Diseo e implementacin de un plan de mantenimiento para el laboratorio de Ingeniera Elctrica con base en RCM (Reliability Centred Maintenance)

 

Design and implementation of a maintenance plan for the Electrical Engineering laboratory based on RCM (Reliability Centred Maintenance)

 

Desenho e implementao de um plano de manuteno para o laboratrio de Engenharia Eltrica baseado em RCM (Reliability Centered Maintenance)

 

Luis Adrin Gonzlez-Quinez I

luis08oso160@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0001-5026-0028

Flavio Galo Villacrs-Zurita II

g_f_v_z@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0002-5725-7312

Mirna Geraldine Cevallos-Mina III

c_geraldine_1203@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0002-5383-4522

Roxana Jasmine Santilln-Vega IV

roxana_santillan@hotmail.es

https://orcid.org/0000-0003-1718-7572

 

Karla Roxeyine Realpe-Bolaos V

roxy1731@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0003-2364-651X

 

Correspondencia: luis08oso160@hotmail.com

 

Ciencias tcnicas y aplicadas

Artculo de Investigacin

*Recibido: 30 de julio de 2021 *Aceptado: 8 de agosto de 2021 * Publicado: 22 de septiembre de 2021

 

         I.            Mster Universitario en Sistemas Integrados de Gestin de la Prevencin de Riesgos Laborales la Calidad el Medio Ambiente y la Responsabilidad Social Corporativa, Ingeniero de Mantenimiento, Docente Investigador de la Facultad de Ingenieras en la Universidad Tcnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador.

       II.            Egresado de la carrera de Ingeniera Elctrica de la Facultad de Ingenieras en la Universidad Tcnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador.

     III.            Mster Universitario en Prevencin de Riesgos Laborales, Ingeniera Qumica, Docente Investigador de la Facultad de Ingenieras de la Universidad Tcnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador.

    IV.            Ingeniera en Administracin Pblica, Directora Financiera en la Universidad Tcnica Luis Vargas Torres, Esmeraldas, Ecuador.

      V.            Mster Universitario en Direccin y Gestin de Recursos Humanos, Ingeniera Comercial Mencin Administracin de Empresas, Tesorera en la Universidad Tcnica Luis Vargas Torres, Esmeraldas, Ecuador.

 


Resumen

El presente trabajo realizado para el laboratorio de Ingeniera Elctrica de nombre German Prado de la Universidad Tcnica de Esmeraldas Luis Vargas Torres, tiene como fin, identificar los equipos crticos y definir los procedimientos bsicos de mantenimiento que permita alargar la vida til de los equipos y minimizar costes de reparacin. A lo largo de esta investigacin se desarrolla la metodologa basada en RCM por sus silgas en ingls Reliability Centred Maintenance, aplicando anlisis de criticidad y anlisis de modo de efecto y fallo a los equipos y mdulos del laboratorio, los que dieron como resultado las bases para la realizacin de la gua de mantenimiento propuesta. Con ello, se presentan los resultados los mismos que le ofrecen a la Universidad un impacto positivo en relacin al manejo de informacin de mantenimiento y equipos del laboratorio que ayudan a gestionar y economizar costo a mediano y largo plazo.

Palabras claves: Diseo; implementacin; criticidad; anlisis; efecto; fallo; mantenimiento.

 

Abstract

The present work carried out for the Electrical Engineering laboratory called "German Prado" of the Technical University of Esmeraldas "Luis Vargas Torres", aims to identify the critical equipment and define the basic maintenance procedures that allow to extend the useful life of equipment and minimize repair costs. Throughout this research, the methodology based on RCM is developed by its English language Reliability Centred Maintenance, applying criticality analysis and effect and failure mode analysis to the laboratory equipment and modules, which resulted in the bases for the realization of the proposed maintenance guide. With this, the same results are presented that offer the University a positive impact in relation to the management of maintenance information and laboratory equipment that help to manage and save cost in the medium and long term.

Keywords: Design; implementation; criticality; analysis; effect; failure; maintenance.

 

Resumo

O presente trabalho realizado para o laboratrio de Ingeniera Elctrica de nombre German Prado da Universidad Tcnica de Esmeraldas Luis Vargas Torres, tiene como fin, identifique os equipos obrigatoriamente e definir os procedimientos bsicos de mantenimiento que permitem alargar la vida til de los equipos y minimizar costes de reparacin. A lo largo de esta investigao se desarrolla la metodologa basada en RCM por sus silgas en portugus Reliability Centered Maintenance, aplicando analisis de criticidad y analisis de modo de efecto y fallo a los equipos y y y y y y los laboratorio, los que dieron como resultado las bases para la realizacin de la gua de mantenimiento propuesta. Con ello, se presentan los resultados los mismos que le ofrecen to la Universidad un impacto positivo en relacin al manejo de informacin de mantenimiento y equipos del laboratorio that ayudan a gestionar y economizar cost a mediano y largo plazo.

Palavras-chave: Design; implementao; criticamente; anlise; efeito; fracasso; manuteno.

 

Introduccin

La Universidad Tcnica de Esmeraldas Luis Vargas Torres es una institucin que lleva formando profesionales desde hace ms de cinco dcadas, cada semestre los estudiantes de los distintos niveles hacen uso de sus instalaciones para formar se acadmicamente, el laboratorio de ingeniera elctrica es puesto en funcionamiento cada semestre para el uso de los estudiantes de la carrera. El uso de laboratorio infiere un alto flujo de trabajo en la mayora de sus equipos que dependiendo de la materia este aumenta o disminuye, acumulando o alivianando diversas tareas de mantenimiento que son de suma importancia debido que el acumular estas tareas puede provocar un fallo crtico en equipos que pueden ser fundamentales para el funcionamiento del laboratorio.

Por esta razn resulta factible la realizacin de un anlisis de criticidad para determinar equipos crticos y aplicando el anlisis modal de efecto y fallo determinar las gestiones de mantenimiento a realizar especficas para cada mdulo y/o equipo del laboratorio.

Este proyecto provee a la Universidad una gua de mantenimiento que pueden usar para gestionar el mantenimiento de los activos ms importantes del laboratorio, manteniendo la disponibilidad de los mismos para que los estudiantes de futuras generaciones adquieran todos sus conocimientos necesarios para entrar en un mercado que est cada vez ms competitivo. A lo largo de la historia, las gestiones de mantenimiento han tenido muchas facetas, lo cual ha mejorado considerablemente el funcionamiento de sistemas y ha alargado la vida til de los equipos. Sin embargo, es muy comn que al mantenimiento no se le d la debida importancia que requiere, por lo general suele ser poco atendido, a menos que sea un mantenimiento correctivo, es decir que sea inminente una reparacin, lo cual conlleva a costes ms elevados que se podran evitar, optimizando el funcionamiento de estos para alargar su vida til.

Las industrias, fabricas o instituciones tcnicas suelen contar con gestiones de mantenimiento prioritarias para los equipos que suelen ser de costos de fabricacin muy elevados y poco reparables, por otro lado, hay reas y lugares que requieren de un mantenimiento especial que no suele llevarse a cabo como es el caso de los talleres, o laboratorios. En la actualidad la Universidad Tcnica de Esmeraldas Luis Vargas Torres en su facultad de ingenieras cuenta con un laboratorio de ingeniera elctrica con equipos y mquinas elctricas a las que no se les brinda el mantenimiento requerido. Lo cual puede ser visto como una barrera que nos impide desarrollarnos, puesto que la falta de mantenimiento no solo puede causar el deterioro excesivo de los equipos y mquinas, sino que puede llegar a volver una mquina peligrosa al contacto directo. Cuando se trata de mantenimiento de equipos, intervienen varios factores de los cuales el econmico suele ser el ms relevante, lo que muchas veces retrasa las gestiones de mantenimiento.

Estos inconvenientes suelen darse ya sea por falta de presupuesto, informacin o incluso por falta de inters. Casi en todos los casos es menos costoso cubrir el gasto de la respectiva gestin de mantenimiento que cubrir el gasto de un equipo nuevo, aunque no siempre es muy evidente.

El anlisis de la problemtica expuesta nos lleva a plantear nuestra interrogante de investigacin en los trminos siguientes: Como mantener el funcionamiento ptimo del laboratorio de ingeniera elctrica minimizando los costes de mantenimiento?

El objetivo una vez planteadas las interrogantes es el de Disear e implementar un plan de mantenimiento eficaz y eficiente para el laboratorio de ingeniera elctrica de la Faculta de Ingenieras (FACI) de la UTE-LVT, que optimice los recursos tcnicos mediante la planificacin del mantenimiento con base en RCM (Reliability Centred Maintenance).

 

Desarrollo

El laboratorio fue puesto en marcha en 2007 por Guillermo Mosquera Decano de la Facultad y Luis Cifuentes Subdecano de la facultad con la colaboracin tcnica de DIPRELSA y fue nombrado German Prado en honor al gran aporte del estudiante para abrir la carrera de Ingeniera Elctrica, este laboratorio de ingeniera cuenta con un rea de 45m2 y est a cargo del Sr. Simbaa desde entonces.

El laboratorio cuenta con material didctico para las distintas materias pertenecientes a la escuela de ingeniera elctrica como son laboratorio de; Circuitos Elctricos I y II, Electrnica, Maquinas Elctricas I y II, Controles Elctricos Industriales y Automatizacin Industrial.

Actualmente est ubicado:

Edificio central de ingenieras FACI N. B4

Encargado del laboratorio: Sr. Simbaa

Telfono directo: 0980210153.

Figura 1. Croquis del laboratorio (Planta baja), UTELVT.

 

Figura 2. Croquis del laboratorio (Primera planta alta), UTELVT.

 

 

 

Figura 3. Distribucin de equipos y espacio en el laboratorio. Elaborado: Autor.

 

Estructura del laboratorio (German Prado)

Figura 4. Estructura del laboratorio. Elaborado: Autor.

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 1. Distribucin de mdulos en el laboratorio.

 

DISTRIBUCIN DE MDULOS Y EQUIPOS EN EL LABORATORIO

Materias

Circuitos Elctricos I

Circuitos Elctricos II

Electrnica

Maquinas Elctricas I

Maquinas Elctricas II

Controles Elctricos Industriales

Automatizacin Industrial

Mdulos y Equipos

Mdulo didctico de modelo electrotecnia de circuitos elctricos.

Mdulo didctico para pruebas y calibracin de equipos de instrumentacin en sistemas elctricos.

Mdulo didctico de redes de distribucin elctrica hasta 13.KV.

Sistema fotovoltaico para alimentar el circuito de iluminacin y un punto de fuerza del laboratorio.

Mdulo didctico de pruebas en transformadores

Mdulo didctico de entrenamiento para conexionado y medicin de variables de mquinas rotativas

Mdulo didctico de generacin sincrnica.

Mdulo didctico de para adquisicin de datos de un motor de corriente continua.

Mdulo didctico para realizar prcticas de control elctrico industrial.

Mdulo didctico de sistemas de presin constante controlado mediante PLC.

Mdulo didctico de variadores de velocidad y arrancadores suaves controlados por PLC.

Mdulo didctico de autmatas programables PLCs Zelio.

Metodologa

Estudio de indicadores de mantenimiento

Para realizar el estudio de confiabilidad en los equipos se debe realizar un anlisis de histrico de fallas y mantenimientos realizados en el laboratorio para poder as desarrollar los parmetros de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad. Por motivo de falta de un histrico de fallas y mantenimientos en el laboratorio no es posible realizar los clculos de confiabilidad, pero a continuacin se expone los lineamientos a seguir para ser desarrollados a futuro con las bases que ya se plantea en el documento presente.

Estudio de confiabilidad

Si bien no existe un modelo estadstico determinado para predecir el tiempo en el cual ocurre una falla, es posible aplicar anlisis probabilstico que bajo las condiciones de uso en funcin de un tiempo determinan una aproximacin (Acua, 2003).

La confiabilidad depende de la salud de cada componente del laboratorio, tanto del funcionamiento mecnico como elctrico, matemticamente puede definirse como:

Donde:

t= Tiempo de la misin (horas, semanas, das, meses, aos, etc.)

λ= Tasa de Falla

La tasa de fallos λ(t) se puede definir como:

La tasa de fallos consiste en una frecuencia de fallos, expresado en fallos por hora. El comportamiento de La tasa de fallos λ(t) suele seguir normalmente una evolucin con el tiempo parecido al representado en la denominada curva de la baera, Figura 6 (Acua, 2003).

La relacin entre la funcin confiabilidad y la probabilidad de falla se muestra en la Figura 9.

Figura 5. Grafica de funcin confiabilidad y probabilidad.

 

 

Disponibilidad

Para hallar la disponibilidad se suelen usar varias frmulas de clculo, en las que el tiempo calendario se camia por el tiempo disponible, siendo el tiempo disponible la diferencia entre calendario y paradas programadas (Acua, 2003).

Donde:

MTTF: Tiempo promedio que funciona el elemento antes de fallar.

MTTR: Tiempo medio entre reparaciones.

 

Mantenibilidad

Para calcular la mantenibilidad se debe determinar el promedio de reparacin TPPR, que cuantitativamente se refiere a la facilidad con que se repara el equipo o mquina.

Se define como:

Aplicacin de RCM

Tabla 2. Listado de componentes de mdulo de generacin sincrnica, Autor (Para los dems mdulos ver Anexo D-).

MODULO/ EQUIPO

COMPONENTES

ELEMENTOS

MODO DE FALLO

CAUSA DE FALLO

EFECTO DE FALLO

 

MDULO DIDCTICO DE GENERACIN SINCRNICA

Contactor

Bobina

Contacto a masa

Desgaste del aislante

Contactos en cortocircuito

Contactos primarios

Sulfatacin de contactos

Mal contacto

Perdida del circuito de fuerza

Contactos mviles

Sulfatacin de contactos

Mal contacto

Perdida del circuito de mando

Medidores analgicos (voltmetros/ ampermetros)

Aguja

Descalibracin de la aguja

Exceso de corriente/ voltaje

Medicin errnea

Bimetal

Sobrepasar el lmite nominal de medicin

Exceso de corriente/ voltaje

Medicin errnea

Pulsadores NA y NC industriales

Mecanismo de presin

No se acciona

Desgaste por el uso

Impide el funcionamiento del equipo

Resorte

Se queda presionado el botn

El resorte perdi sus propiedades

Impide el funcionamiento normal del equipo

Contactos

Sulfatacin de contactos

Mal contacto

Perdida del circuito de fuerza

Interruptores tipo paco

Perilla

Deja de girar

Ruptura de la base

No cambia de posicin

Contactos de Entrada/Salida

Sulfatacin de contactos

Mal contacto

Perdida del circuito de fuerza

Leds industriales

Leds/tapa

No emite luz

Exceso de suciedad

Circuito sin sealizacin

Led quemado

Mal contacto en borneras

Enchufe industrial

Cobertor aislante

Fuga de tensin elctrica

Mal ajuste de terminales

Tensin expuesta

Cobertor partido

Cableado

Cables

No conduce

Mal contacto

Impide que funcione el circuito

Cable cortado

Terminales

Mal contacto

Desajuste de terminales

Sobrecalentamiento de empalme

PLC Ge Fanuc

Modular

Fallas en mdulos de E/S y dispositivos remotos.

Transistores o rels quemados por sobrecarga

El mdulo del PLC deja de funcionar

CPU

Memoria daada

interferencias electromagnticas o de radiofrecuencia

PLC no operativo

Interruptor termomagntico

Sistema bimetlico interno

Sobrepasar el lmite nominal de ruptura

Exceso de corriente

Cortocircuito interno

Contactos

Sulfatacin de contactos

Mal contacto

Perdida del circuito de fuerza

Motor elctrico

Rotor

Friccin

Eje desalineado

Sobrecalentamiento

Vibracin excesiva

Estator

Friccin

Estator desalineado

Sobrecalentamiento

Vibracin excesiva

Rodamientos

Friccin

Rodamientos partidos

Vibracin excesiva

Fata de lubricacin

Desgaste excesivo

Carcaza

Carcaza estropeada

Golpe/Desajuste

Vibracin/ rotura

Nota: Para ms informacin sobre los dems ver Anexos, D H.

 

Anlisis de criticidad

Usando como criterio la matriz de criticidad de la Tabla 8 y el flujograma de criticidad de la Figura 10 se obtiene las tablas de anlisis crtico pertenecientes a los mdulos y equipos de trabajo del laboratorio.

Tabla 8. Matriz de criticidad.

A continuacin, el flujograma desglosa la matriz de criticidad analizando los tems nombrados en la misma.

Figura 10. Flujograma de tems en la matriz de criticidad.

Anlisis de criticidad de mdulos

Tabla 9. Anlisis de criticidad de mdulo de generacin sincrnica.

ANLISIS DE CRITICIDAD PARA MDULO DIDCTICO DE GENERACIN SINCRNICA

COMPONENTES

S&S

MA

C&P

TO

P

TBF

MT

CRITICIDAD

Contactor

C

C

B

B

B

A

C

NC

Medidores analgicos

C

C

C

B

C

A

C

NC

Pulsadores NA y NC industriales

C

C

B

B

B

A

C

NC

Interruptores tipo paco

C

C

B

B

B

A

C

NC

Leds industriales

C

C

C

B

C

-

-

NC

Enchufe de la fuente

A

-

-

-

-

-

-

C

Cableado

B

C

C

B

A

A

B

SC

PLC Ge Fanuc

C

C

A

-

-

-

-

C

Interruptor termomagntico

B

C

C

B

A

A

C

SC

Motor elctrico

C

C

B

B

B

A

A

C

 

FMEA, Tablas de ndice de prioridad de riesgo de mdulos

Tabla 3. FMEA en mdulo de generacin sincrnica.

MODULO/

EQUIPO

COMPONENTES

ELEMENTOS

Evaluacin

Severidad

Ocurrencia

Deteccin

IPR

 

MDULO DIDCTICO DE GENERACIN SINCRNICA

Contactor

Bobina

7

2

4

56

Contactos primarios

6

4

5

120

Contactos secundarios

4

3

5

60

Medidores analgicos (voltmetros/ ampermetros)

Aguja

1

3

9

27

Bimetal

1

1

10

10

Pulsadores NA y NC industriales

Mecanismo de presin

7

5

5

175

Resorte

3

5

7

105

Contactos

4

3

5

60

Interruptores tipo paco

Perilla

7

4

4

112

Contactos de Entrada/Salida

4

3

5

60

Leds industriales

Leds/tapa

4

5

2

40

Enchufe de la fuente

Contactos

9

6

1

54

Cableado

Cable

3

2

5

30

Conector macho/hembra

4

7

8

224

PLC Ge Fanuc

Modular

7

3

4

84

CPU

7

3

2

42

Interruptor termomagntico

Sistema bimetlico interno

1

5

10

50

Contactos

6

4

5

120

Motor

Rotor

6

3

6

108

Estator

6

2

6

72

Rodamientos

6

6

6

216

Carcaza

3

5

5

75

 

 

Resultados

Tabla de mantenimiento

En el estudio del mantenimiento del laboratorio basado en la confiabilidad y ms concretamente en el estudio del mantenimiento predictivo aplicado a los equipos y mdulos del laboratorio German Preado, se obtuvo la Tabla 11 en la que constan las tareas de mantenimiento a realizar de forma anual para garantizar el funcionamiento ptimo y la fiabilidad de los equipos durante ambos periodos acadmicos de la universidad. No obstante, un equipo puede averiarse por mala prctica, para ello el encargado de laboratorio debera seguir el procedimiento presentado en el flujograma de la Figura 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 11. Flujograma de proceso de mantenimiento de equipos. Elaborado: Autor.

 

 

 

 

 

 

Tabla 4. Plan de mantenimiento preventivo para el laboratorio de Ingeniera Elctrica.

PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA EL LABORATORIO DE INGENIERA ELCTRICA

EQUIPOS

SECTOR

TAREAS

Cualificacin

Periodicidad

Tiempo P/u

Contactor

Mecnico

Pruebas mecnicas de funcionamiento

1 Tcnico

4 meses

15 min

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

45 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

1 Tcnico

4 meses

45 min

Medidores analgicos

Mecnico

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

45 min

Chequeo de movilidad de aguja

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de medicin

1 Tcnico

4 meses

30 min

Calibracin

1 Tcnico

6 meses

1h

Pulsadores NA y NC industriales

Mecnico

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Chequeo de mecanismo de presin

1 Tcnico

4 meses

15 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Cheque de continuidad en borneras

1 Tcnico

4 meses

30 min

Interruptores tipo paco

Mecnico

Chequeo de mecanismo de giro

1 Tcnico

4 meses

15 min

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Cheque de continuidad en borneras

1 Tcnico

4 meses

15 min

Leds industriales

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de continuidad en borneras

1 Tcnico

4 meses

30 min

Enchufe de la fuente

Mecnico

Chequeo de carcaza y aislante

1 Tcnico

4 meses

15 min

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de continuidad en borneras

1 Tcnico

4 meses

30 min

Cableado

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete de terminales

1 Tcnico

4 meses

45 min

Reordenamiento del cableado de mando y fuerza

1 Tcnico y 1 ayudante

12 meses

1 h

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

30 min

Pruebas de continuidad elctrica

1 Tcnico

12 meses

30 min

PLCs

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

45 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

1h

Actualizacin de software

1 Tcnico

6 meses

1h

Interruptor termomagntico

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

45 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de continuidad en borneras

1 Tcnico

4 meses

1545 min

Motores elctricos

Mecnico

Pruebas mecnicas del funcionamiento del motor

1 Tcnico 1 ayudante

6 meses

45 min

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

45 min

Cambio de rodamientos

1 Tcnico 1 ayudante

12 meses

1 h

Lubricacin de partes mviles

1 Tcnico 1 ayudante

2 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Prueba de sistema de arranque y parada

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

45 min

Variador de velocidad VFD-L

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

1 Tcnico

4 meses

30 min

Electrovlvulas

Mecnico

Limpieza de vlvula

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

45 min

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Pruebas de apertura y cierre

1 Tcnico

4 meses

30 min

Tubera

Mecnico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de uniones

1 Tcnico

4 meses

30 min

Recirculacin de fluidos

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

30 min

Pantallas HMI Crimnos

Mecnico

Limpieza de panel tctil

1 Tcnico

4 meses

15 min

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Pruebas de funcionamiento de pantalla

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

45 min

Trasmisor de presin siemens

Mecnico

Calibracin de transmisor

1 Tcnico

6 meses

1h

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de medicin

1 Tcnico

4 meses

15 min

Caudalmetro

Mecnico

Calibracin de Caudalmetro

1 Tcnico

6 meses

1h

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de medicin

1 Tcnico

4 meses

15 min

Temporizador analgico

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de temporizador

1 Tcnico

4 meses

15 min

Rel trmico

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de parmetros nominales

1 Tcnico

4 meses

30 min

Sensor ptico

Mecnico

Calibracin de sensor

1 Tcnico

6 meses

1h

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de medicin

1 Tcnico

4 meses

15 min

Multmetro Digital KM-96E

Mecnico

Calibracin de sensor

1 Tcnico

6 meses

1h

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de medicin

1 Tcnico

4 meses

15 min

Potencimetro

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Elctrico

Inspeccin Visual

1 Tcnico

4 meses

15 min

Chequeo de resistencia hmica

1 Tcnico

4 meses

45 min

Transformadores

Mecnico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

1 Tcnico

4 meses

30 min

Limpieza bobinados

1 Tcnico 1 ayudante

4 meses

30 min

Elctrico

Chequeo de resistencia hmica

1 Tcnico

6 meses

45 min

Medicin de continuidad ncleo/bobinas

1 Tcnico

6 meses

30 min

 

 

Figura 6. Proceso de uso y gestin de equipos.

 

 

 

Orden de trabajo

Tabla 5. Orden de trabajo.

Indicadores de cumplimiento

Estos indicadores de cumplimiento se adjuntan a la tesis para estimar el mantenimiento anual cuando se realicen dichas tareas, esto permitir mantener el registro de mantenimiento y contar con un porcentaje de actividades realizadas.

Tabla 6. Indicadores de cumplimiento.

INDICADORES DE CUMPLIMIENTO

Equipos/Componentes

Actividades

Periodicidad

Total de Actividades Anual

Total de Actividades Cumplidas

Porcentaje de Actividades Cumplidas

Contactor

Pruebas mecnicas de funcionamiento

4 meses

3

0%

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

4 meses

3

0%

Medidores analgicos

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Chequeo de movilidad de aguja

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de medicin

4 meses

3

0%

Calibracin

6 meses

2

0%

Pulsadores NA y NC industriales

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Chequeo de mecanismo de presin

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Cheque de continuidad en borneras

4 meses

3

0%

Interruptores tipo paco

Chequeo de mecanismo de giro

4 meses

3

0%

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Cheque de continuidad en borneras

4 meses

3

0%

Leds industriales

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de continuidad en borneras

4 meses

3

0%

Enchufe de la fuente

Chequeo de carcaza y aislante

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de continuidad en borneras

4 meses

3

0%

Cableado

Limpieza de bornes y reapriete de terminales

4 meses

3

0%

Reordenamiento del cableado de mando y fuerza

12 meses

1

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de continuidad elctrica

12 meses

1

0%

PLCs

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

4 meses

3

0%

Actualizacin de software

6 meses

2

0%

Interruptor termomagntico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de continuidad en borneras

4 meses

3

0%

Motor elctrico

Pruebas mecnicas del funcionamiento del motor

6 meses

2

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Cambio de rodamientos

12 meses

1

0%

Lubricacin de partes mviles

2 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Prueba de sistema de arranque y parada

4 meses

3

0%

Variador de velocidad VFD-L

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de funcionamiento elctrico con carga

4 meses

3

0%

Electrovlvulas

Limpieza de vlvula

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de apertura y cierre

4 meses

3

0%

Tubera

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de uniones

4 meses

3

0%

Recirculacin de fluidos

4 meses

3

0%

Pantallas HMI Crimmson

Limpieza de panel tctil

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Pruebas de funcionamiento de pantalla

4 meses

3

0%

Trasmisor de presin siemens

Calibracin de transmisor

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de medicin

4 meses

3

0%

Caudalmetro

Calibracin de Caudalmetro

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de medicin

4 meses

3

0%

Temporizador analgico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

6 meses

2

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de temporizador

4 meses

3

0%

Rel trmico

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de parmetros nominales

4 meses

3

0%

Sensor ptico

Calibracin de sensor

4 meses

3

0%

Limpieza de contactos, bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de medicin

4 meses

3

0%

Multmetro Digital KM-96E

Calibracin de sensor

4 meses

3

0%

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de medicin

4 meses

3

0%

Potencimetro

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

4 meses

3

0%

Inspeccin Visual

4 meses

3

0%

Chequeo de resistencia hmica

4 meses

3

0%

Transformador de corriente

Limpieza de bornes y reapriete del mismo

12 meses

1

0%

Limpieza bobinados

4 meses

3

0%

Chequeo de resistencia hmica

12 meses

1

0%

Medicin de continuidad ncleo/bobinas

4 meses

3

0%

Resultados de indicadores de cumplimiento

 

TAREAS ANUALES

PORCENTAJES

ACTIVIDADES ANUALES

238

100%

ACTIVIDADES ANUALES CUMPLIDAS

0

0%

PORCENTAJE MINIMO DE TAREAS ANUALES ASMIRADAS

95%

 

 

 

 

Figura 7. Grafica de indicadores de cumplimiento.

 

 

Lista de chequeo

CHEQUEO MENSUAL PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS

UNIVERSIDAD TCNICA DE ESMERALDAS LUIS VARGAS TORRES

LABORATORIO DE INGENIERA ELCTRICA

Fecha:

Encargado de Laboratorio:

 

 

Firma:

 

FACULTAD DE INGENIERAS (FACI)

Lista de chequeos bsicos de equipos

Horas de funcionamiento

Cumple

No cumple

Falla detectada

Observacin

Si

No

Mdulo didctico de generacin sincrnica

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Mdulo didctico de sistemas de presin constante controlado mediante PLC

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Mdulo didctico para realizar prcticas de control elctrico industrial

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Mdulo didctico de variadores de velocidad y arrancadores suaves controlados por PLC 1

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Mdulo didctico de autmatas programables PLCs Zelio

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Mdulo didctico de variadores de velocidad y arrancadores suaves controlados por PLC 2

 

Niveles de tensin correspondientes

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes elctricas

 

 

 

 

 

Equipos de proteccin regulados y en buen funcionamiento

 

 

 

 

 

Motores elctricos

 

Revisin de carcaza en buen estado

 

 

 

 

 

 

Encendido normal del equipo

 

 

 

 

 

Buen funcionamiento de sus partes mecnicas

 

 

 

 

 

Chequeo de lubricacin de la maquina

 

 

 

 

 

Chequeo de vibracin en la maquina

 

 

 

 

 

 

 

Etiquetado con Cdigo QR

Parte de la propuesta consiste en etiquetar los equipos con cdigo QR para administrar los activos del laboratorio de forma ms simples y eficientes. Un cdigo QR consiste en un cdigo de barras bidimensional en forma cuadrada, en la que se alojan los datos codificados. Generalmente esos los datos suelen ser enlaces a un sitio web (URL). (Unitag QR, s. f.)

En la actualidad, la codificacin QR se pueden ver en cartas de restaurante, carteles, revistas, entre otros. Cada persona puede detectar fcilmente estos cdigos de barras al alrededor. Los cdigos QR nos permite interactuar con el mundo a travs de su smartphone, ya que extiende los datos a disposicin de cualquier objeto fsico y crean una medida digital.

Etiquetar los equipos del laboratorio permitir tener ms control de los mdulos y equipos con los que se cuenta, adems da la opcin tanto al estudiante como al docente a informarse desde su telfono mvil y conocer el equipo o el mdulo antes, durante o despus de usarlo.

Para ello se asign 3 fichas tcnicas a 3 equipos de muestra, el cdigo QR correspondiente a cada equipo permite acceder a la informacin almacenada previamente. Ante esto pueden surgir las preguntas como.

Qu tengo que hacer para acceder a la informacin del cdigo QR?

Actualmente todos o en su mayora tienen un telfono inteligente los cuales cuentan con un lector de cdigo QR integrado, para usarlo solo se debe abre la aplicacin, y se apunta la cmara hacia el cdigo QR y este al leerlo lo redireccionara hacia un archivo PDF que cuenta con la informacin del equipo.

 

Necesito internet?

Lamentablemente es necesario que cuente con internet para poder acceder a la informacin contenida en el cdigo QR, sin embargo, tiene varias alternativas: la primera es tomarle foto al cdigo y abrirlo en un lugar en el que pueda acceder a internet, la segunda es dirigirse a los Anexo A - D de este documento, donde podr encontrar las fichas tcnicas de todos los equipos del laboratorio.

Para qu me sirve?

Esto les permite contar con informacin valiosa del equipo o mdulo del laboratorio que desee conocer, como por ejemplo Qu es? Cmo funciona? Qu puedo hacer con l? Cules son sus caractersticas tcnicas? Esto sin lugar a duda resulta de gran utilidad, tanto para no daar los equipos del laboratorio como para hacer que el usuario interacte directamente con el equipo y relacione visualmente con la teora aprendida en clases, esto independientemente de si es el docente, estudiante o alguien que desee informarse acerca de los equipos contenidos en el laboratorio.

Para crear las imgenes de cdigos QR se us el sitio web https://www.qrcode-monkey.com/es que nos permite crear y enlazar el cdigo a una URL, un texto, un email entre otros. Para este proyecto se enlazo a la nube de Google Drive donde se almacenaron los archivos PDF que contenan la ficha tcnica de los respetivos equipos. Siendo una cuenta de Google para acceder a ella y poder agregar un nuevo equipo en un futuro se adjunta correo y contrasea de la cuenta.

Correo: faci.laboratorio.el@gmail.com

Contrasea: Facultad1electrica

 

Modernizacin de equipos

Luego del anlisis realizado en los mdulos de trabajo del laboratorio resulta cuestionable la eficiencia de ciertos equipos de trabajo, los cuales presentan problemas debido al tiempo ya trascurrido que los ha vuelto obsoletos, imposibilitando que puedan cumplir la funcin para la que fueron diseadas. Estos inconvenientes suelen ser no reparables, como por ejemplo la incompatibilidad del equipo con sistemas ms modernos o simplemente poca eficiencia debido a las mejoras tecnolgicas en el mercado.

El marcado tecnolgico avanza constantemente por ello es recomendable que se mantenga actualizado los equipos que lo requieren para evitar que queden no operativos. A continuacin, se muestran los equipos que deberan ser remplazados por su incapacidad de funcionamiento ptimo, ejemplo de ello:

 

 

 

 

 

 

 

Osciloscopio Precision Model 1470

Figura 15. Osciloscopio Precision Model 1470

Osciloscopio Digital Rigol DS1054Z50

Figura 14. Osciloscopio Digital Rigol DS1054Z 50

 

Como se puede ver en la Figura 15 es un equipo no solo capaz sino completo, que sin duda ser de gran utilidad, cuenta con de cuatro canales y un ancho de banda 50 MHz, adems pertenece a la clase econmica de nueva generacin de osciloscopios digitales por lo que su precio no es muy costoso. 

PLC Zelio Schneider

Figura 16. PLC Zelio Schneider

PLC S7-1200

Figura 17. PLC S7-1200

 

El PLC de la Figura 16 pertenece al mdulo de laboratorio presentado en Anexo G de nombre Mdulo didctico de autmatas programables PLCs Zelio este mdulo a pesar de que funciona, debido a la antigedad del PLC el cable no es compatible con los puertos modernos de un pc actual, al cambiarlo por un SIMATIC S7-1200 se garantiza una operatividad fiable por muchos aos ms y debido a su eficiente y a su amplia gama de funciones tecnolgicas.

 

 

 

 

PCs del laboratorio

Figura 19 CPUs del laboratorio.

PC Optiplex 7080

Figura 18 PC Optiplex 7080.

Las computadoras mostradas en la Figura 18 son de bajo rendimiento por lo que no suelen ejecutar un sistema operativo actual como lo es como Windows 10, lo que limita el uso de programas necesarios para laboratorio, por otro lado, gama Optiplex est preparada para preparada para usar cualquier programa de simulacin y diseo adems esta presta para conectividad con los PLC actuales y antiguos.

Normativa aplicada en el documento

De acuerdo con las normas internaciones para el mantenimiento basado en RCM se debe usar la Norma SAE JA1011 que nos brinda criterios de evaluacin para procesos de mantenimiento centrado en confiabilidad, con el objetivo de garantizar que los materiales, productos, procesos o en este caso servicios sean ptimos y seguros. (SAE International, 2009)

Otra de las normas internacionales generalmente usadas en mantenimiento es la (ISO 9.000) sobre calidad que engloba la ISO 9.001, 9002, 9003 9004, la (ISO 31.000) de riesgo, la (ISO 14.000) de medio ambiente y por ltimo la (ISO 50.000) para gestin de la energa. Estas normas nos brindan infamacin y nos orientan acerca de los mtodos y prcticas de expertos calificados, por ello resulta de suma importancia su aplicacin (ISOTOOLS, s. f.).

 

Conclusiones

Mediante estas herramientas proporcionadas, la Universidad podr tomar decisiones ms acertadas y ptimas para el laboratorio de ingeniera elctrica, con la planificacin, programacin y ejecucin planteada acorde con el contexto operacional de los equipos.

 

Dentro del laboratorio se cuenta con mdulos y equipos de trabajo dentro de los cuales hay equipos similares o de iguales caractersticas en las que las gestiones de mantenimiento son las mismas lo cual permite simplificar la metodologa usada.

Como se ha mostrado a lo largo del estudio los equipos y componentes con partes mviles ejemplo de ello los motores, el laboratorio cuenta con 9 motores de los cuales ms de la mitad presentaba una falta de lubricacin, que, si bien puede parecer algo simple, estas suelen desencadenar una serie de fallos como friccin interna por eje desalineado lo cual puede provocar un contacto a masa y en consecuencia quemar el motor.

Como se mencion antes hay equipos que se desgastan por el uso que se les brinda, no obstante, tambin hay equipos a los cuales no se les brinda atencin y permanecen sin uso al punto que terminan quedando no operativos ya sea por falta de uso o porque el personal no se encuentra capacitado para usarlo.

 

Referencias

1.      Acua, J. (2003). Ingeniera de confiabilidad Editorial Tecnolgica de Costa Rica (Primera edicin). https://editorial.tec.ac.cr/catalogo/ingenieria-de-confiabilidad/#gsc.tab=0

2.      Bellov, M. B., Ramos, R. M. O., & SEAT, S.A. (2004). NTP 679: Anlisis modal de fallos y efectos. AMFE.

3.      Cumbre B. AMFE. (s. f.). Anlisis modal de fallos y efectos (AMFE). http://evirtual.uaslp.mx/FCQ/farmaciahospitalaria/Documents/amfe_para_correo.pdf

4.      Delgado Banguera, M. P. (2014). Diseo y construccin de un mdulo didctico de sistemas de presin constante controlado mediante PLC para el laboratorio de sistema de control automtico. Universidad Tcnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas.

5.      Garrido, S. G. (s. f.). RCM y objetivos. Renovetec. Recuperado 5 de noviembre de 2020, de http://mantenimiento.renovetec.com/plan-de-mantenimiento/121-rcm-y-sus-objetivos

6.      Grajales, D. M., Snchez, Y. O., & Pinzn, M. (2006). La confiabilidad, la disponibilidad y la mantenibilidad, disciplinas modernas aplicadas al mantenimiento. Scientia et Technica Ao XII, No 30, 2-6.

7.      ISOTOOLS. (s. f.). Norma ISO 31000 sobre Gestin de Riesgos. Recuperado 18 de noviembre de 2020, de https://www.isotools.org/2018/10/15/resumen-nueva-norma-iso-31000-gestion-riesgos/

8.      Pedrique, J., & Mario, S. (s. f.). Operaciones de mantenimiento y fallas en equipos [Engineering]. Recuperado 5 de noviembre de 2020, de https://www.slideshare.net/JesusPedrique/operaciones-de-mantenimiento-y-fallas-en-equipos

9.      Quiones Corts, J. J. (2012). Implementacin de la metodologa de confiabilidad anlisis de criticidad en los laboratorios clnicos y de inmunologa y biologa molecular. Universidad Industrial de Santander. http://tangara.uis.edu.co/biblioweb/tesis/2012/142931.pdf

10.  Renovetec. (2018). Tipos de mantenimiento. www.renovetec.com. http://www.renovetec.com/590-mantenimiento-industrial/110-mantenimiento-industrial/305-tipos-de-mantenimiento

11.  SAE International. (2009). Society of Automotive Engineers, SAE JA1011: Evaluation criteria for reliability-centered maintenance (RCM) processes. Warrendale: SAE International, 4.

12.  Unitag QR. (s. f.). Cdigo QR. Unitag. Recuperado 17 de noviembre de 2020, de https://www.unitag.io/es/qrcode/what-is-a-qrcode

13.  Viveros, P., Stegmaier, R., Kristjanpoller, F., Barbera, L., & Crespo, A. (2013). Propuesta de un modelo de gestin de mantenimiento y sus principales herramientas de apoyo. Ingeniare. Revista chilena de ingeniera, 21(1), 125-138. https://doi.org/10.4067/S0718-33052013000100011.

 

 

2019 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).

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