en la tabla que sigue.
Combustible x CO2 'd
Gas Natural 11,2%
LPG
IF,2,5%
Fuel Oil N°2 14,5%
Fuel Oil N°6 1 4,7 %
Carbon Sub-bituminoso 17,1 %
Lena 19,9%
Tabla N° 2.2 La tabla indica algunos valores de CO2 teórica estequlométrica.
Fuente : Gulas de laboratorio asignatura de plantas térmicas de la USM - Valparaiso.
La formula siguiente representa la comparación de la fracción medida de CO2 con la
teórica estequiométrica, estos valores permiten obtener al rendimiento de quemado.
xCO2 ,ned 9,2%
7lquem = = --- = 54%
xCO2,.c 17,1%
AsI, un valor ??que,,, = 0,54 implica que el 54 % del combustible alcanzó su áltima
Nota: Estos Valores dados por analizador Orsat, en estudio realizado por ENACAR
(Anexo No 3)
La comparación de Ia fracción medida de CO2 con la teórica estequiométrica también
resulta de utilidad. El cuociente entre ambas se denomina rendirniento de combustion.
Este rendimiento solo podrIa Ilegar a ser 100 % si se lograse combustiOn completa
con una razón de aire 2 = 1, de manera que cuantifica, además de Ia pérdida de
energIa por combustiOn incompleta, la pérdida adicional de energIa por el hecho de
utilizarse exceso de aire. De este modo, sistemas de combustion que logren buenos
rendimientos de quemado, aün pueden presentar bajos rendimientos de combustiOn, si
es que el buen quemado se consigue a costo de utilizar excesos de aire demasiado
altos.
Tabla N° 2.3 : Análisis comparativo de rendimientos de combustion con diferentes
tipos de combustibles.
Combustible Rendimiento de
Combustion %
Rendimiento de Quemado %
Gas Natural 95-98 98-99
Gas deciudad 95-98 98-99
Gas licuado 95-98 98-99
Fuel Oil N°6 70-77 92-95
Fuel Oil N°5 80-83 93-95
Fuel Oil N2 80-83 93-95
Lefla 45-55 80-85
Carbon Sub-bituminoso 55-60 87-90
CAPITULO III
ESTUDIO DE COSTO
El análisis de costos, es el método por el cual se pretende evaluar las altemativas que
pudiese generar solución del punto de vista económico, a un determinado proyecto,
este análisis entrega referencias claras de cuan bueno puede ser una solución u otra.
En nuestro caso evaluaremos en referencia a la producción de vapor, es decir cuanto
nos cuesta producir vapor con ]as alternativas en curso, estas son tecnologIas que
difieren bastante en su forma de operar. Estas son el funcionamiento de caldera con
combustible carbon y gas natural.
Para evaluar el costo de la producción de vapor con cada uno de los combustibles
debemos reunir antecedentes referentes a:
. Costo de combustible Costos operacionales
Costos de Mantención
Costo eléctrico
Costo del consumo de agua
Todos estos consumos arrojarán valores en relación al consumo o generación de
vapor que para nuestro caso en particular es de 2500 Ky/hr. En relación a los valores
3.1. ANALISIS DE COSTOS DE PRODUCCION DE ENERGtA
3.1.1 Costos generaciOn energIa utilizando carbon
• Costos combustible
Consumo de carbon por hora p, 300 Kg.
Precio de la tonelada $ 48400
48400 S/Kg
= 48,4 $/Kg
1000 Kg
48,4 $/Kg x 300 kg carbon/hr = 14520 S/hr
14520 $/kg
= 5,81 S/kgv
2500 kgv/hr
El costo de producir un ky/hr utilizando como combustible carbOn es de 5,8151Kv
• Costo de personal
6 Operarios x 350000 $/operario = 2100000 $ 70000 $/dia
= ---= 2916$/hr
30d1as 24hr/dia
2916 S/hr
1,16$/kv
2500 ky/hr
El costo de producir un ky/hr utilizando como relación el personal es de 1,16 S/ky.
Costo de Mantención
Segin Los datos recolectados en relación a la Mantención del componente principal y
de mas elevado costo, como es el caso de la cinta de carbon y algunas de las piezas
rotatorias y eléctricas que se cambia cada tres años con un costo aproximado de $
I:IIIII,IIJ
Siendo este valor traducido a 69,5 $/hr.
69,5 $/hr
= 0,03 $Ikv
2500 ky/hr
Costo Eléctrico
Potencia instalada.
OperaciOn Potencia % de utilización
Inducción. 26 100
Inyección 20 50
Correa transportadora 15 100
La tabla indica la potencia utilizada por la caldera 51 HP = 38,25 KWH
38,25 KWH x 12 $/KWH = 459 $/hr
459 $/hr
= 0,183651kv
Costo del Agua de Caldera
El dato referente al costo por m3 de agua tratada para caldera es Ufl estándar que
poseen en base a cálculos previos y esta es de 621 $/m3.
621 $/m3 x 2,5 M3 /h = 1552,5 $/hr
1552,5 $/hr
= 0,621 $/kv
2500 ky/hr
Finalmente los costos de generación de un Ky/hr con carbon, segün el análisis
reahzado suman un total de 7,8 $/kv
3.1.2 Costos generación energIa utilizando Gas natural
. Costos combustible
Consumo de gas por hora jo 170 m3/hr.
Precio del m3 Gas 10 119 $/m3
119 $/m3
-=48,4 S/Kg 1000 Kg
170 m3/hr x 119 $/m3 = 20230 S/hr
20230 5/hr
- = 8$/kgv
2500 kgv/hr
El costo de producir un ky/h utilizando como combustible ci Gas natural es de
8 S/Ky
Costo de personal
4 Operarios x 350000 $/operario = 1400000 $ 466666 $/dia
--- = ---= 1944$/hr
30d1as 24hr/dia
La reducción del personal esta Integramente ligada a las cualidades del quemador
dual para funcionar en forma automática, además de no requerir personal para cargar
1944 $/hr
- = 0,77 S/ky 2500 ky/hr
El costo de producir un ky/hr utilizando como relación el personal es de 0,77 $/kv.
Costo de Mantención
Segin las recomendaciones del fabricante, se considera una Mantención correctiva
cada 5 aflos que consiste en el cambio de sensores, programadores y revisiOn de otros
elementos (válvulas, manómetros etc.) cada 5 años con un costo aproximado de
$ 1700000.
Siendo este valor traducido a 39,35 S/hr.
39,35 S/hr
= 0,0157S/kv
2500 ky/hr
Costo Eléctrico
Potencia instalada de 15 HP a! 100% to que corresponde a 11,22 KWH.
11,22KWHx 12$/KWH = 134,6$/hr
134,6 $/hr
= 0,053 S/ky
2500 ky/hr
Costo del Agua de Caldera
El dato referente a ci costo por m3 de agua tratada para caidera es un estándar que
poseen en base a cálculos previos y esta es de 621 $/m3.
621 $Im3 x 2,5 m3/h = 1552,5 $/hr
1552,5 $/hr
--- = 0,621 $/kv 2500 ky/hr
Finalmente Los costos de generación de un Kgv/hr utilizando gas natural, segün
3.2. COSTOS DE LA MEJORA A REALIZAR
En lo relacionado con el tema de ]as mejoras a realizar, se ha estudiado la posibilidad
de incorporar un economizador, para que este aumente la temperatura del agua de
ingresa a la caldera, de lo cual se obtienen los siguientes datos.
Funcionamiento a Carbon
2500 Kg/hr x (658 Kcal/Kg - 59,98 Kcal/Kg)
--- = 0,72 = 72%
300 Kg/hr x 6895 Kcal/Kg
2500 Kg/hr x (658 KcalKg - 79,9 Kcal/Kg)
mcomb. = --- = 290 Kg/hr
0,72 x 6895 Kcal/Kg
Se puede apreciar que el consumo de carbon, en condiciones de funcionamiento
normal con una temperatura del agua de ingreso a caldera de 60° C aproximadamente
es de 300 Kg/hr. Con el aumento de la temperatura a 80°C este consumo se reduce a
290 Kg/hr, considerando una reducción de consumo correspondiente de 10 Kg/hr de
carbon.
Estos valores obtenidos, at considerarlo en una estructura de costo arroja los
siguientes datos:
10 Kg/hr x 24 hr/dia = 240 Kg/dia
240 Kgldia x 48.4 S/Kg = 11.616 $Idia
11616 $/dIa x 365 dias/año = $ 4.239.840
Al analizar este ahorro de combustible y convertirlo en dinero, esto generan Lin valor
considerable, el cual servirá para Ia adquisición del economizador, siendo este
recuperado en el periodo de un aflo, con to cual ci resto de tiempo seth solo de
economizar combustible y por ende dinero.
3.3. CRITERIOS DE SELECCION
'Ot\
1151
AS
• 7 rj
'\
En tomb a las diversas tecnologIas disponibles para realizar el proceso de
evaporación del agua en las calderas, para la generación de vapor. Es de vital
importancia conocer cual es ci objetivo principal o propósito del proyecto de
evaluación, en relación a esto se deberán reducir las posibilidades que la tecnologIa
ofrece, siendo para el propósito un objetivo principal el generar vapor con
combustible que produzca menor contaminación que el combustible actual (carbon).
Con el objetivo primordial cumplido se deberá encontrar alguna de las tecnologIas de
quemadores que funcione con combustible que produzca la mas baja emisión de
contaminantes y que se encuentre acorde con la realidad económica de la institución,
además de estos criterios principales existen o se deben considerar los criterios de
selección secundarios los cuales en el caso son, ci tema de facilidad de operación del
mecanismo, la posibilidad de generar vapor con un combustible alternativo que preste
La misma funcionalidad o al menos en parte sea funcionaimente similar, con
caracterIsticas en lo posible fáciles de manejar por ci personal que deberá velar por el
buen funcionamiento del equipo de caldera. Poder disponer del combustible sin
problemas, siendo esto un objetivo fundamental para el establecimiento hospitalario,
además de disminuir la necesidad de adquirir nuevas instalaciones que compliquen la
alternativas a seleccionar.
Para lo cual mencionaremos puntos fundamentales que permitieron obtener como
alternativa de solución el quemador de tipo Dual, ci que utiliza como combustibles
Gas Natural y Petróleo. Este ultimo se selecciono pensando en que el establecimiento
posee instalaciones de estanques para almacenamiento del petróleo y sus instalaciones
completas para el buen suministro del combustible al pie de la central térmica,
además de la experiencia que posee ci personal en ci manejo de este tipo de
instalaciones. Siendo estos puntos los que generaron que sea esta alternativa la mas
V.
Figura N° 3.2 : Quernador dual marca COEN.
CpHIy Oil fl
G... Pip.
Figura N° 3.3: Lanza de petrOleo del quemador dual.
Figura N° 3.4 : Esquema en el que se aprecia la distribución de ]as boquillas en un
CAPITULO IV
4.1. PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
4.1.1 Procedimiento para ci mantenimiento preventivo
. De acuerdo al tipo de equipo: critico, sernicritico, no critico. Se designa una
MantenciOn preventiva.
El Jefe del departamento pod rá solicitar cualquier tipo de Mantención preventiva.
. Al realizar el servicio de Mantención preventivo se deberá tener asegurado el
stock de repuestos necesarios y las herrarnientas especiales requeridas. Para ello el
departamento de Mantención y de adquisiciones deberán tener una buena
interacción con el fin de mantener en bodega el stock necesario de los repuestos
que se requieran en las diferentes actividades.
Deberá abrirse una OT para ci servicio preventivo y esta arrojara todo lo que se
estipula en el punto anterior.
El Jefe de Departamento designara al personal idóneo para ejecutar las distintas
actividades.
El Secretario Técnico será encargado de codificar las actividades.
El Jefe de Departamento y el Secretario Técnico controlaran el avance del
servicio.
Al cierre de la OT deberá estar indicado claramente toda la información
solicitada, y debe ser firmada por el responsable de la Mantención y el usuario del
equipo.
4.1.2. Métodos y procedimientos.
A continuación se describen los procesos y documentos internos que tienen relación
con la gestiOn de mantenimiento dentro de la organización.
I .Proceso de Inspección Diario.
Un Informe Diario: Toda máquina, equipo e instrumento que se encuentre bajo
exciusiva responsabilidad del departamento de Mantención debe controlarse
diariarnente Ilenando el documento que se anexa (cartilla MEH-l). Esta tarea la
realiza el operador o encargado del equipo. Cuando se detecta un desperfecto se debe
comunicar inmediatamente a Mantención para que el personal especializado verifique
la falla y se abra una orden de trabajo correspond i ente. En el caso que el equipo
requiera de intervención de personal externo se debe referir en la OT el requerimiento
de éste.
2. Proceso de Análisis de Fallas.
Basado en la información reunida de las inspecciones diarias se puede realizar un
estudio de las fallas.
La Orden de Trabajo: Permite Ilevar un control de las actividades que se realizan en
una máquina u equipo, quien realiza La actividad, fecha en que se realizó, cuanto se
bodega para la salida de materiales que se anexa a la OT, además del tipo de
Mantención que se Ic real izó.
El Informe de Fallas: Este documento se adjunta a la 01 en caso en que la faila sea
del tipo atIpica. Se describe la falia y se codifica. Luego esta servirá como
información histórica de la máquina o equipo.
Solicitud de adquisiciones en ci caso de insuficiencia de Stock de repuestos.
La Solicitud de Adquisición: Este documento se utiliza para abastecer de los
repuestos necesarios, con el fin de tener Stock suficiente y que no sobrepase los
limites permitidos, permitiendo realizar la actividad de manutención cuando se deba.
Esta detalia quien es el consumidor que Ia emite, los artIcuios solicitados, Ia cantidad
y una estimación de los costos que el pedido significa.
Solicitud de Servicios de Personal Externo en ci caso de requerirlos por tratarse de
trabajos especIficos.
La Solicitud de Servicios Externos o Contratistas: Este documento se utiliza para
estabiecer que equipo y de que tipo de servicios se solicita, estimando su prioridad:
urgente, mediana urgencia, sin urgencia.
Además de poseer la referenda del personal externo que se requiere Si se posee
registro de trabajos anteriores o es primera vez que se realizara.
4.2. RECOPILACION DE ANTECEDENTES Y AUDITORIA DEL
MANTENIMIENTO
El primer punto a realizar en la elaboración del programa de Mantención es la
recopilación de antecedentes, información que nos permitirá facilitar la orientación e
implementación de las etapas siguientes del programa. Esto nos permitirá visualizar la
situación del mantenimiento actual.
Con la reunion de antecedentes se debe desarrollar en forma inmediata una auditoria,
la que consta de los siguientes puntos:
. Condición actual del mantenimiento.
• Evaluación del mantenimiento actual.
• DeterminaciOn de Ia productividad del mantenimiento actual.
. Determinación de la condición actual de los sistemas y equipos productivos.
• Determinación del rendimiento actual de los sistemas y equipos productivos.
Todo lo antes mencionado nos permitirá:
Determinar la necesidad de realizar un adecuado plan de mantenimiento
planificado.
Discriminar los equipos que deban formar parte del programa de mantencion
4.2.1 Primera Etapa Recopilación de Información
La primera etapa de elaboración de un plan de mantenimiento es reunir el máximo de
antecedentes siendo éste un paso básico y necesario para la posterior orientación y
facilidad de las acciones a tomar.
Estos antecedentes tienen relación con los siguientes puntos:
El proceso, conociéndolo e identificando el rol de cada uno de los equipos que 10
conforman. El conocimiento de éste debe incluir la disponibilidad de medios
alternativos o que lo reemplacen.
Las unidades funcionales, para determinar la disponibilidad de los equipos y su
adecuaciOn, esto inicialmente porque en relación a al experiencia obtenida se podrá
determinar el realizar variaciones en el sistema para garantizar un mejor servicio del
equipo por parte del departamento de Mantención.
Los recursos con los que dispone el departamento de mantenimiento son:
. Personal.
• Talleres, Oficinas.
Herramientas y materiales.
Repuestos.
Tipo de condiciones a las que se encuentran sometidos los equipos bajo el concepto
de:
• Operación: Manejo y trato.
• Medio ambiental: Humedad, agentes corrosivos, temperatura, polvo, etc.
Estado del equipo: Las condiciones actuales en que se encuentra, el grado de
confiabilidad de servicio.
Datos y antecedentes del equipo:
Procedencia del equipo.
Fecha de adquisición.
Fecha de instalación.
Fabricante y proveedor.
• CaracterIsticas técnicas nominales.
Especificaciones técnicas.
• Tipo de manutención a la que a sido sometido.
• Historial de fallas.
4.2.2. Segunda Etapa Auditorias
El siguiente es el desarrollo de la auditoria la cual consta de los siguientes puntos
4.2.2.1 Situación Actual de Mantenimiento
Como punto de partida se debe establecer en forma estimativa para el sistema
productivo, los porcentajes de Las actividades actuales de mantenimiento que se
desarrollan.
Para lo cual se realiza una tabla de evaluación del mantenimiento actual y su
desempeflo en Las operaciones.
Tabla 4.1 :Tabla para evolución auditorias del mantenimiento actual.
Auditor: Fecha:
% actual estimado % de meta Observación
Mantenimiento Correctivo
Mantenimiento Preventivo
Total 100% 100%
Con la información obtenida a través de Ia tabla, la organización registra los
porcentajes de mantenimiento actual y su meta propuesta. Estos datos servirán como
referenda para la eva!uación de la actividad de mantenimiento que se desarrolle.
4.2.2.2 Evaluación del Mantenimiento Actual
Evaluar la condición actual del mantenimiento que se desarrolla en la organización,
permitiendo analizar en forma general lo realmente existente, demostrando los puntos
de falencias y donde es necesario concentrar y tal vez modificar las actividades de
mantenimiento.
Tabla 4.2 : Tabla para Evaluación del mantenimiento actual
Evaluaciôn del mantenimiento. Auditor:
Fecha:
Tareas Dcto.
Disponible Programa Disponible % Cumplimiento Realizado Por Observaciôn
1 Limpieza.
2 Lubricaciôn
3 Ajustes
4 Lista Chegueo
A Tiempo estimado de Mant. Correctivo
B ~Tiem o estimado de Mant. Preventivol
Procedimiento de Ilenado de los datos por el auditor:
4.3 Existe documento de trabajo disponible (si/no).
4.4 Existe programa de trabajo disponible (si/no).
4.5 El porcentaje de cumplimiento de las tareas.
4.2.2.3 Productividad del Mantenimiento Actual
Determinar La productividad del mantenimiento actual, para posteriormente
compararlo con La productividad esperada, verificando La oportunidad de mejorar.
4.2.2.4. Determinación de la Condición Actual de las Unidades y Equipos
El objetivo fundamental es la evaLuación de unidades y equipos para con esto
verificar los siguientes puntos:
Su confiabilidad.
Capacidad.
Condición general en que se encuentra (limpieza, seguridad, aspecto, etc.)
Estos puntos mencionados se medirán o evaluaran a través de la tabla propuesta.
Tabla 43 Tahia de análisis de condiciones.
Análisis de Condiciones de Unidades y Equipos.
Auditor: Fecha:
Descripción de Equipo:
Lugar de Ubicación:
Condición:
Maio IRegular IBueno lExcelente
1 2 3 4
Confiabilidad: Comentarios
Capacidad ,qué se podrIa realizar? Mejorar desempeño. Comentario
Condición general: Limpieza
Seguridad Apariencia Otros
Total I
Es importante sefIalar, que es dificil evaluar los factores de los cuales depende Ia
efectividad de una unidad si esta no cuenta con registros históricos que permitan
determinar parámetros como son la confiabilidad y la mantenibilidad.
Es para asegurar que todo equipo y unidad se evalué bajo los mismos criterios
Tabla 4.4: Tabla generada para la evaluación de condiciones
TABLA DE CONDICIONES
Escala Condición Posible acción
Bajo toda norma. Muy difIcil de operar
Maio No se ajusta a requerimientos Requiere acción Inmediata
No confiable En puntos generales
No existe mantenimiento Preventivo
Casi aceptable
Regular Bajo normas Requiere acción inmediata
2 No fácil de operar Mejorar funcionamiento
Sucio Limpieza
Muy poco Mantenimiento Preventivo Mantenimiento Preventivo Maquina confiable
Bueno Buena apariencia Posibles acciones
3 Todas las mantenciones se realizaron Ajustar mantenciones
Cumple con normas Mejorara donde sea posible
Se a realizado algo de mejoramiento No dejar gue se deteriore Perfectas condiciones
Excelente Se ye nuevo Utilizar como ejemplo
4 Se ha mejorado equipo No dejar que se deteriore
Se a realizado Mantenimiento
Preventivo
4.2.3. Determinar la Necesidad de Realizar Mantención
A través de esto se pretende determinar la necesidad de incluir este equipo o unidad
de cada uno de los sistemas dentro de los programas de Mantención a desarrollar.
Para esto se deben analizar el mantenimiento actual versus el propuesto.
Con esto se podrá focalizar la cantidad de mantenimiento correctivo y mantenimiento
preventivo. La necesidad de realizar un plan de mantenimiento es eliminar en su
totalidad las actividades de mantenimiento correctivo y aumentar cualquier actividad
de Mantención planificada, aumentando la confiabilidad de los equipos y el
conocimiento que se tenga sobre estos.
4.2.3.1. Mantenimiento Actual
La idea es revisar en forma general los puntos de ineficiencia de las actividades
relacionadas con el mantenimiento que se realiza, además de visualizar los puntos
potenciales donde es necesario concentrar nuestra atención.
Dentro de las actividades de Mantención es rnuy importante contar con
documentación disponible donde se realice una descripción de las actividades y una
programación de estas.
Uno de los puntos fundamentales es el contar con un registro con el numero de horas
a través de esta información que se genera la administración de gestión del
mantenimiento.
4.2.3.2 CondiciOn Actual de los Equipos y unidades
Relacionando los puntos anteriores, evaluar los equipos y unidades de acuerdo a su
confiabilidad, capacidad y condiciones generales.
Con la ayuda de el cuadro de análisis de condiciones de Equipos y unidades analizar
los puntos referenciales.
Anal izar la confiabilidad que se observa de los equipos.
La capacidad de operación con las observaciones del mejoramiento.
Condición general de los equipos en cuanto a apariencia.
Esta información nos permite establecer la condición del equipo o sistema y además
de permitir determinar la necesidad de incluir el equipo dentro del plan de
mantenimiento.
4.2.3.3. La Historia del Equipo
Analizar todas las fallas que sean o puedan ser repetitivas y con esto justificar la
aplicación del mantenirniento para la reducción de las fallas repetitivas. Logrando
reducir a cero tasa de fallas con actividades no programadas.
Esto es fundamental para lograr el buen funcionarniento del plan de mantenimiento.
4.23.4. El costo de las reparaciones de equipos
Realizar un análisis y cuantificar las prdidas provocadas por estas reparaciones
además de cuantificar el impacto que tendrá el realizar una Mantención programada
4.3. IMPLANTACION DEL PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
La idea es implantar un plan de mantenimiento preventivo eficiente y eficaz, donde el
análisis de Mantención de cada uno de los equipos, el desarrollo de pautas de trabajo,
listas de programación, lniciaciOn de historial de los equipos, creación de informes
ütiles, que permitan facilitar y mejorar las labores de Mantención dentro del recinto.
Estas son todas actividades que deben planificarse y desarrollarse cuidadosamente.
Un plan de mantenimiento preventivo que responda a las necesidades del sistema y
que tenga el respaldo de todos los que en ci participan, perinitirá la obtención de
mejores resultados que son reflejados a través del tiempo.
4.3.1. Inventario de Equipos
Los objetivos principales de real izar esa actividad son:
Conocer cada una de las partes constituyentes del sistema, permitiendo ci
buen análisis de las necesidades de Mantención que se realicen.
2 Obtener referencias de las unidades y los equipos que lo conformen, estos
antecedentes particulares de los equipos facilitan la determinación de Las necesidades
especiales de Mantención y elaboración de instrucciones.
3 Verificar que las necesidades y recursos en materia de repuestos, son
consecuentes, permitiendo tomar acciones inmediatas.
