PROPUESTA DE MEJORA SUSTENTADO EN EL ANALISIS DE FALLA DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA DEL POZO JERSEY 2-2 UBICADO EN LAS INSTALACIONES DE FRUTORCA C.A

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE MECÁNICA

COMISIÓN DE TRABAJOS DE GRADO

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Proyecto de Trabajo de Grado:

PROPUESTA DE MEJORA SUSTENTADO EN EL ANALISIS DE FALLA DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL  SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA DEL POZO JERSEY 2-2 UBICADO EN LAS INSTALACIONES DE FRUTORCA C.A

Presentado por:

Cesar A. Velasco C.

Nombre del Estudiante                                               Firma[pic 2][pic 3]

Revisado y Aprobado por:

Puerto la Cruz, Enero de 2017.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

FRUTAS ORIENTALES (FRUTORCA C.A)  es una empresa privada que se encuentra ubicada  en la carretera de SAN TOMÉ, vía campo mata, cruce con mare mare,  en Anaco estado Anzoátegui, esta es una empresa agropecuaria  que posee una superficie  1750 hectáreas  destinadas en parte a la ganadería en el sector láctico (leche y queso) y de la carne, por otra parte está  dedicada a la plantación de árboles de frutas tropicales.

Esta empresa dispone de múltiples pozos utilizados con el propósito de utilizar el agua para el regado de los terrenos de plantación, actualmente, el pozo JERSEY 2-2 es utilizado para abastecer un sistema de riego                                         (PIVOTE CENTRAL FIJO)  que cubre el riego de un área aproximada de 40 hectáreas, para realizar esta función se utiliza  un sistema de bombeo que utiliza una Bomba vertical tipo turbina serie 10HH de 1750 rpm, la cuya  potencia es suministrada por una motor jaula de ardilla de eje hueco.

Actualmente el sistema de bombeo del pozo JERSEY 2-2 ha presentado inconvenientes en su funcionamiento general, caracterizado por fallas como sobrecalentamiento y amarre producido por descentralización del  Eje debido a desgaste o desalineación de cojinetes, derrames por debajo de la camisa debido a falla del sello, exceso de vibración en múltiples partes del sistema, falta de lubricación en los puntos críticos, impulsores de la bomba erosionados, sobrecargo en el funcionamiento del motor. Esto acarrea paradas recurrente del equipo, lo que ocasiona el paro forzoso del funcionamiento del sistema de riego y a su vez el incumplimiento de las metas estipuladas por la empresa

A su vez las reparaciones son ejecutadas de forma no sistemática, lo cual reduce el tiempo entre fallas y eleva los costos.

Por lo antes mencionado se plantea una propuesta de mejoras sustentado en el análisis de fallas de los equipos críticos del sistema de bombeo (motor jaula de ardilla acoplado a una bomba vertical tipo turbina serie 2HH)  de pozo de agua JERSEY 2-2. Para esto se realizara un diagnóstico de la situación actual de los equipos que integra el sistema de bombeo, se realizara un análisis de criticidad para jerarquizar su impacto y así facilitar la toma de decisiones, se identificaran los modos de fallas en los componentes de los equipos críticos y los efectos que este ocasiona, aunado a esto se realizará un análisis causa raíz a las fallas más comunes para  identificar el origen de las mismas, una vez  realizado todos estos análisis se podrá finalmente realizar las propuesta para la mejora de todo el sistema.

Este estudio conlleva a un mayor aprovechamiento del sistema, trayendo así mayor tiempo de funcionamiento y productividad, reducción del tiempo fuera de servicio del sistema, ahorros en los costos de mantenimiento y cumplimiento de las metas propuesta por la empresa.

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Proponer mejoras del sistema de bombeo de agua del pozo JERSEY 2-2 ubicado en las instalaciones de FRUTORCA C.A sustentadas en el análisis de falla de los equipos críticos actuales.

2.2. Objetivos Específicos

1. Diagnosticar la situación  actual en función del ámbito operacional de los equipos que conforma el sistema de bombeo del pozo JERSEY 2-2

2. Clasificar los elementos operativos del sistema de bombeo mediante un estudio de criticidad.

3. Definir el análisis de los modos de falla y el efecto del mismo en los equipos críticos del sistema de bombeo.

4.  Plantear un análisis Causa Raíz (ACR) a las fallas más comunes de los equipos críticos del sistema de bombeo.

5. Proponer mejoras a los equipos críticos que conforma el sistema de bombeo de del pozo JERSEY 2-2

3. MARCO TEÓRICO

3.1. Antecedentes

A continuación se presentan diferentes investigaciones, los cuales servirán como apoyo  documental para el desarrollo de este Trabajo de Grado, bien sea por su contenido o la metodología empleada:

• Cadena, V. (2011) [1] Realizo un análisis de falla de los sellos mecánicos de una bomba centrífuga, para esto se basó en la construcción de un diagrama Causa-efecto en donde listo una serie de causas probables de las diferentes fallas planteando numerosas hipótesis, luego procedió a realizar ensayos para validar dichas hipótesis y verificar la veracidad de los causas listada por el análisis Causa Raíz (ACR).

• Cabrera, J. (2010) [2]. Realizo un estudio y propuesta para fallos recurrentes en las bombas centrifugas horizontales de la planta de alquilación del centro de refinación PARAGUANA, estado Falcon, Venezuela. El sistema de bombeo de esta planta en los años 2005-2009 se vio afectada por paros forzosos debido a fallas en el sistema, acarreando perdidas económicas por el paro de la producción, en base a esto Cabrera, J realizo un análisis de falla liderado por un Análisis de Pareto donde determino que la falla más recurrente fue fuga de producto por el sello mecánico, determinado esto se realizó  un Análisis Causa raíz donde se determinó la posibles causas de la fuga del producto, realizado este estudio, se identificaron las oportunidades de mejora de la disponibilidad para el sistema de bombeo de la planta de alquilación  .

•  Homayden, (2008) [3].  Desarrollo un plan de mantenimiento para aumentar la vida útil de los equipos, disminuir los tiempos de parada, disminuir costos y aumentar la eficiencia del departamento de mantenimiento de la empresa Kimberly-Clark Venezuela. Para esto implementó la metodología del MCC (mantenimiento centrado en confiablidad) donde se jerarquizaron las áreas productivas de la planta mediante un análisis de criticidad cualitativo que permitió la escogencia del sistema de estudia. La principal herramienta del MCC es la matriz AMEFC (análisis de Modos, efectos de falla y criticidad) la cual permitió analizar y discriminar las fallas más críticas de los distintos equipos en estudio. A partir de la aplicación de la matriz AMEFC se planteó un conjunto de actividades, con ayuda de la lógica de decisión del MCC, la cuales conforman el plan de mantenimiento. Se plantearon 42 actividades de mantenimiento preventivo.

1. Bases teóricas

1. Bomba hidráulica.

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía con la que es accionada (generalmente energía mecánica) en energía del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión a otra de mayor presión. [1]

1. Clasificación de bombas.

1. Según el principio de funcionamiento.

• Bombas volumétricas: en las que su principio de funcionamiento está basado en la hidrostática, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada. En caso de poder variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. [2] A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en:

• Bombas de émbolo alternativo: en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial [2].
• Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas: en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica [2].

• Bombas rotodinámicas: en las que el principio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con álabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido es continuo [2]. Estas turbomáquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse en:

• Radiales o centrífugas: cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.
• Axiales: cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.
• Diagonales o helicocentrífugas: cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete

1. Según el tipo de accionamiento.

• Electrobombas: Genéricamente, son aquellas accionadas por un motor eléctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de combustión interna.

• Bombas neumáticas: son bombas de desplazamiento positivo en las que la energía de entrada es neumática, normalmente a partir de aire comprimido.
• Bombas de accionamiento hidráulico, como la bomba de ariete o la noria.
• Bombas manuales. Un tipo de bomba manual como la bomba de balancín.

1. Bomba Centrifuga  vertical tipo Turbina.

Es bomba para líquidos, con un motor o accionamiento localizado en la superficie, que le transmite el movimiento a través de un eje vertical, a la bomba que se encuentra sumergida en el mismo líquido bajo la superficie.

La bomba es de tipo centrífuga multi-etapa desarrollada originalmente para elevar agua desde un pozo profundo de diámetro pequeño [3].

1. Aplicaciones de las bombas vertical tipo turbina.

• Drenaje pluvial.
• Drenaje sanitario
• Contra incendio
• Torres de enfriamiento
• Tratamientos de fluido
• Irrigación.

1. Partes de una bomba vertical tipo turbina.

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1. Falla.

Se dice que un componente o equipo ha fallado cuando llega a ser completamente inoperante, puede todavía operar, pero no puede realizar satisfactoriamente la función para la que fue diseñado o por serios daños es inseguro su uso, es decir, no puede o ha perdido la capacidad para cumplir su objetivo a satisfacción, ya sea en cantidad, calidad u oportunidad [4].

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