AUTOMATIZACIÓN DE LA ETAPA DE PRESURIZACIÓN DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE AGUA TRATADA EN LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA PORCE III DE EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN (1)

AUTOMATIZACIÓN DE LA ETAPA DE PRESURIZACIÓN DEL SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN DE AGUA TRATADA EN LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
PORCE III DE EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
AUTOR
CARLOS MARIO USUGA OLIVEROS
INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA PASCUAL BRAVO FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA MECANICA
MEDELLÍN
2021
AUTOMATIZACIÓN DE LA ETAPA DE PRESURIZACIÓN DEL SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN DE AGUA TRATADA EN LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
PORCE III DE EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
AUTOR
CARLOS MARIO USUGA OLIVEROS
Práctica realizada en la Central Hidroeléctrica Porce III de Empresas Públicas de Medellín
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Mecánico
Asesor
Gabriela Estefanía Valencia Galeano
Magister en Sostenibilidad
INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA PASCUAL BRAVO FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA MECANICA
MEDELLÍN
2021
iii
Contenido
Glosario ............................................................................................................................... 1
Introducción ........................................................................................................................ 2
Descripción de la empresa, área de trabajo y funciones de la práctica ............................... 4
Descripción de la empresa .............................................................................................. 4
Descripción del área de trabajo ....................................................................................... 5
Funciones asignadas y plan de trabajo concertado con la empresa ................................ 7
Planteamiento de la propuesta de mejora ............................................................................ 9
Objetivos ........................................................................................................................... 10
Objetivo general ............................................................................................................ 10
Objetivos específicos .................................................................................................... 10
Metodología ...................................................................................................................... 11
Evaluar el estado actual de la etapa de presurización del agua tratada en el sistema de
refrigeración. ............................................................................................................................. 11
Identificar las variables afectadas y el rango operacional de las mismas. .................... 15
Recopilación de datos en los instrumentos digitales y análogos existentes y hacer la
comparación con los parámetros establecidos de diseño. ......................................................... 16
Realizar las tomas de muestras en los puntos relacionados con el sistema y los
considerados por la propuesta de solución................................................................................ 18
iv
Estimar los tiempos empleados en la atención de recuperación de la presión al sistema
comparado con una operación en modo automático. ................................................................ 20
Registrar el tiempo real que tarda cada técnico en la ejecución de las maniobras de
presurización. ............................................................................................................................ 20
Monitorear el sistema y observar la frecuencia con la cual se presenta la
despresurización. ....................................................................................................................... 20
Evaluación de los tiempos en otras ordenes de trabajo. ................................................ 21
Agilizar los tiempos de respuesta en la atención y recuperación de las pérdidas de
presión del agua tratada de los sistemas de refrigeración de las maquinas generadoras de
energía. ...................................................................................................................................... 21
Establecer los parámetros adecuados del sistema tanto en operación como en máquina
parada. ....................................................................................................................................... 21
Localizar el punto funcional para realizar la presurización adecuada del sistema. ...... 22
Documentar y actualizar los parámetros con los cambios realizados. .......................... 23
Elaborar la lista de los recursos requerido y promediar el costo................................... 23
Resultados ......................................................................................................................... 24
Conclusiones ..................................................................................................................... 33
Propuesta académica ......................................................................................................... 34
Anexos .............................................................................................................................. 35
Bibliografía ....................................................................................................................... 36
v
vi
Lista de Figuras
Figura 1 Edificio Inteligente de Empresas Públicas de Medellín ....................................... 5
Figura 2 Presa de la Central Hidroeléctrica Porce III ......................................................... 6
Figura 3 Piso principal de la Casa de Máquinas subterránea de Porce III .......................... 6
Figura 4 Etapa de presurización del sistema por diseño de fabricación. .......................... 13
Figura 5 Etapa de presurización en modo manual y provisional...................................... 14
Figura 6 Sala de operación de la casa de máquinas Porce III .......................................... 16
Figura 7 Parámetros establecidos para las máquinas de Porce III.................................... 17
Figura 8 Dispositivo para la igualación de presión del sistema con la red....................... 19
vii
Lista de Tablas
Tabla 1 Funciones asignada por la empresa para realizar cada semana ............................. 7
Tabla 2 Número de visitas programadas por zona y por mes ............................................. 8
viii
Lista de Anexos
Anexo A. Nombre del Anexo A ...................................................................................... 35
1
Glosario
Cota: Punto de nivel de altura sobre cualquier otro plano y se da en metros sobre el nivel
del mar.
Parada forzada de maquina: Suspensión inmediata de una máquina en funcionamiento por
motivos de fallas.
Presa: Es el almacenamiento hídrico sobre el cauce de un rio para acumular energía
potencial.
SCADA: Herramienta de aplicación informática de modo automático, utilizada en la
industria para: controlar, supervisar y almacenar datos a distancia de los procesos.
Transductor: Dispositivo electrónico que se encarga de transformar o convertir una señal
de energía de entrada en otra diferente de salida.
2
Introducción
En el presente trabajo, se expone el desarrollo del proyecto a realizar en la Central
Hidroeléctrica Porce III, cuyo enfoque se encuentra direccionado en temáticas asociadas a la
generación de energía como un servicio esencial para el bienestar de las personas y la industria,
con una alta tendencia de crecimiento y nuevas estrategias para el aumento de las energías
renovables, según el documento Energy Colombia “los cambios que están presentando
actualmente en este sector, generarán impactos en todas las sociedades” (Energy colombia, 2019).
Empresas Públicas de Medellín es una empresa dedicada a la prestación de servicios
públicos de alcantarillado y acueducto de agua, transmisión, distribución y comercialización de
energía y el servicio de gas natural especialmente en el departamento de Antioquia, requiere de la
participación de estudiantes en el proceso de prácticas para que aporten sus conocimientos
adquiridos en materia de ingeniería de los proyectos de diseño requeridos.
En el proyecto que se presenta a continuación se realiza aportes significativos para
mantener la disponibilidad y confiabilidad de las plantas de generación de energía, que permitan
hallar estrategias con miras a reducir los tiempos de paradas forzadas de las máquinas en la Central
Hidroeléctrica Porce III, en esta planta, “uno de los factores que más afecta la disponibilidad y
confiabilidad en el sistema de refrigeración de las maquinas es la etapa de presurización de agua
tratada” (Pedro.Hernandes, 2018).
El mantenimiento correctivo planificado “es el tipo que se produce cuando se detecta una caída en
el rendimiento de un equipo. Por lo tanto, las intervenciones no son de emergencia y pueden ser
programadas” (USER, 2020), las máquinas de Porce III pueden generar energía y cumplir con el
3
programa diario de generación, sin embargo, persiste la caída de confiabilidad y la probabilidad
de la parada forzada de las máquinas.
La Central Hidroeléctrica Porce III al ser la planta con mayor generación de energía
hidráulica con la que cuenta Empresas Públicas de Medellín, requiere de estrategias que le
permitan el funcionamiento adecuado de los sistemas y reducir los tiempos de paradas forzadas de
las máquinas, con el fin de aumentar la disponibilidad y confiabilidad de esta planta y así evitar
sanciones por incumplimiento del programa diario de generación.
En este trabajo se desarrollará una propuesta basada en la mejora de la metodología de la etapa de
presurización del sistema de refrigeración de agua tratada, con el objetivo de automatizar la etapa
y disminuir los riesgos de paradas forzadas de las máquinas y así ajustar las condiciones de trabajo
conservando los parámetros establecidos y asemejándose al diseño de fabricación.
4
Descripción de la empresa, área de trabajo y funciones de la práctica
Descripción de la empresa
Empresas Públicas de Medellín es una empresa con una sede principal ubicada en la ciudad
de Medellín en la carrera 58 N.42 – 125, presta unos servicios públicos domiciliarios de acuerdo
a una responsabilidad social y ambiental, con participación en la cadena de generación,
transmisión, distribución y comercialización de energía, en su primera etapa, EPM sólo atendió a
los habitantes de Medellín, la ciudad donde inició sus actividades en 1955. Desde entonces ha
alcanzado un alto desarrollo que la sitúa a la vanguardia del sector de los servicios públicos en
Colombia (Franco, 2018).
Los servicios que Empresa Públicas de Medellín suministra a sus usuarios son: Energía
eléctrica, gas por red, acueducto y alcantarillado, así mismo, EPM se ha destacado en estos cuatro
ámbitos de los servicios públicos y hoy adelanta una serie de proyectos que consolidan su
liderazgo. El ámbito que le genera mayor impacto económico es la generación de energía
cubriendo el 21,11% en Colombia, con una serie de plantas generadoras donde la Central
Hidroeléctrica Porce III es actualmente la planta que le entrega la mayor cantidad de generación
de energía eléctrica con la capacidad máxima instalada de 700MW (epm, Nuestros servicios,
2021).
En la Figura 1 se puede observar la imagen de la sede principal de Empresas Públicas de
Medellín, es una infraestructura ubicada alrededor del centro de la ciudad y conocida con el
nombre de edificio inteligente.
5
Figura 1 Edificio Inteligente de Empresas Públicas de Medellín
Fuente: https://www.acimedellin.org/landing/edificio-inteligente-de-epm-medellin/
Descripción del área de trabajo
La Central Hidroeléctrica Porce III, “ubicada a 147 kilómetros de Medellín, nordeste de
Antioquia, en una zona entre los municipios de Amalfi, Anorí, Gómez Plata y Guadalupe, Cuenta
con el río Porce como su principal fuente de abastecimiento” (Luis Federico Alvares, 2012), esta
central cuenta con una capacidad instalada de generación de energía de700 Megavatios en 4
unidades con 175 Megavatios cada una.
El área donde se realiza la mejora cuenta con tres equipos de trabajo; mantenimiento,
operación y personal de apoyo, el área de mantenimiento cuenta con tres especialidades, mecánica,
eléctrica y electrónica, donde la especialidad mecánica es la implicada en el presente trabajo.
6
En la Figura 2 se puede observar la presa sobre el cauce del rio Porce la cual almacena la
energía potencial para abastecer la Central Hidroeléctrica Porce III.
Figura 2 Presa de la Central Hidroeléctrica Porce III
Fuente: Propia con cámara celular 02/04/2021
En la Figura 3 se puede observar el piso principal de la casa de máquinas subterránea de la
central Hidroeléctrica Porce III.
Figura 3 Piso principal de la Casa de Máquinas subterránea de Porce III
Fuente: Propia con cámara de celular 02/04/2021
7
Funciones asignadas y plan de trabajo concertado con la empresa
Las funciones asignadas por Empresas Públicas de Medellín a los técnicos en el área de
mantenimiento mecánico en la Central Hidroeléctrica Porce III, se centran en efectuar los trabajos
de reparación y mantenimiento a los equipos, maquinaria y herramientas y así, garantizar la
operación y funcionamiento de las maquinas generadoras de energía de acuerdo con las técnicas
establecidas en los manuales operativos e instrucciones de trabajo seguro.
Realizar las respectivas inspecciones periódicas que detectan y localizan posibles fallas o
averías en los diferentes sistemas asociados al proceso de generación de energía, los hallazgos
encontrados en revisiones deberán ser reportados, programados y ejecutados en mantenimientos
preventivos o correctivos de acuerdo a unos criterios técnicos y recomendaciones de los fabricantes
(epm, 2021).
Tabla 1 Funciones asignada por la empresa para realizar cada semana
Actividad
Área de trabajo
Horas /semana
1
Zona 3
6
2
Zona 4
4
3
Zona 7
6
4
Zona 2
3
Nota: Tabla adaptada de las funciones escritas dentro del contrato de aprendizaje SENA.
La información contenida en la tabla 2 permite el análisis de………………………………
8
Tabla 2 Número de visitas programadas por zona y por mes
Meses
Zona
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Zona 1
64
68
58
20
Zona 2
41
21
24
54
Zona 3
51
54
56
41
Zona 4
54
21
24
47
Zona 5
84
54
34
14
Nota: datos recopilados por la Federación Internacional de Asociaciones de Bibliotecarios e Instituciones IFLA www.ifla.org
9
Planteamiento de la propuesta de mejora
El sistema de refrigeración con que cuenta las máquinas de la Central Hidroeléctrica Porce
III, desde su puesta en servicio está presentando inconsistencia en la etapa de presurización del
agua tratada, esta etapa no está cumpliendo con las condiciones de diseño para realizarse de modo
automático, la cual está requiriendo de un monitoreo constante de la presión y de unos tiempos de
obra labor que no estaban estimados (ING. Bladimir suarez, 2012).
Por consiguiente, las condiciones actuales de esta etapa han disminuido la confiabilidad de
la planta y ha producido desvíos en los programas de generación de energía, por presentar paradas
forzadas de las máquinas, que afecta la disponibilidad de la planta y acarrea sanciones por
incumplimiento al programa diario de generación de energía (Manzanares, 2017).
Los sistemas de refrigeración en las máquinas de generación de energía eléctrica son los
encargados de controlar la temperatura, siendo esta una de las variables más críticas en cualquier
proceso industrial, si se produce una pérdida de presión, esta generará una descompensación en la
refrigeración, traduciéndose en el aumento de temperatura de todos los sistemas de las máquinas
(Sayuri Monserrath Bonilla Novillo, 2018).
Con este trabajo de grado se busca agilizar los tiempos de respuesta y eliminar las fallas
asociadas y/o accidentes que se puedan presentar en la operación manual de la presurización del
agua tratada al sistema de refrigeración, esto impactaría positivamente el funcionamiento,
mantenimiento, la vida útil y la confiabilidad de la planta.
10
Objetivos
Objetivo general
Automatizar la etapa de presurización del sistema de refrigeración de agua tratada en la
Central Hidroeléctrica Porce III de Empresa Públicas de Medellín
Objetivos específicos
Evaluar el estado actual de la etapa de presurización del agua tratada en el sistema de
refrigeración.
Estimar los tiempos empleados en la atención de recuperación de la presión al sistema
comparado con una operación en modo automático.
Validar la disminución de los tiempos de respuesta en la atención y recuperación de las
pérdidas de presión del agua tratada de los sistemas de refrigeración de las máquinas de generación
de energía.
11
Metodología
En la posible solución que se plantea en el presente trabajo de grado, se hace una
metodología basada en el análisis de funcionamiento del sistema de refrigeración de las máquinas
a través del tiempo transcurrido desde la puesta en marcha de la planta hasta la fecha actual y la
recopilación de datos existentes.
El análisis y los datos recopilados permiten realizar las pruebas pertinentes para concluir
una deficiencia del sistema en la etapa de presurización, también permite determinar la lógica de
trabajo que cumpla con la función de manera automática.
Evaluación del estado actual de la etapa de presurización del agua tratada en el
sistema de refrigeración.
Para evaluar el estado actual de la etapa de presurización se requiere de datos verídicos,
con los datos la información recopilada y las experiencias vividas se pretende identificar la lógica
de trabajo adecuada para la presurización, que consiste en la compensación de la presión al sistema
de refrigeración de manera automática, preferiblemente conservando las condiciones iniciales del
diseño.
Las condiciones iniciales de diseño parte de una lógica simple de trabajo, donde la etapa
de presurización es automática y se cumple por gravedad, la etapa consta de dos tanques plásticos
con una capacidad de 1000litros, instalados en la cota más alta del sistema de refrigeración, donde
cada tanque compensa la presión en 2 máquinas y ambos se abastecen de la red de agua tratada
para suministros con la que cuenta la planta.
12
La compensación de presión al sistema está instalada sobre la tubería de retorno, en la cota
328 siendo la más alta donde la presión es la mínima y a su vez están instaladas las ventosas por
donde se evacua las burbujas de aire que se forman internamente en la tubería por los cambios de
temperatura y por ser un circuito cerrado. Considerando que la cota varía desde 302 a 328, con
puntos de acción en las diferentes cotas; 302, 308, 311, 316, 328.
 Intercambiador de calor por placas.
 Bomba impulsora con control de presión y flujo en la entrada y salida.
 Cojinete guía de turbina.
 Cojinete combinado (guía y empuje).
 Cojinete guía superior.
 Tiristores.
 Radiadores del generador.
 Radiadores del transformador de potencia.
 Ventosas.
En la Figura 4 se puede observar los puntos más relevantes de la etapa de presurización
instalado por diseño inicial, en la parte A, los dos tanques plásticos con una capacidad de
almacenamiento de 1000litros, los cuales se abastecen de la red de agua tratada para compensar la
presión por gravedad al sistema y en la parte B, el punto de compensación en la tubería
encontrándose en la cota más alta de la tubería de retorno del sistema.
13
Parte A.
Parte B.
Figura 4 Etapa de presurización del sistema por diseño de fabricación.
Fuente: Propia con cámara de celular 25/04/2021
.
14
En la Figura 5 se puede observar la etapa de presurización actual de modo manual,
donde en la parte A, se encuentra un dispositivo provisional con sistema de bombeo y
una toma de agua de la red para abastecerse y en la parte B, el punto de compensación
sobre la tubería el cual está ubicado en la salida de la bomba de recirculación.
Parte A.
Parte B.
Figura 5 Etapa de presurización en modo manual y provisional
Fuente: Propia con cámara de celular 25/04/2021
15
Con el diagnóstico de la criticidad operacional del sistema de refrigeración se llevarán a
cabo las siguientes actividades.
Identificación de las variables afectadas y el rango operacional de las mismas.
Las variables afectadas se identifican por medio de las alarmas de falla, las cuales están
programadas en el control electrónico de monitoreo de los sistemas de las máquinas con señales
digitales, visualizadas tanto en los equipos como en la sala de operación, el rango de estas variables
es el establecido por recomendación del fabricante, permite determinar cuando el sistema está en
falla.
El monitoreo de variables desde la sala de operación lo realizan los operadores de modo
audiovisual por medio de un sistema SCADA, donde por medio de pantallas se revelan los datos
en tiempo real y con alarmas sonoras asociadas a las fallas que se pueden presentar, el sistema
cuenta con almacenamiento de datos y adicional se registran en formatos establecido como
planillas físicas en las cuales se reporta cada hora, estos datos pueden ser tomados directamente
de las pantallas del sistema o en campo desde los transductores.
En la Figura 6 se puede observar la sala de operación donde son controladas las máquinas,
además son monitoreados los sistemas con todas sus variables, quedando registrando la
adquisición de datos de modo automático por la SCADA y en modo físico en las planillas
correspondientes llenadas por los operadores de turno.
16
Figura 6 Sala de operación de la casa de máquinas Porce III
Fuente: Propia con cámara de celular 05/05/2021
Recopilación de datos en los instrumentos digitales y análogos existentes y hacer la
comparación con los parámetros establecidos de diseño.
Por medio de los instrumentos digitales y análogos de monitoreo se toman los datos y se
identifican las variables asociadas al sistema de refrigeración como: temperatura, presión y flujo;
de acuerdo a unos parámetros establecidos de diseño, surge la necesidad de modificar el parámetro
de la presión para retrasar la falla de presurización del sistema.
En la Figura 7 se puede observar en la parte A, los transductores de recopilación de datos
situados en campo y en la parte B, el documento de los parámetros establecidos por recomendación
de fabricante y documentado por personal encargado en la puesta en marcha de la planta, este
documento se encuentra en la sala de operación en conjunto con los manuales de operación y
mantenimiento de las máquinas.
17
Parte A.
Parte B.
Figura 7 Documento de parámetros establecidos para las máquinas de Porce III
Fuente: Propia con cámara de celular 05/05/2021
18
Realización de las tomas de muestras en los puntos relacionados con el sistema y los
considerados por la propuesta de solución.
Esta actividad pretende enfocar y encaminar la problemática hacia la posible solución,
tomando un muestreo de la presión en todos los puntos posibles debido a las variaciones de la
misma, causada por los diferentes niveles de altitud, las condiciones de salida y entrada de la
bomba de recirculación de agua tratada en el sistema y las pérdidas de presión producida por
burbujas de aire que se forman al pasar por los puntos calientes de la máquina.
Utilizando elementos adecuados para visualizar la presión se diseña y se ensambla un
dispositivo, el cual se instala sobre la tubería de retorno en la entrada de la bomba paralelo a la
toma de presión que arroja los valores contemplados en los parámetros, se acopla con la red de
agua tratada para obtener una igualación de presiones, esta prueba inicial se hace en la máquina 2
aprovechando la cercanía entre el sistema y la red, se debe hacer por oportunidad de maquina
parada para no poner en riesgo el programa diario de generación de energía.
Considerando los datos tomados se puede lograr un análisis detallado para instalar una
prueba piloto y lograr el objetivo general con la ejecución del proyecto en la planta, cubriendo la
necesidad en las cuatro maquinas.
En la Figura 8 se puede observar los elementos empleados para realizar las tomas e
igualación de presión del sistema con relación a la red de agua tratada. En la parte A, los elementos
son: dos manómetros, un cheque de una pulgada, manguera de una pulgada por cinco metros de
longitud, dos válvulas de media pulgada, conectores y herramienta manual para el acoplamiento y
en la parte B, el ensamble del dispositivo acoplando la red con el sistema.
19
Parte A.
Parte B.
Figura 8 Dispositivo para la igualación de presión del sistema con la red
Fuente: propia con cámara de celular 25/04/2021
20
Estimación los tiempos empleados en la atención de recuperación de la presión al
sistema comparado con una operación en modo automático.
Para estimar los tiempos es necesario realizar las maniobras para ajustar la presión del
sistema de refrigeración, teniendo en cuenta que ajustar el parámetro operacional requiere de un
tiempo real de mano de obra, el cual podría ser aprovechado en la ejecución de trabajos de
mantenimiento, si, el sistema funcionara en modo automático de acuerdo con el diseño inicial.
La estimación de los tiempos para atender los eventos de despresurización del sistema de
refrigeración se puede alcanzar a partir de las siguientes actividades.
Registros del tiempo real que tarda cada técnico en la ejecución de las maniobras de
presurización.
El técnico debe registrar la hora de inicio real y la hora de finalización de las maniobras
ejecutadas en la presurización del sistema, tomando en cuenta si el evento ocurre en tiempo de
jornada laboral o jornada extralaboral y así el supervisor registra los reportes de tiempos en el
aplicativo tecnológico y a través de este se puede estimar los costos de recursos de mano de obra.
Monitoreo del sistema y observar la frecuencia con la cual se presenta la
despresurización.
Por medio de la revisión de las bitácoras de operación se puede realizar la trazabilidad de
los eventos ocurridos en el tiempo y determinar si es la misma para las cuatro máquinas o hay
comportamiento diferente entre ellas.
21
Evaluación de los tiempos en otras ordenes de trabajo.
Para la evaluación de los tiempos es necesario tramitar las ordenes de trabajo de acuerdo
con los lineamientos de mantenimiento, puede ser preventivo o correctivo, las ordenes de trabajo
son documentadas mediante un aplicativo que se conoce como “MAXIMO” donde se almacena lo
registrado y de acuerdo con unos perfiles de acceso es autorizada la navegación.
Validación de los tiempos de respuesta en la atención y recuperación de las pérdidas
de presión del agua tratada de los sistemas de refrigeración de las maquinas generadoras de
energía.
Con el fin de agilizar los tiempos de respuesta y recuperación de las pérdidas de presión en
el sistema, es conveniente realizar un análisis detallado de las variables con sus respectivos
parámetros, realizando pruebas en el campo para obtener los comparativos que permitan establecer
un método posible de solución, para llevar a cabo las pruebas en campo se debe solicitar la
autorización al jefe de planta.
Posteriormente se debe acondicionar el sistema con una puesta a punto para entregar una
mejor confiabilidad y disponibilidad de la planta, se enfoca en las siguientes actividades.
Estandarización de los parámetros adecuados del sistema tanto en operación como en
máquina parada.
En concertación con los especialistas de trabajo, operación, electrónica, mecánica y en
aprobación del jefe de planta, se definirá el parámetro estándar de funcionamiento con el cual
22
dispondrá el sistema desde la programación de los instrumentos de medición que permita operar
en condiciones normales en modo automático.
Localización del punto funcional para realizar la presurización adecuada del sistema.
Una vez establecido los parámetros se deben realizar las tomas de muestras teniendo en
cuenta la referencia para encontrar el punto donde el sistema pueda ser presurizado, conservando
el diseño inicial, es un sistema simple de inyección por gravedad. El sistema por diseño debe
abastecerse de la red de agua tratada para suministros con la que cuenta la planta lo cual no se
cumple, por lo tanto, se realizan tomas de muestras en los puntos posibles en la red de agua tratada,
y realizar pruebas de igualaciones de presión con el sistema de refrigeración en los puntos
relacionados.
Los puntos en los cuales se toma las muestras de presión para realizar el análisis son:
 El punto de compensación por diseño, tomado en el sistema con maquina parada.
 El punto de compensación por diseño, tomado en el sistema con maquina en
generación de energía.
 El punto de compensación por diseño, tomado de los tanques de compensación.
 El punto de la red de agua tratada en la misma cota de la compensación por diseño.
 El punto de referencia en la entrada y salida de la bomba de recirculación, donde
están los transductores programados con los parámetros que determinan la falla,
tomado con maquina parada.
 El punto de referencia en la entrada y salida de la bomba de recirculación, tomado
con maquina en generación de energía.
23
 El punto de la red de agua tratada a la misma cota del punto de referencia.
 El punto de la red donde se abastece el dispositivo provisional de compensación.
 El punto del sistema en la cota más baja.
 El punto de la red de agua tratada en la cota más baja.
Documentación y actualización de los parámetros con los cambios realizados.
Por consiguiente, la planta debe estar acogida al sistema de calidad y la documentación
debe ser almacenada y organizada en los formatos establecidos para cada procedimiento de
mantenimiento y operación, cuando ocurren cambios o modificaciones en los procedimientos, los
formatos deben ser actualizados por los responsables en la jerarquía del rol.
Elaboración de la lista de los recursos requerido y promediar el costo.
Referente a la propuesta de solución se estimarán tanto los materiales y accesorios para
realizar el trabajo, como la mano de obra, en esta fase se requiere el levantamiento de planos para
detallar las cantidades de los elementos a instalar y así poder calcular el recurso de mano de obra.
Contemplando una emergencia en la red de agua tratada, ya sea por averías o por
mantenimiento, se plantea un plan de choque con la elaboración de un dispositivo portátil con el
cual se pueda llegar a cada punto de inyección y realizar la presurización del sistema, siendo una
actividad simple que la puede realizar un solo técnico o uno de los operadores de turno en caso de
ser en horario diferente al del personal de mantenimiento.
24
Resultados
Evaluación del estado actual de la etapa de presurización del agua tratada en el
sistema de refrigeración.
El análisis y los datos recopilados permitieron realizar las pruebas para concluir una
deficiencia del sistema en la etapa de presurización y también determinar la lógica de trabajo que
cumple con la función de manera automática.
Los resultados de las pruebas confirmaron la conservación de una lógica simple de trabajo,
donde la etapa de presurización es automática y se cumple por gravedad, la etapa consta de una
línea en tubería inoxidable de dos pulgadas de diámetro que cruza las cuatro unidades de
generación en la cota 311 que se conoce como sótano 1, esta línea se conecta con la red de agua
tratada en la misma cota donde ambas se cruzan, y cuenta con derivaciones para cada unidad tanto
para el subsistema que se encuentra en prioridad como para el subsistema de respaldo.
La compensación de presión al sistema se instala sobre la tubería de retorno en la entrada
de las bombas de recirculación en la cota 308, donde se aprovecha los conectores instalados en la
tubería para la inyección de agua por motivos de mantenimientos, también por tener en ese punto
un valor de presión en la red de agua tratada dentro del rango operativo del sistema de
refrigeración.
Las burbujas de aire que se forman internamente en la tubería por los cambios de
temperatura y por ser un circuito cerrado continúan siendo evacuadas por las ventosas.
25
Consideradas en el acotado que varía desde 302 a 328 y los puntos de acción en las cotas; 302,
308, 311, 316, 328.
 Intercambiadores de calor por placas.
 Bombas de recirculación con control de presión y flujo en la entrada y salida.
 Cojinetes guía de turbina.
 Cojinetes combinados (guía y empuje).
 Cojinetes guía superior.
 Tiristores.
 Radiadores de los generadores.
 Intercambiadores de calor de los transformadores de potencia.
 Ventosas.
Identificación de las variables afectadas y el rango operacional de las mismas.
Las variables identificadas mediante las alarmas de falla, por medio de las señales digitales,
visualizadas tanto en los equipos como en la sala de operación siguiendo el rango establecido para
el sistema de refrigeración en el agua tratada son: presión, flujo y temperatura. El rango nominal
de trabajo debe estar; la presión entre 130kPa y 230kPa, la temperatura entre 24°C y 36°C y el
flujo en 180 L/S
El monitoreo de las variables es constante y se realiza desde la sala de operación donde se
tomó los datos para analizar el sistema, los cuales son revelados en tiempo real, también desde las
26
planillas físicas en las cuales son reportados cada hora. En la figura 6 se puede observar la sala de
operación y las pantallas donde llegan todos los datos.
Recopilación de datos en los instrumentos digitales y análogos existentes y hacer la
comparación con los parámetros establecidos de diseño.
Por medio de los instrumentos digitales y análogos de monitoreo se tomaron los datos y así
se identificó las variables asociadas. Se encontró un rango de trabajo nominal para la presión entre
130kPa y 230kPa con un flujo de 180L/S y una temperatura entre 24°C y 30°C. El parámetro
establecido está definido con un valor de 10 kPa para baja presión y un valor de 350 kPa para alta
presión, donde ambos valores producen parada inmediata de la unidad de generación.
Realizar las tomas de muestras en los puntos relacionados con el sistema y los
considerados por la propuesta de solución.
Los resultados de las medidas obtenidos en los diferentes puntos son:
 El punto de compensación por diseño, tomado en el sistema con maquina parada:
30 kPa
 El punto de compensación por diseño, tomado en el sistema con maquina en
generación de energía:
130 kPa
 El punto de compensación por diseño, tomado de los tanques de compensación:
0 kPa
27
 El punto de la red de agua tratada en la misma cota de la compensación por diseño:
25 kPa
 El punto de referencia en la entrada de la bomba de recirculación, donde están los
transductores programados con los parámetros que determinan la falla, tomado con
maquina parada en condición normal:
130 kPa
 El punto de referencia en la entrada de la bomba de recirculación, tomado con
maquina en generación de energía:
230 kPa
 El punto de la red de agua tratada a la misma cota del punto de referencia:
200 kPa
 El punto de la red donde se abastece el dispositivo provisional de compensación:
160 kPa
 El punto del sistema en la cota más baja.
260 kPa
 El punto de la red de agua tratada en la cota más baja.
230 kPa
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Estimación de los tiempos empleados en la atención de recuperación de la presión al
sistema comparado con una operación en modo automático.
La estimación de los tiempos empleados atendiendo los eventos de despresurización del
sistema de refrigeración se alcanzó a partir de las siguientes actividades.
Registros del tiempo real que tarda cada técnico en la ejecución de las maniobras de
presurización.
Los tiempos empleados en la ejecución de las maniobras realizadas en la presurización del
sistema ha variado de acuerdo a la hora en que se presenten los eventos, por ejemplo, cuando se
ha presentado en horario laboral de los técnicos del área de mantenimiento mecánico y se
encuentran en la planta, el tiempo corresponde a 2 reportes de 0.5 horas hombre, cuando no es en
horario laboral de los técnicos del área de mantenimiento mecánico, este es de 2 reportes de 2
horas hombre,
Monitorear el sistema y observar la frecuencia con la cual se presenta la
despresurización.
El monitoreo se realizo en el sistema ESCADA, con la colaboración del personal en turno
de operación, aprovechando la capacidad de almacenamiento de datos del sistema donde se le
programo realizar una gráfica con la variable de la presión en la entrada de la bomba de agua
tratada de cada unidad, donde se promedia 5 eventos mensuales por cada unidad de genercion.
Evaluación de los tiempos en otras ordenes de trabajo.
Los eventos de despresurización del sistema ocurren en cualquier momento debido a los
cambios y comportamientos internos del fluido dentro de las tuberías por las variaciones de
temperatura en el paso por los puntos a refrigerar. Cuando un evento se presenta en medio de un
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mantenimiento programado esto implica parar una actividad para poder atenderlo, lo cual retrasa
la entrega oportuna del mantenimiento.
Validación de los tiempos de respuesta en la atención y recuperación de las pérdidas
de presión del agua tratada de los sistemas de refrigeración de las maquinas generadoras de
energía.
Realizando el análisis detallado de las variables con sus respectivos parámetros, y con las
pruebas en el campo se obtuvo los comparativos que permiten establecer el método de solución,
se solicitó y se obtuvo la autorización del jefe de planta para la realización de los ensayos.
Con los resultados obtenidos se acondicionará la puesta a punto para entregar una mejor
confiabilidad y disponibilidad de la planta, los cuales son enfocados en las siguientes actividades.
Estandarización de los parámetros adecuados del sistema tanto en operación como en
máquina parada.
Los parámetros establecidos para la puesta a punto se transfieren y se aplican en las
cuatro unidades de generación, luego de terminada la ejecución total de la mejora aplicada en la
etapa de presurización de agua tratada del sistema de refrigeración y la prueba piloto que será
instalada en la unidad 2, seguido de la prueba de ensayo.
Localización del punto funcional para realizar la presurización adecuada del sistema.
Siguiendo los criterios operativos y luego de obtener los resultados de tomas de presión en
los puntos posibles se considera la ubicación del punto funcional de presurización adecuada en la
entrada de cada bomba de recirculación del agua tratada en la cota 308, conocida como sótano 2.
30
Criterios operativos.
 La presión de la red de agua tratada se encuentra dentro del rango de trabajo.
 La entrada de la bomba de recirculación de agua tratada es el punto de referencia
donde están definidos los parámetros de trabajo por el diseño.
 Es la zona donde se ha venido ejecutando la presurización de modo manual.
 Es una zona de constante supervisión.
 Es la zona donde se encuentran los transductores que recopilan y transmiten los
datos relacionados al sistema ESCADA.
 Es una zona con disposición de la red de agua tratada.
 La etapa de presurización por diseño se abastece de la red de agua tratada.
 La red de agua tratada es propia de la planta.
 La probabilidad de desabastecimiento es muy baja.
 La facilidad de implementar un plan de choque para el caso de emergencia por
interrupción de la red de agua tratada, ya sea por motivo de mantenimiento de la
misma o por falla.
Documentación y actualización de los parámetros con los cambios realizados.
Los parámetros definidos para la puesta a punto se actualizarán en el sistema y en los
documentos relacionados, luego de la prueba piloto y terminada la ejecución total de la mejora
aplicada en la etapa de presurización de agua tratada del sistema de refrigeración.
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Elaboración de la lista de los recursos requerido y promediar el costo.
Los recursos que requiere la ejecución de la mejora incluyen mano de obra, materiales y
herramientas, los cuales se consideran en el método de optimización aprovechando al máximo los
recursos propios y/o existentes y en la planta.
Recurso humano
El recurso humano que se requiere se toma de recursos propis de la planta y tiene un
estimado de tiempo de 100 horas hombre, las cuales se distribuyen en 1 técnico mecánico y 1
técnico mecánico soldador. El costo de la hora de trabajo tiene un valor actual de 10.000$ (Diez
mil pesos) para un total de 1.000.000$ (Un millón de pesos) en mano de obra.
Materiales
 8 metros de tubería en inoxidable de 8 pulgadas.
 40 metros de tubería en inoxidable de 2 pulgadas.
 60 metros de tubería en inoxidable de 1 pulgada.
 1 válvula reguladora para baja presión de 2 pulgadas.
 2 válvulas en inoxidables de bola para baja presión de 2 pulgadas.
 8 válvulas en inoxidable de bola para baja presión de 1 pulgada.
 4 válvulas en inoxidable de bola de ½ pulgada
 4 acoples en T en inoxidable de 1 pulgada.
 8 bridas en inoxidable de 2 pulgadas.
 16 codos en inoxidable de 1 pulgada.
 8 manómetros de presión.
 Soldadura inoxidable.
 Cilindro de Argón.
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Herramientas
 Herramientas manuales.
 Equipo de soldadura.
 Esmeriladora.
 Roscadora.
 Dobladora de tubo.
 Implementos de seguridad personal.
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Conclusiones
Las conclusiones deben estar enfocadas en el trabajo hecho y documentado en este
informe, por tal motivo esta sección debe contener, como mínimo, una conclusión por cada
objetivo específico planteado.
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Propuesta académica
Ideas, recomendaciones, sugerencias para el mejoramiento del programa académico, plan
de estudio y demás, que surgen en el desarrollo de la práctica.
La información que se obtenga producto de la práctica puede servir para sugerir ideas, o
recomendaciones en cuanto a teorías, principios, metodologías, procesos, equipo, herramientas,
medios informáticos, etc., que se estén implementando en la empresa con miras a lograr
objetivos de mejoramiento y actualización para el programa académico.
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Anexos
Los anexos son registros fotográficos, videos, maquetas, planos, diseños y demás, que
realizó para el desarrollo del informe (propuesta de mejora).
Cada anexo se coloca en página independiente y numerada con letras mayúsculas y
consecutivas.
Tener presente que si la empresa prohíbe divulgar información (fotos, videos, planos,
diseños y demás), deberá incluir la carta o documento de “Confidencialidad” debidamente
diligenciada y firmada por las partes involucradas.
Anexo A. Nombre del Anexo A
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