Revista mantenimiento #95

ISSN 1409-2980 Año 17, Nº 95 MAYO - JUNIO 2014

PRECIO ¢2 000

La responsabilidad social de la ingeniería

Año 17, Nº 95 MAYO - JUNIO 2014

Gestión de la confiabilidad y logística del mantenimiento en las industrias eléctricas (Segunda parte y final)

Microrredes en la futura red eléctrica

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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 Revista.pdf

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10/04/13

Índice 5

Con los lectores

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La responsabilidad social de la ingeniería

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Gestión de la confiabilidad y logística del mantenimiento en las industrias eléctricas (Segunda parte y final)

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Transformadores de potencia y su proceso de secado

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Una travesía sin paradas Ing. Marvin Segura llegó a la cima de la ingeniería desde muy abajo

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Congreso Internacional de Ingeniería en Mantenimiento

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Microrredes en la futura red eléctrica

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En otra cosa…

La gaviota agasajada

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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 C

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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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Con los lectores

editorial

XI Congreso Internacional de Ingeniería de Mantenimiento–Costa Rica 2014 Estimados lectores: estamos a escasos días de la edición XI del Congreso Costarricense de Ingeniería de Mantenimiento, renombrado a partir de esta edición como el Congreso Internacional de Ingeniería de Mantenimiento–Costa Rica 2014, cuyo lema es “Visión gerencial de la Ingeniería en Mantenimiento: una estrategia de negociación exitosa”.

Desde hace cerca de un año, la Junta Directiva de la Asociación Costarricense de Ingeniería en Mantenimiento (ACIMA), así como sus comités y colaboradores, han venido trabajando en lo que será esta jornada de intercambio de conocimientos y experiencias entre profesionales de la ingeniería de mantenimiento.

De tal manera que en la búsqueda y práctica del mejoramiento continuo se contactaron patrocinadores y participantes de congresos anteriores, con la finalidad de conocer sus sugerencias y enfoques sobre cómo debería ser esta nueva edición. También se efectuaron reuniones con colaboradores cercanos para afinar la propuesta.

Esto condujo al planteamiento de ubicar y seleccionar a los conferencistas internacionales, decantándose el Comité Técnico por los siguientes: • Antonio Rejas Sánchez, España • Carlos Lasarte, Venezuela • Daniel Ortiz Plata, Colombia • Diego Galar Pascual, España • Lourival Tavares, Brasil • Ricardo Pauro, Argentina • Carlos Rojas, Perú • Luis Tavares de Carvallo, Brasil En el plano nacional, oportunamente se efectuó la convocatoria a agremiados y profesionales en general para que postularan trabajos a ser presentados en el Congreso. Lo primero que debemos acotar es que en la Junta Directiva de ACIMA quedamos gratamente sorprendidos por la gran cantidad de personas que enviaron sus trabajos para ser valorados.

Después de un trabajo meticuloso de parte del Comité Técnico, estos fueron sus seleccionados: • Alonso Alegre Bravo • Andrés Rodríguez Ch. • Carlos Alvarado • Carlos Piedra S. • Juan Pablo Arias • Luis Gómez G. • Manuel Chavarría • Omar Saborío • José F. Gómez • Lisandro Salas • Manuel Mata Estamos seguros de que las ponencias que estos especialistas presentarán, mostrarán nuevos enfoques y oportunidades en la forma de gestionar la ingeniería de mantenimiento, haciendo que los activos de la empresa sean custodiados con una estrategia exitosa.

Desde ahora también queremos agradecer a los patrocinadores, muchos de los cuales nos han acompañado en ediciones anteriores y a ustedes, asistentes al Congreso, pues sin su participación entusiasta este esfuerzo no tendría razón de ser.

Nos vemos en el Congreso los próximos 18 y 19 de junio de 2014.

Gracias por su compañía.

Ing. Julio Carvajal Brenes Director

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La responsabilidad social de la ingeniería Ing. Ignacio Del Valle Granados M.Sc. Tecnológico de Costa Rica idelvalle@itcr.ac.cr

“Qué maravilloso es que nadie debe esperar siquiera un solo momento antes de empezar a mejorar el mundo”.

Anna Frank Al buscar la definición de “ingeniería” en una enciclopedia, se encuentran ideas que giran en torno al conjunto de conocimientos y técnicas (científicas) aplicadas a la creación de soluciones para los problemas que afectan la vida de la humanidad.

Si bien es cierto, esta definición es consecuente con la actividad cotidiana de la “ingeniería”, su rol dentro de la sociedad del siglo XXI, como motor de responsabilidad para resolver problemas de escala mundial en la actualidad, es el mayor de toda la historia.

Para poner en contexto el papel que debe jugar la “ingeniería”, se pueden mencionar algunas de las más grandes necesidades insatisfechas de la humanidad.

Resolver el problema del hambre. Este es uno de los mayores dramas humanos. Se cuentan más de mil millones de personas que padecen hambre. La paradoja es que se estima que existe una alta capacidad para producir alimentos, incluso para satisfacer las necesidades del doble de la población mundial. Aunque la distribución de los alimentos no es precisamente un tema de ingeniería, la responsabilidad de utilizar la tecnología en las regiones del mundo más necesitadas y así contribuir con la reducción del hambre sí lo es.

Atender la carencia de agua potable. Se calcula que existen más de 900 millones de personas que no cuentan con agua potable.

Todas ellas se encuentran expuestas a enfermedades por consumo de agua contaminada. Estas personas invierten una alta proporción de sus escasas energías en desplazarse hasta los lugares en donde pueden conseguir agua sin tratar. Mediante la aplicación de diversas disciplinas científicas y tecnológicas (otra vez la “ingeniería”), es posible ayudar a resolver esta situación.

Mejorar la disponibilidad de instalaciones sanitarias.

Este es otro de los problemas urgentes de resolver en la agenda humanitaria. Son casi un tercio de los habitantes del mundo quienes carecen de instalaciones sanitarias adecuadas para disponer de sus residuos.

Esto es el germen de otros problemas de salud, como la diarrea infantil, que acaba con la vida de millones de niños anualmente en el mundo.

La electricidad. Esta forma de la energía es un insumo importante en la mejora de la calidad de vida de la humanidad, pero su producción y distribución provoca impactos irreversibles en el ambiente.

Su utilización en regiones con ecosistemas frágiles ha provocado cambios drásticos en el paisaje, pero lo más importante es el aporte al

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calentamiento global a partir del uso de combustibles. El reto es entender el manejo de fuentes renovables y poner la tecnología a un nivel asequible para toda la población del mundo, aprovechando la riqueza natural para producir electricidad de calidad y con mejor disponibilidad.

El cambio climático. Se está llegando a un “punto de no retorno”, en el que la irreversibilidad de los efectos provocados conduce a una serie de tragedias humanas. Para el 2012 se calculó que se produjeron 65 millones de exiliados climáticos y más de 300 millones de personas murieron en catástrofes ambientales. Este tema está muy ligado al anterior. Pero la “ingeniería” está en capacidad de disminuir y mitigar los efectos que su mismo desarrollo provocó desde la revolución industrial, revirtiendo los daños ocasionados.

Por otra parte, desde la perspectiva empresarial, el Pacto Global suscribe una serie de compromisos, de exigencia creciente, en los que la “ingeniería” tiene un papel protagónico en el enfoque preventivo, la responsabilidad ambiental y en el desarrollo de tecnologías.

En su agenda actual, la ingeniería debe salirse de los métodos tradicionales y buscar nuevos esquemas para resolver estos grandes desafíos.

Se puede lograr; la muestra es que a partir de los avances gigantescos en nanotecnología, biotecnología, microelectrónica, computación, informática y robótica, entre otras disciplinas, se ha mejorado la calidad de vida de los 7 000 millones de personas que hoy habitan el planeta.

La ingeniería con responsabilidad social debe entenderse como la forma de aplicar el conjunto de conocimientos y técnicas para resolver los problemas que afectan a la humanidad, pero con un compromiso en que la responsabilidad sobre las consecuencias siempre esté en el centro del escenario, no como un ejercicio abstracto sino con soluciones concretas que permitan retomar el control.

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Gestión de la confiabilidad y logística del mantenimiento en las industrias eléctricas (Segunda parte y final)

Ing. Boris Muñoz Arce TDE S.A.- Bolivia boris.muñoz@cobee.comw

3.2 Análisis de criticidad Con base en el análisis sistémico, TDE efectuó el análisis de criticidad de sus equipos, con el objetivo de: • Facilitar la toma de decisiones • Seleccionar los activos que reporten un mayor beneficio a la aplicación del RCM • Aplicación directa en el “Análisis de los modos de fallo, efectos y criticidad” • Priorizar planes y programas de mantenimiento • Diseñar una efectiva estrategia de mejora de la confiabilidad operacional en un sistema complejo • Establecer prioridades en la asignación de recursos • Determinar el impacto de los activos en el negocio que permita diseñar alguna línea de su plan estratégico de creación de valor Este análisis permitió establecer una fórmula matemática para el cálculo de la criticidad en sistemas de transporte de electricidad, a fin de obtener una clasificación de los diferentes subsistemas. La fórmula mencionada considera los costos por incumplimiento de calidad, costos por infracciones y sanciones, costos de reparación, factor por costos intangibles, factor por impacto al medio ambiente.

Para este trabajo se recopilaron datos internacionales sobre fallos en poco más de 115 000 transformadores y más de 5 000 líneas, por un período de más de 10 años de operación; además, se utilizaron programas informáticos como Statgraphics y DIGSILENT para cálculos estadísticos, de sobretensiones y de sobrecargas en componentes de las instalaciones de TDE. Para la aplicación del RCM, TDE invirtió recursos económicos suficientes para la formación básica y el adiestramiento propiamente dicho, donde se desarrollaron las habilidades del trabajo en grupo orientadas a la aplicación del RCM. La madurez en la formación culminó con una evaluación, que permitió la certificación de una docena de “facilitadores de RCM”.

3.3 Implementación piloto del RCM El Plan piloto de implementación del mantenimiento basado en la confiabilidad en la red de transporte, se inició con el análisis de criticidad de la Red, habiendo seleccionado dos activos críticos: un autotransformador y la línea más importante del Sistema Troncal Interconectado Boliviano.

Para cada uno de estos activos se realizó inicialmente un análisis exhaustivo del entorno operacional, para luego determinar sus funciones principales y secundarias y, para cada una de estas, sus fallos funcionales. Además, para

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cada modo de fallo se identificaron sus efectos. En una etapa posterior se evaluaron las consecuencias y se determinaron las tareas para cada modo de fallo, sus intervalos y el perfil del personal asignado para su ejecución. Finalmente para cada tarea se analizó la factibilidad técnica y la sostenibilidad.

4. Sistema de gestión de la confiabilidad Habiendo logrado la generalización del mantenimiento basado en confiabilidad, en todos sus equipos y líneas eléctricas consideradas críticas, TDE continuó aplicando los fundamentos de los sistemas de gestión de la confiabilidad, de acuerdo con normas internacionales para: a) Formalizar un sistema de gestión de la confiabilidad para conseguir los objetivos de confiabilidad del servicio básico de electricidad; b) Determinar las necesidades y expectativas de confiabilidad de los clientes y cómo satisfacerlas; c) Apoyar el desarrollo de planes de confiabilidad; d) Medir y mejorar la efectividad del sistema de gestión de la confiabilidad; y e) Facilitar la comunicación sobre las actividades de confiabilidad.

Durante esta etapa, y debido a que a pesar de la implementación del RCM, algunas instalaciones particularmente nuevas presentaron fallas, TDE analizó nuevamente la situación del sistema y determinó verificar si se habían cumplido los pasos establecidos por las normas IEC 60300.

Habiendo analizado el alcance originalmente planteado, del trabajo de mejora de la confiabilidad, los especialistas de mantenimiento de TDE se dieron cuenta de que debía analizarse cada una de las etapas por las que habían atravesado y atravesarían los activos en servicio:

1. Concepto y definición 2. Diseño y desarrollo 3. Fabricación 4. Instalación 5. Operación y mantenimiento 6. Eliminación Esta separación por etapas permitió descubrir que la mayoría de las fallas, principalmente crónicas, se debían a las etapas de diseño, desarrollo y fabricación, en gran parte debido a que no se había recurrido a los mantenedores para considerar sus sugerencias durante los procesos a cargo de la ingeniería de los proyectos, situación que estaba provocando una relativamente elevada tasa de fallos en la etapa de “mortalidad Infantil”; esta disminuía poco a poco según se iban “asentando” las instalaciones.

5. Conclusiones del trabajo Los tiempos de mantenibilidad correctiva en líneas suelen ser elevados, haciendo falta para mejorar la disponibilidad de la red de transporte, mejorar su confiabilidad.

En TDE, un grupo de 12 personas representativas de diferentes áreas de la empresa utilizaron aproximadamente 2000 Hrs-Hombre de trabajo en equipo para aplicar la tecnología, como prueba piloto, en dos subsistemas críticos de la red de transporte. Posteriormente se generalizó al resto de las instalaciones críticas.

El proyecto piloto de implementación del RCM constituyó una experiencia trascendente y profunda porque se puso a prueba la capacidad técnica y humana de los participantes, porque modificó sus formas de

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pensar, sentir y actuar en relación con las instalaciones y su mantenimiento.

La confiabilidad es un aspecto tanto o más importante de mejorar, respecto a la mantenibilidad, cuando se pretende mejorar la confiabilidad de un sistema cuyos activos se encuentran “geográficamente” dispersos.

La TDE logró disponer información genérica y particular sobre indicadores del desempeño de equipos, además de obtener mayor costoeficacia del mantenimiento, debido a la atención en las tareas que tienen mayor efecto en la confiabilidad de las instalaciones.

La aplicación del RCM no solamente confirmó e incrementó las tareas que deben ser ejecutadas para asegurar la confiabilidad, mejorar la mantenibilidad y, por ende, la disponibilidad, sino que permitió disponer de una base de datos global y extensivamente documentada de los requerimientos de mantenimiento de todos los activos físicos significativos utilizados por TDE. Como resultado de la aplicación del RCM en el autotransformador, se ha identificado una función principal, tres funciones secundarias, 22 fallos funcionales y 134 modos de fallo. Para la línea, se ha identificado una función principal, seis funciones secundarias, 10 fallos funcionales y 32 modos de fallo. Para cada uno de estos 166 modos de fallo, se determinó la tarea proactiva o alternativa más adecuada, misma que fue validada luego de verificar su factibilidad técnica y sostenibilidad. Cuando no fue posible determinar una tarea proactiva (predictiva o preventiva), técnicamente factible además de sostenible, se estableció la tarea alternativa correspondiente.

El mantenimiento y la logística de mantenimiento tienen que considerarse durante todas las fases del ciclo de vida.

El factor más importante del mantenimiento es el diseño inicial, que determina la mantenibilidad de un elemento. Si una organización diseña un elemento y se usa como parte de un sistema mayor o en diferentes aplicaciones o ambientes, el diseño del sistema tiene que asegurar que no degrada la mantenibilidad inherente del elemento.

La confiabilidad que puede conseguirse durante la operación está enormemente influida por las decisiones tomadas durante las primeras fases del ciclo de vida.

Las decisiones tomadas durante la fase de concepción y definición, pueden aumentar o limitar la eficacia de la logística de mantenimiento en las fases posteriores del ciclo de vida.

Las necesidades específicas de mantenimiento y de logística de mantenimiento deben identificarse durante la fase de diseño y desarrollo.

Durante la fase de instalación deben seguirse las instrucciones y procedimientos proporcionados por el fabricante; además, durante esta fase debe realizarse la recepción con mucho rigor operativo, evitando que las presiones por poner rápidamente en servicio las instalaciones, ocasionen que las fallas que deberían ponerse en evidencia y eliminarse precisamente en esta etapa (mortalidad infantil), sean diferidas a la etapa de producción, con demostraciones de mantenibilidad y la prueba de la logística de mantenimiento. La prueba de prestaciones y otras pruebas pueden proporcionar referencias para la futura supervisión del estado y las tareas de mantenimiento.

La misión del mantenimiento, que significa de una u otra manera “Garantizar la disponibilidad de la función de los equipamientos e instalaciones de tal modo que permita atender a un proceso de producción o de servicio con confiabilidad, calidad, seguridad, preservación del medio ambiente y costo adecuado”, puede verse complicada en su cumplimiento cuando otras áreas, como operación e ingeniería, soslayan la importancia de la confiabilidad del proceso y la denominada inherente, respectivamente.

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Transformadores de potencia y su proceso de secado Ing. Mario Herrán García mherran28@gmail.com

Un transformador de potencia es aquel que maneja grandes magnitudes de volt-amperes (VA), los cuales se expresan en KVA o en MVA. Usualmente, se considera a un transformador como “de potencia”, cuando su capacidad es a partir de un valor de 500 KVA. Generalmente, estas máquinas están instaladas en subestaciones para la distribución de la energía eléctrica, efectuando la tarea intermediadora entre las centrales de generación y los usuarios domiciliarios o industriales; esta consiste en reducir los altos niveles de voltaje (transformadores reductores) a magnitudes inferiores, según lo establecido y permitido por el código eléctrico de cada país y según el sector al que la energía va dirigida.

Además, se da una aplicación similar en las grandes centrales de generación, donde los transformadores de potencia elevan los niveles de voltaje de la energía generada a magnitudes de voltaje superiores (transformadores elevadores), con el objeto de transportar la energía eléctrica en las líneas de transmisión.

De esta manera, puede afirmarse que el transformador es una de las máquinas más importantes que existen en la actualidad, sino es que es la más importante de todas.

EFACEC, en Portugal, y el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) a través de su Laboratorio de Investigación y Mantenimiento a Equipo de Alta Tensión (LIMAT), en Costa Rica, son ejemplos de empresas que cumplen con la gran función: en el caso de la primera, de diseñar y fabricar, según lo requerido por cada país o industria, tanto transformadores como diversos tipos de aparamenta; y en el segundo caso, de reparar y darle un mantenimiento adecuado a estas máquinas.

Todo, para velar por una buena distribución de la energía eléctrica y, por supuesto, por la seguridad de los equipos y las personas.

(A) Transformador Shell.

(B) Transformador Core.

Fuente: EFACEC.

(A) Configuración de transformador Shell.

(B) Configuración de transformador Core.

Fuente: EFACEC.

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Tipos de transformadores de potencia Existen dos tipos comunes de transformadores de potencia: Shell y Core. Aunque físicamente es difícil distinguirlos, los primeros presentan una cuba (tanque) con dimensiones de la base más grandes, porque el bobinado debe ser colocado una vez terminado el proceso de secado de la parte activa, para empezar a montar, chapa por chapa, el circuito magnético.

Otra gran diferencia es la configuración interna de estos transformadores; en los Shell el circuito magnético es instalado por fuera de las bobinas, rodeando cada una de ellas, mientras que en los Core, las bobinas van “montadas” sobre el circuito magnético.

En el caso de transformadores Shell, su capacidad de construcción puede llegar hasta los 1 500 MVA de potencia, mientras que los Core tienen una fabricación limitada hasta los 350 MVA, esto por las grandes dimensiones de estas máquinas después de este valor. A pequeñas potencias, un Shell presenta mayores dimensiones que un Core, pero al llegar a aproximadamente los 350 MVA, esta relación se invierte.

Otra forma de transformador Shell muy utilizada en la actualidad es la de fases disociadas, que consiste en un transformador trifásico formado por tres conjuntos monofásicos ligados por una tapa común. Es de gran utilidad para lugares en los que el límite de peso es un factor determinante en el transporte y tiene la facilidad de cambiar alguna de las fases en caso de falla, sin tener la necesidad de esperar largos lapsos a que esta máquina sea reparada.

En Costa Rica se trabaja por lo general con transformadores Core, ya que no son necesarias relaciones de transformación de potencia tan elevadas. Además, el tamaño de estos para una misma capacidad de potencia con respecto a Shell, los hace indicados para el transporte por las carreteras de nuestro país.

Transformador Shell de fases disociadas.

Fuente: EFACEC.

Parte activa de un transformador de potencia.

Fuente: EFACEC.

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Proceso de secado El proceso de secado es un método poco conocido. Es exclusivo en la eliminación de la humedad que se presenta en la parte activa de los transformadores, principalmente durante el proceso de construcción o reparación de una máquina de estas.

El agua de los transformadores puede proceder de cuatro fuentes: del envejecimiento de la celulosa y del aceite (oxidación); por juntas con fugas o reparaciones; por los respiraderos; y agua residual después del secado.

Esta presencia de humedad en los aislamientos de papel-aceite puede tener tres efectos peligrosos: reduce la resistencia eléctrica no disruptiva, acelera el envejecimiento de la celulosa (despolimerización) y provoca emisiones de burbujas de gas a alta temperatura.

Existen diversos métodos para realizar el secado de transformadores; entre los más utilizados se encuentran Vapour-Phase, Low Frequency Heating y Hot Oil Spray, todos procedimientos de fábrica.

El Vapour-Phase es el procedimiento en el cual se utiliza queroseno como fluido para el calentamiento en irrigación, conjuntamente con vacío. Es muy eficiente, porque la absorción de humedad es muy rápida, pero tiene algunos problemas de seguridad, ya que el queroseno mezclado con oxígeno, en determinadas condiciones, puede provocar una atmósfera explosiva, no siendo un método de fácil utilización en el campo.

El Low Frequency Heating es un avanzado proceso de secado del aislamiento de transformadores, basado en la introducción de una corriente controlada de baja frecuencia en los devanados de alta tensión del transformador, mientras los terminales de baja tensión se encuentran cortocircuitados, haciendo que aire caliente circule por medio del transformador por las conexiones flexibles. A baja frecuencia (0,4–2 Hz) y baja impedancia, se evitan problemas de alta tensión y el acoplamiento magnético asegura una corriente controlable en el devanado de baja tensión, que puede calentarse hasta las temperaturas típicas de secado (110 ºC), de modo análogo a una instalación de secado de Vapour-Phase.

El Hot Oil Spray consiste en un proceso de calentamiento de la parte activa, a través de ciclos sucesivos de spray de aceite caliente, aproximadamente a 110 ºC, bajo vacío. Es un sistema muy fácil de transportar hacia el local de trabajo. Permite una extracción de la humedad de los aislantes de forma rápida y continua, en una atmósfera exenta de oxígeno, con la posibilidad de operar a temperaturas elevadas, sin envejecimiento de los aislantes. Presenta como único inconveniente, que la duración del proceso de secado depende, grandemente, de la posición de los pulverizadores (spray) dentro de la cuba del transformador. En transformadores muy pequeños, es sumamente difícil lograr un posicionamiento correcto de los aspersores y por lo general, se presentan ciertos inconvenientes con el vacío, el cual absorbe, también, aceite y no permite que se dé una irrigación correcta en las bobinas.

En Costa Rica y en todo Centroamérica, el único proceso de secado existente se encuentra en LIMAT; consiste en una excelente adaptación del Hot Oil Spray observado en distintas visitas a fábricas de transformadores, como EFACEC. Hay que rescatar que este lugar cuenta con muy buenas instalaciones y personal sumamente calificado para realizar las labores de reparación y mantenimiento necesarias para el correcto funcionamiento de estas máquinas.

Sin embargo, tomando en cuenta el inconveniente antes mencionado para este método y que en nuestro país, como se mencionó, se trabaja con transformadores de dimensiones relativamente pequeñas, debe considerarse renovar este sistema y mudar, preferiblemente, hacia alguno de los otros métodos de secado existentes, con el fin de reducir tiempo invertido, así como algunos de los costos que involucra un proceso tan delicado y complejo como este.

Diagrama de proceso de secado Hot Oil Spray.

Fuente: EFACEC.

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Entrevista

Una travesía sin paradas Ing. Marvin Segura llegó a la cima de la ingeniería desde muy abajo Luis Castrillo Marín Para Revista Mantenimiento

Nada más tenía 14 años, cuando apenas era un chiquillo con poco tiempo de haber salido de las aulas de la Escuela Julia Fernández Rodríguez, cuando Marvin Segura Trejos había iniciado la primera estación de un viaje que ya suma tres décadas por el mundo de las máquinas.

La llegada a ese universo de cables, calderas, instrumentos de medición y todo tipo de artilugios se produjo luego de un par de años previo como un niño trabajador en el mundo agrícola donde probó tareas diseñadas para “grandes” como cogedor de café o cargador de cajas de tomate.

El primero de esos contactos en la industria lo llevó a esa temprana edad hasta Pieles Costarricense S.A., una empresa entonces líder en el negocio de curtido de cueros que llegó a procesar un millón de pies de ese material.

“Fue por 1986 cuando llegué ahí como ayudante de un operario de una maquina lijadora de pieles, era un vacilón porque claro uno de chiquillo quería aprender más y cuando no estaba el que manejaba la máquina yo empezaba a “travesiar” siempre con ganas de aprender”, recordó Segura, quien en la actualidad labora como director de la carrera de Ingeniería en Electromecánica en el nivel de diplomado en la Sede de Alajuela de la Universidad Técnica Nacional (UTN).

El paso de ocho años por Pieles Costarricense S.A. le sirvió para ascender de ayudante a operario y posteriormente a mecánico, aún cuando apenas era un adolescente ávido de conocimiento que buscaba un rumbo profesional que lo llevaría a ser uno de los creador de esa carrera de la UTN que ahora tiene 289 estudiantes.

“Durante mi paso por Pieles Costarricense S.A. aprendí a hacer de todo: fui engrasador, ayudante de mecánico, mecánico sin título… en fin una serie de oficios que me permitieron terminar de enamorarme de esta profesión. Mientras desarrollaba esas tareas siempre tuve la inquietud del estudio, era algo que estaba en mi mente de manera constante”.

El siguiente paso en esa travesía lo cumplió en 1989, cuando ingresó en el Colegio Nocturno Miguel Obregón para convertirse, como muchos otros esforzados jóvenes, en un estudiante con doble responsabilidad: rendir en el estudio y cumplir a cabalidad en el mundo laboral, donde los fines de semana desaparecieron.

“La llegada a la secundaria en principio no me fue muy bien porque tenía ya seis años de haber salido de la escuela y había olvidado muchas cosas, me agarré de una prima para ayudarme a estudiar y poco a poco fui mejorando hasta llegar a ser en octavo año el segundo mejor promedio de todo el colegio, a pesar de que era muy pesado levantarse a las 5 a.m. para ir a la empresa y luego en las noches al colegio”.

Llegada al campus En 1994 llegó el momento de subir un escalón más, esta vez a las grandes ligas de la ingeniería, cuando ingresó en el Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) donde una excelente nota de admisión le aseguró el ingreso directo en la Escuela de Ingeniería en Mantenimiento Industrial.

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Sin embargo, antes de fajarse de lleno con los cursos en el Alma Mater tuvo que laborar aproximadamente un año en La Bilbaina, otra firma ubicada en Curridabat también dedicada al negocio del cuero para zapatos. Y en Seimo, empresa de montajes electromecánicos.

“Luego entré a la carrera, pero siempre combinando algunos cursos con labores en la empresa privada como en una firma de dibujo técnico e incluso me dieron la oportunidad en la parte de informática del mismo Tecnológico, como asistente de los laboratorios de cómputo de la carrera, siento que eso me ayudó mucho a concebir la ingeniería como un campo donde uno tiene que resolver problemas muy prácticos con una gran variedad de herramientas técnicas que nos enseñan en el aula; es un mundo donde uno debe combinar muy bien ambas facetas”.

En los tres últimos años en las aulas del TEC llegó a echarse sobre los hombros la responsabilidad de cargas académicas de hasta 11 cursos, en un desafío que supo cumplir con creces no sin algunas consecuencias físicas como bajar de peso a 63 kilogramos y con una estatura de 1,8 metros; como él mismo dice, “era solo piel y huesos”.

“La verdad ahora que veo hacia atrás puedo decir que cumplí mis expectativas en Cartago; cuando llegué allá tenía mucho bagaje, aunque sin un título en el mundo del mantenimiento, pero en el Instituto puedo decir que terminé de formarme gracias a un grupo docente de primer nivel. Uno siente gran orgullo de haber salido de esas aulas.

Tras graduarse en 1999 laboró durante tres años como Jefe de Mantenimiento en Zorionac, donde tuvo a cargo a 20 personas en áreas como la capacitación y desarrollo de planes preventivos, entre otras funciones; luego como contratista en Firestone otros tres años en el proceso de expansión de la empresa y en Coopemontecillos R. L. cinco meses como gerente1 de10/04/13 mantenimiento, además de tres años en el Revista.pdf 13:53 Instituto Nacional de Aprendizaje como instructor del Núcleo Eléctrico.

En el mundo de la academia desde hace 14 años, trabaja en la UTN –antes Colegio Universitario de Alajuela- donde se convirtió en uno de los pioneros y fundadores del Diplomado y el Bachillerato en Ingeniería Electromecánica que a partir del 2016 abrirá la licenciatura.

Además, en la actualidad cursa el trayecto final en la Maestría de la Administración de la Ingeniería Electromecánica con énfasis en Administración del Mantenimiento, aunque en el pasado también había obtenido otro posgrado en Administración de la Ingeniería Electromecánica con énfasis en Administración de la Energía con Mención de Honor, ambos de la Escuela de Electromecánica del TEC.

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Congreso Internacional de Ingeniería en Mantenimiento EL XI Congreso Internacional de Ingeniería en Mantenimiento que se realizará el próximo mes de junio, será un foro excepcional para conocer y debatir las mejores prácticas y las últimas tendencias en el camino de conseguir un mantenimiento de clase mundial.

En muchos sectores productivos el costo operativo del mantenimiento se ha convertido en uno de los rubros de mayor importancia: conseguir largos períodos de funcionamiento eficiente de las instalaciones y equipos es el reto que garantiza una rentabilidad que justifica las importantes inversiones en equipos productivos (transporte, logística, infraestructura, bienes y servicios, etc.)

Ventajas Responsables de empresas pioneras, estudiosos de universidades, expertos en distintas materias y consultores de éxito estarán presentes en este Congreso transmitiendo su experiencia y conocimiento a los asistentes; ellos tendrán acceso a: • Los más recientes avances en técnicas de gestión, mejora de la productividad y optimización de costos • La mejor oportunidad para actualizarse y saber cómo implementar adecuadamente las estrategias de gestión de activos • Identificar y aprender las mejores prácticas de quienes ya han logrado beneficios en la gestión de activos • Identificar las tendencias de las empresas de clase mundial • Compartir experiencias con otros colegas • Aprender de los especialistas y gurúes • Conocer nuevos productos y servicios • Lograr nuevas relaciones profesionales y personales Beneficios Entender los conceptos básicos relacionados con el proceso de optimización del ciclo de gestión de activos en las áreas de mantenimiento y confiabilidad.

Orientar el proceso de toma de decisiones hacia la evaluación y solución de fallas, reconociendo cuáles tienen mayores riesgos potenciales para el proceso, estableciendo planes de acción a corto, mediano y largo plazo que agregue el máximo valor a los activos de la organización.

Establecer planes estratégicos de control de costos en mantenimiento y confiabilidad y crear estructuras de clasificación de los costos del

negocio basados en la realidad operativa de los activos, identificando las áreas de atención para facilitar la toma de decisiones y maximizar la rentabilidad de las inversiones.

Utilizar técnicas en ingeniería de confiabilidad y mantenimiento para el diseño de planes óptimos de mantenimiento y operaciones a través de una mejor relación costo-riesgo-efectividad, expandiendo los índices de seguridad y ambiente, así como el rendimiento operacional de los activos, estableciendo tareas de mantenimiento y operaciones orientadas a mitigar las consecuencias de las fallas y a maximizar la rentabilidad de los activos de producción.

Resaltar y mejorar el rendimiento y valor que la excelencia en mantenimiento aporta a la empresa y a la sociedad.

Temas El Congreso se ajustará a conferencias magistrales y técnicas y a un foro analítico en las que se transmitirán conocimientos, ideas, tecnologías, evolución y estado del arte del mantenimiento y su repercusión e incidencia en: • • • • • • •

Explotación y mantenimiento de instalaciones Eficiencia y estrategia de gestión Organización del mantenimiento hacia la competitividad Sistemas avanzados en la mejora del mantenimiento Productividad en mantenimiento.

Gestión de activos Mantenimiento industrial

Conferencias o Aplicación de la metodología repuestos alineado con el riesgo y la confiabilidad. (RARC) o Cómo implementar un sistema de indicadores de mantenimiento o El mantenimiento desde la concepción misma del sistema o El primer satélite de Centroamérica. Oportunidades para el desarrollo aeroespacial de Costa Rica a través de estrategias coordinadas con la triple hélice o Estrategias de inversión en la selección y conservación de la flota vehicular: factores a considerar o Estrategias para aplicar métodos estadísticos según factores de carga, que minimizan fallas funcionales en motores de equipo pesado móvil

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o Experiencia de éxito en la gestión del mantenimiento autónomo de micro-centrales hidroeléctricas o GAS LP: Ventajas económicas y ambientales en la gestión de mantenimiento o Implementación de un reactor de plasma de descarga de barrera dieléctrica (DBD) para el tratamiento de agua o Implementación efectiva de TPM en el área de cassettes o Indicadores de mantenimiento - Análisis de 16 encuestas desde 1985 al 2013 o La contratación basada en el desempeño: La nueva forma de hacer negocios en el mantenimiento o La gestión estratégica-financiera del mantenimiento o Plan estratégico para evolucionar hacia una gestión de activos y mantenimiento de clase mundial. o Programa de mantenimiento integral: Proyecto Hidroeléctrico Reventazón o Protección pasiva contra el fuego – Sistema intumescente o Simulación y diseño de un reactor para gasificación por plasma o Tecnología PLC: Internet a través de líneas eléctricas o de potencia o Ventajas del sistema de bajo volumen de refrigerante (LVS) con respecto a los demás sistemas de refrigeración aplicado hasta hoy Foro Visión gerencial de la ingeniería en mantenimiento: una estrategia de negociación exitosa.

2,35

12,5

Paralelo al Congreso se lleva a cabo la EXPO-MANTENIMIENTO,

C=100 evento M=0 en Y=100 el queK=0 participan empresas especializadas en el ramo.

C=0 M=85 K=0 Los Y=95 patrocinadores que desde ya nos acompañan en este evento,

su género C=100 único M=98enY=18 K=17en el país, son: MODIFICACIONES:

Adicionalmente este año hemos innovado y tendremos además una expo virtual por lo que los invitamos a visitar nuestra página web: acimacongreso.com No deje pasar la oportunidad de formar parte del grupo de profesionales que estarán presentes en el XI Congreso Internacional de Ingeniería en Mantenimiento – Costa Rica 2014.

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Microrredes en la futura red eléctrica Ing. Oscar Núñez Mata www.motortico.com onunezm@hotmail.com

Introducción El desarrollo social y económico en el mundo siempre ha estado acompañado por el paradigma actual del sistema eléctrico, caracterizado por tener grandes centrales de generación, largas líneas de transmisión operadas en alta tensión y las compañías distribuidoras locales que alimentan las cargas en sistemas radiales, localmente operados y unidireccionales. La vida moderna es imposible sin esta red eléctrica, desplegada en la mayor parte del mundo prácticamente con la misma configuración.

Sin embargo, esta red experimenta retos técnicos, sociales, ambientales y económicos que definirán su configuración futura. Para algunos autores, el futuro de la red eléctrica será lo que llaman una Super Red, mientras que otros siguen un nuevo paradigma que es el de la Red Distribuida. La visión de la Super Red implica el despliegue de nuevas tecnologías de generación y almacenamiento, que mejoren la calidad y la confiabilidad y reduzcan su impacto en el ambiente, aunque siempre basadas en grandes complejos e instalaciones. Los que visualizan la red como distribuida, se basan en el uso de recursos de generación distribuida, sirviendo localmente a las cargas, basados también en conceptos como el de la Red Inteligente (en inglés, Smart Grid).

Hoy en día existen esfuerzos por explorar el potencial de las Microrredes que procuren sistemas eléctricos menos vulnerables a interrupciones, que contribuyan a integrar fuentes renovables. Esto requiere de una red más descentralizada, lo que implica grandes inversiones en tecnología y entrenamiento, así como el desarrollo de políticas y estándares.

Figura 1 Arquitectura típica de una microrred.

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Concepto de microrred Si bien el concepto de microrred continúa en discusión en los círculos técnicos, esta puede definirse como una agregación de elementos eléctricos en baja tensión, formados por la generación, el almacenamiento y las cargas (usuarios), los cuales se encuentran agrupados en una cierta área geográfica acotada. Los generadores pueden ser de diversa naturaleza; entre ellos están: micro turbinas, motores reciprocantes, como el caso de grupos electrógenos basados en diesel o gas, o fuentes renovables, como aerogeneradores y plantas fotovoltaicas.

La arquitectura básica se muestra en la Figura 1; consiste en una configuración de conexión tipo radial, donde cada alimentador sigue este mismo esquema e incluye las cargas y los elementos de almacenamiento y de generación (tradicional y renovable). El almacenamiento ayuda a mantener el equilibrio entre oferta y demanda de potencia, dado la variabilidad de las fuentes de energía renovables que cambian su capacidad según la hora de día, el día de la semana y la estación del año.

En la arquitectura típica se reconocen los componentes críticos de las microrredes; estos son:

• Punto de acople: punto de conexión a la red eléctrica existente (PCC Point of Common Coupling).

• Controladores locales de los recursos distribuidos: con respuestas del orden de milisegundos, se encargan de controlar los recursos distribuidos gracias a información local.

• Optimizador del sistema: es provisto por el sistema de manejo de energía (EMS por sus siglas en inglés), que usa diversa información para operar.

• Protecciones: para responder ante condiciones de falla de la red eléctrica o de la microrred.

• Interfaces: para hacer el cambio de corriente directa a corriente alterna, basadas en electrónica de potencia.

Las micro-fuentes propuestas en la Figura 1 tienen un rango del orden de fracciones hasta 200-300kW, lo que se aleja del uso tradicional de medianas o grandes centrales de generación. Estas fuentes se colocan típicamente cerca de los sitios de consumo, en las propiedades de los consumidores o en áreas comunes.

Modos de operación Una microrred tiene la capacidad de operar interconectada a la red eléctrica principal, donde la necesidad adicional de potencia se suple desde esta y cuando tiene excedentes se pueden tranzar con la red. O bien, pueden operar en condición aislada, situación que se producen por: una causa obligada, como un desastre natural; por una necesidad, como en comunidades alejadas; o por elección, como en ciertas aplicaciones especiales (un ejemplo son los centros de datos informáticos). En este último modo, la microrred genera la potencia internamente, incluyendo las transferencias entre las unidades almacenadoras, de manera que se logre el balance oferta-demanda.

Comparadas con la red eléctrica tradicional las microrredes pueden traer muchos beneficios, los cuales dependen del punto de vista que se analice, a saber: • Según el sistema eléctrico: la principal ventaja es que se toma como una sola entidad controlada, la cual se combina con una interface a base de electrónica de potencia, lo que la hace una entidad autosuficiente, que incluye control, comunicaciones y protecciones autónomas.

• Según los usuarios: el mayor beneficio es aumentar los niveles de confiabilidad y seguridad.

• Desde el punto de vista ambiental: el aporte es reducir las emisiones contaminantes, debido a que facilitan la introducción de energía renovable.

Estado actual de las microrredes Distintos proyectos piloto en muchos países del mundo están explorando el potencial de las microrredes para promover su incorporación a la red eléctrica y hacer un sistema menos vulnerable a interrupciones, entre otros objetivos. Sin embargo, hoy en día las microrredes representan aún una pequeña porción de la totalidad de la red; por ejemplo, se estima que las microrredes en Estados Unidos de América (EE.UU.) tienen una capacidad instalada del orden de 1,1GW, y para el 2017 será de 4,7GW (www.smartgrid.ieee.org).

Evidencia anecdótica en otras partes del mundo, sugiere que las microrredes están jugando un papel importante haciendo que las redes eléctricas sean más robustas frente a las perturbaciones, aumentando su resiliencia. El caso más notable fue el sucedido durante el terremoto y posterior tsunami en Japón en 2011 en la región de Tohoku, donde la microrred de la Tohoku Fukushi University de 1MW operó por dos días en modo aislado luego del evento sísmico, mientras la región alrededor se quedó sin servicio eléctrico.

La microrred localizada se mantuvo operativa con alto nivel de desempeño supliendo a las cargas. Ver Figura 2.

Figura 2 Vista de la microrred de la Universidad Tohoku Fukushi University, Sendai, Japón.

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La gaviota agasajada (*) El secreto no solo está en dar, sino en saber qué hay que proporcionar. De otra manera podemos dañar la “gaviota”.

Retos futuros En la concepción original de los sistemas eléctricos no estaba prevista la incorporación de sistemas de generación a nivel de distribución, ni elementos de almacenamiento. Para solventar las dificultades técnicas que aparecen al incorporar estos componentes a la red existente, se requieren soluciones tecnológicas que minimicen los impactos negativos aumentando la confiabilidad y seguridad y aprovechar los beneficios que esto conlleva. De ahí la importancia de desarrollar estándares adecuados para unificar criterios y requisitos que sigan procedimientos para la ejecución, operación, seguridad y mantenimiento de la interconexión a la red eléctrica. Algunos de los retos futuros por desarrollar sobre microrredes son los siguientes: • Estabilidad: debido a que la carga es comparable a la capacidad de los generadores y a que los generadores tienen poca o ninguna energía almacenada (baja inercia).

• Generadores con respuesta dinámica lenta (no pueden seguir los cambios en la carga).

• El diseño, por ejemplo: en corriente continua o corriente alterna.

• Coordinación de protecciones, al ser bidireccional el sentido de la potencia.

• Operación interconectada a una red principal.

• Selección y control de las fuentes de potencia.

• Operación en forma aislada.

Conclusión Las microrredes se están convirtiendo en una alternativa para suministrar electricidad a los usuarios, con la particularidad de que facilita la integración de fuentes de energía renovables. Costa Rica debe analizar el uso de este esquema, dentro de las posibilidades futuras.

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Era un día claro y despejado. Una hermosa gaviota sobrevoló la capital de Lu y, finalmente, se decidió a bajar y posarse en uno de los distritos de la ciudad.

Fue de ello comunicado el gobernador de Lu, y no solo acudió a dar la bienvenida a la gaviota, sino que determinó preparar un festejo para ella.

Se dispuso un templo para la situación. Los mejores músicos comenzaron a tocar, pero aquella música atolondraba a la apacible gaviota.

Se quemaron sándalos e inciensos, pero aquellos aromas mareaban al ave. Se hicieron largos sacrificios que confundían a la visitante. Pero, además, se le hizo tomar viandas y licores, aún a su pesar, en el afán de agasajarla lo mejor posible. Todo ello a lo largo de varios días, hasta que el animalito murió de tristeza y desolación.

El gobernador había agasajado tal como él hubiera anhelado ser agasajado, en vez de ponerse en el lugar de la gaviota.

* Tomado de 101 cuentos clásicos de la China. Recopilación de Chang Shiru y Ramiro Calle. Arca de Sabiduría.