ISSN 1409-2980
PRECIO ¢2 000
Necesidad de tecnologías limpias de mantenimiento
Año 14, Nº 78 JULIO-AGOSTO 2011
Medición de la velocidad del motor eléctrico
Lavadoras de aire: aplicación práctica de un proceso adiabático
Capacitación continua ACIMA Julio-Diciembre
Todas las actividades tienen cupo limitado Para más información e inscripciones: www.acimacr.com / GT Arte Editorial: Teléfono (506) 2251-4646
Curso
Instructor
Fechas
Julio 2011 Sistemas especiales de protección contra incendios Espuma NFPA 11, CO2 NFPA 12, Aspersores NFPA15
CPI. Efraín Villalobos Arias, Certificado especialista en protección contra incendios NFPA, Cód. 138
Del 12 al 13 julio
Definición del modelo de gestión de activos basados en la norma BSI-PAS-55
Ing. Daniel Ortiz, Colombia
Del 16 al 19 agosto
DESARROLLO DE PLAN ESTRATEGICO. Cómo aplicar esta herramienta básica para el profesionalismo de sus departamentos u organizaciones
Ing. Eduardo Díaz, Costa Rica
Martes y jueves 16, 18, 23 y 25 agosto (noches)
Lubricación de maquinaria I
Ing. Gerardo Trujillo C.
Del 30 de agosto al 1 de setiembre
Agosto 2011
Setiembre 2011 Gira técnica a España
Junta Directiva
29 agosto al 10 de setiembre
Revisión del diseño, selección y especificación de materiales de equipos fijos y cañerías basada en riesgo
Dr. Ing. Mario Solari, Argentina
Del 5 al 9 setiembre
Código Gas Licuado de Petróleo (LPG), NFPA 58
Ing. Juan Pablo Arias Cartín, Costa Rica
Del 12 al 13 setiembre
Curso ASME VIIi
Instructor certificado ASME
Del 19 al 23 setiembre
Sistemas de detección y alarmas, NFPA 72
CPI. Efraín Villalobos Arias, Certificado especialista en protección contra incendios NFPA, Cód. 138
Del 27 al 28 setiembre
Octubre 2011 Liderazgo para jefaturas y supervisores
Ing. Eduardo Díaz, Costa Rica
Martes y jueves 4, 6, 11 y 13 octubre (noches)
Taller Ahorro energético, Módulo V
Ing. Ramón Rosas, México
Del 12 al 14 Octubre
Redes LAN Inalámbricas
Ing. Alipio Caro, Colombia
Del 18 al 20 octubre
Noviembre 2011 Aire acondicionado y refrigeración mecánica
Ing. Carlos Calderón B., Costa Rica
Del 1 al 1 noviembre
ASME A17 Elevadores y escaleras mecánicas
Instructor certificado ASME
Del 7 al 11 noviembre
Taller Ahorro energético, Módulo VI
Ing. Ramón Rosas, México
Del 5 al 7 diciembre
Premio ACIMA quinta edición
Junta Directiva
Jueves 8 diciembre
Diciembre 2011
Actualice sus conocimientos y descubra el potencial que la industria de la lubricación tiene para hacer su maquinaria más confiable a la vez que reduce el consumo de lubricantes y respeta el medio ambiente. Este seminario descubre los avances de la tecnología de la lubricación y los aditivos para permitirle aprovechar su desempeño en beneficio de sus equipos. Nuestros instructores logran presentar el seminario con un perfecto equilibrio entre los conocimientos teóricos de las nuevas tecnologías y analogías con ejemplos prácticos para que Usted pueda aplicar estos conocimientos en su planta de forma inmediata.
Tópicos del seminario: • Los lubricantes en el Proceso de la Confiabilidad de la Maquinaria • Lubricación y tribología • Nuevas Tecnologías de Básicos Lubricantes – Minerales, Sintéticos y Semi-sintéticos • Aditivos – Funciones y Efectos en el Desempeño del Lubricante • Degradación de Lubricantes por Agotamiento de Aditivos • Espesante de las Grasas • Fluidos Hidráulicos • Lubricación de Cables y Cadenas Instructor: Ing. Gerardo Trujillo Corona
• Principales Propiedades de las Grasas • Lubricantes Grado Alimenticio y Amigables al Ambiente • Clasificación de Lubricantes por Viscosidad • Selección y Uso de Lubricantes Automotrices • Lubricantes para Cojinetes y Rodamientos • Lubricantes para Engranes Industriales • Lubricantes para Compresores • Lubricantes para Turbinas Hidráulicas, a Gas, Vapor y Eólicas • Lubricantes para Acoplamientos Mecánicos
Duración: 24 horas Horario: de 8am a 5pm
Inversión: US $960 (novecientos sesenta dólares) Depósito bancario en el Banco Nacional a la cuenta en dólares 200-02-053-005704-1 Usted Recibe:
El pago de su cuota le proporciona el mejor entrenamiento disponible a nivel mundial, además de: • Manual del Seminario • Incluye copias de las láminas de la presentación • Tablas y casos de estudio – Indispensable como referencia en su trabajo • Certificado de participación • Coffe breaks durante el seminario y almuerzo al medio día Información y registro al seminario: Conexión Mantenimiento Alejandra Zúñiga A. Telefax: 2292-1179 Email: revistamantenimiento@ice.co.cr
Lugar: Hotel Torremolinos Ubicado del Banco de Costa Rica (Paseo Colón) 300 metros al norte
3
Publicación bimestral cuyo objetivo es vincular al profesional que se desempeña en el campo de la ingeniería de mantenimiento con los últimos avances tecnológicos y administrativos en su campo de acción, así como informarle de los nuevos productos y servicios que constan temente se mejoran y desarrollan.
Índice 5
Con los lectores
6
Necesidad de tecnologías limpias de mantenimiento
10
Prevención de las fallas de los motores trifásicos de inducción mediante una adecuada selección Segunda parte
Consejo Editorial Ignacio Del Valle Granados Marcela Guzmán Ovares Guillermo Marín Rosales Alberto Romero Rivas
15
El Premio ACIMA
16
Medición de la velocidad del motor eléctrico
Mercadeo y Ventas Conexión Mantenimiento Tel. 2292-1179 alejandrazu@costarricense.cr revistamantenimiento@ice.co.cr
18
Las huellas de un soñador • El ingeniero Augusto Oguilve Pérez sobresalió en una obra histórica
20
Lavadoras de aire: aplicación práctica de un proceso adiabático
22
KAIZEN: Preparación, ejecución y seguimiento
22
En otra cosa… Opiniones ajenas
Director Julio Carvajal Brenes
Edición gráfica e impresión GRAFOS S.A. Tel.: 2551-8020 / Telefax: 2552-8261 E-mail: info@grafoslitografia.com
Mantenimiento es el vocero oficial del Comité Panamericano de Ingeniería de Mantenimiento (COPIMAN) y de la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA).
6
Cualquier reproducción debe citar la fuente Los autores de los artículos o los entrevistados son los responsables de sus opiniones. Teléfono (506) 2292-1179
Mantenimiento es un producto de Tecnología Para el Mantenimiento S.A.
San José, Costa Rica
4
18
20
Con los lectores
editorial
Los primeros 20 años de ACIMA El pasado 9 de mayo se cumplieron veinte años de la fundación de la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA). En la actividad de cumpleaños participaron fundadores de la Asociación, exdirectivos y directivos actuales, autoridades del Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos (CFIA), invitados especiales, amigos de la Asociación, estudiantes avanzados de ingeniería, profesionales colaboradores y público en general. Fue este un marco propicio para resumir el quehacer de ACIMA y compartir la forma en que la Asociación ha venido trabajando “por el fortalecimiento del profesional en el campo de la ingeniería del mantenimiento, por medio de la transferencia del conocimiento idóneo y del respeto a los más altos valores éticos, con la finalidad de contribuir al desarrollo nacional e internacional”, según reza su Misión. A lo largo de estos cuatro lustros sobresalen, efectivamente, la organización y realización de actividades orientadas a la formación y capacitación, lo inherente al desarrollo profesional y el tejido de una serie de alianzas y acuerdos que han permitido a ACIMA lograr el impacto nacional que hoy tiene y el haber trascendido las fronteras para ser reconocida en otras latitudes. Transferencia del conocimiento idóneo El aspecto de la capacitación, la Asociación lo ha desarrollado en cuatro vertientes principales:
a. Seminarios, cursos y conferencias Son ampliamente reconocidas en el país las actividades de esta naturaleza que ACIMA desarrolla, tanto con especialistas nacionales como con expertos internacionales. Como ejemplo, puedo citar que en el último cuatrienio se han llevado a cabo un promedio de 31,75 actividades por año. b. Los congresos Ejecutados cada dos años, han sido hasta la fecha nueve eventos de trascendencia nacional y regional, que han permitido también poner a prueba la capacidad organizativa y de convocatoria de la Asociación. c. Las giras técnicas La giras técnicas internacionales se ejecutan desde el 2003 y fueron visualizadas con dos propósitos; “por un lado el desarrollo profesional, que se plasma en poder conocer proyectos técnicos de gran envergadura; y por el otro, el conocimiento de distintas culturas, tan necesario para el desarrollo personal”. Sobresalen las giras llevadas a cabo a Itaipú, Las Tres Gargantas, La Central Nuclear de Atucha y la realizada en el 2009, llamada “Disney, detrás de la escena”. Estas actividades son organizadas en alternancia con el congreso. d. Investigación y publicaciones Se han respaldado investigaciones relacionadas con la ingeniería de mantenimiento, desarrolladas por profesionales de la Escuela de Ingeniería Electromecánica del Instituto Tecnológico de Costa Rica. En cuanto a publicaciones, se han apoyado la edición de libros y la edición bimensual ininterrumpida durante 13 años de esta revista. Respeto a los más altos valores éticos Es así como se ha enmarcado lo relacionado con el ejercicio profesional: con absoluto respeto a los marcos regulatorios de cada especialidad de la ingeniería. Por ello, se ha estado atento a que el campo de acción del profesional en ingeniería de mantenimiento “sea respetado por toda la comunidad profesional y se ha estado vigilante para que se tenga participación igualitaria en contratos y licitaciones”. Contribución al desarrollo nacional e internacional Esto se ha visto reforzado por medio de alianzas y convenios con entidades nacionales e internacionales que han facilitado el intercambio de conocimientos y experiencias. Al reafirmarles el compromiso de la Asociación, de continuar buscando y creando nuevos rumbos que conduzcan a acrecentar el posicionamiento de la ingeniería de mantenimiento, les invito a visitar www. acimacr.com en donde encontrarán en formato electrónico el libro Pasión por el Mantenimiento, con el detalle y la documentación de la historia de ACIMA. Gracias por su compañía. Ing. Julio Carvajal Brenes Director
5
Necesidad de tecnologías limpias de mantenimiento Dra. Ing. Estrella M. de la Paz Martínez estrella@uclv.edu.cu M.Sc. José U. Espinosa Martínez ulivis@uclv.edu.cu
I. Introducción La actitud del hombre hacia el medio ambiente se ha transformado gradualmente desde la exploración hasta la explotación de los recursos del planeta. La práctica de explotación, generalizada a partir del siglo XVII, ha dado origen a un proceso de deterioro cada vez más importante del medio natural y del ambiente: suelos, bosques y cursos de agua contaminados, especies animales y vegetales en extinción, ciudades poco habitables, accidentes catastróficos en plataformas marinas. Las concentraciones actuales de gases de efecto invernadero y sus tasas de cambio no tienen precedentes. La información climática respalda la interpretación de que el calentamiento del último medio siglo es inusual, por lo menos respecto a los últimos 1 300 años y ese cambio climático amenaza el desarrollo sostenible. Las principales fuentes del impacto negativo sobre el medio ambiente debido a la actividad humana son: • Los desechos, propios de su naturaleza de ser vivo. • La agricultura. • La energía. • La industria: En este caso la contaminación es un fenómeno global que afecta al ambiente industrial interno y a los medios receptores externos (agua, aire, suelo). A partir de la Conferencia Internacional sobre el Medio Ambiente (Estocolmo, Suecia, junio de 1972) convocada por la ONU, se inició una evolución en la forma de enfocar los asuntos ambientales [1]. Desarrollo De la apreciación preliminar de impactos en Cuba en el siglo XXI, realizada por estudios del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA) a partir de la ley cubana de medio ambiente [2], se concluye que el archipiélago cubano es altamente vulnerable, destacándose entre otras afectaciones: • Reducción de las áreas forestales. • Pérdida de biodiversidad. • Eventos hidrometeorológicos más frecuentes e intensos. • Reducción de la calidad y disponibilidad del agua. El Sistema de Ciencia e Innovación en Cuba, durante el 2009, realizó acciones integradas para revertir esta tendencia, donde se destacan, entre otras: • Ejecución de proyectos de investigación. • Estudios de peligro, riesgo y vulnerabilidad. • Elaboración de un programa de actividades dirigidas a la adaptación y mitigación ante el cambio climático, como implementación de los acuerdos gubernamentales de octubre del 2009. • Acciones de capacitación a directivos ramales y del sector educacional. A partir de estas acciones integradas surge la idea del presente trabajo, que trata de responder a la pregunta: ¿qué puede hacerse por revertir la tendencia desde el punto de vista del mantenimiento? Se comenzará recordando que en 1975, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) definió la actividad final de cualquier entidad organizada como producción, donde:
6
Producción= Operación + Mantenimiento. En ese tiempo comenzaron a desarrollarse las filosofías en busca de la “excelencia empresarial” o “empresas clase mundial” [3]. Entonces, una empresa de excelencia debe serlo tanto en operaciones como en mantenimiento, como elementos que forman parte de lo que se ha definido como producción, y bajo el concepto de “ecoeficiencia”. Ecoeficiencia: “Prestación de bienes y servicios competitivamente apreciados que satisfacen las necesidades humanas y brindan calidad de vida, mientras progresivamente reducen los impactos ambientales e intensidad de recursos a través del ciclo de vida” (W. Salas, cit. por Carranza, [4]). Por esta vía se llega al concepto de producción limpia, como la aplicación continua de una estrategia integrada de prevención ambiental a los procesos y a los productos con el fin de reducir los riesgos a los seres humanos y al medio ambiente. Las técnicas de producción limpia pueden aplicarse a cualquier proceso de producción (operaciones o mantenimiento), y contemplan desde simples cambios en los procedimientos (organizativos) de fácil e inmediata ejecución, hasta los que impliquen la sustitución de materias primas, insumos, líneas de producción o tecnologías, por otras más limpias y eficientes. El enfoque preventivo es esencialmente “prevención de la contaminación”, buscando eliminar las causas de la contaminación a partir de la elección cuidadosa de la tecnología de fabricación y del diseño del producto. El “enfoque preventivo” implica adoptar tecnologías limpias:
• Mejorar la eficiencia de los equipos y de los procesos. • Producir con menos contaminantes. • Crear recursos valiosos y generar nuevas fuentes de ingreso a partir de productos de desecho. • Mejorar los rendimientos y evitar fugas y derramamientos. Hoy se reconoce que en la estructura del ciclo de vida (descrita por Creus i Sole [5]), el 95% de las posibles mejoras se pueden lograr en las dos primeras fases y solo un 5% de las mejoras pueden hacerse en la fase de operación y mantenimiento. Del mismo modo, esto se reflejará en los costos de cada etapa de este ciclo [6]. ¿Cómo puede mantenimiento contribuir a esas mejoras? La respuesta está en la meta del mantenimiento clase mundial (MCM), que es la siguiente: “Contribuir a la competitividad de la organización, dando respuesta a las necesidades del proceso de producción o de servicio (su cliente principal), tanto en cantidad como en calidad, lo cual implica la adaptación rápida a los cambios del entorno (flexibilidad) y la racionalidad de los costos de mantenimiento”. [7]. Se debe considerar que: • Muchos modos de fallos (MF) aparentemente insignificantes por otros criterios de criticidad, tienen marcada incidencia en los índices energéticos y de calidad ambiental en la industria. • En casi todas las empresas, la responsabilidad energética recae sobre el Departamento de Mantenimiento. • La gestión energética, medio ambiental y de mantenimiento tienen incidencia directa sobre la economía de la empresa y su éxito competitivo.
7
• La gestión energética, la gestión medio ambiental y la gestión de mantenimiento imponen una disciplina de colaboración, de aprendizaje y de formación de equipos de trabajo multidisciplinario para dar respuesta a los problemas multifacéticos e interrelacionados que se presentan. Siendo la gestión de mantenimiento: “… actuaciones con las que la dirección de una organización de mantenimiento sigue una política determinada”, si la empresa establece la debida “política ambiental”, entonces: • La “organización de mantenimiento” tendrá una perspectiva de trabajo ambientalista. • Los jefes de mantenimiento dirigirán de acuerdo con esa política. • El “hombre de mantenimiento” tendrá que ser formado, disciplinado y motivado para que pueda actuar en consecuencia [8]. Entre los principales objetivos del mantenimiento clase mundial (MCM) se encuentran los siguientes: • Garantizar la disponibilidad de los activos fijos aunque se produzcan cambios bruscos en el entorno. • Controlar y reducir el desgaste de los equipos e instalaciones que pueda provocar rechazos o la degradación de la calidad del producto, afectando la imagen de la empresa. • Garantizar la seguridad del personal y de las instalaciones, así como la conservación del medio ambiente. • Prolongar la vida útil de los activos fijos cuando sea económicamente justificable hacerlo. • Optimizar el tiempo y el costo de ejecución de las actividades de mantenimiento. Como puede apreciarse, en estos objetivos está implícita y explícitamente declarada la vinculación entre mantenimiento y tecnologías limpias. Así mismo, entre las funciones de MCM se encuentran las siguientes: 1. Organizar el sistema de mantenimiento asumido como política empresarial. 2. Planear, ejecutar y controlar las acciones técnicas de mantenimiento. 3. Seleccionar, instalar, operar y conservar los equipos de protección ambiental. 4. Conservar en buen estado los dispositivos de seguridad y velar porque se cumplan las normas de seguridad en la operación y el mantenimiento de los equipos. 5. Coordinar con producción las labores de limpieza del equipamiento y de las áreas de trabajo en general. 6. Concebir y ejecutar programas de mejoramiento continuo del mantenimiento con énfasis en la formación del personal. La importancia de la primera función es evidente y se garantiza seleccionando el sistema de mantenimiento que mejor responda a las características físicas y de explotación de los activos, dando especial atención a la investigación de la causa raíz de los problemas. Precisamente, uno de los atributos del MCM recomienda: • Ser proactivo, no reactivo. La investigación de la causa raíz (ACR) de los problemas fomenta el trabajo en equipo y corta barreras interdepartamentales. No se trata pues solo de reparar, sino de tomar un enfoque preventivo ante la causa (o las causas) de manera que no se vuelvan a producir, prevenir y mitigar las consecuencias o bien proponer un rediseño. La segunda y la tercera función son tareas específicas de lo que se llama: ejecución del mantenimiento, a saber: • Servicios técnicos: revisión, limpieza y fregado, lubricación, pruebas de regulación de ajustes y tolerancias perdidas por causas imprevistas y conservación para la no operación. • Protección contra la corrosión activa o pasiva. • Inspecciones: control del desgaste, revisión de instrumentos y dispositivos de seguridad. • Reparaciones. Estas tareas están reflejadas en un atributo del MCM que plantea: mantener constancia en el propósito. El deterioro de los equipos se mueve a paso lento pero inexorable, por eso la importancia de las buenas prácticas de mantenimiento. Las funciones cuarta y quinta tienen mucho que ver con la integración entre
8
mantenimiento y operaciones y con las tareas que el personal de operaciones puede desarrollar en apoyo al funcionamiento de los activos. Siguiendo la línea de los atributos del MCM se encuentran dos de ellos que aplican a estas funciones: • Permitir la participación del cliente. El MCM requiere de suministradores y clientes internos y externos. • Implementar las habilidades cruzadas. Esto simplifica la planificación y menos tiempo coordinando diferentes destrezas. La sexta función (aunque se aprecia en todos los objetivos y funciones ya enunciadas) tiene mucho que ver con el elemento más importante en cualquier proceso empresarial: el ser humano. Si el mantenimiento clase mundial es una estrategia empresarial, es preciso que considere a su elemento más importante: el “hombre de mantenimiento” [9]. El “hombre de mantenimiento” tanto más aportará cuanto más esté dispuesto por su actitud y en más posibilidades de hacerlo por su aptitud. La aptitud puede lograrse con: formación, capacitación y actualización de conocimientos. En todos los elementos que hacen a un mantenimiento ser de excelencia o clase mundial se refleja de alguna manera el enfoque preventivo en las tecnologías limpias: • Medidas técnicas para disminuir o atenuar las emanaciones de gases a la atmósfera y otros contaminantes como el ruido. • Seguimiento del comportamiento de parámetros de funcionamiento para prever averías catastróficas. • Realizar análisis de causa raíz de los problemas (ACR). • Analizar el modo de fallo y las consecuencias. • Caracterización del equipamiento, para determinar el sistema de mantenimiento adecuado, prever los recursos y preservar las funciones. • Determinación de la capacidad del fallo del equipo de ocasionar riesgos a las personas que se encuentren en el lugar donde opera el equipo o al medio ambiente. • Establecimiento de estándares de trabajo limpios [10] y correctamente señalizados. Para realizar todas estas actividades es preciso un hombre de mantenimiento con actitudes y aptitudes. Deben ser recordados algunos de los atributos del mantenimiento clase mundial: • Considere a las personas: el conocimiento específico es esencial, los procesos no pueden ser mejorados ni los productos hechos consistentemente, tampoco los índices pueden ser logrados sin conocimiento específico (¡conocimiento que viene después de años de resolver problemas en la empresa!). • La Alta Dirección tiene conciencia y aprecio por el aporte de mantenimiento para alcanzar los objetivos de la organización. La Alta Dirección debe tener paciencia. Un mantenimiento de excelencia requiere tiempo e inversión. Conclusiones 1. La importancia del mantenimiento en la actualidad es tal, que a las empresas más competitivas del mundo les sería imposible mantenerse por mucho tiempo sin una eficiente estrategia de mantenimiento. 2. Todo indica que las mejoras producidas por la introducción de tecnología aplicada al área de mantenimiento ha producido un salto importante en la calidad de las reparaciones y especialmente en la prevención de los riesgos; sin embargo, aún es insuficiente la preparación del hombre de mantenimiento para enfrentar los nuevos retos. 3. La utilización de tecnologías limpias en la actividad de mantenimiento, es posible y necesaria, pero requiere un proceso previo de "mentalización". Indudablemente, es necesario capacitar a las personas de mantenimiento para desarrollar y aplicar estas tecnologías, pero sobre todo motivarlas para ello.
Bibliografía
[1] Prando, Raúl R. Manual Gestión de la calidad ambiental. Guatemala. Editorial Piedra Santa S.A., 1996. [2] Asamblea Nacional del Poder Popular. Ley No. 81 del Medio ambiente. Gaceta oficial de la República de Cuba, 1997. [3] Tavares, L. Administración Moderna del Mantenimiento. Brasil. Novo Polo Publicações, 1999. [4] Carranza, R. “Tecnologías limpias”. Conferencia del Seminario Internacional “Tecnologías limpias aplicadas al mantenimiento rumbo al ISO 14 001”. Perú, 2007. [5] Creus i Sole, A. Fiabilidad. y seguridad de los procesos industriales. España. Editorial Marcondo, 1991. [6] Tavares, L y otros. Manutenção Centrada no Negócio. Brasil. Novo Polo Publicações, 2005. [7] De la Paz, E. Monografía: “Herramientas y sistemas de la función mantenimiento”. Curso de la Especialidad en Gestión de los servicios técnicos en el Turismo. UCLV, Cuba, 2009. [8] De la Paz, E., Espinosa, J. y S. Mojicar. “La Gestión del mantenimiento y las tecnologías limpias: una simbiosis necesaria”. Conferencia en el IX Congreso costarricense de Ingeniería de Mantenimiento. Costa Rica, junio 2010. [9] Aguilera, A. y De la Paz, E. Gestión de recursos humanos. El impacto en la gestión del mantenimiento. Revista Con Mantenimiento Productivo, México. No. 28, Agosto-Septiembre, 2004. Ver: www. conmantenimiento.com.mx [10] Dounce Villanueva, E. Un enfoque analítico del Mantenimiento Industrial. Primera edición. Compañía Editorial Continental. México, 2006.
9
Prevención de las fallas de los motores trifásicos de inducción mediante una adecuada selección Segunda parte
Ing. Osvaldo Guerrero Castro Escuela de Ingeniería Electromecánica Tecnológico de Costa Rica oguerrero@itcr.ac.cr
D. Otros aspectos a considerar A continuación se hará mención de otros aspectos que no siempre cuentan con la importancia necesaria al momento de la selección de un motor eléctrico, pero que inciden en la prevención de las fallas. A partir del estudio realizado y las fallas observadas en los motores eléctricos, se consideran los siguientes variables que repercuten o inciden directamente como causa probable en las fallas de motores: el ambiente de operación, tipo de carcasa o envoltura, carcasa (FRAME), uso de variador de frecuencia, factor de servicio, tipo de aislamiento, montaje, tipo de servicio, temperatura ambiente y altitud. A continuación se explica por qué cada ítem debe ser importante y, como se observó en la Tabla N1, no más del 33% los considera relevantes. Por lo observado en las industrias visitadas, los diez aspectos anteriores deben ser igual de importantes que la potencia, voltaje y velocidad en la selección del motor. No implica, por ello, que todos los motores se seleccionen para las condiciones críticas, pero sí, al menos, ser considerados conscientemente antes de ser descartados del todo, o por lo menos tener la noción de la influencia para la aplicación dada. E. Ambiente de operación El ambiente de operación contempla todos los aspectos del medio externo al cual se somete el motor eléctrico y las características del diseño del motor que lo protege, los cuales pueden tener un efecto desfavorable en la máquina si el diseño no es el adecuado para soportar las condiciones adversas en su operación. En la selección del motor se deben analizar, al menos, cuatro datos de placa del motor, los cuales están íntimamente ligados a las condiciones externas de trabajo, y el fabricante permite el funcionamiento del motor de acuerdo con su diseño. Si estos aspectos no se analizan, o se exceden las condiciones de su diseño, puede ocurrir un daño prematuro a sus componentes. O bien, estas variables pueden desconocerse, o no controlarse los límites máximos permitidos por el fabricante, lo que genera una causa directa de falla [5]. De la Tabla N1, se desprende que para el 32,9% es importante considerar las condiciones externas a las cuales se somete el motor a la hora de seleccionar el equipo. A continuación se describen estos cuatro aspectos, como lo son temperatura de trabajo, tipo o clase de aislamiento, tipo o grado de encerramiento (protección al medio) y altura sobre nivel de mar.
1. La temperatura de trabajo (ambient) Es la temperatura ambiente máxima (°C) a la cual el motor puede desarrollar su potencia nominal sin peligro; la temperatura del aire circundante, que entra en
10
contacto con los componentes calientes del aparato [1]. En la norma NEMA MG 1-2007, sección 7.8 se cita “El valor de la temperatura ambiente máxima será de 40° C, a menos que se especifique otra cosa” [1]. Si la temperatura ambiente es mayor que la señalada, todo el sistema de enfriamiento se afecta, lo que se evidencia en el barniz que cubre el conductor eléctrico, el cual permite aislar los hilos de alambre de cada bobina, ya que sus propiedades se deterioran con temperaturas superiores a su diseño. Refiérase a la Norma MG 1-12.58.1, que indica la corrección del porcentaje de carga recomendado por cambios de temperatura. Es por ello que si el motor se ubica en un ambiente de trabajo con temperaturas altas, por ejemplo cuarto de calderas, hornos, etc., que superen los 40ºC (motores estándar), se debe reducir la potencia de salida del motor para evitar daños prematuros al sistema de aislamiento (operar a una corriente menor que su diseño). El deterioro prematuro del aislamiento puede contribuir, en las zonas de concentración de esfuerzos, a la formación de cortocircuito entre las espiras del estator, lo que se considera una de las principales causas de falla en los motores de inducción [5], debido a que en el arranque y parada de este tipo de máquinas se pueden generar sobretensiones transitorias, que posteriormente generan mayor degradación. Además, cuando se cortocircuita una espira, o un grupo de espiras, la corriente que circula debido a la fuerza electromotriz generada solo será limitada por la impedancia de ellas y contribuirá con el cortocircuito paulatino entre espiras vecinas que pueden ocasionar daños irreversibles [9]. Por esta razón, estas fallas incipientes deben ser detectadas a tiempo, para evitar una catástrofe mayor en los devanados de la máquina [7]. Estas observaciones se logran con la aplicación del análisis espectral del flujo axial de dispersión [8]. El solo hecho de operar a una temperatura mayor de la nominal no ocasiona directamente la falla eléctrica, ya que debe considerarse la temperatura final a la cual opera el devanado del motor y conocer si el tipo de aislamiento puede soportar ese valor. A esto se suma la temperatura que genera la corriente circulante que podría
TRANSAIR Tubería para aire comprimido Disponible en diámetros de 1/2" a 4".
Energéticamente
Instalación
Eficiente
Simple
- No requiere ninguna preparación - Ensamble rápido - Conector (push to connect) - Diseño modular (armado rápido) - El costo más bajo de instalación
- Aire limpio - Manejo de altos caudales - Sellado óptimo - Cero fugas
Seguridad
- Materiales no flamables - Conforme a la norma UL94HB y UL94V-2
Completamente reutilizable - Partes removibles e intercambiables - Listo para modificaciones y reubicaciones
TEL: 2239-1111 • FAX: 2239-1212 • info@novatec.cr • www.novatec.cr 11
no ser la nominal, lo cual puede provocar el incremento correspondiente sin el deterioro de sus componentes; claro está, esto es circunstancial y en la medida de lo posible, siempre deben prevenirse estas condiciones desfavorables para la máquina. El aumento de temperatura producido en el motor debe ser compensado por: 1. La reducción de la carga y por consiguiente las pérdidas por calor del motor. Si el motor posee una temperatura nominal de 40ºC y este opera en 50° C de temperatura ambiente, podría darse que el motor posea un factor de servicio de 1,15% y trabajar a la carga nominal, o bien, si el factor de servicio es 1, reducir la potencia nominal en un 90%. 2. Utilizar un motor de diseño especial. Además, se puede mitigar el efecto empleando rodamientos y grasas especiales que mejoren el sistema de aislamiento. Para el caso 1 mencionado anteriormente, se trabajará apoyado con el factor de servicio o reducción de la carga de los datos de placa. Esto se diferencia del caso 2, donde las mejoras recaen en el diseño del motor, ya sea incrementando el tamaño de la carcasa, de manera que permita mayor disipación del calor, o bien, a partir de motores contra explosión que permitan trabajar a temperaturas mayores que los motores estándar. En la norma NEMA MG 1 [1], se cita que “La temperatura de los devanados puede ser medida empleando el método de la resistencia, excepto en motores de 15 hp o menores, para los cuales la temperatura puede ser medida mediante el método de termocupla”1 . A pesar de que la temperatura externa, o de la de trabajo de la máquina, se debe considerar como parte del ambiente de operación, el 10% de los encuestados lo considera como un aspecto que debe analizarse por separado, según se muestra en la Tabla N1.
TABLA N3 TIPOS DE AISLAMIENTO Tipo de aislamiento
Temperatura máxima
Incremento máximo
Clase A
105° C
65º C
Clase E
120° C
80º C
Clase B
130° C
90º C
Clase F
155° C
115 º C
Clase H
180° C
140º C
Clase N
200° C
160º C
1 Para mayores detalle refiérase a la sección 9.19.1. 2 Estos talleres son ampliamente conocidos en las empresas industriales de Costa Rica.
12
2. La clase de aislamiento (insulation class) Se indica la clase de materiales de aislamiento utilizados en el devanado del estator. Son sustancias aislantes que cubren el cobre del conductor y que son sometidas a pruebas para determinar su duración al exponerlas a temperaturas predeterminadas. En la Tabla N3, se detalla la clasificación del aislamiento empleado en los conductores. Consultando a dos talleres de reparación de motores2 en Costa Rica, indicaron que las clases F y H son las de mayor aplicación en los motores modernos y de mayor uso empleados en la reparación de motores, tanto en su fabricación como en la reparación. Las clases A y B están presentes en su mayoría para los motores fabricados antes de 1970, y especialmente el tipo A, que se considera obsoleto, aunque es normal encontrar en la industria costarricense motores eléctricos con la clase A de aislamiento que todavía estén en operación. La temperatura que se indica en la columna central de la Tabla N2, corresponde a la suma de la temperatura ambiente (40ºC) más el incremento permitido (valor de diseño). Por ejemplo, Clase F solo permite un incremento de ciento quince grados centígrados (155ºC-40ºC=115ºC), aunque la temperatura ambiente sea de 40ºC o menor. Existe una regla aproximada, llamada, regla de Montsinger, conocida como la ley de los 10ºC, lo que significa que, por cada diez grados que se supere la temperatura de diseño de la clase de aislamiento, este se degrada un 50% y viceversa [4]. Por esta razón es tan importante mantener la temperatura de los devanados, o someter al barniz a temperaturas inferiores, y para iniciar la prevención se debe considerar evidentemente la temperatura del ambiente, ya que no solo podría exigir que el motor supere la temperatura de los 115 ºC (para la clase F), sino que limita la capacidad de intercambio de calor con el medio, dificultando su enfriamiento.
Estos valores indican la máxima temperatura que pueden soportar los conductores del estator sin deteriorar el sistema de aislamiento. Como regla práctica de campo, la temperatura interior del motor (punto más caliente), se puede aproximar a la temperatura externa (carcasa) y sumando de 15 a 20° C (dato aproximado empírico). Este valor permite conocer si el barniz del conductor de los devanados se encuentra expuesto a una temperatura mayor según su diseño. Para un dato más exacto, se aconseja emplear una termocupla en su interior, de tal manera que permita un registro o historial de su comportamiento. Es importante denotar que el 20% de los ingenieros considera relevante conocer el tipo de aislamiento de la máquina a comprar, lo cual refleja que el 80% desconoce la importancia de este aspecto, o bien, tiene poco interés en identificar los límites de operación de los equipos.
3. ENCL (Tipo de protección al medio) Para los motores fabricados en la norma NEMA3, se definen: • ODP (Open Drip Proof): Un motor abierto que posee aberturas para la ventilación, construidas de tal forma que el éxito de la operación no interfiere con gotas de líquido o partículas sólidas que entren al recinto con un ángulo de 0 a 15 grados con la vertical [1]. • TE (Totally Enclosed): Es un motor totalmente cerrado para impedir el libre intercambio de aire entre el interior y el exterior, pero no lo suficientemente cerrado para impedir que sea impermeable al aire [1]4. • TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled): Motor totalmente cerrado enfriado con ventilador, equipado para la refrigeración exterior, por medio de un ventilador integrado al motor, pero externo a las partes del motor5. • TENV (Totally Enclosed Non Ventilated): Un motor totalmente cerrado que no está equipado para refrigerarse por medios externos adjuntado a sus partes6. • TEFCG (Totally Enclosed Fan-Cooled Guarded Motor): Motor totalmente cerrado enfriado con ventilador, donde todas las aberturas poseen acceso directo al ventilador, solo limitado por el tamaño, diseño estructural o por las parrillas, a fin de evitar el contacto accidental con el ventilador. Estas aberturas impiden el paso de elementos mayores a ¾ de pulgada de diámetro7 . El diseño de la carcasa, representado mediante los códigos anteriores, permite conocer el grado de protección al cual puede estar sometido el motor; por ejemplo, para condiciones muy húmedas (mucho lavado u otro) y contaminantes (polvo, virutas, desecho del proceso). La clase de protección representa las características del envolvente, donde al menos se pueda: • Proteger a las personas contra el peligro de tocar directamente partes móviles o que estén en contacto con tensiones bajas, denominado protección contra contactos directos. • Proteger la máquina contra la entrada de objetos extraños, líquidos o sólidos, desde el medio ambiente exterior. • Proteger la máquina contra choques mecánicos, aspecto que se omite en la mayoría de los casos. Para algunas empresas en Costa Rica, especialmente del sector alimentario [5], que por su proceso requieren de limpieza y lavado constantes, se aconseja emplear motores eléctricos washdown (lavables) que son una sub categoría de los TEFC, especialmente en las zonas del proceso productivo que presenten las condiciones de mayor humedad y contaminación. El costo de un motor cerrado, es mayor; sin embargo, si considera como inversión de mediano plazo, y considerando el efecto de menor incidencia de falla por humedad o bajo aislamiento, es posible permitir la recuperación de la inversión. Algunas empresas distribuidoras de marcas de motores reconocidas, para el caso de Costa Rica solo importan y distribuyen actualmente motores cerrados (sellados), aspecto que puede contribuir con la prevención forzada de fallas; sin embargo, hay compras de sistemas o equipos que incluyen motores eléctricos, los cuales podrían no estar diseñados o seleccionados correctamente para las condiciones en las que operan en la industria nacional.
3 En los motores fabricados con norma IEC (europea), se emplean las siglas IP para indicar el grado de protección al medio; entre mayor sea, más protegido está. 4 Refiérase a la norma NEMA MG 1-1.26. 5 Ver norma NEMA MG 1-1.26.2. 6 Norma NEMA MG 1-1.26.1. 7 Para mayores detalles MG 1-1.26.3.
13
El 30% de los ingenieros lo definen como el tipo de carcasa que se debe seleccionar del motor para prevenir la protección del medio de operación del equipo.
4. Altura sobre el nivel del mar Solo si la ubicación de la instalación del equipo es superior a los 1000 metros sobre el nivel del mar (msnm), se debe considerar este aspecto. El efecto del enfriamiento mediante la refrigeración del aire está en función de su densidad. La presión atmosférica y la densidad del aire se reducen con altitudes mayores a los 1000 msnm, provocando que la disipación de calor del motor se reduzca; por ende, la máquina opera más caliente. Como una guía general, por cada 100 metros por encima de los 1000 metros, la temperatura aumenta91% [6]. Para mantener el calentamiento del motor dentro de límites seguros a causa de altitudes mayores a los 1000 msnm, existen las siguientes alternativas: Si se cuenta con un motor estándar pueden darse los siguientes casos: • Operar a menor carga o emplear un factor de servicio de 1,15 o superior, lo que permite operar el motor cercano a los 2700 msnm (9000 pies). • Que el motor funcione a menor temperatura ambiente de diseño (40ºC), lo cual permite que el motor funcione a 2000 msnm cuando la temperatura ambiente máxima es 30ºC, o a 3000 msnm cuando la temperatura no exceda de 20º C [6]. Para altitudes mayores se recomienda emplear un motor diseñado para tal efecto (p.e. mejor ventilación). Aunque la máquina opere a una menor corriente, la temperatura puede ser igual o mayor a la esperada por la reducción en la eficiencia del sistema de ventilación, ocasionado por la reducción de la densidad del aire. Aunque realmente el factor de corrección (reducción) debe aplicarse directamente a la temperatura máxima (incremento) que soporta el tipo de aislamiento, la clase de aislamiento F, por cada 500 metros por encima de los 1000 metros se debe reducir en un 5% la temperatura, de 115ºC registrada como el máximo incremento que esta clase permite [4]. Es importante hacer notar que el 98,6% de los ingenieros no considera este factor como importante en la selección de los motores y, peor aún, desconocen que tenga alguna relación.
9 Se asume que las demás variables de operación del motor se mantienen constantes (voltaje, corriente, etc.).
14
F. Carcasa (frame) Se define como el estándar en la designación del tamaño del armazón o carcasa, cuyas dimensiones pueden proporcionarse en milímetros o pulgadas, dependiendo de la norma (IEC, NEMA). Aunque en aspectos generales este dato no posee mucha relación con la prevención de fallas, existe un pequeño detalle a considerar. Se comentará sobre aquellos aspectos contemplados en el frame, que si no se consideran en la selección del motor eléctrico pueden generar una causa de falla mecánica. Los motores con sufijos TS en el número de frame, son motores de eje corto, para los cuales se recomienda acoplar la carga directamente al eje, ya que el diseño del rodamiento del lado de la carga es de bolas; aunque permiten carga radial y axial, no es lo recomendado pues los valores de carga axial son mínimos. Para estos casos, la carga se debe acoplar directamente. Si por el tipo de aplicación la carga se acopla por medios indirectos (polea, cadena, etc.), el rodamiento delantero del lado de la carga deberá soportar mayor desgaste y esfuerzo axial; por lo tanto, se deberá cambiar el diseño de rodamiento ya que de lo contrario no se alcanzará la vida útil esperada. A modo de ejemplo, el frame 284 T, presenta un largo de eje de 11,7 cm (4,62”) a diferencia del frame 284 TS, cuya dimensión del eje es de 8,25 cm (3,25”). El 27% de los ingenieros consultados considera el frame como aspecto importante en la selección del motor, especialmente por las dimensiones de los hoyos destinados a su montaje y, cuando se reemplaza el motor, se busca contar con el mismo frame que permita emplear la base de montaje anterior.
El Premio ACIMA Ing. Max Buck Tecnológico de Costa Rica Escuela de Ingeniería Electromecánica Coordinador Práctica de Especialidad
Cada semestre, la carrera de Ingeniería en Mantenimiento Industrial envía a empresas e instituciones un grupo de alrededor de 40 estudiantes, a realizar su Práctica de Especialidad. Este grupo representa la carta de presentación de la calidad de los profesionales que el Instituto Tecnológico de Costa Rica en general y la Escuela de Ingeniería Electromecánica en particular le está entregando a la sociedad. De su desempeño en industrias e instituciones depende en gran medida la imagen de los profesionales que la institución gradúa. Por otro lado, y de acuerdo con los tres procesos de acreditación a los que se ha sometido la Escuela desde el año 2001 con el “Canadian Engineering Accreditation Board” (Consejo Canadiense de Acreditación de Programas de Ingeniería), la práctica profesional se ha convertido ahora más que nunca, en la piedra angular de la carrera. Esto significa que esta experiencia debe integrar una serie de conocimientos y habilidades aprendidas durante toda su carrera que involucran: conocimientos de ingeniería, habilidad para comunicarse profesionalmente y ética, entre otros. Sin embargo, lo que en esta instancia de la carrera es fundamental, es la demostración de que el futuro profesional es capaz de investigar, analizar problemas y trabajar en equipo para lograr soluciones innovadoras que se traduzcan en un diseño capaz de solucionar problemas que la industria o institución puedan implementar. Bajo esta premisa se ha venido trabajando en los últimos años, a efecto de potenciar las capacidades de diseño de los estudiantes, un reto que ha venido dando cada vez mejores resultados. Es por eso que la iniciativa de la Asociación Costarricense de Ingeniería en Mantenimiento (ACIMA) de crear hace tres años el Premio ACIMA, llegó muy oportunamente a coadyuvar con este tipo de procesos en aras de la calidad. De los estudiantes que cada semestre hacen su Práctica de Especialidad, la Escuela, mediante la calificación de profesores guías, asesores industriales y jurados calificadores, escoge cuatro de las mejores prácticas y las somete a la evaluación de un jurado externo nombrado por ACIMA, con la fiscalización de notario, quienes escogen, entre presentaciones y proyectos de mucha calidad, a quien se hace merecedor de dicho galardón. Este evento académico se lleva a cabo en el Auditorio del Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica, con la participación de familiares de los recién egresados, profesores y colegas de quienes exponen e invitados en general. Cabe destacar que este simple acto, que se lleva a cabo una noche cada semestre, conlleva una sana competencia académica y profesional. Escoger por parte de la Escuela de Ingeniería Electromecánica a un 10% de los estudiantes que presentaron su trabajo profesional es una tarea difícil, muchas veces definida por centésimas de punto, para luego someterlas al juicio de un jurado externo calificado que tiene también una tarea difícil. Sin embargo, se observa a través de estas primeras cinco ediciones del Premio ACIMA, el incremento en calidad, manteniéndose el objetivo de mejora continua de los egresados y por tanto del aporte que se hace al país. En esta oportunidad, el ganador del premio ACIMA en su V Edición, fue Sr. Juan José Montero Jiménez a quien le deseamos los mayores éxitos profesionales.
Finalistas: Sr. Javier Cob Briceño, Sr. Victor López Duarte, Sr. Fredy Barrantes Zamora y Sr. Juan Montero Jiménez.
15
Medición de la velocidad del motor eléctrico Ing. Oscar Núñez M. www.motortico.com onunezm@hotmail.com
El motor eléctrico de inducción está definido por su curva característica torque-velocidad (RPM). En esta se refleja la capacidad de torque en función de la velocidad. La figura adjunta es un caso típico de un motor de propósito general. Nótese que en el arranque (velocidad cero) el motor desarrolla un torque, que se usa para empezar a mover la carga. Poco a poco el motor acelera y se estabiliza en un punto de operación, suficiente para mantener la carga en movimiento. Una vez arrancado el motor, la carga produce cambios en la velocidad. Típicamente los niveles de velocidad son los siguientes: - Velocidad nominal: al torque nominal, es la que aparece en la placa de características. - Velocidad en vacío: sin carga. - Velocidad mínima temporal: normalmente a 150% del torque nominal, transitoria, si permanece puede producir daños permanentes. Lo normal es que la velocidad oscile entre la velocidad de vacío y la nominal, por cambios en la carga. Por ejemplo: Este es un motor de 1750RPM a plena carga. En vacío la velocidad del motor sería mayor que 1789RPM. Nótese que la velocidad disminuye con el aumento de carga. La corriente del motor presenta un comportamiento inverso: aumenta con la carga. Se aclara que estos datos son a voltaje de placa. Uso de la velocidad como herramienta de diagnóstico El motor de inducción cambia su velocidad con la carga; esta variable se podría usar para determinar si el motor se encuentra sobrecargado o no. En muchas ocasiones el motor presenta una corriente por encima de la nominal (de placa) y se tienen dudas de que sea por sobrecarga mecánica. Cuando esto suceda se recomienda tomar un
Toque
Rango de Operación Vel. Sincrónica
Arranque
16
RPM
Caracteristicas de Carga % de carga Velocidad (RPM) Corriente (A)
25
50
75
100
125
150
1789 1776 1762 1750 1733 1714 7.1
8.62 10.9 13.3 15.9 19.3
tacómetro (de contacto o no, o luz estroboscópica) y medir la velocidad del eje. Se debe comparar con la de placa: si es menor, el motor está sobrecargado. Tres variables adicionales a considerar El voltaje de alimentación: variaciones en el voltaje del motor respecto al de placa influyen en el torque desarrollado. Esto hace que la velocidad cambie también. Así que se recomienda verificar que el voltaje está dentro de los rangos permitidos (NEMA±10% e IEC ±5%). Conexión del motor: estar seguro de que el motor está conectado de forma correcta, según el diseño del fabricante. El motor es reparado: asegurarse de que el motor fue reparado correctamente. La medición de la corriente en vacío puede servir para este propósito.
Estudio de caso Un motor de una mezcladora se instaló recientemente; presenta un aumento de corriente, por encima de placa. El encargado de mantenimiento asegura que el motor está dañado y que deben cambiarlo. Antes se toma un tacómetro y se mide la velocidad: 1700RPM, cuando la de placa es 1760RPM. El voltaje está dentro del rango. El personal del departamento de producción confirma que hicieron un cambio en la fórmula del producto. Antes la mezcla era menos viscosa. Conclusión: el motor está sobrecargado por cambios en la formulación del producto.
17
Entrevista
Las huellas de un soñador • El ingeniero Augusto Oguilve Pérez sobresalió en una obra histórica
Luis Castrillo Marín Para Revista Mantenimiento
En cada metro cuadrado de las 20 hectáreas que forman el Parque Nacional de Diversiones está presente la mano de un ingeniero costarricense, quien durante casi dos años asumió el reto de coordinar el montaje de esta obra pionera en Centroamérica. La misión de echar a andar el proyecto, auspiciado por la Asociación Pro Hospital de Niños, se le encomendó al ingeniero Augusto Oguilve Pérez, un profesional que debía lidiar con soluciones inéditas para superar el desafío de poner a funcionar sin problemas el primer parque de este tipo en el Istmo. “Nosotros tuvimos que superar muchas dificultades para lograr ese cometido; por ejemplo, muchas de las máquinas y de los juegos que llegaron eran donaciones de Estados Unidos y Europa, pero venían sin los manuales, de modo que localmente tuvimos que ingeniárnoslas para que todo caminara adecuadamente”, indica este profesional nacido en Barrio Los Ángeles de San José. Su paso a la dirección de montaje del Parque se produjo luego de salir de la empresa Aluminios Nacionales (Alunasa), ubicada en Esparza, y que entonces era una subsidiaria de la desaparecida Corporación Costarricense de Desarrollo (Codesa). “La Asociación que desarrollaba el Parque iba a contratar a una empresa de los Estados Unidos, pero la verdad es que salía muy caro y el presupuesto era escaso; entonces nos llamaron a nosotros para llevar a cabo ese proyecto como si fuéramos una oficina de esa organización. Incluso tuvimos que visitar algunos parques de diversiones en los Estados Unidos para agarrar “volados””. El trabajo del equipo que comandó Oguilve Pérez se prolongó desde 1979 hasta 1981, cuando finalizaron los trabajos una vez superadas todas las vicisitudes y se entregó al país un proyecto cuyos aportes a la seguridad social en favor de la niñez se han multiplicado miles de veces en 30 años. Las inclinaciones de este josefino por el mundo de la técnica y de la ingeniería nacieron a muy temprana edad, casi en los años de la primaria en la Escuela 12 de Marzo y en el Liceo Unesco –ambas instituciones en el cantón sureño de Pérez Zeledón- donde terminó de perfilar el deseo por travesear “chunches” en las lecciones de Artes Industriales.
18
“En verdad yo soy del pensar de que uno el amor por la ingeniería lo trae en la sangre; claro, es algo que uno luego va perfeccionando con el estudio y la academia. En mi caso, además de gustarme estos temas, también tuvo que ver mucho la influencia de mi padre Jorge Oguilve, quien era profesor de físico-matemática en el Liceo Unesco; él fue otra de las grandes influencias para que siguiera los pasos del mundo de las máquinas”. Directo a Cartago Tras el paso por las aulas del Liceo Unesco, las facilidades –como pago de estudios, alojamiento y alimentación- lo terminaron de convencer de que el Instituto Tecnológico de Costa Rica era el lugar indicado para emprender el desarrollo profesional. “En mi caso tenía la opción del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) y la Universidad de Costa Rica, pero la ventaja del Instituto es que es de una sola vez te vinculabas a lo que querías estudiar, no invertías tiempo en cursos de literatura o esas cosas que tenían poca relación con la carrera; además, como uno era de una familia de pocos recursos ocupaba salir rápido a trabajar”. La llegada al campus de Cartago se produjo en 1975, como parte de la tercera generación de estudiantes de la Escuela de Ingeniería de Mantenimiento Industrial; este grupo se graduó en 1978, cuando en el alma máter de la ciudad de las brumas imperaba la camaradería y la solidaridad como normas de comportamiento. “El Instituto de entonces era una comunidad pequeña donde todos se conocían e imperaba el compañerismo; ahora eso se ha perdido un poco aunque es lógico por el crecimiento de la población estudiantil. Sin embargo, mi paso por ahí fue fundamental para el proyecto de vida que desarrollé. El tipo de educación práctica que se ofrece es de alto nivel, eso lo aprecia mucho el mercado laboral al punto que prácticamente no conozco a un profesional del TEC que esté desempleado”. Junto con el Parque Nacional de Diversiones, la formación de la empresa Oguilve y Compañía S. A. representa otra de las grandes huellas de este profesional, quien dirige esa firma de ocho personas cuyo portafolio de negocios se concentra en el desarrollo de obras electromecánicas para construcciones del sector público, y más recientemente, en la venta e instalación de equipos de protección eléctrica en representación de la multinacional francesa Delta Technologies. Para este enamorado de la ingeniería, los conocimientos adquiridos en el TEC, así como los cursos de actualización en la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA), y el Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos, resultaron vitales para fundar Oguilve y Compañía que, tras 26 años de presencia en el mercado de la construcción electromecánica y mantenimiento en el sector privado y público, tiene una historia llena de éxitos. “En los tiempos actuales, con la recesión, es muy duro hacer empresa pero hemos ido poco a poco superando etapas que nos han llevado a brindar servicio en prácticamente todo Costa Rica, en zonas como Guanacaste, Limón, San José y Puntarenas, a instituciones como la Universidad de Costa y la Refinadora Costarricense de Petróleo. Además, con mucho esfuerzo nos hemos ido posicionado muy bien el mercado de la protección eléctrica”. La trayectoria laboral lo ha llevado a prestar servicios en instituciones como la Caja Costarricense de Seguro Social, el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) y en la empresa privada Aluminios de Centroamérica, entre otras compañías.
19
Lavadoras de aire: aplicación práctica de un proceso adiabático Ing. Ignacio Del Valle G Escuela de Ingeniería Electromecánica Tecnológico de Costa Rica idelvalle@itcr.ac.cr
Un proceso termodinámico que no reporta cambio en la cantidad total de calor dentro de un sistema se denomina “proceso adiabático”. Este es un modelo que se utiliza con frecuencia en las clases de termodinámica pues resulta muy eficaz para demostrar la ley de conservación de la energía; no obstante, es poco común en aplicaciones reales. Sin embargo, existe un caso práctico en los sistemas de climatización que en la realidad corresponde a un proceso adiabático: es el enfriamiento evaporativo. Este sistema de climatización se utiliza frecuentemente, con buenos resultados y con un costo bajo en aplicaciones en las cuales se desea disminuir las condiciones de temperatura del aire cuando se tienen ambientes cálidos y sobre todo muy secos (de alta temperatura de bulbo seco y baja humedad relativa). La aplicación consiste en rociar agua líquida dentro de una corriente de aire seco, de modo que se propicie una transferencia de calor. El agua necesita calor para evaporarse, calor latente que toma del aire seco. Ese calor lo cede el aire al agua, en forma de calor sensible, lo cual provoca una disminución en su temperatura. Desde luego, no toda el agua que se rocía en el aire se evapora, por lo que alguna cantidad cae por gravedad en un reservorio y es recirculada.
Figura 1. Representación del proceso en la carta psicrométrica.
20
Es importante observar que este proceso se realiza a entalpía constante. La explicación de este detalle es que en el sistema no se está agregando o sustrayendo energía en forma de calor. Lo que ocurre es simplemente un intercambio de calor entre el aire y el agua. Entonces, al representar gráficamente este fenómeno en una carta psicrométrica, se trazará la línea de proceso superpuesta a una línea isoentálpica que además coincide con una línea de temperatura de bulbo húmedo constante. Luego, el proceso de enfriamiento evaporativo es un proceso de bulbo húmedo constante. Si se colocaran termómetros de bulbo seco y húmedo a la entrada y a la salida del aire (es decir antes y después de atravesar el frente de aspersión de agua), se leerían valores distintos en el bulbo seco pero iguales en el bulbo húmedo. La temperatura en el bulbo seco a la salida es inferior a la temperatura de bulbo seco a la entrada, con lo cual, sensiblemente se está “enfriando” el aire. Para construir este sistema intercambiador, conocido comunmente como lavadoras de aire, basta con tener un reservorio de agua, con una toma desde el exterior para recuperar el agua evaporada y con un sistema de recirculación que descargue en aspersores. Estos aspersores se instalarán en una posición en la que queden dentro del flujo de aire impulsado por un ventilador. Para comprender el efecto termodinámico, se pueden instalar termómetros a la entrada y salida del aire y con ellos medir el cambio de temperatura.
Figura 2. Esquema de componentes de la lavadora de aire.
Estas lavadoras de aire pueden funcionar en forma eficaz en situaciones en las cuales el aire no se encuentre cerca del punto de saturación antes de entrar al intercambiador. Entonces son una alternativa de bajo costo a los sistemas de climatización por compresión de vapor (refrigeración convencional), cuando las condiciones del aire a la entrada del intercambiador sean de alta temperatura de bulbo seco y baja humedad relativa.
21
KAIZEN:
Preparación, ejecución y seguimiento (Segunda parte) Ing. Mel Wilhelm Fonseca mwilhelm@chml.com
Comité Kaizen: • El comité Kaizen debería incluir: – Kaizen champion: Desarrolla el presupuesto y los ahorros esperados para cada evento. – Gerente de planta: Provee la visión y el foco, además de asegurar el compromiso de los recursos. – Gerente de producción: Asegura la disponibilidad de personal operativo sin que su ausencia afecte los compromisos de producción. – Gerente de ingeniería: Mantiene siempre el mismo enfoque que el Kaizen Champion en caso de desacuerdos. El Champion le reporta al gerente de ingeniería. – Gerente de materiales: Vela por la disponibilidad de materiales o equipo. – Gerente de calidad: Asegura la calidad de los nuevos e identifica las responsabilidades importantes de calidad que seguirán las instrucciones de trabajo. – Superintendente de mantenimiento y seguridad ocupacional: Vela porque las líneas sigan trabajando después del movimiento de estaciones en un ambiente seguro. – Gerente de recursos humanos: Asegura el correcto entrenamiento y registro de los participantes y asegura que los miembros estén disponibles en la semana del evento.
Junta Directiva Recientemente aprobada nueva junta directiva de la asociación de 5s y TPM Puesto
Nombre
Empresa Representada
Presidente
Mel Wilhelm
Chicago Miniature Lighting
Vicepresidente
Marco Tapia
Spoon
Secretario
Julio Carvajal
TEC
Tesorero
Iriana Chaves Acosta
Clínica Bíblica
Vocal I
Rafael Rangel
Independiente
Fiscal
Pablo Vílchez
RTV
Oído esto decidieron que fuera el abuelo en la montura y el joven andando. Pero al pasar por una aldea escucharon: - ¿Viste al egoísta? Él bien tranquilo en el burro y el muchacho caminando.
Opiniones (*) ajenas Un abuelo y su nieto se encaminaron un día a una aldea vecina para visitar a unos familiares, por lo que se acompañaron de un borrico a fin de hacer más llevadera la jornada. Iba el muchacho montado en el burro cuando al pasar junto a un pueblo oyeron: - ¡Qué vergüenza! El jovencito tan cómodo tan cómodo en el burro y el pobre viejo haciendo el camino a pie.
22
Entonces acordaron que lo mejor sería montar los dos en el jumento y así atravesaron otro pueblo, donde unos lugareños les gritaron: - ¿Qué hacéis vosotros? Los dos subidos en el pobre animal. ¡Qué crueldad, vais a terminar reventándolo! Vista la situación, llegaron a la conclusión de que lo más acertado era continuar a pie los dos para no tener que soportar más comentarios hirientes. Pero pasaron por otro lugar y tuvieron que oír cómo les decían: -
¡Tontos! ¿Cómo se os ocurre ir andando teniendo un burro?
(*) Tomado de Los 120 Mejores Cuentos. Recopilación de Ramiro Calle. Ediciones EDAF.