Revista mantenimiento 86

ISSN 1409-2980

PRECIO ¢2 000

Corrosión (Segunda parte y final)

Año 15, Nº 86 NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2012

Cómo distinguir entre aceites minerales y sintéticos

¿Por qué los departamentos de mantenimiento no son valorados en algunas organizaciones?

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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 constantemente se mejoran y desarrollan.

Director Julio Carvajal Brenes Consejo Editorial Ignacio Del Valle Granados Marcela Guzmán Ovares Guillermo Marín Rosales Alberto Romero Rivas Mercadeo y Ventas Conexión Mantenimiento Tel. 2292-1179 alejandra@conexionmantenimiento.com revistamantenimiento@ice.co.cr Edición gráfica e impresión GRAFOS S.A. Tel.: 2551-8020 / Telefax: 2552-8261 E-mail: info@grafoslitografia.com

Índice 5

Con los lectores

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Corrosión (Segunda parte y final)

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Cómo distinguir entre aceites minerales y sintéticos

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Pionero de soluciones innovadoras •Ing. Juan Pablo Arias Cartín deja huella en el sector transportes

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¿Por qué los departamentos de mantenimiento no son valorados en algunas organizaciones?

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Hacia un modelo energético óptimo

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Diagnóstico de fallas por medio de espectros de frecuencia con análisis de vibraciones a ventilador de tiro inducido en caldero

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En otra cosa…

Apartar al que perjudica al grupo

Mantenimiento es el vocero oficial del Comité Panamericano de Ingeniería de Mantenimiento (COPIMAN) y de la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA).

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Cualquier reproducción debe citar la fuente Los autores de los artículos o los entrevistados son los responsables de sus opiniones.

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18

Teléfono (506) 2292-1179

Mantenimiento es un producto de Tecnología Para el Mantenimiento S.A.

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Con los lectores

editorial

Caminando En cumplimiento de los estatutos de la Asociación Costarricense de Ingeniería en Mantenimiento (ACIMA), el pasado 3 de octubre 2012 se realizó la Asamblea General de esta emprendedora Asociación.

Ante los asociados asistentes, colaboradores y amigos de esta organización, el Ing. Humberto Guzmán, presidente de ACIMA, expuso las principales actividades realizadas y los logros alcanzados durante este último año.

A continuación les presento un resumen de lo expuesto esa noche.

Capacitación continuada En este periodo se impartieron un total de 14 cursos, dictados tanto por especialistas nacionales como por expertos internacionales. De esta manera los 294 profesionales participantes, asistieron a cursos relacionadas con el área eléctrica, área de transporte, área industrial.

En el rubro del área eléctrica, se ha puesto especial atención en la divulgación e instrucción en el Código Eléctrico Nacional, cumpliéndose con tres exitosas actividades.

Mención aparte en este capítulo requiere el X Congreso Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento, efectuado a inicios de junio y al cual asistieron 286 profesionales. En este evento se presentaron 16 ponencias por parte de conferencistas internacionales e igual número por especialistas costarricenses.

Complementariamente se contó con el apoyo de 32 empresas expositoras, las cuales presentaron sus bienes y servicios por medio de 39 stands.

Actividades estudiantiles Fieles y consecuentes con el pensamiento de ACIMA, en propiciar acercamientos con la Escuela de Ingeniería Electromecánica del Tecnológico de Costa Rica y con la Asociación de Estudiantes de Ingeniería de Mantenimiento, se llevaron a cabo las versiones VI y VII del Premio ACIMA a la Mejor Práctica Profesional de Especialidad.

De igual forma, se realizó la bienvenida a los nuevos estudiantes de las carreras de Ingeniería en Mantenimiento e Ingeniería Mecatrónica.

También se realizó en este periodo, el Student Professional Development Conference (SPDC) que bajo el convenio ASME–ACIMA–CITEC, conjuntó estudiantes avanzados de ingeniería de Costa Rica y México. En este evento sobresalieron el Concurso de Diseño Rápido (RDC) y el Concurso de Diseño Estudiantil (SDC).

Comunicaciones En nuestra página web www.acimacr.com se habilitó una línea de consultas, en la que hemos estado atendiendo inquietudes de los asociados, y de igual forma se mantiene la alianza para la publicación de la revista, a la cual como siempre, les invitamos a enviar sus colaboraciones.

Lo que viene Por la dinámica propia que le imprime la Junta Directiva a la Asociación, se encuentra debidamente realizada la programación de actividades para lo que resta del año, tanto en cursos como en actividades enfocadas al Código Eléctrico, así como en el ámbito estudiantil y cultural.

De mi parte, quisiera concluir manifestándoles que este es el reflejo del esfuerzo voluntario de profesionales comprometidos con la profesión e invitarlos a ser parte de este proyecto.

Gracias por su compañía.

Ing. Julio Carvajal Brenes Director

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Corrosión (Segunda parte y final) M.Sc. José Leitón Chacón Escuela de Química Universidad de Costa Rica jose.leiton@gmail.com

Tipos de corrosión La forma en que se corroen los metales puede arrojar luz sobre la causa del problema.

Corrosión general o uniforme El ataque ocurre relativamente bien distribuido en toda la superficie.

Dentro de las razones por las que ocurre, se encuentran: • El material es incapaz de formar una película protectora en las condiciones del medio.

• Solo está ocurriendo corrosión electroquímica, lo cual elimina otro tipo de corrosión como la corrosión-erosión.

• Tanto la reacción anódica como la catódica están ocurriendo en la superficie, pero no en las mismas posiciones al mismo tiempo (las reacciones pueden cambiar alternadamente de posición).

• La concentración de los electrolitos (sales) no varía significativamente sobre la superficie del metal.

Corrosión galvánica (dos metales) Ocurre cuando un metal poco reactivo o aleación entra en contacto con otro más reactivo. Esto se traduce en una mayor corrosión del metal más reactivo y una menor corrosión del metal menos reactivo que la observada cuando los dos metales se encuentran separados.

Ejemplos comunes en sistemas acuosos se dan cuando entran en contacto: acero y latón; aluminio y acero; zinc y acero; zinc y latón. En los casos mencionados, el primer metal será el que se corroa. La corrosión galvánica también se puede dar en una pieza de un solo metal, donde una parte del metal actúa como cátodo y otra parte del mismo metal actúa como ánodo.

Hierro Ánodo más reactivo

Cobre Cátodo menos reactivo

Figura IV: Diagrama que muestra el flujo de electrones durante la corrosión galvánica.

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Corrosión termogalvánica Cuando existe un gradiente de temperatura se puede dar lo que se conoce como corrosión termogalvánica. Las partes más calientes tienden a actuar como ánodos con aumento de corrosión, mientras que las partes más frías se comportan como cátodos.

Corrosión en grietas o bajo depósitos La corrosión en grietas o bajo depósitos de sedimentos, arena y hojas –entre otros- se caracteriza porque en estas zonas el líquido está estancado y carente de oxígeno, y es aquí donde se da la reacción anódica. En los alrededores de una grieta o depósito se da la reacción catódica, lo cual completa el flujo de electrones. Este tipo de corrosión se observa cuando metales que tienen una película pasiva que los protege son sometidos a condiciones que la remueven. Esto puede ocurrirle al aluminio y aceros en presencia de cloruros o pH bajos.

Picado, careado o pitting Se manifiesta como pequeños huecos de diámetro similar a su profundidad, de difícil identificación pues muchas veces están cubiertos por residuos de corrosión. Este tipo de corrosión es típico del aluminio en contacto con agua de mar. Los aceros inoxidables difícilmente presentan esta condición a menos que se trate de calderas en las que el agua caliente tenga disuelto oxígeno.

Corrosión intergranular Se puede presentar entre los límites de los gránulos de metal con poca o ninguna corrosión en otras partes de este. Se observa en aleaciones de zinc, como el latón, o en aceros de alto contenido de carbono

Figura V: El hierro es uno de los metales que puede formar una celda galvánica aún en ausencia de otro metal, pues funciona tanto como ánodo y como cátodo al sumergirse en disoluciones acuosas. Si el pH es lo suficientemente bajo, se puede producir hidrógeno.

El proceso se acelera con el aumento de las temperaturas, un pH bajo y la presencia de electrolitos y oxígeno disuelto.

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y que además sean poco homogéneos. También se observa en aleaciones de estaño y magnesio. Un tipo especial de corrosión irregular se presenta en aleaciones de aluminio y tiene la característica de que se propaga a lo largo de los límites del grano. Este tipo de corrosión es peligroso porque reduce la fortaleza del metal en forma temprana, lo que puede causar fracturas. Es común observarlo en ambientes marinos u otros medios que contengan sales.

Exfoliado Se presenta en aleaciones de aluminio (AlMg, AlZnMg, AlMgSi) y se propaga generalmente paralelo a la superficie. También se observa en láminas de hierro donde las capas de óxido no adherente continuamente se desprenden hasta formar un hueco en la superficie.

Lixiviación selectiva Ocurre en aleaciones donde un elemento es menos noble que el resto de los metales. El elemento menos noble (más reactivo) se remueve de la aleación dejando un material poroso poco dúctil y resistente. Además, este tipo de ataque puede ser difícil de detectar pues los poros son cubiertos con los mismos productos de la corrosión. Un ejemplo es la pérdida de zinc en el latón, que deja atrás un metal rojizo rico en cobre. La pérdida de aluminio en algunos bronces cuando se someten a medios ácidos son otro ejemplo de este proceso.

Corrosión erosión Se observa cuando partículas golpean a altas velocidades la superficie del metal que bajo condiciones de menor movimiento, mantendría una película protectora de productos de corrosión en la superficie. Es común observar este tipo de corrosión en codos de tuberías donde el cambio abrupto de dirección del fluido hace que las partículas golpeen un lado de la tubería. En general, el acero y aleaciones de níquel y titanio presentan una mayor resistencia a la corrosión erosión que las aleaciones de cobre. Una variante de este tipo de corrosión es la corrosión por cavitación, en donde una diferencia de presión es la responsable del daño. Esto se observa en hélices de bombas y turbinas o en cilindros húmedos de motores diesel. Esta se manifiesta como huecos perpendiculares a la superficie y localizados cerca los unos de los otros, dándole así al metal una apariencia esponjosa.

Corrosión por estrés Se puede definir como la formación de grietas debido al efecto combinado de tensión y corrosión. La tensión puede deberse a carga externa, fuerzas centrífugas o cambios bruscos de temperatura. La grieta tiene forma de raíz y crece en forma perpendicular a la superficie del metal. Una variante de este proceso es la fragilidad causada por la generación y difusión de hidrógeno en áreas que tienen un carácter catódico.

Empaques no conductores Figura VI: El uso de empaques no conductores entre uniones de piezas de diferentes metales puede evitar la corrosión galvánica.

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Corrosión alcalina En calderas se puede observar la corrosión alcalina cuando se depositan sales como fosfatos o carbonatos principalmente en áreas de intercambio de calor. Los depósitos son de naturaleza porosa lo cual permite que el agua de la caldera los penetre; aquí las sales se concentran y se da un crecimiento de los depósitos. Dentro de ellos, el pH puede ser tan alto que causa la destrucción de la capa protectora de magnetita (Fe3O4). Si en la caldera llega a haber hidróxido libre y a esto se suma algún tipo de estrés, se puede llegar a desarrollar fragilidad alcalina la cual, al igual que los otros tipos de fragilidad, tiene forma de raíz.

En medios donde hay nutrientes, como en una torre de enfriamiento, se forman películas de microorganismos o biofilms. En algunos casos, estos microorganismos producen desechos corrosivos que atacan el metal; en otros casos, mantienen un ambiente anaeróbico que cataliza una reacción catódica.

Uniforme

Galvánica

Erosión

Exfoliado

Picadura

En grietas

Lixiviación selectiva

Intergranular

Grietas por estrés

Figura VII: Tipos comunes de corrosión.

Metales y aleaciones de uso común en la industria La selección del metal a utilizar en aplicaciones industriales va a depender no solo de su resistencia, disponibilidad, facilidad para trabajarlo y mantenerlo, sino también de su costo. En algunos casos, varios metales o aleaciones van a poder ser usados en el mismo proceso y, Material

Precio $ / tonelada

Costo relativo por masa

Costo relativo por volumen

Acero

321

1

1

Acero laminado

505

1,6

1,6

Acero 304

2 536

7,9

7,9

Acero 316

3 535

11

11

Estaño

15 458

48

45

Aluminio

1 425

4,4

1,5

Cobre

5 279

16,4

18,7

Zinc

1 412

4,4

4,0

Níquel

14 398

44

51

Plomo

1 414

4,4

6,4

Titanio

15 700

49

28

Figura VIII: Precios comparativos de varios metales a finales del 2010.

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N N H

toliltriazol

N

N N H

N

benzotriazol

Figura VIII: Toliltriazol y benzotriazol son dos de los inhibidores de corrosión usados para proteger el cobre y sus aleaciones. También protege la plata, cobalto y zinc.

Figura IX: Los oxígenos del fosfonato interactúan con los orbitales d del hierro.

De manera similar lo hacen el nitrógeno y oxígeno del ácido quináldico o los nitrógenos y azufre de la tiourea.

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por lo tanto, se deben tomar no solo en cuenta los costos iniciales, sino también la vida útil y el mantenimiento requerido

El cobre es un excelente conductor de calor y electricidad, es maleable y resistente a la corrosión atmosférica (siempre que el ambiente esté libre de SO2, NO2, H2S, Cl2, NH3). Al ser unas 16 veces más caro que el acero (m/m), su uso queda relegado a superficies donde se intercambia calor o se conduce electricidad. En la industria alimentaria, el cobre tiene la desventaja de catalizar reacciones de oxidación de grasas pues las torna rancias; además, los productos de su corrosión son tóxicos. Por ser relativamente suave, es susceptible a la erosión, por lo que se debe evitar su uso donde haya flujos turbulentos o donde el líquido contenga partículas. La corrosión del cobre y sus aleaciones se puede inhibir empleando compuestos orgánicos como los triazoles, aminas y aminoácidos. La protección se mejora cuando estos inhibidores cuentan con átomos que tienen electrones no apareados como el nitrógeno, fósforo y azufre. Estos electrones van a interactuar con los orbitales de vacantes del cobre. De forma similar, se logra una interacción cuando el inhibidor cuenta con electrones π en enlaces conjugados. De esta manera, se logra obtener una película protectora que está químicamente adherida a la superficie del metal.

El cobre se utiliza en aleaciones donde las más notables son el bronce y el latón. El bronce es la mezcla de cobre (∼90%) y estaño; esta aleación es más dura que cualquiera de los dos metales de donde proviene y cuando está fundida fluye fácilmente lo cual la hace ideal para la escultura. El latón es la aleación dorada del cobre y el zinc y se caracteriza por formar un sólido de bajo coeficiente de rozamiento que no emite chispas cuando se golpea; esto lo hace ideal para piezas que estén en movimiento en zonas con ambientes explosivos.

A pesar de que el 95% de la producción mundial de metal procesado es hierro, este pocas veces se usa puro en la industria. Esto se debe a la facilidad con la que se corroe en presencia de oxígeno formando Fe2O3·nH2O; este óxido tiene forma de escamas y es poco adherente. Por esto, cuando se emplea solo, se recubre con pintura o una película de zinc (galvanizado) para protegerlo. En otros casos, se emplea en condiciones tales que pueda formar una película autoadherente de magnetita (Fe3O4); esto ocurre en las calderas cuando el pH es alcalino y no hay oxígeno disuelto en el líquido que lo rodea (a este proceso se le conoce como pasivación). En el proceso de decapado del acero y sus aleaciones (limpieza con ácido) se emplean inhibidores de corrosión como los fosfonatos, quinolina y sus derivados y la N,N´Dietiltiourea. La corrosión del hierro y sus aleaciones se dispara a pH <4 donde se genera gas hidrógeno producto de la reducción del catión hidronio.

El acero es la aleación de hierro de mayor importancia industrial. Se puede decir que nuestra sociedad fue construida con acero. Hay un sinnúmero de aleaciones de acero que mejoran la dureza y resistencia a la corrosión del hierro. Para ser considerado acero, debe tener entre 0,2 y 2,1% de carbón (m/m). Aunque más resistente a la corrosión, el acero puede ser quebradizo cuando se somete a impactos. Esto lo sabían los forjadores de espadas samurai que utilizaban un alma de hierro sobre la cual depositaban finas capas de acero martillado. De esa forma, lograban obtener una espada flexible pero de gran tenacidad y filo excepcional. Actualmente, los aceros más conocidos son los que se denominan inoxidables; a ellos pertenece una amplia familia que contiene 18% (16%-28%) de cromo, 8% (3,5%-22%) de níquel y otros metales como molibdeno, niobio o manganeso. También contienen pequeñas cantidades de no metales como carbono, silicio, azufre y fósforo. A estas aleaciones no magnéticas se les conoce como austeníticos pues tienen una forma cristalina cúbica de la austenita.

En ambientes corrosivos (pH <5) o de altas temperaturas (>800 °C), los aceros inoxidables no se pueden utilizar pues sucumben ante estas condiciones. Para ello, se emplean lo que se conoce como superaleaciones, entre las que destacan los productos comerciales Hatelloy, Inconel y Waspaloy; ellos emplean el níquel como metal base y se agregan otros metales como cromo, cobalto, titanio, molibdeno, zirconio, manganeso, vanadio y tungsteno, según la aplicación que se les vaya a dar. Esto les permite operar en ambientes extremos como los encontrados en turbinas de avión o reactores nucleares. Sin embargo, su costo es más de 20 veces el costo del acero.

El titanio se emplea en la industria aeroespacial por ser liviano y resistente, también cada vez se usa más para reemplazar al acero inoxidable en aquellas áreas donde el pH <3. El titanio se caracteriza por tener un elevado punto de fusión (1668 °C), ser dúctil pero difícil de soldar; además no es un buen conductor de calor y electricidad.

El aluminio, a pesar de ser más de cuatro veces más caro que el acero (M/M), tiene muchas aplicaciones en el envasado de bebidas, fabricación de motores, carrocerías; las aleaciones con titanio, por su baja densidad, son usadas en la industria aeroespacial.

El aluminio es un excelente conductor de calor y electricidad, superado en las aplicaciones comunes solo por el cobre.

El aluminio es mucho más reactivo que el hierro, pero a diferencia de este, tiene la capacidad de autopasivarse pues forma rápidamente una película de óxido adherente en la superficie. Esta película puede hacerse más gruesa, dura e incluso colorearse mediante el proceso de anodizado.

Este proceso emplea una corriente eléctrica y un baño de H2SO4 para lograr una película un 50% más gruesa que la obtenida mediante la autopasivación. Esta película superfical es susceptible cuando se

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Figura XI: Picado del aluminio provocado por un cristal contaminado con hierro (4).

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Figura X: Tipos más comunes de aceros inoxidables.

encuentra sumergida en soluciones con pH menores a 4 y superiores a 8 o hay aniones como cloruro o fluoruro; también elementos como Ga, Tl, In, Sn y Pb pueden reaccionar con la capa de óxido desestabilizándola.

Referencias Bardal, E.; Drugli, J.M. (2004). CORROSION DETECTION AND DIAGNOSIS. Materials Science and Engineering [Ed. Rees D. Rawlings], in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS), Developed under the Auspices of the UNESCO, Eolss Publications, Oxford, UK, [http:// www.eolss.net].

Ebenso, E.; et al. Quinoline and it Derivatives as Effective Corrosion Inhibitors.

Int. Journal Electrochemical Science, 5 (2010) 1574-1586.

4. Svenningsen, G. Corrosion of Aluminum. Department of Materials Technology. Norway.

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Cómo distinguir entre aceites minerales y sintéticos Francisco J. Páez Alfonzo Noria Latín América fpaez@noria.mx

“Hablando de engranajes en equipo móvil, si el propietario o conductor no sabe si los lubricantes de los engranajes son sintéticos, ¿existe alguna forma sencilla de determinarlo sin tener que enviar una muestra al laboratorio? Algunos fabricantes colorean sus aceites sintéticos, pero otros no. ¿Qué pasaría si los aceites se mezclaran o se rellenara con el aceite equivocado?

El color del lubricante es simplemente una tinta. No existen estándares y los fabricantes pueden y de hecho cambian los colores a su gusto. Desafortunadamente, no hay una forma confiable para diferenciar entre minerales y sintéticos en campo. Sin embargo, como los básicos sintéticos son claros (es decir, traslúcidos) comparados con los aceites minerales, los cuales tendrán un color natural más oscuro (debido a la presencia de aromáticos, azufre y otras impurezas), este puede ser un factor que los distinga. Note, sin embargo, que a pesar del hecho de que el aceite base de un sintético es claro, los aditivos pueden modificar el color del aceite terminado en forma importante (oscurecerlo).

En el laboratorio, usted podría distinguir un aceite sintético de uno mineral observando una combinación de propiedades físicas, incluyendo el índice de viscosidad, punto de fluidez y punto de anilina. También puede existir diferente química de aditivos.

Generalmente, para el tipo de aplicación que estamos hablando, el aceite sintético para engranajes probablemente sea a base de polialfaolefina (PAO). Los aceites base PAO son químicamente muy similares a los aceites minerales, por lo que mezclarlos podría no causar un problema de compatibilidad, especialmente si ambos tienen la misma clasificación API. No obstante, si se requiere un aceite sintético, como en el caso de operación a baja temperatura, usar uno mineral por error podría provocar otros problemas.

También tenga en cuenta que en aplicaciones industriales algunos aceites sintéticos para engranajes son a base de poliglicol (PAG), los cuales son químicamente incompatibles, tanto con los aceites base PAO como con los minerales.

En este caso, mezclarlos provocará serios problemas de incompatibilidad.

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Entrevista

Pionero de soluciones innovadoras •El ingeniero Juan Pablo Arias Cartín deja huella en el sector transportes

Luis Castrillo Marín Para Revista Mantenimiento

Un profesional de la ingeniería “ensamblado” en las aulas del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) ha dejado huella en el desarrollo de soluciones pioneras en el uso de combustibles alternativos que reduzcan el desperdicio de gasolina y diesel en muchas flotillas vehiculares del país.

A las puertas de las cuatro décadas, Juan Pablo Arias Cartín acumuló suficiente experiencia en ese campo como para “tirarse al agua” con una empresa propia –Gestión Profesional de la Energía y el Transporte (GESPROET)- que tras ocho meses de vida ya empezó a sumar clientes ávidos de conocer estrategias rentables para mejorar sus procesos internos, reducir el costo de la factura eléctrica, bajar los pagos de combustible y crear una cultura de mantenimiento moderna.

El menú de propuestas está apoyado en la experiencia del ingeniero Arias Cartín, nativo de la ciudad de Cartago, quien durante 14 años acumuló un buen acervo de conocimiento en empresas como Gas Zeta y Praxair, donde este graduado de la licenciatura de Ingeniería de Mantenimiento del TEC (2008) puso a caminar planes que abrieron un nuevo capítulo en el país con la marca Gas Auto de la empresa Gas Nacional Zeta; además de la instalación en Jacó, Cartago, Limón y Guápiles –entre otros sitios- para que los automotores pudieran cargarse con gas LP. “En estos ocho meses que tengo de haber abierto GESPROET he notado que existe un nicho de mercado muy interesado en estos temas de la gestión de los activos, ahorro de combustible y de ser carbono neutral, con la meta gubernamental de alcanzar ese objetivo en el año 2020. Existe una buena demanda para los ingenieros en este campo específico, pero aún debemos afinarnos un poco más en temas como, por ejemplo, la administración”, explicó Arias Cartín, quien posee la debida certificación del Ministerio de Obras Públicas y Transportes (MOPT) para la conversión y modificación de vehículos ante Pesos y Dimensiones.

Influencia paterna La idea de llegar a la aulas de la Escuela de Ingeniería de Mantenimiento Industrial del TEC lo terminó de atraer durante el cuarto año de la secundaria en el Colegio de San Luis Gonzaga de Cartago, cuando su padre Rodrigo Arias –quien entonces trabajaba en Ricalit (hoy Plycem)- le aconsejó convertir esa casa de estudios en su nuevo hogar académico entre 1991 y 1998.

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“La verdad es que en esa decisión tuvo mucho que ver el consejo de mi papá, quien contaba con amigos profesores de las carreras de Mantenimiento y de Producción Industrial. Además, a veces él me llevaba a la fábrica a verlo trabajar y, poco a poco, pues me fui enamorando de la profesión. Formé parte de esa generación de estudiantes que vieron la transición de los sistemas tradicionales de mantenimiento a la automatización de los procesos en las plantas, con la introducción de software y hardware que ahora son indispensables”.

La primera experiencia laboral se produjo en el Parque Industrial del Grupo Zeta, en Cartago, donde llegó para asumir las tareas de mantenimiento en áreas como abastecimiento de energía eléctrica, agua y gestión administrativa junto con otros similares que la empresa poseía en Heredia y Alajuela.

Luego de estar vinculado durante dos años y medio al Grupo Zeta pasó al Centro Manufacturero Industrial El Roble (Cimer S.A.) de las marcas Levi´s y Dockers, que se ubicaba en ese mismo lugar.

Posteriormente pasó a Gas Nacional Zeta, donde llegó a ser jefe de carburación, y empezó a impulsar de manera significativa la construcción de estaciones de servicio de gas LP para vehículos, que aún hoy operan en varias partes del país.

“Un tiempo después la empresa me nombró jefe de transportes de la flotilla vehicular y fue entonces cuando se terminó de consolidar mi pasión por esta área de la ingeniería; por ese tiempo empecé a jugar con la idea de tener una empresa propia en este campo. Luego, en el 2005, estando en Praxair como encargado de planta en Tres Ríos, pude conocer más de cerca el trabajo con gases como argón, nitrógeno y oxígeno. Finalmente trabajé cinco años en el Departamento de Distribución donde consolidé mis conocimientos tanto en mantenimiento vehicular como en la administración del área”.

En el año 2008 obtuvo el grado de licenciatura en Ingeniería en Mantenimiento Industrial en el TEC. Además, ha laborado como docente en centros de estudios universitarios como la Universidad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología (ULACIT) y ha sido instructor de la Asociación Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento (ACIMA).

“Siempre tuve inclinación por los temas informáticos y administrativos aplicados a la disciplina; el trabajo de campo es muy importante, pero tenemos que dejar de ver al profesional como una persona que arregla “chunches” embarcado en el día a día, para tener una mayor amplitud de miras que nos permita captar nuevos campos de trabajo como el que se abre con el boom determinado por la necesidad de hacer un mejor uso de la energía, y de procurar una mayor eficiencia en el uso de las flotas de vehículos de las empresas. Esto gracias al uso de herramientas más técnicas y profesionales tales como Lean Six Sigma y normas ISO”.

En la actualidad Arias Cartín cursa estudios de maestría con especialidad en Sistemas Modernos de Manufactura en el TEC.

15

¿Por qué los departamentos de mantenimiento no son valorados en algunas organizaciones?

Ing. Nelson Rojas González, Colombia. ingenero7@yahoo.com

Figura 2: Factores de tipo administrativo.

Costos de mantenimiento

1º Aspectos Administrativos

Gestión integral de activos Cuatro factores de decisión Estrategia

Fuente: El Autor.

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Aunque es paradójico para un departamento que casi a diario realiza mejoras en términos de confiabilidad, disponibilidad, calidad, costos, productividad, seguridad y otros, es común encontrar que en muchas organizaciones se tienen las siguientes perspectivas y opiniones: • Mantenimiento no hace muy bien su trabajo, ya que los activos o máquinas siguen fallando.

• Mantenimiento es considerado como un trabajo de ¨relleno¨.

• Mantenimiento no es capaz de ¨bajar¨ sus costos asociados.

• ¨Es que en otras empresas el costo de mantenimiento es menor¨.

• Cada año hay que ¨recortar¨ más el presupuesto de mantenimiento, ya que es una de las áreas más costosas de la operación.

• Mantenimiento es un área muy desorganizada.

El presente escrito no pretende abordar todos los factores que han llevado a que se tenga ese concepto sobre mantenimiento; sin embargo, se explicarán algunos factores que el autor ha logrado apreciar en diferentes organizaciones y que llevan a esa percepción.

Para efectos del presente artículo, se han clasificado los factores que afectan la imagen corporativa de mantenimiento en cuatro grupos o categorías: • Factores administrativos • Factores técnicos • Factores de la gestión de mantenimiento • Factores relacionales Figura 1: Categorías de factores que afectan la imagen de mantenimiento.

Técnicos

Administrativos Factores que afectan la Imagen de mantemiento

Gestión de mantenimiento

Relacionales

Fuente: El Autor.

1. Así pues, abordaremos ahora la primera categoría o grupo, en la cual están los factores administrativos

1. En esta categoría de ¨falencias¨ de mantenimiento tenemos: • Los costos generados y asociados a la gestión de mantenimiento.

• Las falencias en la gestión integral de activos generadas por desconocimiento o falta de recursos para la implementación de alguna estrategia, norma o herramienta moderna (como RCM, TPM, WCM, ISO 55000, etc.).

• El tener que colocar en ¨riesgo¨ constantemente uno de los siguientes factores: o Presupuesto. Debo gastar más de lo que inicialmente planeé porque el activo presenta deterioros o porque dentro de las actividades de preventivo se detectan fallas que se deben corregir de inmediato . o Calidad. Ejecuto todos los trabajos planeados pero no con la calidad requerida… Y después nuevamente esto generará fallas. o Tiempo. Tardamos más tiempo del inicialmente previsto en actividades como overhaul, parada de planta, intervenciones de mantenimiento, etc. A razón de esto, la gerencia general añade los lucros cesantes a nuestros costos, por lo que se ha dejado de producir. o Contenido. Realizamos menos actividades de las que inicialmente planeamos.

• Equivocamos la ¨estrategia¨ y hacemos demasiado mantenimiento invasivo, exponiéndonos a nuevas fallas.

Usted, ¿cuál coloca en riesgo en su vida práctica, en su trabajo?

2. En la segunda categoría de factores que afectan la imagen de mantenimiento tenemos los atribuibles a falencias de tipo técnico como los siguientes: La falta de estandarización en las actividades preventivas que realizamos, argumentando que los procedimientos serían demasiado extensos; realizar trabajos de tipo provisional (que duran seis años… matemática y prácticamente demostrado); y las prácticas injustificadas de mantenimiento, como realizar ajustes de rodamientos con martillo o sin herramientas apropiadas (no admisible hoy día con los avances y herramientas que se encuentran en el mercado), son sin duda, grandes contribuyentes al deterioro de nuestra imagen.

3. En la tercera categoría de factores que afectan la imagen de un departamento de mantenimiento tenemos los factores ¨débiles¨ de la gestión de mantenimiento propiamente dicha, es decir, que a pesar de hacer un ¨buen¨ mantenimiento en la parte técnica, nos falta trabajar o fortalecer la parte de la gestión.

Es bastante común que en mantenimiento no se llevan indicadores de gestión; además, en muy pocas organizaciones se tiene en cuenta a mantenimiento en todo el ciclo de vida de los activos (especialmente en la etapa de adquisición) y equivocar las herramientas ha ido en detrimento de la imagen.

4. En la última categoría tenemos los factores de tipo relacional, es decir, las debilidades a nivel de comunicación y relación no solo con otras áreas de la organización sino también a nivel interno del departamento, especialmente por el ¨celo¨ a la hora de transmitir conocimiento hacia los demás técnicos de mantenimiento.

Figura 3: Factores o falencias de tipo técnico.

Estandarización

“Provisionales”

2º Aspectos técnicos

Demasiado mantenimiento invasivo Prácticas de mantenimiento

Fuente: El Autor.

Figura 4: Debilidades en la gestión de mantenimiento.

Gestión de mantenimiento Productividad 3º Gestión de mantenimiento

Herramientas de gestión KPI’s Gestión de ciclo de vida de los activos

Fuente: El Autor.

Figura 5: Factores relacionales que afectan la imagen de mantenimiento.

Comunicación con otras áreas 4º Relacionales

Comunicación interna de mantenimiento No inclusión del área de operaciones en los cuidados básicos del activo

Fuente: El Autor.

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Hacia un modelo energético óptimo Ing. Edward Astúa Fernández edasfe@gmail.com

Principal consumidor Es cuestionable afirmar la dependencia que tiene el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) del petróleo para la generación de electricidad. Por el contrario, sus diferentes unidades estratégicas de negocios tratan de planificar su consumo, eso sí, a expensas de los cambios climáticos que se dan durante el año. Se debe aclarar a la sociedad que el problema real está en el área de transporte, principal consumidor de petróleo, cuyos intereses son de grupos económicos poderosos que tratan de desviar la atención hacia el ya comprobado modelo energético que ha desarrollado y fortalecido al ICE por más de 60 años.

Son los grupos políticos en el gobierno los que no han tenido la capacidad para definir ese modelo energético idóneo y equilibrado, entre el Estado y los grupos privados, enfocados en la generación limpia que contribuya al cambio climático. Ese cambio climático generó en el año 2011 un 24% de electricidad térmica, más costosa, pero menos contaminante que si se hubiese generado con otras plantas de este tipo, con tecnología antigua, y mitigadas con las extensiones de terreno que han sido tratadas por grupos de expertos del ICE, para minimizar tanto el impacto en ruido, como la generación de CO2, cumpliendo con uno de sus objetivos estratégicos, como lo es el cuido del medio ambiente. Lo anterior relacionado con la nueva planta Garabito.

Medidas de contingencia Ha sido la falta de decisión política la que ha entorpecido un buen desarrollo de la gestión del ICE para la generación de electricidad. No se ha priorizado la importancia que tiene el generar energía limpia con el viento, el agua, los desechos y el sol. De igual manera, la generación geotérmica ha visto un rezago al no permitírsele al ICE extraer esos recursos de parques nacionales, claro está, a cambio de propuestas concretas (ejemplo, un canon de extracción) para mejorar el desarrollo del turismo. Esto promovería la solidaridad, valor fundamental del ICE. Ahora es la Ley de Contingencia Eléctrica la que está en espera de una decisión política, por parte de la Asamblea Legislativa.

Para el año 2011 se obtuvo una generación eléctrica distribuida de la siguiente manera: hidroeléctrica de un 72%; geotérmica de un 13%; térmica de un 7,4%; el resto son co-generadores. La proyección de inversión térmica subió de 5% a 9% debido al cambio climático, presentado especialmente en el mes de septiembre. Para este período de febrero 2012, se llevan 64,9GWh de los 67,1 GWh proyectados. De aquí que la forma de minimizar estos impactos es legislando con prontitud.

El proyecto de Ley de Contingencia Eléctrica El proyecto de Ley de Contingencia Eléctrica permite una mayor participación (25% de la demanda nacional) del sector privado en la generación de electricidad con fuentes limpias como el viento, el agua o los desechos. Como menciona el señor René Castro, la relación directa

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del crecimiento del PIB y el crecimiento de la demanda eléctrica, demuestran que existe un estancamiento desde hace varios años. El no presentarse un crecimiento de la generación eléctrica se traduce en la creación de empleos, pero del tipo informal manual tradicional, mal remunerados y por ende implican mayor pobreza para el país.

Es claro que las fuentes futuras deben ser renovables; sin embargo, la incógnita es cómo y quiénes desarrollarán esas plantas generadoras. En este sentido se han propuesto dos modelos, uno que sea el manejado por el Estado y el otro por la empresa privada; sin embargo, el reto es buscar el consenso entre ambas partes. Se liberará financieramente el Estado y se buscará la competitividad privada.

Huella de carbono Para reducir el cambio climático y desaparición del petróleo, se pretende reducir un 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero hasta el 2020 mediante el uso de energías renovables como la eólica, la solar y la bioenergía, según menciona Sergio de Otto, de la empresa Tierraamérica de España. El mensaje es claro, lo que debemos ejecutar es una ley, pero sobre todo concientizar a la sociedad de la necesidad de utilizar otras fuentes de energía.

Existe un alto consumo de electricidad, con energías no renovables, en Centroamérica y México; por ello, hay una gran necesidad de no quemar hidrocarburos, y existe un gran negocio para nuestro país, que al parecer, no es visto de la misma manera por parte de los políticos.

Necesitamos urgentemente un diálogo nacional para encontrar soluciones que permitan y encaminen al país por un desarrollo verdaderamente sustentable en el tema de la generación eléctrica.

Bibliografía 1. Agüero, Mercedes. Contingencia eléctrica. La Nación. http://www. nacion.com/2012-02-24/ElPais/-lsquo-la-contingencia-electrica-es-yarsquo-.aspx, 12:00 a.m. 25/02/2012 2. Agüero, Mercedes. Minaet vuelve a impulsar contingencia eléctrica. La Nación. http://www.nacion.com/2012-02-24/ElPais/-lsquo-lacontingencia-electrica-es-ya-rsquo-.aspx, 12:00 m. 24/02/2012.

3. Trujillo, Ricardo. Foro Opinión Electricidad. La Nación. http://www. nacion.com/2010-05-26/Opinion/Foro/Opinion2384740.aspxi ,12:00 m.

26/05/2010.

4. de la Torre, Teófilo. ¿Es ideológico el debate sobre la electricidad?

La Nación. http://www.nacion.com/2011/ElPais/NotasSecundarias/ ElPais2637312.aspxi, 12:00 m. 28/01/2011.

5. Murillo, Álvaro. Ley de electricidad intentará en 2011 eludir el camino del fracaso. La Nación. http://www.nacion.com/2011/ElPais/ NotasSecundarias/ElPais2637312.aspxi, 12:00 m. 01/01/2011.

6. Glock, Clarinha. Es fundamental acelerar el cambio de modelo energético.

La Nación. http://www.nacion.com/2011-014/AldeaGlobal/UltimaHora/ AldeaGlobal2662001.aspx, 03:36 p.m. 24/01/2011 7. Astorga, Allan. Diálogo y Electricidad. La Nación. http://www.nacion. com/2011-09-14/Opinion/dialogo-y-electricidad.aspx?Page=2, 12:00 a.m. 14/09/2011 (Ensayo presentado por el autor en el curso “Utilización del recurso energético”, del Programa de Maestría en Administración de la Ingeniería Electromecánica del Tecnológico de Costa Rica).

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Diagnóstico de fallas por medio de espectros de frecuencia con análisis de vibraciones a ventilador de tiro inducido en caldero Javier Quan Hidalgo javierquan@hotmail.com Ingeniero Mecánico Hugo Leonel Ramírez Ortiz, Asesor hlramirez67@yahoo.com M.Sc. Ingeniero Mecánico

Resumen Se hace un diagnóstico por medio de análisis de vibraciones a un ventilador de tiro inducido de caldera en un período de 14 meses, con el objetivo de determinar cuál es el aumento de la disponibilidad y la reducción de costos de mantenimiento. Se realiza una breve explicación acerca de la utilización del ventilador de tiro inducido en la industria y los índices de mantenimiento utilizados, entre los que se encuentra la importancia de la disponibilidad. En el diagnóstico de fallas se observan las mediciones realizadas y la evaluación por medio de espectros de frecuencia de los puntos críticos, obteniendo como resultado desbalance en la mayoría de los casos y se realizan las correcciones pertinentes. En la evaluación de los resultados se determina un incremento de 4% en la disponibilidad del ventilador de tiro inducido de caldera. El análisis económico se realiza utilizando la técnica de ROI, en un periodo de estudio de 14 meses antes y 14 meses después de la aplicación del análisis.

Desarrollo La industria azucarera en Guatemala continúa creciendo y mejorando su producción, rendimientos, capacidad, exportaciones así como tecnología. Para la producción del azúcar y la generación de energía, existen varios procesos, entre los que se encuentra la generación de vapor.

Para poder realizar la generación de vapor, se operan calderas acuotubulares que utilizan, a su vez, el ventilador de tiro inducido de caldera para la extracción de los gases de escape y mantener en equilibrio, junto con el ventilador de tiro forzado, la presión dentro de la cámara de combustión.

Para tomar decisiones basadas en la estructura de costos, es importante tener presente que una de las tareas principales de la persona encargada de mantenimiento, es maximizar la disponibilidad de los equipos.

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El mantenimiento predictivo como complemento del mantenimiento preventivo y correctivo ha demostrado ser una herramienta eficaz para el diagnóstico de fallas en maquinaria rotativa. Este tipo de mantenimiento se basa en detectar los síntomas que producen las averías cuando se encuentran en un estado de operación.

En el estudio de tesis realizado, se hace un diagnóstico por medio de análisis de vibraciones, a un ventilador de tiro inducido de caldera con el objetivo de determinar cuál es el aumento de la disponibilidad y la reducción de costos de mantenimiento.

Se realiza una breve explicación acerca de la utilización del ventilador de tiro inducido en la industria y los índices de mantenimiento utilizados, entre los que se encuentra la importancia de la disponibilidad.

En el diagnóstico de fallas, se observan las mediciones realizadas y la evaluación por medio de espectros de frecuencia de los puntos críticos, obteniendo como resultado desbalance en la mayoría de los casos y se realizan las correcciones pertinentes en campo.

Se determinó que en un período de 14 meses antes y 14 meses después de aplicar el análisis de vibraciones como mantenimiento predictivo, y la corrección de fallas en campo, existe un incremento en la disponibilidad del ventilador de tiro inducido en un 4%.

El retorno de la inversión en costos de mantenimiento al aplicar el análisis de vibraciones en el ventilador de tiro inducido, es de un aproximado de 2,95%, lo cual indica que por cada $1,00 de inversión en este tipo de mantenimiento predictivo, se obtienen $2,95 en costos de mantenimiento. Este análisis se realizó con valores aproximados promedio, dependientes del tipo de máquina, tipo de cambio con la moneda local en las fechas establecidas, condiciones de operación y sin tomar en cuenta los costos de operación así como de introducción y queda sujeto a cambios en cualquier momento por las variables anteriormente descritas.

Conclusiones 1. El ventilador de tiro inducido de caldera es una máquina rotativa que está sometida a condiciones severas de operación debido a los gases de escape de la combustión de la caldera. Por tanto, el análisis de vibraciones es la herramienta de mantenimiento predictivo con la que podemos diagnosticar fallas o corregir problemas como el desbalance.

2. Las técnicas de diagnóstico por medio del análisis de vibraciones son muy amplias, las cuales ayudan a pronosticar o determinar fallas muy puntuales y acertadas a la maquinaria; así mismo, se encontró en los espectros de frecuencia que en su mayoría y a través del tiempo, el ventilador de tiro inducido de caldera se ve afectado por desbalance, por lo cual se corrigen las fallas en campo para lograr su mayor desempeño y alargar la vida útil de sus mecanismos.

3. En el presente estudio se determinó que al aplicar el análisis de vibraciones 14 meses antes y 14 meses después de aplicar el análisis de vibraciones como mantenimiento predictivo, y la corrección de fallas en campo, existe un incremento en la disponibilidad del ventilador de tiro inducido en un 4%.

4. El retorno de la inversión en costos de mantenimiento al aplicar el análisis de vibraciones en el ventilador de tiro inducido, es de un aproximado de 2,95%, lo cual indica que por cada $1,00 de inversión en este tipo de mantenimiento predictivo, se obtienen $2,95 en costos. Este análisis se realizó con valores aproximados

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promedio, dependientes del tipo de máquina, tipo de cambio con la moneda local en las fechas establecidas y condiciones de operación y sin tomar en cuenta los costos de operación así como de improducción, y queda sujeto a cambios en cualquier momento.

Recomendaciones 1. Se recomienda al gerente de mantenimiento la utilización del análisis de vibraciones como técnica del mantenimiento predictivo, para diagnosticar fallas y corregir problemas específicos como el desbalance en el ventilador de tiro inducido de caldera, por ser una máquina que se encuentra en condiciones severas de operación debido a los gases de escape.

2. Debido al alto grado de complejidad y lo extenso que puede ser un análisis de vibraciones, se recomienda a la gerencia de mantenimiento la asesoría de un experto en la materia para aclarar dudas y obtener mejores resultados y así mismo corregir fallas en campo, de ser necesario, con una aplicación correcta en el ventilador de tiro inducido de caldera.

3. Se recomienda al supervisor de mantenimiento realizar un monitoreo periódico de la disponibilidad a lo largo del tiempo, realizando las correcciones pertinentes en el ventilador de tiro inducido de caldera.

4. A la gerencia de mantenimiento se le recomienda realizar el cálculo del ROI, al aplicar técnicas de mantenimiento predictivo, para poder determinar el grado de recuperación que representa la implementación de estas técnicas en los equipos de una planta de producción.

Bibliografía 1. A-MAQ S.A. Tutorial de vibraciones para mantenimiento mecánico. Enero, 2005.

2. BRUEL & Kjaer Schenk. The Economics of Machine Operation.

Enero, 2000.

3. BERRY, James E. How to implement an effective condition monitoring program using vibration analysis. Technical Associates Of Charlotte. Inc, 1994.

4. CORNELIUS Scheffer. Machinery Vibration Analysis & Predictive Maintenance. 2004.

5. MENDOZA, Fernando; Aguilar, Carlos Alberto; Velásquez, Luis. Plataforma de gestión de conocimiento del curso de vibraciones de la Escuela de Ingeniería Mecánica. Universidad de San Carlos de Guatemala, 2008.

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Apartar al que perjudica al grupo (*) Un rey y su comitiva viajaban para visitar un templo lejano. Tan complicado era el trayecto que se perdieron.

Al costado del camino encontraron a un joven cuidador de caballos.

“Debemos llegar al templo, pero hemos perdido el camino”, le dijo el rey “Yo les indicaré cómo llegar”, contestó el joven El rey estaba tan agradecido que permaneció un momento conversando con el cuidador. Al notar la sabiduría que emanaba de sus palabras, le preguntó que si le hubiera gustado ser rey en lugar de cuidador de caballos, a pesar de la dificultad de esa tarea.

“No veo la diferencia entre ser rey y mi actividad actual”.

“No te comprendo”, respondió el rey, “te estoy diciendo que tu tarea sería gobernar todo un país”.

“Si, pero, según mi humilde opinión, gobernar un país y cuidar caballos son tareas muy semejantes: sólo debo conducirlos por senderos seguros, apartando a aquellos que perjudiquen al grupo. El bienestar de todos es lo más importante. En definitiva, se trata de una tarea simple.”

El rey entendió lo que el joven trataba de decirle. Gobernar significa proteger a los habitantes del país y velar por ellos.

Un buen gobernante debe poseer un conocimiento pragmático de la realidad. Y no perder jamás su camino. (*) Tomado de La estrategia del dragón, de Analía Labbate y Karina Qian Gao. V y R Editoras.

Prevención de las fallas de los motores trifásicos de inducción mediante una adecuada selección

Máquinas térmicas: eficiencia, energía y ambiente

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Costos en el mantenimiento Cuarta parte y final

Año 14, Nº 77 MAYO-JUNIO 2011 ISSN 1409-2980

Capacitación continua ACIMA Mayo-Agosto

Todas las actividades tienen cupo limitado Para más información e inscripciones: www.acimacr.com / GT Arte Editorial: Teléfono (506) 2251-4646

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XX aniversario de ACIMA

Junta Directiva

9 de mayo

Hidráulica básica

Ing. Carlos Calderón B., Costa Rica

Del 25 al 26 mayo

Lean maintenance, el nuevo papel de la gestión del mantenimiento

Ing. Eduardo Díaz, Costa Rica

Martes y jueves 31 mayo, 2, 7 y 9 junio (noches)

Curso de Grúas móviles y/o escaladoras

Ing. Raúl Gonzalo, Venezuela

Del 13 al 17 junio

Premio ACIMA cuarta edición

Junta Directiva

Miércoles 22 junio

Diseño Eléctrico Módulo I

Ing. José Edo. Arce, Costa Rica

Miércoles a Viernes, 29 junio al 1 julio

Mayo 2011

Junio 2011

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

Normativa ASME para tanques cisterna autotransportados

Ing. Rubén Rollino, Argentina

Del 8 al 12 agosto

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. Como 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)

Agosto 2011